En la agricultura tecnificada, la fertilización o abonamiento constituye, como bien
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FERTILIZACIÓN DE CULTIVOS EN CLIMA FRÍO Editor: Ricardo Guerrero Riascos
Fertilización de cultivos en clima frío Editor: Ricardo Guerrero Riascos Ingeniero Agrónomo, M. Sc. Profesional Consejero, Monómeros Colombo Venezolanos, S.A. (E.M.A.), Profesor Asociado, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Colombia.
© Monómeros Colombo Venezolanos S.A. (E.M.A.) Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, sin permiso de Monómeros Colombo Venezolanos, S.A. (E.M.A.) Segunda edición, 1998 ISBN: 958-96408-0-X Monómeros Colombo Venezolanos S.A. (E.M.A.) Oficina principal y planta: Vía 40, Las Flores Barranquilla, Colombia, S.A. Oficina Santafé de Bogotá: Avenida 13 Nº 100-34 Piso 4º Santafé de Bogotá, Colombia, S.A. Ilustraciones: Guillermo E. Arriaga Maya Diseño y armada electrónica: Eduardo Arias Trujillo Libia Patricia Pardo M. Impresión: Sáenz y Cía. Ltda. Santafé de Bogotá. Colombia, 1998
I Introducción
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INTRODUCCIÓN
En la agricultura tecnificada, la fertilización o abonamiento constituye, como bien se sabe, un factor vital del manejo encaminado a obtener una adecuada nutrición de los cultivos, como fundamento para alcanzar la máxima producción de alimentos fibras, aceites, estimulantes y flores, por unidad de superficie. Sin embargo, al terminar el siglo XX, el alcance que se busca con el abonamiento sobrepasa largamente la simple adquisición de altos rendimientos. Una adecuada calidad de la cosecha constituye hoy, con importancia creciente en el futuro próximo, la exigencia relevante del mercado agrícola, cuyo mayor o menor cumplimiento conlleva el requisito para su aceptación y precio en el mercado. Lo anterior, no solamente supone obtener productos alimenticios (granos, tubérculos, raíces, hojas, tallos y frutas) con elevado valor alimenticio, fibras largas y firmes, y aceites de óptima calificación, sino también con un mínimo de rechazo y una máxima duración en poscosecha. Una adecuada nutrición de los cultivos también está asociada con la prevención de plagas y patógenos, temática ésta que es motivo de interés creciente en el ámbito internacional de las ciencias agrícolas, pero que en nuestro medio se nota aún lejos de ser considerada en los programas de investigación y, mucho menos, como un objetivo relevante en la práctica del abonamiento. La llamada “agricultura sostenible”, de otra parte, como criterio de “época”, mirando hacia el futuro de la tierra y del hombre, no puede escapar, y sí seguro depender, del mantenimiento del suelo como recurso clave y, en él, de su fertilidad, para lo cual, sin duda alguna, el abonamiento mineral y orgánico, debidamente manejado, resultará vital e intransferible. Al terminar lo que alguien llamó “el siglo de las luces”, la eficacia del abonamiento, en nuestra agricultura, sigue siendo oscura. Se pierde una gran proporción (70% de N, 90% de P, 40% de K) de los nutrimentos que se aplican en la fertilización edáfica, asunto que constituye un problema agronómico y económico de mucha gravedad que no ha sido resuelto y, más aún, ni siquiera aliviado significativamente. En el próximo siglo, que lo vemos llegar, el esfuerzo de la investigación, la técnica y la práctica del abonamiento, debe seguir encaminada a la búsqueda y obtención de una
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mayor eficacia y, por tanto, de una mejor resultante, tanto en producción como en economía. Para alcanzar este objetivo, se considera obligatorio tomar en cuenta factores adicionales distintos a la sola consideración de las pérdidas de nutrimentos en el suelo (lixiviación, volatilización, fijación, etc.), tales como aquellos de la planta (sistema radical, habilidad en la asimilación), la física del suelo (porosidad, aireación, almacenamiento del agua, drenaje), la labranza, el control de la erosión, la tecnología del abonamiento y la fertilización estratégica. La segunda edición de esta obra se entrega como material de consulta actualizado, pero con la mente aspirando a un futuro mejor.
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II Papa • Nariño • Antioquia • Cundinamarca y Boyacá
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FERTILIZACIÓN DEL CULTIVO DE LA PAPA EN EL DEPARTAMENTO DE NARIÑO Bernardo García R. * Carlos Pantoja L.*
1. INTRODUCCIÓN El departamento de Nariño es eminentemente agrícola, se estima que el 25% del PIB está representado por este sector, tiene una extensión de 33.268 km2 de los cuales el 48% corresponde a la zona andina; de ésta, el 38% del área corresponde al piso térmico frío que tiene la mayor explotación agropecuaria, dentro de una estructura predominantemente de minifundio. En esta zona, la papa es el principal cultivo, se estima que se siembran entre 25.000 y 30.000 ha y genera anualmente alrededor de tres millones de jornales, con un valor de producción aproximado de cien mil millones de pesos. Entre el 15 y el 20 por ciento del costo de producción corresponden a la fertilización. El alto costo de la fertilización, la incidencia en la producción y la variabilidad de las respuestas, en las diferentes zonas productivas, son factores que indican la necesidad de una permanente actualización de las recomendaciones, de acuerdo con los factores clima, suelos, variedades y manejo, entre otros. La información respecto a la fertilización con N-P-K es extensa y, posiblemente, para las condiciones de Nariño, las recomendaciones actuales estarían muy aproximadas, para obtener el potencial de producción del cultivo, lo mismo que los óptimos económicos. Se pretende en este artículo presentar los resultados más sobresalientes de la investigación realizada tanto en centros experimentales como en fincas de productores respecto a la * I.A. M. Sc. Instituto Colombiano Agropecuario, ICA, Pasto.
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fertilización NPK, que es muy amplia. Además, se incluyen los resultados preliminares de investigación con elementos secundarios y menores, con materia orgánica, y también la respuesta a la fertilización con rocas fosfóricas. Al igual que en otros cultivos, pero con mayor énfasis en el cultivo de la papa, las recomendaciones de fertilizantes están estrechamente relacionadas con factores externos e inestables, como la variación de precios del producto en el mercado o, impredecibles, como heladas y sequía. Por tanto, es necesario adecuar las recomendaciones, de acuerdo a las condiciones de riesgos. 2. FERTILIDAD GENERAL DE LOS SUELOS CULTIVADOS CON PAPA EN EL DEPARTAMENTO DE NARIÑO Los suelos de clima frío de Nariño tienen texturas medias, con predominio de las francas sobre las franco-arcillosas. En general, los suelos tienen altas proporciones de limos y arenas. En Nariño, la estabilidad estructural de los suelos está muy asociada con los contenidos de arenas y de alófana. La mayoría de los suelos son no plásticos o ligeramente plásticos. Porosidad y permeabilidad altas. La retención de humedad, de baja a media, está muy influenciada por el contenido de materia orgánica. Los andisoles de Nariño tienen un alto poder de fijación de fósforo, moderados contenidos de aluminio intercambiable y de compuestos libres. En un estudio sobre fertilidad de los suelos cultivados con papa en Nariño, se procesaron 370 análisis de suelos y se agruparon en los niveles bajo, medio y alto de acuerdo con los siguientes valores: pH: M.O. P (Bray II): Ca: Mg: Relación Ca/Mg:
Menor de 5,5; de 5,5 a 6,5 y mayor de 6,5 Menor de 5 por ciento; de 5 a 10 y mayor de 10% Menor de 20 ppm; de 20 a 40 y mayor de 40 ppm Menor de 3 me; de 3 a 6 y mayor de 6 me/100 g de suelo Menor de 1,5 me; de 1,5 a 2,5 y mayor de 2,5 me/100 g de suelo Menor de 1; de 1 a 3 y mayor de 3.
En la Figura 1 se observa que en los suelos predominan los bajos niveles de pH y de fósforo. Son dominantes los contenidos bajos de materia orgánica, como consecuencia del intenso laboreo a que están sometidos estos suelos. La Figura 2 muestra que el 60% de los suelos presentaron contenidos altos y medios de calcio, con altas frecuencias de los contenidos bajos de Mg (67%) y los valores altos de la relación Ca/Mg. Por tanto, predominan los valores altos de la relación (Ca+Mg)/K. Estos tres criterios indican que la mayor parte de los suelos paperos de Nariño son deficientes en Mg. Más adelante se mostrará la respuesta de la papa a la fertilización con este nutrimento. García (1990), al procesar los análisis de suelos realizados por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), en el departamento de Nariño, desde el año 1968 hasta 1988, en9
Bajo
Medio
Alto
70
% de muestras analizadas
60 50 40 30 20 10 0 pH
FIGURA 1.
M.O.
P
Distribuciones de frecuencia de los niveles de alguna característica química de los suelos cultivados con papa en el departamento de Nariño (García R., B. 1990).
80 Bajo
Medio
Alto
70
% de muestras analizadas
60 50 40 30 20 10 0 Ca
FIGURA 2.
Mg
Ca/Mg
Distribuciones de frecuencia de los niveles de Ca, Mg y relación Ca/Mg en los suelos cultivados con papa en el departamento de Nariño.
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contró drásticas disminuciones del pH y de los contenidos de M.O., Mg y Ca, conforme lo indicaron las funciones lineales y negativas en los tres primeros y función cuadrática negativa para el Ca. La pérdida de bases se debe al alto grado de labranza a que están sometidos estos suelos, al lavado y a la continua y selectiva extracción de los monocultivos, asi como a la baja fuerza de retención catiónica de los andisoles. Esta desbasificación ha traído como consecuencia la acidificación, con los problemas consiguientes en el comportamiento químico de los nutrimentos y la nutrición de las plantas. La pérdida continua de la materia orgánica implica el deterioro de las características químicas del suelo, la pérdida de nutrimentos y la degradación de las características físicas como la estructura, la aireación, densidad, porosidad y la capacidad de retención de humedad, la cual es crítica en estos suelos por la irregularidad del aporte de agua de las pricipitaciones pluviales. Además, la erosión intensa que presentan los resultados, en las zonas de pendiente, agravan la situación. 3. PRINCIPALES VARIEDADES DE PAPA CULTIVADAS EN NARIÑO La papa es originaria del altiplano de Perú y Bolivia, pero los conquistadores españoles la encontraron en los Andes colombianos, especialmente en el área que actualmente corresponde al departamento de Nariño. Mediante el cruzamiento de variedades nativas, con materiales mejorados de otros países, se han logrado genotipos mejorados que cubren aproximadamente el 80% del área sembrada en Colombia. Según Alvarado (1992), las variedades de papa más cultivadas en el departamento de Nariño son: “ICA Nariño”. Los agricultores la llaman Roja y Huila. Es una de las variedades que más se cultiva. Su mejor adaptación se encuentra entre los 2.500 y 3.200 msnm. Tiene un ciclo de vida de 4,5 a 5 meses, según la altitud. Bajo condiciones normales de lluvia tiene un rendimiento de 28 ton/ha. Tiene un período de reposo de aproximadamente 2,5 meses, es resistente al manipuleo y conserva su calidad durante un almacenamiento prolongado. Bajo condiciones de estrés por agua, los tubérculos se deforman, por tanto su calidad para procesamiento es inconsistente. Tiene una alta demanda en Nariño, Valle del Cauca, la zona cafetera y el norte del Ecuador. “Parda Pastusa”. Se adapta bien en alturas comprendidas entre 2.700 y 3.500 msnm. Requiere de una precipitación pluvial adecuada, suelos fértiles no muy trabajados y altas dosis de fertilizantes. Tiene un ciclo de vida de 6 a 7 meses, de acuerdo con la altitud. Es suceptible a gota y a virus del enrollamiento. Bajo condiciones favorables de cultivo, produce aproximadamente 30 ton/ha. Es de buena calidad culinaria y muy apetecida para consumo fresco, en casi todo el país. Tiene un período de reposo de tres meses. Resistente al manipuleo, conserva su calidad durante el almacenamiento prolongado. “ICA Morasurco”. Se adapta bien en altitudes conprendidas entre 2.300 y 3.200 msnm, tiene un ciclo de vida de 5 a 5,5 meses, según la altitud. El rendimiento promedio está alrededor de 25 ton/ha. De regular calidad y un contenido promedio de materia seca del 18%. Tiene un período de reposo de dos meses y su conservación durante el manipuleo 11
y almacenamiento prolongado es buena. Tiene demanda en climas cálidos de Nariño, Valle del Cauca y norte del Ecuador. “DIACOL Capiro” (R-12). Se adapta bien en altitudes comprendidas entre 2.500 y 3.200 msnm. Tiene un ciclo de vida entre cinco y seis meses, requiere de alta precipitación. Es altamente susceptible a gota y resistente a roya. Bajo condiciones adecuadas de precipitación, produce alrededor de 25 ton/ha. De buena calidad para frituras y uso en culinaria. Tiene un período de reposo de tres a cuatro meses. Resiste al verdeamiento y al almacenamiento prolongado. Se comercializa en Antioquia, Bogotá y Venezuela. En la industria se utiliza para producción de chips y papa a la francesa. “Chaucha amarilla”, “criolla” o “yema de huevo”. En el departamento de Nariño se cultiva en pequeñas extensiones, en alturas comprendidas entre 2.500 y 3.000 msnm, es muy precoz, tiene un ciclo de vida de 120 días. Los rendimientos oscilan entre 15 y 18 ton/ha. Es muy utilizada para espesar sopas y preparar platos típicos, cocinada o frita entera. No tiene período de reposo, su tiempo de conservación es de dos semanas e inicia la germinación. Tiene poca resistencia al manipuleo. “Chaucha Mambera”. Su mejor adaptación está restringida a las regiones húmedas y altas del extremo oriental de la cordillera de los Andes, a altitudes superiores a 2.700 msnm. Es muy precoz, con un ciclo de vida de 120 días. Produce en promedio de 15 a 20 ton/ha. Es de buena calidad, con un contenido de materia seca del 18%. Se utiliza principalmente en la preparación de sopas y tortillas. No tiene período de reposo. Su tiempo de conservación está limitado a unas dos semanas, al cabo del cual inicia su germinación. 4. RESPUESTA DE LA PAPA A LA FERTILIZACIÓN 4.1 Requerimientos nutricionales del cultivo de papa
La altas producciones por unidad de superficie de un cultivo de papa, implican igualmente altas extracciones de nutrimentos; estas cantidades dependen de varios factores, tales como las exigencias de la variedad, régimen de humedad, temperatura, producción y manejo del cultivo. Por esta razón, la literatura, al reportar datos de extracción de elementos, coincide en que son cantidades altas. En la Tabla 1, se indican los requerimientos nutricionales para diferentes niveles de productividad del cultivo de papa. Se observa claramente que entre más altas son las producciones mayor es la extracción nutricional, o sea que entre más alta sea la producción potencial o esperada, serán más altos los requerimientos de fertilización. En elementos menores, Alvarado y López (1976), para una producción de 40 ton/ha, indican una extracción de 40 g de Mn, 60 g de B, 40 g de Cu y 6 g de Mo, en términos de hectárea cultivada. En cuanto a las diferencias varietales, sobre requerimientos nutricionales en suelos de Nariño, se observa que la papa “Parda Pastusa” es más exigente en suelos y fertilización que la “ICA-Nariño” (Alvarado, 1991). 12
TABLA 1. Requerimientos nutricionales de la papa para diferentes niveles de productividad.* Producción obtenida (ton/ha) 20
40
50
Nutrimentos extraídos (kg/ha/cosecha) N
120
210
300
P2O5
40
70
100
K2O
250
430
600
Mg
20
40
60
S
10
20
25
* Tomado de Guerrero, R.R. (1982).
La extracción de fósforo es relativamente baja, pero debido a los procesos de fijación del suelo es necesario hacer altas aplicaciones de fertilizantes fosfatados y, si se consideran éstos más el fósforo disponible en el suelo, la eficiencia en la extracción por parte del cultivo es inferior al 10%. Bastidas, Urquiaga y Alvarez (1986), demostraron una eficiencia de utilización del fósforo de algo menos del 3%, a partir del superfosfato triple aplicado al suelo. De acuerdo con la Figura 3, la mayor demanda de nutrimentos del cultivo de papa se presenta a partir de los 50 días de emergencia de las plantas (Grandet y Lora, 1978), debido a una mayor intensidad de crecimiento y, con ella, una mayor producción de materia seca (Figura 4), un incremento de raíces y estolones (Tabla 2) y un incremento del área foliar y del índice de área foliar (Figura 5). Al igual que los demás nutrientes, la demanda del fósforo se incrementa a partir de los 30 días, como se dijo anteriormente; pero debido a procesos de fijación, se piensa que al fraccionar el fósforo se puede conseguir una mayor eficiencia; sin embargo, existe el limitante de la dificultad de colocar el fertilizante con el reabono en la zona radical (Guerrero, 1988). 4.2 Respuesta a nitrógeno, fósforo y potasio
Aunque el cultivo presenta respuesta a efectos simples en la fertilización con nitrógeno y fósforo, al aplicarlos simultáneamente los rendimientos son mayores, o sea que existe una interacción muy marcada entre estos elementos, lo cual ha sido probado en varias investigaciones. 13
800 700
K2O
Extracción de nutrientes kg/ha
600 500 400 N
250 200
Ca
150 100
Mg
50 P2O5
40 30 20 10 0 0
20
28
36
44
52
60
68
76
84
92
Días después de la germinación
FIGURA 3.
Extracción acumulativa de nutrimentos por el cultivo de la papa (ICA Puracé) en diferentes estados de crecimiento (Grandet y Lora, 1978).
Muñoz y Wieczorek (1977) en un estudio sobre fertilización en papa en 22 sitios experimentales en suelos de Nariño, con pH entre 4,8 y 6,7; M.O. entre 3,9 y 17,5%; P entre 8,5 y 60,2 ppm; y K entre 0,6 y 1,2 me/100 g de suelo, obtuvieron producciones crecientes con la aplicación de N hasta 200 kg/ha, en presencia de 300 kg de P2O5. Las respuestas no presentaron relación con el contenido de materia orgánica del suelo. La falta de correlación entre el contenido de materia orgánica del suelo y el nitrógeno asimilable para las plantas en los suelos Andepts de Nariño, puede tener su orígen en las bajas temperaturas, altos contenidos de alófana y deficiencia de algunos elementos que limitan la mineralización de la materia orgánica (Muñoz y Wieckzorek, 1977). Por tanto, esta característica no puede utilizarse como un criterio de disponibilidad de nitrógeno en suelos de clima frío. De acuerdo con el análisis foliar, el estado nutricional más equilibrado se ha logrado con las dosis de 100 a 150 kilos por hectárea de nitrógeno. La papa es un cultivo que presenta altas respuestas a la aplicación de fósforo, en presencia de dosis de nitrógeno entre 50 y 180 kg/ha. En Nariño, en suelos con contenidos inferiores a 30 ppm de P, determinado por Bray II, las mayores respuestas se han encontrado con la adición de 400 kg/ha de P2O5. En suelos con contenidos entre 30 y 60 ppm de P se obtuvieron aumentos significativos con aplicaciones en 100 y 200 kg/ha de P2O5. 14
18 17
Parda pastusa
16
ICA Nariño
15 14
Criolla
13
M.S.T. ton/ha
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105 112 119 126 133 140 147 154 161 168 175
Días después de la germinación
FIGURA 4.
Producción total de materia seca de tres variedades de papa (López y Alvarado, 1977).
8
Parda pastusa ICA Nariño
7
Criolla
I.A.F.
6
5
4
3
2
1
0 0
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Semanas después de la siembra
FIGURA 5.
Índice de área foliar IAF de tres variedades de papa a partir de la siembra (López y Alvarado, 1977).
15
En la Figura 6 se muestran las respuestas a la fertilización con fósforo en presencia de 100 kg/ha de nitrógeno, en suelos con diferentes contenidos de P, en Guaitarilla, con 6,5 ppm, Aldana 26,7, Túquerres 40,5 y Pupiales con 17. El fósforo se aplicó con 100 kg/ha de N y K2O.
TABLA 2. Crecimiento de raíces y estolones tomado con base en la producción de materia seca por planta, en tres variedades de papa.*
Días después de la siembra
Gramos/planta Parda Pastusa
ICA-Nariño
Criolla
35
3,68
2,56
1,30
42
2,86
1,36
0,80
49
6,20
4,18
2,14
56
6,10
4,94
2,28
63
80,40
4,16
2,82
70
12,24
8,80
6,68
77
18,80
14,42
5,50
84
17,96
12,80
8,12
91
15,44
14,44
9,72
98
22,02
17,80
9,56
105
15,46
9,32
5,48
122
17,60
11,60
7,16
* Alvarado, 1989
En Nariño, las respuestas a la fertilización con potasio no son muy consistentes, mientras que en unos suelos aumentó ligeramente, la producción en otros fué deprimente. Esta respuesta está relacionada con los contenidos medios a altos de potasio en estos suelos. Muñoz y Wieckzoreck concluyeron que la relación más adecuada de N, P2O5 y K2O, en los fertilizantes para papa, fue de 1:2:3. Sin embargo, en suelos ácidos de Santander, con un contenido de 0,6 me de K/100 g, se obtuvo respuestas positivas, cuando se agregó cal y se incrementaron las dosis de K2O hasta 300 kg/ha. 16
Guaitarilla
50
Rendimiento en ton/ha
Y = 22,8 + 0,373P - 0,001P2
40
30
Y = 24,89 + 0,120P - 0,001P2 Aldana
20 Túquerres
Y = 11,6 + 0,040P
Pupiales
10
Y = 6,44 + 0,062P
0 0
50
100
150
P (kg/ha)
FIGURA 6.
Respuesta de la papa ICA Nariño al fósforo (García, 1990).
4.3 Dosis de fertilizantes compuestos
Son varios los estudios que se han realizado sobre fertilización de papa en Nariño, mediante la utilización de fertilizantes compuestos 13-26-6 y 10-30-10, en dosis comprendidas entre 1.000 a 2.000 kg/ha. Dentro de este rango, el mayor o menor requrimiento de fertilizante depende del potencial productivo del suelo, desde el punto de vista económico, o sea que es necesario tener en cuenta el costo del fertilizante y el valor del producto en el mercado. Pantoja, Correa y colaboradores (1989) consideran que un buen indicativo del potencial de producción del suelo puede ser la profundidad de la capa arable y la capacidad de retención de humedad; de acuerdo con estos factores y con el riesgo agronómico y económico que implica la fertilización, las recomendaciones de un fertilizante completo rico en fósforo serían: mínima 750 a 1.000 kg/ha, media de 1.000 a 1.250 kg/ha y máxima de 1.250 a 1.500 kg/ha; la mayor fertilización corresponde a los suelos de mayor potencial. En suelos altamente productivos, sin problemas de deficiencia de agua, los agricultores que esten en capacidad económica de asumir riesgos por posibles descensos de los precios de la papa, pueden hacer aplicaciones superiores a 2.000 kg/ha de fertilizante compuesto alto en fósforo. Bajo estas condiciones y con prácticas adecuadas de cultivo, se han obtenido producciones hasta de 55 toneladas por hectárea de papa. Pantoja (1993) encontró 17
respuestas positivas y económicas con aplicaciones hasta tres toneladas por hectárea de fertilizante 13-26-6. De acuerdo con los análisis de suelos, las recomendaciones de fertilizantes, en el cultivo de papa del departamento de Nariño, se indican en la Tabla 3. TABLA 3. Recomendaciones de fertilizantes en el cultivo de papa, en el departamento de Nariño con base en análisis de suelos. Quinta aproximación (1992).* Dosis de N kg/ha
P aprovechable Bray II (ppm)
Dosis de P2O5 kg/ha
K cambiable me/100 g
Dosis de K2O kg/ha
100 a 150
< 20 20 - 40 > 40
300 - 400 200 - 300 100 - 200
< 0,30 0,30 - 0,60 > 0,60
75 - 100 50 - 75 25 - 50
* ICA, Sección Recusrsos Naturales (1992).
4.4 Fraccionamiento de la fertilización
Para buscar mayor eficiencia de los fertilizantes en el cultivo de papa, se han realizado varios estudios sobre épocas de aplicación, con variedades de diferente período vegetativo. Se ha encontrado que el fraccionamiento de los fertilizantes aumenta la producción en algunas variedades tardías como en la “toquerreña”, en la cual el mejor resultado se obtuvo con la aplicación de la mitad de la dosis de fertilizante en el momento de la siembra y la otra mitad 40 días; o 75% en la siembra y 25% a los 60 días. El fraccionamiento del abonamiento, en las variedades precoces como la “ICA-Nariño” y “criolla”, no incrementó las producciones. En las variedades tardías, “ICA-Guamuéz” y “Parda pastusa”, no se obtuvo diferencia estadística significativa entre las épocas de aplicación del fertilizante. En otros cuatro sitios experimentales, se encontró igualmente, la conveniencia de aplicar el 100% del fertilizante en el momento de la siembra. Las respuestas de las diferentes variedades a las épocas de aplicación, se deben, principalmente, a la diferencia de tiempo de la formación de los estolones y a la duración del período de vida. Las variedades precoces forman los estolones más rápidamente que las tardías. García y Obando (1994), en un estudio sobre dosis y fraccionamiento del fertilizante 1326-6, en varias veredas del municipio de Potosí, Nariño, encontraron una gran influencia del contenido de arenas y de la precipitación sobre la respuesta de la papa al fraccionamiento del abonamiento. En la vereda “Igüez”, en dos sitios localizados a 2.750 msnm, con baja precipitación y textura franco arenosa, se encontró que, con la aplicación de todo el fertilizante en el momento de la siembra, las producciones fueron estadísticamente superiores con respecto a cualquier nivel de fraccionamiento. En otros dos sitios, a 2.900 msnm en la vereda 18
Yamuesquer, con una mayor proporción de arenas en el suelo, y con una precipitación durante el cultivo de 350 mm, tampoco hubo diferencias entre los fraccionamientos y la aplicación de todo el fertilizante en la siembra. En la vereda Cuaspud, a 3.150 msnm, con una precipitación pluvial durante el ciclo de vida del cultivo de 790 mm, y con mayor proporción de arenas en el suelo, con relación a los dos sitios anteriores, se obtuvieron las mayores producciones con el fraccionamiento de fertilizante (Tablas 4 y 5).
TABLA 4. Dosis y épocas de aplicación de fertilizantes en papa bajo el sistema de siembra en melgas.* Dosis kg/ha
Fraccionamiento del fertilizante
Rendimiento ton/ha Sitio 2 Igüez 2
Sitio 3 Yamuesquer
Promedio ton/ha
N
P2O5
K2O
Siembra
Emergencia
Sitio 1 Igüez
65
130
30
Todo
-
24,8
15,5
25,3
21,9
65
130
30
1/3
2/3
18,3
14,3
24,3
19,0
65
130
30
1/2
1/2
19,3
13,5
24,3
19,0
130
260
60
Todo
-
30,2
18,0
32,2
26,8
130
260
60
1/3
2/3
24,3
15,5
37,1
25,6
130
260
60
1/2
1/2
25,5
16,2
39,7
27,1
195
390
90
Todo
-
30,3
19,1
39,8
29,7
195
390
90
1/3
2/3
27,0
17,1
43,4
29,2
195
390
90
1/2
1/2
28,3
19,4
42,2
30,0
162
325
75
1/2
1/2
26,5
16,7
40,3
27,8
162
325
75
Todo
-
23,3
16,3
38,4
26,0
* Tomado de Garcí a y Obando (1990).
Es importante considerar que en el municipio de Potosí se encuentra un horizonte subsuperficial de arenas volcánicas; y la profundidad del horizonte A disminuye a medida que aumenta la altura sobre el nivel del mar. Por efecto de la labranza, las arenas se mezclan en la capa arable. De acuerdo con Guerrero (1988), el efecto de las épocas de aplicación y del fraccionamiento del fertilizante depende de varios factores, entre otros:
19
TABLA 5. Dosis y épocas de aplicación de fertilizantes en papa bajo el sistema de siembra en guachado.* Dosis kg/ha
Fraccionamiento del fertilizante
Rendimiento ton/ha
Promedio ton/ha
N
P2O5
K2O
Siembra
Emergencia
Cuaspud
Yamuesquer
65
130
30
Todo
-
13,5
20,5
17,0
65
130
30
1/3
2/3
13,7
19,3
16,5
65
130
30
1/2
1/2
16,1
18,5
17,3
130
260
60
Todo
-
15,9
23,4
19,6
130
260
60
1/3
2/3
16,5
27,4
21,9
130
260
60
1/2
1/2
16,8
28,4
22,6
195
390
90
Todo
-
19,5
25,6
22,5
195
390
90
1/3
2/3
21,5
26,2
23,8
195
390
90
1/2
1/2
22,3
25,7
24,0
162
325
75
1/2
1/2
21,1
28,9
25,0
162
325
75
Todo
-
24,1
24,2
24,1
* Tomado de Garcí a y Obando (1990).
- Variedad, período de vida y distribución de estolones y raíces. - Fuentes de fertilización. - Características del suelo. - Régimen de precipitación pluvial. 4.5 Las densidades de población y la fertilización
El efecto de las densidades de población sobre las producciones por unidad de área está influenciado por la variedad y el régimen de humedad durante el cultivo. Con la variedad “Parda Pastusa”, en Nariño, bajo condiciones de humedad adecuada, la producción estuvo en función del número de tallos por metro cuadrado (Tabla 6). La alta densidad de población (18 tallos/m2, o más) exige mayores dosis de fertilizante que un cultivo con menor densidad. El comportamiento de la variedad “ICA-Nariño”, en dos sitios experimentales, en el municipio de Pasto, fué diferente. Pantoja (1993), mediante la combinación factorial de 20
TABLA 6. Número promedio de tallos principales, de acuerdo con el peso y diámetro de la semilla de papa.* Semilla
Número promedio de tallos principales
Tamaño
Peso en g
Diámetro en mm
Por planta
Por m2
Gruesa
60 - 130
65 - 90
6,0
18,0
Mediana
60 - 80
45 - 64
3,6
11,0
Delgada
40 - 60
30 - 44
2,6
7,8
* Alvarado y Méndez (1981).
niveles de fertilizante 13-26-6 de 1.000, 2.000, 3.000 y 4.000 kg/ha, con los niveles de semilla 70, 100,120, 140 y 180 g por sitio, encontró efectos independientes de los dos efectos principales (Tabla 7). En suelos altamente productivos, como los de estos dos sitios experimentales, la papa respondió económicamente a la aplicación de fertilizante compuesto 13-26-6, hasta con 3 toneladas por hectárea. En cuanto a la cantidad de semilla por sitio, fue adecuada la utilización de 120 g, los que se pueden obtener con dos a tres tubérculos delgados, o con uno mediano más un delgado, cantidad ligeramente inferior a la que utiliza el agricultor. 5. RESPUESTA A LA APLICACIÓN DE ELEMENTOS SECUNDARIOS Y MENORES El diagnóstico sobre las características químicas de los suelos de Nariño indica que son predominantemente deficientes en boro, zinc, magnesio y azufre, lo cual limita la producción y la calidad industrial de la papa (García y Viveros, 1994). En un suelo de Nariño se instaló un experimento con los tratamientos que se indican en la Tabla 8. El análisis mostró: pH: 4,9; M.O.: 24%; P: 21 ppm; K: 0,58 me; Al: 2 me; Ca: 2,2 me; Mg: O,67 me; Zn: 1,8 ppm; B: 0,1 ppm y Cu: 0,3 ppm. La textura muy arenosa, con capa arable mezclada con el horizonte arenoso subyacente del horizonte superficial. El análisis de varianza mostró significancia estadística para la interacción boro x sulfato de magnesio en la producción de papa. De esta manera el rendimiento más alto se obtuvo con el tratamiento 6, con 2 kg de B y 250 kg de sulfato de magnesio, con un incremento del 44% sobre el tratamiento sin estos fertilizantes (Tabla 8). Este resultado, supone respuesta positiva, tanto a magnesio como a azufre y boro. En estudios realizados por Lora (1978), en suelos de Cundinamarca, se encontró respuesta de la papa a la aplicación de boro, en suelos con contenidos de 0,5 ppm (extraído 21
TABLA 7. Producción de papa por efecto del fertilizante 13-26-6 y las diferentes cantidades de semilla por sitio.* Fertilizante 13-26-6 kg/ha
Producción kg/ha
Semilla g/sitio
Producción kg/ha
1.000
33.944
70
37.882
2.000
40.991
100
40.711
3.000
47.265
120
43.107
4.000
46.980
140
42.883
180
44.416
* Pantoja (1993).
TABLA 8. Fertilización de la papa con boro, zinc y sulfato de magnesio, en un suelo de la vereda "El Espino", municipio de Túquerres, Nariño (1993). Tratamiento
B
Zn
1
0
0,00
0
21.374
2
2
0,00
0
21.861
3
0
5,33
0
24.121
4
2
5,33
0
17.803
5
0
0,00
250
24.594
6
2
0,00
250
30.804
7
0
5,33
250
24.297
8
2
5,33
250
28.220
9
1
2,66
125
27.679
10
3
2,66
125
20.915
11
1
8,00
125
27.300
12
1
2,66
375
25.866
22
MgSO4
Producción
con agua caliente) o menores. La respuesta no se presentó cuando el suelo contenía 0,80 ppm y tendió a ser negativa en un suelo con un contenido de boro de 1,50 ppm. Las respuestas fueron de gran magnitud, pues los incrementos llegaron hasta niveles de 15 a 25 toneladas por hectárea, pero el efecto dependió acentuadamente del régimen de lluvias durante el cultivo. Así, en el mismo suelo, las respuestas positivas obtenidas en el primer semestre, se tornaron negativas en el segundo. Este comportamiento corrobora el conocido fenómeno de la dependencia de la disponibilidad del boro al régimen de humedad del suelo, por la gran influencia de los ciclos de secamiento y rehumedecimiento a que esta sometido el suelo. Otros estudios realizados en Cundinamarca, confirman la respuesta positiva de la papa a la aplicación de boro en suelos deficientes. Avella y Gerenas (1984) encontraron que, en tres variedades estudiadas, la aplicación al suelo de 1,0 kg de B/ha logró incrementos de rendimientos comprendidos entre 5 y 10 toneladas de tubérculos por hectárea, dependiendo de la variedad. En el departamento de Nariño se han obtenido buenos incrementos, en otros cultivos, con la aplicación de elementos menores y secundarios. Así, en un suelo muy deficiente en boro, se logró triplicar la producción de cebada con la aplicación de este nutriente al suelo; sin embargo, la aplicación vía foliar no causó ningún efecto, debido seguramente a que la deficiencia muy acentuada de boro incidió en las fases de desarrollo antes de que la superficie foliar permitiera captar el abono foliar. En trigo se encontró respuesta positiva a la aplicación de boro y zinc, y a boro en el pasto aubade. 6. RESPUESTA DE LA PAPA A LA APLICACIÓN DE ABONOS ORGÁNICOS La aplicación de materia orgánica, específicamente como gallinaza, ha dado buenos resultados en andisoles. En Usme, Cundinamarca, con la aplicación de 5 ton/ha se incrementó la producción de 17 con NPK y cal a 25 ton/ha. En el oriente antioqueño, dosis hasta de 1.500 kg/ha de fertilizante compuesto han dado pobres resultados hasta tanto no se adicionan 10 ton/ha de gallinaza. Por esta razón, la aplicación de este material se ha constituído en una práctica rutinaria en el cultivo de papa en esta región. Las respuestas a la aplicación de estiércol vacuno no son consistentes. En algunos casos se han obtenido muy buenos resutados, como los reportados por Merchancano (1984), en un suelo del altiplano de Pasto. Con la aplicación de 6 a 9 ton/ha de estiércol vacuno, incrementó la eficacia del fertilizante químico 13-26-6; por otra parte, el abonamiento orgánico mejoró el efecto residual del fertilizante. Igualmente, fueron muy positivos los resultados obtenidos en un experimento realizado en Nariño, como se muestra en la Tabla 9, donde es claro que se obtuvieron producciones similares con 2 ton/ha de 13-26-6, que con 666 kg/ha del mismo fertilizante más 10 ton/ha de estiércol vacuno. Sin embargo, es conveniente mencionar que los estudios preliminares efectuados por Guerrero (1997) indican la tendencia a la presentación de la “roña” (Spongospora subterránea) en suelos con alto contenido de materia orgánica. 23
TABLA 9. Efecto de la aplicación del fertilizante 13-26-6 y del estiércol vacuno en el cultivo de papa en Nariño. Ipiales (1993). Fertilizante 13-26-6
Estiércol
Producción
Tratamiento kg/ha 1
0
0
18.664
2
0
5.000
25.579
3
0
10.000
25.099
4
666
0
23.943
5
666
5.000
28.077
6
666
10.000
30.000
7
1.333
0
31.561
8
1.333
5.000
32.954
9
1.333
10.000
31.292
10
2.000
0
30.388
11
2.000
5.000
30.177
12
2.000
10.000
32.489
En otros dos sitios experimentales, uno con suelo arenoso y bajo en materia orgánica y otro franco arenoso con 6% de M.O., no se encontró ningún efecto del estiércol, lo cual puede estar relacionado con un pH alcalino de este material, así como con los altos contenidos de K, los cuales pueden ser deprimentes cuando se aplican en dosis superiores a 150 kg/ha de K2O. Para dar recomendaciones sobre utilización de abonos orgánicos es conveniente disponer de los análisis químicos del material por utilizar, con el fin de conocer sus características favorables o desfavorables. Al respecto se considera importante tomar en cuenta que con el estiércol vacuno, manejado en dosis altas, se están añadiendo cantidades grandes de sales y sodio, al igual que de metales pesados (Guerrero, 1997. Información personal). 7. RESPUESTA A LA APLICACIÓN DE ROCAS FOSFÓRICAS En Colombia se importa aproximadamente el 90% del fósforo utilizado en la fabricación de los fertilizantes compuestos. El incremento de los precios internacionales del fósforo, 24
ha impulsado a muchos países a incrementar la exploración de nuevos depósitos en sus territorios y a investigar sobre el uso más eficiente de esas fuentes para reemplazar, al menos parcialmente, las fuentes convencionales. Con el fin de aumentar la solubilidad del fósforo y mejorar la eficiencia de las rocas fosfóricas, en la investigación se han considerado varios métodos: disminución del tamaño de las partículas, acidulación parcial de las rocas, mezclas de rocas fosfóricas con productos formadores de ácido, alteración de las rocas mediante tratamientos térmicos, empleo de microorganismos y diferentes métodos de aplicación del fósforo al suelo. 7.1 Factores relacionados con el comportamiento agronómico de las rocas fosfóricas
Los procesos físicos, químicos y biológicos de dilución de las rocas fosfóricas en el suelo son reacciones que necesitan de cierto nivel de calor para que se aceleren. En la zona papera de Nariño, con un clima frío o muy frío, estas reacciones se ven muy limitadas. Un factor muy importante en la disolución de las rocas es el pH ácido. Un alto porcentaje de los suelos de la zona andina de Nariño tienen pH por encima de 5,0, por tanto esta característica tampoco es favorable en esta región del país. Bajos niveles de fósforo y calcio solubles en el suelo catalizan la disolución de la roca, en cambio valores ligeramente altos la impiden. Los suelos cultivados con papa en Nariño no presentan valores muy bajos de fósforo, por las altas fertilizaciones a que han sido sometidos. Otro factor importante es la reactividad, la cual es baja en el caso de las rocas fosfóricas colombianas. 7.2 Respuesta de la papa a la aplicación de rocas fosfóricas en el departamento de Nariño
En investigaciones realizadas por el ICA y el IFDC, entre 1981 y 1986, se probaron diferentes métodos que procuraban mejorar la eficiencia de las rocas fosfóricas en papa, tales como la utilización de roca fosfórica Huila finamente molida, mezclas de rocas fosfóricas con fuentes solubles de fósforo, mezclas de rocas fosfóricas con sustancias formadoras de ácido, como azufre, yeso, úrea, sulfato de amonio y gallinaza. En todos los casos, las mejores respuestas de la papa se presentaron con la aplicación de los fertilizantes solubles tradicionales. Al utilizar las rocas fosfóricas Huila y Pesca, aciduladas al 50% con ácido sulfúrico, se obtuvieron rendimientos similares a los obtenidos con el superfosfato triple. Al acidular estas rocas se produce fósforo asimilable para la papa, en cantidad suficiente para aportar este elemento en las etapas de mayor exigencia de las plantas, a partir de la siembra y, posiblemente, la fracción de fósforo insoluble inicia en el suelo un proceso de disolución que permite suministrar este nutrimento al cultivo en etapas posteriores, de tal manera que la eficiencia del fósforo de estas rocas se hace similar al proveniente del superfosfato triple a iguales dosis de nutrimento. 25
BIBLIOGRAFÍA CITADA ALVARADO, L. F. 1992. Descripción de las principales variedades de papa cultivadas en Nariño. Instituto Colombiano Agropecuario, Pasto. ALVARADO, L. F., LÓPEZ JURADO, G. 1976. Densidades de población y dosis de fertilización en papa (Solanum tuberosum L.). Revista COMALFI (Colombia) 3(12):10-25. __________. 1976. Tuberización de tres variedades de papa. Resumen del 8o. seminario de la Sociedad Colombiana de Control de Malezas y Fisiología Vegetal, Barranquilla. BLANCO, O. 1979. Fertilización de la papa en suelos del departamento de Norte de Santander. p.84-90 En: Programa Nacional de Suelos. Informe de Progreso. Instituto Colombiano Agropecuario. Bogotá. GARCÍA, B. 1990. Fertilidad general de los suelos del departamento de Nariño. Instituto Colombiano Agropecuario. Pasto (sin publicar). __________. 1994. Utilización de rocas fosfóricas en el cultivo de papa en el departamento de Nariño. Revista ICA 28(4):313-322. GARCÍA, B., OBANDO, L. 1994. Fertilización del cultivo de la papa en sistema de producción en fincas, departamento de Nariño. Revista de Ciencias Agrícolas 12(1):21-31. GARCÍA, B., PANTOJA, C. 1993. Fertilización y manejo de suelos en el cultivo de papa en el departamento de Nariño. Boletín técnico no. 222, Instituto Colombiano Agropecuario, Pasto. GARCÍA, B., VIVEROS, M. 1944. Disponibilidad de elementos menores en suelos del departamento de Nariño. Revista de Ciencias Agrícolas 12(1):32-45. GRANDET, G., LORA, R. 1978. Acumulación de materia seca y de varios nutrimentos en tres variedades de papa cultivadas en la serie Mosquera del Centro Experimental Tibaitatá. p.98-103 En Programa Nacional de Suelos. Informe de Progreso. Instituto Colombiano Agropecuario. Bogotá. GUERRERO, O. 1996. Informe anual de sanidad vegetal. Instituto Colombiano Agropecuario. Pasto, sp. GUERRERO, R. 1988. Fertilización del cultivo de la papa. Serie de divulgación técnica. Monómeros Colombo Venezolanos.
26
__________. 1980. Las recomendaciones de fertilizantes, fundamentos y aplicaciones. p225-268 En: Silva, Fancisco (ed) Fertilidad de Suelos, Diagnóstico y Control. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, Bogotá. INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO, 1986. Datos secundarios y resumen de la encuesta exploratoria en producción y poscosecha de los municipios de Potosí, Córdoba y Puerres, 108p, Ipiales. __________ 1989. Diagnóstico tecnológico de las especies prioritarias agrícolas y pecuarias en el CRECED Altiplano de Nariño, 214p., Pasto. __________ 1989. Diagnóstico microregional del CRECED Frontera Sur, 425p., Ipiales. __________ 1992. Fertilización en diversos cultivos. Quinta aproximación. Manual de asistencia técnica no. 25. Bogotá. INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTIN CODAZZI, INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO, 1985. Zonificación agroecológica de Colombia, Bogotá. LEÓN, L. A. 1980. El uso de rocas fosfóricas en suelos del trópico americano. p.359398 En: Mojica, Francisco (ed) . Fertilidad de suelos, diagnóstico y control. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, Bogotá. LEÓN, L. A., MENDEZ, H., QUIROZ, C. 1987. Evaluación de fuentes y dosis de fósforo en la producción de papa en suelos del departamento de Nariño. Suelos Ecuatoriales (Colombia) 12(1):221-225. LÓPEZ JURADO, G., ALVARADO, L. F. 1977. Análisis de crecimiento de tres variedades de papa de diferente ciclo de vida. Revista COMALFI (Colombia) 4(4):209225. MERCHANCANO, J. D., GÓMEZ, R. 1984. Efectos de la aplicación de estiércol y NP-K en la producción de papa (Solanum tuberosum L.) y en algunas propiedades físicas, químicas y biológicas de un suelo del altiplano de Pasto. Tesis Ing. Agr. Facultad de Ciencias Agrícolas. Universidad de Nariño. Pasto. 156p. MUÑOZ, R., WIECZORECK, A. 1977. Fertilización de la papa en andisoles del departamento de Nariño, Colombia. p.14-28 En: Curso de suelos y fertilizantes. Instituto Colombiano Agropecuario, Pasto. PANTOJA, C., CORREA, R., et al, 1989. Recomendaciones técnicas para las especies agrícolas y pecuarias prioritarias en el área del CRECED altiplano de Nariño. Cuarta aproximación. ICA. Pasto, 150p. (mecanografiado). PANTOJA, C. 1993. Fertilización de la papa con diferentes cantidades de semilla. (Sin publicar). 27
FERTILIZACIÓN DE LA PAPA EN ANTIOQUIA Rodrigo Muñoz A.*
1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS 1.1 Propiedades físicas
La región de Antioquia tiene suelos planos y ondulados, en colinas bajas de montaña o ladera. En esta zona, los suelos de más amplia dispersión son los Dystrandept, Placandept, Humitropept y Dystropept (Muñoz, 1985), los cuales tienen en común un primer horizonte (H-A) alto en materia orgánica, sobre un subsuelo pardo amarillento. Los demás horizontes son bajos en materia orgánica, de color amarillento a rojizo amarillento (Cortés, 1982; Muñoz, 1985; Toro, 1979). En el horizonte A predominan las texturas medias: francas, franco arcillo limosas y franco limosas. La estructura de este primer horizonte es granular y de migajón; los demás horizontes presentan bloques y prismas sobre capas sin estructura. En general, el primer horizonte tiene agregados medianos a gruesos, de moderadamente estables a estables. Son suelos friables, fáciles de desmenuzar, con baja resistencia al efecto cortante de las herramientas, y con poca mecanización se prepara una capa adecuada para la siembra de la semilla (Cortés, 1982; Muñoz, 1985; Toro, 1979). Las características de textura, estructura, alto contenido de materia orgánica y baja densidad aparente, originaron una porosidad total alta, con una buena distribución de macro y microporos que les permite una adecuada retención de agua disponible y una buena relación agua-aire, apropiada para el desarrollo del sistema radical de las plantas. Sin embargo, la mayor parte de los suelos tienen un horizonte B, y/o un horizonte C, con alto contenido de moteados, lo cual indica un mal drenaje interno. En estos horizontes se limita el desarrollo de las raíces de las plantas; en consecuencia, esta limitante física determina una profundidad efectiva superficial, menor de 50 centímentros de profundidad. * Ingeniero Agrónomo, M. Sc.
28
Este fenómeno es común en los suelos planos aluviales, terrazas y colinas bajas del Oriente Antioqueño (Luna, 1970; Muñoz, 1985; Toro, 1979). Los suelos de montaña o ladera, dedicados a la agricultura tradicional, han perdido gran parte de su horizonte A, debido a la fuerte erosión de tipo laminar, surquillos y surcos. En estas laderas es frecuente que afloren los horizontes B o C, con una capacidad productiva baja (Muñoz, 1985; Toro, 1979). 1.2 Propiedades químicas
Las tierras de clima frío en Antioquia son de baja fertilidad, ya que presentan bajos contenidos de nutrimentos y desbalances nutricionales (Muñoz, 1985). Su reacción o pH varía entre muy fuertemente ácido y moderadamente ácido (pH 4,6-5,5) (Tabla1). Esta acidez tiende a aumentar con la profundidad del suelo. El Al intercambiable generalmente es menor de 3,0 me/100 ml. No obstante, puede llegar a representar hasta el 60 por ciento de las bases intercambiables (León, 1967; Muñoz, 1985; Ospina, 1967). Las tierras en mención tienen una alta capacidad buffer que depende de su contenido de materia orgánica y materiales amorfos de tipo alofánico, entre otros, lo cual explica por qué su pH, de extremadamente ácido hasta la neutralidad, (Correa, 1959) necesitó altas dosificaciones de enmiendas, hasta 60 toneladas por hectárea de cal agrícola, óxido de calcio, o hidróxido de calcio. Rodríguez, citado por Muñoz (1985), corroboró esta afirmación cuando, mediante aplicaciones de 12 o más ton/ha de las enmiendas cálcicas (CaCO3), o dolomíticas (CaCO3 y MgCO3), consiguió variar el pH desde 4,5 hasta 6,0, neutralizando simultáneamente al Al intercambiable, e incrementando el contenido de Ca desde 2 hasta 3 me/100 ml. Cuando se usó cal dolomítica, el Mg se incrementó de 0,3 a 0,8 me/100 ml. En estudios más recientes, Muñoz (1985), con aplicaciones localizadas de cal en cultivos de maíz, fríjol o papa, obtuvo resultados similares, pero con menos de dos toneladas de cal dolomítica, en cada una de sus siembras, en un experimento durante cuatro años. La estrategia de aplicar la cal en forma localizada al momento de la siembra, en los cultivos que lo permitan, es positiva, ya que se economiza más del cincuenta por ciento de la cal, en comparación con la aplicación al voleo cubriendo todo el terreno. El horizonte A es alto en materia orgánica (Tabla 1), pero con baja mineralización (menos de 0,05%), generando menos de 100 kilogramos de N asimilable por hectárea (De Benavides, 1972, 1973; Munévar, y Wollum, 1983; Tschinkel, 1977). En este comportamiento intervienen, principalmente, la baja reacción del suelo, los contenidos de Al, los minerales amorfos alofánicos, que forman complejos muy estables con el humus, la baja temperatura de la zona, la deficiencia de nutrimentos, especialmente de fósforo y calcio, y los desbalances nutricionales (De Benavides, 1972, 1973; Munévar, y Wollum, 1983; Gualdrón y Herrón, 1979; Ospina, 1974; Tschinkel, 1977). En estas tierras, el encalamiento estimula muy poco o nada la mineralización, en cambio la aplicación de fuentes de carbono de alta energía, como la glucosa, parecen estimularla pero, según Munévar y Wollum (1983), este aumento en la mineralización se debe a la materia orgánica agregada y no a la nativa del suelo.
29
TABLA 1.
Fertilidad promedio en suelos de 150 fincas productoras de papa en Antioquia. Categorías
% de muestras analizadas
Característica Bajo (B)
Medio (M)
Alto (A)
Bajo
Medio
Alto
pH
< 5,5
5,6 - 6,5
> 6,6
68
30
2
Al (me/100 ml)
< 3,0
3,1 - 6,0
> 6,1
12
58
30
% sat Al
< 30
31 - 60
> 61
16
52
32
M. O. (%)
< 10
10 - 20
> 20
2
46
52
P (ppm) Bray II
< 40
40 - 60
> 60
87
10
3
Ca (me/100 ml)
< 3,0
3,1 - 6,0
> 6,1
17
65
18
Mg (me/100 ml)
< 1,0
1,1 - 3,0
> 3,1
60
35
5
K (me/100 ml)
< 0,30
0,31 - 0,60
> 0,61
68
25
7
En resumen, en las tierras del clima frío Antioqueño, la materia orgánica desempeña un papel preponderante en las propiedades físicas, generando tierras bien estructuradas y estables. En cambio, en la parte química, la materia orgánica aporta poco nitrógeno, fósforo y azufre inorgánicos; sin embargo, ésta contribuye en forma notoria en la CIC (Muñoz, 1985). Estos suelos responden, dependiendo del cultivo, a la aplicación de diferentes cantidades de nitrógeno. Por ejemplo, altos rendimientos de maíz se obtienen con 75-100 kilogramos de N por hectárea, y de fríjol con 30-60 kilogramos de N por hectárea (Muñoz, 1985). Otra propiedad importante en los suelos de la zona fría de Antioquia es la alta capacidad de cambio aniónico y de fijación de fosfatos (Gualdrón y Herrón, 1979; Munévar, 1978; Muñoz, 1985; Ospina, 1974). Tschinkel (1977) encontró en el primer horizonte de un Dystrandept de «Piedras Blancas» (Oriente Antioqueño), un alto contenido de P total (más de 1.000 ppm), pero con un bajo contenido de P disponible, entre 0,4 y 1,6 partes por millón. También halló una estrecha correlación positiva entre el contenido de carbono y el P total, debido a que gran parte de éste era P-orgánico. Resultados similares a los mencionados en esta región han sido obtenidos por Gualdrón y Herrón (1979) y por De Benavides (1972). La fijación de fosfatos en Andisoles de la zona central de Antioquia ha sido confirmada por León (1967), Ospina (1974), Munévar (1978), Gualdrón y Herrón (1979). De acuerdo con León (1967), en 12 suelos de varias regiones de Colombia, las muestras de "La 30
Selva" (Rionegro) fueron las que se destacaron de todas las demás, por su alto valor de intercambio y por la fijación de fosfatos. Resultados similares obtuvo Munévar (1978), en Andisoles del Oriente Antioqueño, en donde, con aplicaciones de 800 ppm de P, solo logró extraer entre 15 y 22 ppm (Bray II). La alta capacidad de fijación de fosfatos, generalmente mayor del 70 por ciento, la atribuyen Gualdrón y Herrón (1979) a los altos contenidos de alofana que, como se sabe, es un mineral amorfo con altos contenidos de Al. Según Ospina (1967,1974), el Al es el responsable, en gran parte, de la retención de fosfatos, a través de mecanismos de adsorción, precipitación, hidrólisis o disociación. En los suelos de clima frío de Antioquia, varios investigadores (De Benavides, 1972, 1973; Gualdrón y Herrón, 1979; Munévar y Wollum, 1983; Ospina, 1974) concuerdan en que gran parte del P total es P orgánico, debido a que la mineralización de la materia orgánica es muy baja. Muñoz (1985), en una evaluación de la fertilidad de los suelos tradicionalmente cultivados con papa en Antioquia, encontró frecuencias altas (87%) de valores bajos de P aprovechable, con menos de 40 ppm (Bray II) (Tabla 1). La roca madre de las zonas frías en Antioquia está integrada, básicamente, por rocas tonalíticas de naturaleza ácida y subácida, como granodioritas y cuarzodioritas del Batolito Antioqueño (Cortés, 1982; Luna, 1970; Toro, 1979). Estas rocas afloran en varias regiones pero, lo común, es que estén recubiertas de cenizas volcánicas. Es frecuente que se encuentren intrusiones de rocas ultrabásicas serpentinizadas (Toro, 1979). En los suelos mencionados, las bases intercambiables Mg y K presentan frecuencias altas (60 y 68%) de valores bajos, menos de 0,3 a 1,0 me/100 ml de suelo (Tabla 1). En cambio, en estos suelos el contenido de Ca cambiable tiende a ser mayor de 3,0 me/100 ml de suelo (Tabla 1). En los suelos considerados, Muñoz (1979), en una revisión de literatura, encontró que el bajo contenido de las bases intercambiables Mg y K, y la amplia relación Ca/Mg, en muchas áreas, se puede atribuir a varios factores, a saber: a) Bajos contenidos de estos cationes en el material parental, de naturaleza ácida, como también bajos contenidos de minerales pesados ferromagnesianos, feldespatos plagioclasa y ortoclasa. b)Condiciones físicas de alta porosidad total y abundancia de macroporos, donde la percolación de sales solubles es alta. c) Desplazamiento de las bases intercambiables (Mg y K) de la fracción arcillosa a la solución del suelo, debido a la lixiviación provocada por las cantidades altas de cal agrícola (CaCO3) utilizada comúnmente por los agricultores antes de la década del 80. En consecuencia, se amplió la relación Ca-Mg y, por ello, es frecuente encontrar en los cultivos síntomas de las deficiencias de Mg y K, en tanto la de Ca es poco frecuente. 2. RESPUESTA DE LA PAPA A LA FERTILIZACIÓN En la zona fría del departamento de Antioquia se cultivan alrededor de 14.000 hectáreas de papa anualmente, en monocultivo, en asociación con fríjol o arveja, o en relevo con maíz y fríjol voluble, principalmente (Muñoz, 1985). El promedio de producción es 31
bajo, alrededor de 10-12 toneladas por hectárea, por diversas causas, como siembra en áreas marginales bajas, a menos de 2.300 metros de altitud; utilización de suelos superficiales, con deficiencias nutricionales y desbalances, entre otros (Tabla 1). 2.1 Respuesta al nitrógeno y al abono orgánico
Los suelos de clima frío en Antioquia, donde se cultiva la papa, tienen un alto contenido de humus (Tabla 1), pero son pobres en N asimilable, debido, entre otras causas, a la baja mineralización de la materia orgánica nativa del suelo. Los experimentos establecidos en toda el área papera del departamento, para evaluar la respuesta a la fertilización con N, siempre resultaron en incrementos significativos del rendimiento de tubérculos (Tablas 2, 3 y 4) (Muñoz, 1985). La dosis de N más efectiva estuvo entre 75 y 100 kg/ha. Los estudios con N también mostraron que era necesario corregir, simultáneamente, la deficiencia de P para obtener una mayor eficiencia del N aplicado (Tablas 3 y 4).
TABLA 2.
Efecto del Nitrógeno en la producción de papa en un Andisol de Antioquia.* Tratamiento Rendimiento (ton/ha) Dosis de N (kg/ha) 0
6,8
40
8,5
80
8,2
100
12,5
* Los tratamientos recibieron cantidades adecuadas de P, K, cal y gallinaza. Al inicar el experimento, el suelo contenía más de 29% de materia orgánica.
TABLA 3.
Respuesta de la papa al abonamiento nitrogenado y fosfórico en un Andisol de Antioquia. Rendimiento en ton/ha.* Dosis de fósforo P2O5 (kg/ha)
Dosis de nitrógeno N (kg/ha) 100
200
300
0
7,8
7,1
8,0
50
9,5
10,5
11,0
100
11,5
12,0
12,7
* Todos los tratamientos recibieron cantidades adecuadas de K, cal y gallinaza. Al iniciar el experimento, el suelo contenía más de 20% de materia orgánica y menos de 10 ppm de P (Bray II).
32
TABLA 4.
Respuesta de la papa al abonamiento nitrogenado y fosfórico en suelos de Antioquia. Datos promedio de cinco localidades. Rendimientos en toneladas por hectárea.* P2O5 (kg/ha)
N (kg/ha) 0
150
300
450
0
6,5
9,4
11,7
15,2
45
8,5
12,0
14,9
18,0
90
9,6
14,8
17,6
21,0
135
11,2
14,0
20,1
20,6
* Los suelos contenían más de 20% de materia orgánica y entre 4,2 y 27,8 ppm de P-disponible.
TABLA 5.
Respuesta de la papa al 10-30-10 con y sin gallinaza, en varios suelos de Antioquia.* Dosis de gallinaza (ton/ha)
Tratamientos Dosis de 10-30-10 (kg/ha)
0
10
0
7,0
20,0
500
11,0
18,0
1.000
12,0
21,0
1.500
14,0
24,0
* Todos los tratamientos recibieron cantidades adecuadas de cal. El contenido de materia orgánica (%) promedio, en 4 localidades, fue de 23,7.
El abono orgánico (gallinaza) seco y bien puverizado, aplicado sólo o en mezcla con fertilizantes químicos (N, P y K), dió excelentes resultados en la producción de papa (Tablas 5, 6, 7, 9, 14 y 16). Lo anterior indica que ésta fuente, con alto contenido de carbono y de energía, se alcanza a descomponer rápidamente, dando beneficios en la producción de la papa y en el estado químico del suelo, ya que se neutraliza parte de la acidez intercambiable, se mejora el contenido de P aprovechable y el de Ca y K asimilables (Munévar, y Wollum 1983; Muñoz, 1985). En los experimentos se utilizaron cantidades crecientes de gallinaza, hasta llegar a 10 toneladas por hectárea. Los diferentes resultados permiten concluir: a) El abono orgánico hace más eficiente la adición de nitrógeno y de fertilizantes químicos a base de N, P y K. 33
TABLA 6. Respuesta promedio (4 años) a la gallinaza aplicada únicamente en la primera siembra de papa, en el relevo con maíz y fríjol voluble, en un Andisol del Oriente Antioqueño.* Tratamiento
Rendimiento
Gallinaza (ton/ha)
Papa (ton/ha)
Maíz (ton/ha)
Fríjol (ton/ha)
0
20,9
4,0
0,85
10,0
23,1
5,3
1,32
* La papa y el fríjol voluble recibieron cantidades adecuadas de N, P, K y cal dolomítica; el maíz únicamente N. Al iniciar el experimento el suelo contenía 27,5% de materia orgánica. Al finalizar el ensayo, a los cuatro años, las parcelas que habían recibido 10 ton/ha de gallinaza contenían 27,8% de materia orgánica.
TABLA 7. Respuesta promedio (3 años) a la gallinaza en los cultivos de relevo papa, maíz y fríjol voluble en un Andisol del departamento de Antioquia.* Gallinaza ton/ha
Rendimiento ton/ha
Papa
Fríjol
Papa
Fríjol
0
0
12,9
0,790
2,5
0
16,3
0,687
0
2,0
13,7
0,837
2,5
2,5
15,6
1,100
* En el relevo, el maíz recibió únicamente N. La papa y el fríjol voluble recibieron cantidades adecuadas de N, P, K y cal dolomítica.
b)Para la papa, las cantidades adecuadas de gallinaza están entre 2 y 5 toneladas por hectárea, en cada siembra, siendo posible, en estos casos, disminuir el N a cantidades entre 50 y 75 kg/ha. Los agricultores de la región acostumbran sembrar papa en rotación con pastos, o en asociación con fríjol arbustivo, o arveja, o en relevo con maíz y fríjol voluble. En el caso de la rotación papa y gramíneas (Muñoz, 1985), se encontró que una fertilización, adecuada para obtener altos rendimientos en la papa, deja suficientes residuos para establecer pastos mejorados o avena con altos rendimientos. En el relevo papa-maíz-fríjol voluble, la aplicación de cantidades altas de gallinaza (10 ton/ha), a la papa, dejó suficientes residuos para obtener rendimientos altos en el maíz que se sembró 3-4 meses después, y en el fríjol voluble que se sembró 6-7 meses después de la papa (Tabla 6). También se evaluó el efecto del fraccionamiento de 5 toneladas de gallinaza por hectárea en la producción de la papa, en relevo con maíz y fríjol voluble. Los resultados (Tabla 7) mostraron: 34
TABLA 8.
Respuesta de la papa a la fertilización fosfórica (TSP) en un Andisol en Antioquia.* Tratamiento
Rendimiento de tubérculos (ton/ha)
P2O5 (kg/ha) 0
5,0
150
13,0
300
14,2
450
16,7
* Todos los tratamientos recibieron N, K, cal y gallinaza, en cantidades adecuadas. El suelo contení a 5,6 ppm de P (Bay II) al iniciar el experimento.
a) Un alto incremento en la producción de papa, por el efecto del abonamiento orgánico. b)La aplicación de una cantidad baja de gallinaza 2,5 ton/ha, benefició la producción de papa, pero no quedaron en el suelo suficientes residuos para mejorar el rendimiento del fríjol sembrado 7 meses después de la papa. c) La gallinaza, en cantidades de 2,0 y 2,5 ton/ha, y aplicada únicamente al fríjol, mejoró la producción del fríjol y quedaron residuos que beneficiaron el rendimiento de la papa que se sembró 5 meses después, para iniciar un nuevo ciclo y d)La aplicación de gallinaza (2,5 ton/ha), tanto a la papa como al fríjol voluble, aseguró un alto rendimiento en los dos cultivos (Tabla 7). En este último experimento, el maíz rindió más de 4,0 ton/ha, con solo 75 kg de N/ha, cuando la papa había recibido N, P, K, cal dolomítica y gallinaza, en cantidades suficientes para obtener un alto rendimiento. En 5 experimentos de papa, en monocultivo, se estudió el efecto de la aplicación de un fertilizante comercial con y sin 10 toneladas de gallinaza (Tabla 5). En otros experimentos se evaluó el efecto que tenía la aplicación de un fertilizante grado 10-30-10, en dosis de 500, 1.000 y 1.500 kg/ha con y sin 10 toneladas de gallinaza (Tabla 5). Los resultados mostraron incrementos significativos en la producción de la papa, cuando se varió la cantidad del fertilizante comercial; además, la aplicación de 10 toneladas por hectárea de gallinaza, con cada una de las dosis del fertilizante químico, produjo aumentos significativos en el rendimiento (Muñoz, 1985). 2.2 Respuesta al fósforo
En la zona productora de papa del departamento de Antioquia, con pocas excepciones, el contenido de fósforo aprovechable (Bray II) es bajo (menos de 40 ppm) (Tabla 1). Los experimentos para evaluar la respuesta del cultivo a la fertilización fosfórica, en cantida35
TABLA 9. Respuesta de la papa a dosis de P2O5 y gallinaza en un Andisol de Antioquia (rendimiento en ton/ha).* Gallinaza (ton/ha)
Tratamientos P2O5 (kg/ha)
0
5
10
75
12,0
24,0
20,5
150
25,0
24,0
20,0
300
22,0
24,2
21,0
* Todos los tratamientos recibieron cantidades adecuadas de N, K2O y cal. Al finalizar el experimento (10 años), las parcelas sin gallinaza contenían entre 20 y 53 ppm de P (Bray II), en comparación con las que recibieron 5-10 toneladas de gallinaza por hectárea que contenían entre 75 y 163 ppm de P (Bray II).
TABLA 10. Respuesta promedio (4 años) al fósforo aplicado únicamente a la papa, en cada siembra, en relevo con maíz y fríjol voluble, en un Andisol del Oriente Antioqueño.* Dosis de P2O5 (kg/ha) En cada siembra
Rendimientos (ton/ha)
En 4 siembras
Papa
Maíz
Fríjol
0
0
5,6
2,1
320
45
180
8,2
2,7
381
150
600
11,4
3,1
410
300
1.200
12,5
4,9
715
450
1.800
20,2
5,6
923
555
2.200
22,5
5,0
1.050
* Al iniciar el experimento, el suelo contenía 5,6 ppm de P (Bray II) y al finalizarlo las parcelas que recibieron entre 1.200 y 2.200 kilogramos de P2O5, por hectárea, su contenido de P-disponible osciló entre 30 y 80 ppm. La papa y el fríjol voluble recibieron, en cada siembra, cantidades adecuadas de N, K2O, cal dolomítica y gallinaza; al maíz se le aplicó únicamente N.
des crecientes, hasta llegar a 555 kilogramos de P2O5 por hectárea, mostraron incrementos significativos en los rendimientos (Tablas 3, 4, 9, 10 y 11). Las dosis de P2O5 por hectárea, que determinaron un mayor incremento en los rendimientos de la papa estuvieron entre 300 y 450 kilogramos por hectárea. También se estudió el efecto de la aplicación de P y gallinaza, de P y N, y de P en suelos encalados previamente. En el caso de aplicación de P y N, se observó que se aumentaba la eficiencia de la fertilización nitrogenada, cuando se corregía simultáneamente, la deficiencia de P (Tablas 3 y 4). En los estudios de P y gallinaza, se notó que el abono orgánico aumentaba la eficiencia del P 36
TABLA 11. Respuesta de la papa al fósforo aplicado al suelo, inmersión de la semilla en P y P-foliar en Andisoles de Antioquia.* Dosis de P2O5 (kg/ha) Tratamientos
0
150
300
450
Rendimiento (ton/ha) 1. P al suelo
6,0
9,0
16,0
22,3
2. Igual a uno más semilla tratada con P
7,2
12,3
20,0
24,5
3. Igual a dos más P-foliar
8,5
14,0
24,0
26,1
* Todos los tratamientos recibieron cantidades adecuadas de N, K, cal y gallinaza. Los suelos contení an menos de 10 ppm de P (Bray II).
(Tabla 9). En este sentido, cinco toneladas de gallinaza, en presencia de las diferentes cantidades de P2O5, incrementaron significativamente la producción de papa (Tabla 9). En cambio, diez toneladas por hectárea de este abono orgánico, sin adición de P, rebajaron los rendimientos. De otra parte, en este estudio, se observó un aumento del P aprovechable en el suelo, entre las parcelas que recibieron P sin gallinaza y P con gallinaza (5 a 10 ton/ha). El encalamiento previo, con 3 a 5 toneladas de cal, disminuyó significativamente la producción de papa, y en el suelo se redujo el P aprovechable (más de 10 ppm de P). Otro estudio consistió en aplicar las dosis de 45, 150, 300, 450 y 555 kilogramos de P2O5 por hectárea, únicamente a la papa, en el sistema de relevo papamaíz-fríjol voluble. Los resultados (Tabla 10) mostraron que aplicaciones entre 300 y 450 kilogramos de P2O5 por hectárea incrementaron significativamente la producción de papa; además, estas dosis de P2O5 dejaron en el suelo residuos suficientes para obtener altos rendimientos de maíz, aplicando únicamente N y K20 y, en el fríjol, únicamente con N, K20 y gallinaza (Tabla 10). En las parcelas que habían recibido más de 300 kg de P2O5, durante cuatro años, el contenido de P aprovechable en el suelo varió de 5,6 ppm (Bray II) a más de 30 ppm. Muñoz (1985) evaluó alternativas de fertilización con P en suelos del Oriente Antioqueño. El experimento consistió en aplicaciones edáficas de P, en dosificaciones de 0, 150, 300, y 450 kg de P2O5 por hectárea. Una segunda alternativa consistió en hacer aplicaciones edáficas de P, más inmersión de la semilla, durante 24 horas, en una mezcla de superfosfato triple y agua al 3,0% y 4,5%. Una tercera modalidad fue la de adicionar diferentes cantidades de P al suelo, e inmersión de la semilla de la papa en la mezcla TSP-agua, más cuatro aspersiones foliares de P, cada quince días, con una solución de ácido fosfórico concentrado y agua en una dilución al 1/1.000. Los resultados de tres experimentos, en Andisoles que contenían menos de 10 ppm de P (Bray II), mostraron incrementos altamente significativos en los rendimientos de tubérculos con la fertilización edáfica del P (Tabla 11). La inmersión de la semilla de papa en
37
TABLA 12. Respuesta de la papa a la fertilización potásica en un Andisol de Antioquia.* Rendimiento (ton/ha)
Tratamiento Dosis de K2O (kg/ha)
Primer semestre
Segundo semestre
0
10,0
5,7
50
15,5
8,3
100
16,7
9,6
150
15,0
9,6
200
14,8
9,3
* Todos los tratamientos recibieron cantidades adecuadas de N, P, cal y gallinaza. Al iniciar el experimento el suelo contení a 0,14 me de K/100 ml.
TSP-agua incrementó ligeramente los rendimientos, en todos los tratamientos que recibieron fósforo al suelo, en tanto que la fertilización foliar con P incrementó, en forma estadísticamente significativa, los rendimientos de la papa en los distintos tratamientos (Tabla 11) (Muñoz, 1985). 2.3 Respuesta al potasio
En la zona fría del departamento de Antioquia, la tendencia general de los suelos es a presentar bajos contenidos de K intercambiable (menos de 0,3 me/100 ml) (Tabla 1). El bajo nivel de K asimilable parece estar asociado con el material parental, el cual muestra
TABLA 13. Respuesta promedio (4 años) al potasio aplicado únicamente a la papa, en cada siembra, en relevo con maíz y fríjol voluble, en un Andisol del Oriente Antioqueño.* Dosis de Potasio (k2O) (kg/ha) En cada siembra
Rendimientos (ton/ha)
4 siembras
Papa
Maíz
Fríjol
0
0
11,9
4,0
0,640
80
320
15,6
4,2
1,580
160
640
14,0
3,9
1,030
* La papa y el fríjol recibieron en cada siembra cantidades adecuadas de N, P, cal dolomítica y gallinaza; el maíz recibió únicamente N. Al iniciar el experimento, el suelo contenía 0,14 me de K/100 ml. Al finalizar el ensayo, las parcelas que recibieron 320 o más kg de K2O por hectárea contenían más de 0,27 me de K/100 ml.
38
TABLA 14. Respuesta de la papa a la fertilización con K2O, cal dolomítica y gallinaza, en suelos de Antioquia. Datos basados en 5 pruebas regionales.* Kilogramos por hectárea K2O
Rendimiento en toneladas por hectárea
Cal dolomítica
Gallinaza
Rango
Promedio
0
1.000
2.000
13,1 - 21,0
16,4
30
1.000
2.000
17,6 - 29,2
23,4
60
1.000
2.000
19,1 - 30,2
24,0
90
1.000
2.000
16,7 - 28,9
23,5
60
0
2.000
15,5 - 26,8
20,8
60
500
2.000
19,0 - 31,2
26,4
60
1.000
0
18,0 - 27,2
21,6
60
1.000
1.000
20,3 - 30,1
23,7
Factor
Oscilación
Promedio
pH
4,6 - 5,7
5,3
me/100 ml Estado de la fertilidad del suelo en seis localidades dende se establecieron los experimentos.
Al
0 - 6,7
3,1
Ca
1,7 - 5,5
4,2
Mg
0,3 - 1,7
0,6
K
0,1 - 0,6
0,32
* Todos los tratamientos recibieron 100 y 300 kg de N y P2O5/ha.
escasos contenidos de minerales potásicos, con la lixiviación de sales solubles, con la aplicación de cantidades altas de enmiendas cálcicas o dolomíticas, en años anteriores, y con la utilización de fertilizantes, con N y P únicamente, o con bajos contenidos de K en su grado, entre otras causas (Luna, 1970; Muñoz, 1985, 1979; Toro, et al, 1979). Los diferentes experimentos para evaluar la respuesta de la papa a la fertilización con K, han mostrado incrementos altamente significativos en los rendimientos, para suelos con menos de 0,3 me/100 ml (Tablas 12, 13 y 14). En los experimentos, la dosis de K2O estudiada varió entre 0 y 200 kilogramos por hectárea. La mayor eficiencia agronómica 39
se logró con cantidades de K2O que oscilaron entre 50 y 100 kg/ha. También se notó que las aplicaciones de K2O iguales o superiores a 75 kg/ha, en varias siembras sucesivas de papa, incrementaron el contenido de K por encima de 0,4 me/100 ml de suelo. Otros resultados importantes fueron los que se obtuvieron en los experimentos donde se aplicó K, en tierras que habían recibido un encalamiento previo, y en cantidades iguales o mayores de cuatro ton/ha. Con éstas dosificaciones de cal, se redujo el rendimiento de la papa y también el contenido de K intercambiable del suelo (Tablas 15 y 16). En los experimentos para comparar las fuentes K2SO4 y KCl no hubo diferencias significativas entre fuentes (Muñoz, 1985). 2.4 Respuesta a los microelementos
En Antioquia se han realizado muy pocos experimentos para evaluar el efecto de la aplicación de los elementos menores sobre el rendimiento de la papa, a pesar de conocerse que es muy frecuente, en las tierras de clima frío, los contenidos bajos de manganeso, zinc, cobre y boro. En un Dystrandept de la Estación Experimental "La Selva" (Rionegro), se evaluó la respuesta de la papa, en rotación con avena, a la aplicación de 100 kilogramos de "Agrimins" por hectárea. Los resultados de varias cosechas mostraron solamente un ligero incremento (3,8 ton/ha) en la producción de papa. En un suelo similar al anterior que contenía 0,4 ppm de B disponible, se estudió la respuesta de la papa a la aplicación de uno, dos y tres kilogramos de boro por hectárea, con y sin la adición de cinco toneladas de gallinaza por hectárea. El promedio del rendimiento en dos cosechas consecutivas, mostró diferencias estadisticas significativas, entre los tratamientos que habían recibido únicamente boro. El incremento en el rendimiento fue de seis toneladas de papa por hectárea, con el tratamiento de dos kilogramos de boro por hectárea. Cuando se aplicó TABLA 15. Respuesta promedio (4 años) de la papa, en relevo con maíz y fríjol voluble, a la aplicación de cal en un Andisol del Oriente Antioqueño. Producción en ton/ha.* Rendimientos (ton/ha) Dosis de cal (ton/ha)
Papa
Maíz
Fríjol
Caliza
Dolomita
Caliza
Dolomita
Caliza
Dolomita
0
16,4
16,4
4,0
4,0
0,90
0,90
4
16,0
16,5
4,7
5,1
1,10
1,15
8
15,2
16,1
5,2
5,9
1,05
1,20
12
13,5
15,0
4,9
5,2
1,02
1,18
16
11,7
14,2
4,6
5,0
1,03
1,05
* La cal agrícola o cal dolomítica se aplicó únicamente a la papa en su primera siembra y se consideró su efecto residual durante 4 años.
40
gallinaza, no se presentaron diferencias significativas entre el tratamiento testigo al boro con gallinaza y los demás tratamientos (Muñoz, 1985). En este experimento se corroboró la afirmación de que la gallinaza, en cantidades adecuadas, aporta elementos menores, como el boro, para suplir los requerimientos del cultivo. 2.5 Respuesta al encalamiento
En la década de los sesenta, se hicieron experimentos para evaluar el efecto de la cal agrícola (78% de CaCO3), en dosificaciones de diez y cuarenta toneladas por hectárea, sobre el rendimiento de papa en rotación con pastos, o con avena, y también sobre las propiedades químicas del suelo (Muñoz, 1985). Estas enmiendas se aplicaron por una sola vez, antes de sembrar la papa, y se observó su efecto residual durante cuatro años que duró la rotación. La cal se adicionó al suelo con un mes de anticipación a la siembra de la papa, aplicándola al voleo para cubrir toda el área, y después se incorporó en los primeros 20 centímetros de profundidad. Analizando los resultados, se encontró: a) Una reducción drástica en los rendimientos de la papa (> 3 ton/ha), por efectos del encalamiento (Figura 1), en tanto que las gramíneas en rotación mejoran ligeramente su producción. b)El encalamiento, con diez y cuarenta toneladas por hectárea, aumentó el contenido de Ca y Mg. Además, se neutralizó el Al intercambiable y el pH varió de 5,4 a 6,3. c) Estas cantidades altas de cal redujeron el contenido de P aprovechable y el K intercambiable, en más de 0,1 me/100 ml (Muñoz, 1985). En la década del setenta, se estudió el efecto de la aplicación de cuatro, ocho, doce y dieciséis toneladas de cal agrícola y dolomítica (70% CaCO3 más 15-25% MgCO3),
TABLA 16. Rendimiento de los cultivos de papa, maíz y fríjol voluble, en relevo, bajo diferentes cantidades de fertilizantes, en suelos del Oriente Antioqueño. Papa
Maíz
Rendimientos (ton/ha)
Fríjol
10-30-10 (kg/ha)
cal (ton/ha)
gallinaza (ton/ha)
10-30-10 (kg/ha)
10-30-10 (kg/ha)
gallinaza (ton/ha)
Papa
Maíz
Fríjol
1.000
41
5
0
0
0
18,6
3,6
1,39
1.000
41
5
300
0
0
19,9
3,7
1,43
1.000
41
5
300
400
2
20,7
3,9
1,61
1.000
41
5
0
400
2
18,3
3,6
1,51
1.000
42
5
300
400
2
18,4
4,2
1,48
1 Se encaló únicamente la papa en la primera siembra y se evaluó el efecto residual durante cuatro años. 2 Se aplicó cal dolomítica en cada una de las cuatro siembras de papa, para un total de 16 ton/ha en cuatro años.
41
10 ton cal/ha
0 ton cal/ha
40 ton cal/ha
20
18
Rendimiento en ton/ha
16
14
12
10
8
6 0
150
300
450
P2O5 (kg/ha)
FIGURA 1.
Respuesta de la papa a la fertilización con P y cal, en una rotación papapastos, en suelos Andept de “La Selva” (Rionegro). Datos promedio de 4 cosechas.
sobre el rendimiento de la papa, en rotación con maíz y fríjol voluble. También se tuvo en cuenta las variaciones que ocurrieron en las propiedades químicas del suelo. Las enmiendas se adicionaron al suelo en igual forma que en la década del sesenta. La cal se aplicó, únicamente por una sola vez en la primera siembra de la papa y se evaluó su efecto residual sobre la producción del maíz, que se sembró tres-cuatro meses después de la papa, y sobre el fríjol voluble que se sembró seis y siete meses después de la papa. El experimento tuvo una duración de cuatro años; es decir, cuatro siembras sucesivas en las mismas parcelas de cada uno de los cultivos ya mencionados. Al analizar los resultados se encontró: a) Ocho o más toneladas de cal por hectárea redujeron significativamente la producción de papa; en cambio, la incrementaron en maíz, cuando se adicionaron hasta ocho toneladas de cal por hectárea y, en fríjol, cuando se aplicaron hasta cuatro toneladas de cal por hectárea (Tabla 15).
42
b)Al considerar el efecto conjunto de las cales en los rendimientos de los tres cultivos, se concluyó que cuatro toneladas por hectárea son las más recomendables (Tabla 15). c) Con ocho o más toneladas de cal por hectárea, se presentaron cambios en el estado químico del suelo similares a los ocurridos con 10 y 40 toneladas de cal agrícola por hectárea, utilizadas en los experimentos de la década del 60. Sin embargo, en este caso, las variaciones fueron menos drásticas. También se observó, con la cal dolomítica, un aumento en el contenido de Mg mayor de 0,3 me/100 ml. A los cuatro años se dio por terminado el experimento, y se observó el efecto residual de las cales en el rendimiento del pasto Brachiara decumbens. Después de cuatro cortes de esta gramínea, se encontró un incremento significativo en el rendimiento de forraje, con la dosis de cuatro toneladas de cal por hectárea únicamente; entre fuentes no hubo diferencias significativas. Otros resultados experimentales para evaluar el efecto de la aplicación de cuatro toneladas de cal dolomítica por hectárea, en relevo con maíz y fríjol voluble, se presentan en la Tabla 16. Este ensayo se estableció en un Andisol del Oriente Antioqueño, alto en su contenido de materia orgánica, medio en Ca, bajo en P, K y Mg. El pH era fuertemente ácido, con mediana saturación de Al intercambiable (40%). En este experimento, la cal dolomítica se aplicó al voleo, cubriendo toda el área, y luego se incorporó con un rastrillo, en los primeros 15 cm de profundidad, con 15-30 días de anticipación a la siembra de la papa. El ensayo se sembró durante cuatro ciclos (4 años) consecutivos, en las mismas parcelas. Al hacer un análisis de los resultados se concluyó lo siguiente: a) La fertilización a la papa fue la adecuada, ya que permitió la obtención de rendimientos aceptables, que oscilaron entre 18,3 y 20,7 (Tabla 16). b)Cuando se fertilizó la papa, pero no el maíz ni el fríjol, los rendimientos del maíz y fríjol fueron los más bajos del experimento; es decir, las dosis de 10-30-10, cal dolomítica y gallinaza, aplicados únicamente a la papa, no alcanzaron a dejar residuos para suplir los requerimientos del maíz y el fríjol, que se sembraron a los tres y siete meses después de establecida la papa. c) En el tratamiento donde se fertilizó la papa y el maíz, este cultivo aumentó el rendimiento en 100 kilogramos por hectárea, y el fríjol en 400 kilogramos por hectárea. d)En el tratamiento donde cada uno de los tres cultivos recibió fertilizantes, en cantidades adecuadas, los rendimientos fueron los más altos del experimento; lo anterior significa que para asegurar un rendimiento alto de fríjol, éste debe recibir su propia fertilización, cuando se siembra en el relevo con papa y maíz. e) Cuando se comparan los rendimientos de los tres cultivos, en los tratamientos donde se aplicaron únicamente cuatro toneladas de cal por hectárea, en la primera siembra de la papa, se encontró, en esta última modalidad, una reducción en el rendimiento a 2,3 toneladas de papa por hectárea y a 130 kilogramos de fríjol por hectárea; en cambio el maíz mejoró, ligeramente, su producción (300 kg/ha). En resumen los resultados de este experimento corroboraron los ya obtenidos en anteriores ensayos.
43
En la década del ochenta, se cambió totalmente el criterio para encalar la papa. Se consideró que la papa es un cultivo que crece y se desarrolla bien en suelos de pH bajo (menos de 5,5) y, además, los efectos adversos relativos a la disminución en el P aprovechable (Bray II) y en el K intercambiable, que ocurren cuando se hacen aplicaciones altas de cal. El cambio propuesto consistió en encalar al momento de la siembra de la papa, en banda al fondo del surco, tapándola con una delgada capa de suelo para separarla de los demás fertilizantes. Los experimentos para validar esta estrategia mostraron que encalamientos menores de 1,0 tonelada por hectárea, a la papa en monocultivo, eran suficientes para obtener altos rendimientos (Tabla 14) (Muñoz, 1985). En todos estos ensayos, siempre se utilizó cal dolomítica, debido al bajo contenido de Mg en el suelo (menor de 1,0 me/ 100 ml). 3. RECOMENDACIONES El cultivo de la papa en Antioquia se siembra en suelos que, generalmente tienen un pH menor de 5,5, y deficiencias de N, P, K y Mg. La fertilización NPK, la aplicación de enmiendas y el abonamiento orgánico, con base en los resultados experimentales, cuando se siembra papa en unicultivo, en rotación con gramíneas, en asociación con leguminosas o en relevo con maíz y fríjol voluble se presentan en la Tabla 17.
TABLA 17. Guía general para la fertilización de la papa en el departamento de Antioquia.* Recomendaciones Factor
Categorías (ton/ha)
M.O.(%)
Bajo < 10 Medio 10 - 20 Alto > 20
P, ppm (Bray II)
(kg/ha)
N
100 - 150 75 - 100 75 - 100
Bajo < 40 Medio 40 - 60 Alto > 60
P2O5
300 - 450 200 - 300 100 - 200
K (me/100 ml)
Bajo < 0,30 Medio 0,31 - 0,60 Alto > 0,61
K2O
90 - 120 60 - 90 < 60
Ca (me/100 ml)
Bajo < 3,0 Medio 3,1 - 6,0
Mg (me/100 ml)
Bajo < 0,8 Medio 0,81 - 1,50
Saturación con Al (%)
Medio 20 - 40 Alto > 46
pH
Bajo < 5,0 Medio 5,1 - 5,5
Gallinaza
3-5 2-3 2-3
Para las categorí as bajo en Ca, Mg, pH y con saturación de Al alta, se debe aplicar 1,0 - 2,0 ton de cal dolomí tica por hectárea. En suelos con contenidos medios, la cal debe variar entre 0,5 y 1,0 ton/ha. La cal se aplica en bandas al fondo del surco, o en corona en cada semilla. La cal se separa de los demás fertilizantes con una delgada capa de suelo.
* En aquellos suelos moderadamente profundos - profundos (más de 60 centímetros) y a más de 2.500 metros sobre el nivel del mar, la papa puede recibir las cantidades máximas recomendadas en cada factor.
44
BIBLIOGRAFÍA CITADA CORTÉS, M.A. 1982. Suelos del departamento de Antioquia y su aptitud de uso. Subdirección Agrológica. Instituto Geográfico «Agustín Codazzi». Bogotá D. E. 181 p. CORREA, J.V. 1959. Requerimientos de cal en suelos orgánicos de «La Selva» Rionegro, Antioquia, Colombia. Agricultura Tropical, vol XV No. 27-32 pp. DE BENAVIDES, G. 1973. Determinación de fósforo orgánico en suelos derivados de cenizas volcánicas. Revista Suelos Ecuatoriales (Colombia). 5(1): 31-42. __________ 1972. Efecto del encalado en la mineralización del nitrógeno en algunos Andisoles. Revista Suelos Ecuatoriales (Colombia). 4(1): 69-82. GUALDRÓN, A.R. y HERRÓN, F.A. 1979. Fraccionamiento, fijación y liberación de fósforo en suelos derivados de cenizas volcánicas del oriente antioqueño. Boletín de Ciencias de la Tierra. No 4 (Medellín). 59-93 p. LEÓN, S.A. 1971. Teorías modernas sobre la naturaleza de la acidez del suelo. Revista Suelos Ecuatoriales (Colombia) 3(1): 42 p. __________ 1967. Chemistry of some Tropical Acid Soils of Colombia. Ph.D. Dissert. Univ. of California, Riverside, 191 p. LUNA, C. 1970. Anotaciones pedagógicas sobre algunos Andisoles de Antioquia. Departamento Agrológico Instituto Geográfico «Agustín Codazzi». MUNÉVAR, F. 1978. Efecto del encalado en la fijación de fósforo por 10 Andisoles colombianos. Revista ICA, 13: 59-68. MUNÉVAR, F. y WOLLUM, A.G. 1983. Factores físicos, químicos y biológicos que influyen en la mineralización de la materia orgánica en Andisoles. Revista Suelos Ecuatoriales 13 (1): 57-72. MUÑOZ, A.R. 1985. Los suelos del Departamento de Antioquia. Sus características físicas y químicas. Fertilización de los cultivos. Resumen de las investigaciones sobre suelos entre 1950 y 1985. Sección de Suelos Estación Experimental Tulio Ospina (Bello, Antioquia). Trabajo a máquina (sin publicar): pp 1-137. __________ 1979. Los elementos secundarios S, Ca y Mg en suelos de clima frío en Colombia. VI coloquio sobre suelos. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Palmira, Colombia, 20 p. OSPINA, L.O. 1967. Aluminium-organic matter complexes of the horizon of some acid soils. Ph.D. Dissert. University of California, Riverside, 140 p. 45
OSPINA, L.O. 1974. El fósforo en los Andisoles. Revista Suelos Ecuatoriales (Colombia). 6(1): 97-136. TORO, G.Y. et al 1979. Suelos del departamento de Antioquia. Tomo I y II Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Subdirección Agrológica. Bogotá. 780 p. Tomo I y 900 p. Tomo II. TSCHINKEL, H. 1977. Factores limitantes del crecimiento de plantaciones de Cupressus lusitanica en Antioquia, Colombia. Revista Facultad de Agronomía Medellín (Colombia). 27(2): 3-57.
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FERTILIZACIÓN DEL CULTIVO DE LA PAPA EN LOS DEPARTAMENTOS DE CUNDINAMARCA Y BOYACÁ Luis L. Barrera B.*
1. INTRODUCCIÓN La papa es un cultivo de gran importancia socioeconómica en las zonas frías de Cundinamarca y Boyacá. Es el cultivo con mayor consumo de fertilizantes por unidad de superficie. En condiciones comerciales, se aplican dosis que oscilan entre 1.000 y 2.000 kg/ha de fertilizantes compuestos, con predominio de fuentes altas en fósforo. Los fertilizantes representan cerca del 20% de los costos de producción del cultivo, con una eficiencia baja, ya que para el fósforo (P) está entre 10 y 20%, por los fenómenos conocidos de fijación de fosfatos y entre 30 y 50% para el nitrógeno (N) y el potasio (K). La agricultura colombiana enfrenta el reto de ser competitiva; la papa se encuentra en este escenario. Por este motivo, se requiere modernizar las prácticas agronómicas, de tal modo que alcance una mayor eficiencia en la utilización de los insumos. El fertilizante es el insumo más costoso en el cultivo de la papa y, por lo tanto, debe utilizarse eficientemente. En el presente artículo, se dará especial énfasis, al N, P, K y al magnesio (Mg); este último elemento ha sido descuidado en los planes de fertilización y puede tener gran significado en la producción, teniendo en cuenta los bajos contenidos que se presentan en los suelos paperos y que se manifiestan por las amplias relaciones Ca/Mg. Los cuatro elementos, junto con el boro, deben constituirse en punto de partida, para una recomendación de fertilizantes completa y balanceada, en la mayoría de los suelos paperos. El artículo no pretende realizar una extensiva revisión bibliográfica sobre el tema; presenta, en forma resumida, los aspectos mas importantes de la fertilización en el cultivo de la papa, con el propósito de contribuir a mejorar la eficiencia en la utilización de los insumos, que redunde en el mejoramiento de la competividad de este cultivo. * I.A. Msc. CORPOICA, Tunja. Cra. 10 No. 16-47. Telefax 987 451953.
47
2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SUELOS PAPEROS Los suelos donde se cultiva la papa son de diversas características fisicoquímicas, destacándose aquellos con alto contenido de materia orgánica, con valores de pH menores de 5,5, con bajo contenido de fósforo disponible y alta capacidad de fijación de fosfatos. En estos suelos, no es posible obtener producciones altas, si no se aplican cantidades suficientes de fosfatos, en presencia de adecuadas cantidades de nitrógeno y de potasio. Generalmente, los suelos tienden a aumentar en su contenido de materia orgánica, a medida que se aumenta en altitud, siendo frecuente encontrar altos niveles de materia orgánica, por encima de los 2.900 msnm, en zonas de páramo, con algunas excepciones, como en los suelos de Tota y Pesca en Boyacá, donde se encuentran niveles bajos de materia orgánica, aún en zonas de cultivo situadas por encima de 3.000 msnm. La presencia de arcillas amorfas en la mayoría de los suelos de clima frío conlleva una alta capacidad de fijación de P, lo cual, en gran parte, es la causa de los elevados requerimientos de fertilizantes fosfóricos en el cultivo de la papa . Por las características geomorfológicas y pedogenéticas, en la zona de clima frío existe una amplia variación de las características edafológicas, dependiendo de la altitud y de la ubicación de los paisajes. Con base en los análisis químicos de muestras de suelos provenientes de las diferentes zonas de cultivo, el ICA (1980) determinó las características generales de fertilidad de los suelos paperos de Cundinamarca y Boyacá. De acuerdo con los niveles críticos reportados, se ha realizado la distribución porcentual para los valores de pH, materia orgánica (M.O.), P, K y de la relación Ca/Mg en estos dos departamentos (Tabla 1).
TABLA 1. Niveles críticos para pH, P, K y de la relación Ca/Mg para los cultivos de clima frío. Parámetro
Bajo (B)
Medio (M)
Alto(A)
pH
< 5,5
5,6 - 7,3
> 7,3
P (ppm) Cordillera oriental
< 40
40 - 60
> 60
K (me/100 g suelo)
< 0,3
0,3 - 0,6
> 0,6
Ca/Mg
< 1,0
1,1 - 3,0
> 3,0
La Tabla 2 nos indica que la mayoría de los suelos cultivados con papa, para la fecha en que se realizó el análisis (1980), son ácidos, con predominio de valores bajos en P, contenidos medios a bajos de potasio (K) y una amplia relación Ca/Mg. De lo anterior, es de 48
TABLA 2. Distribución porcentual de los valores de pH, fósforo, potasio y de la relación Ca/Mg en los suelos cultivados con papa en Cundinamarca y Boyacá (ICA, 1980). pH
P
K
Ca/Mg
Departamentos B
M
A
B
M
A
B
M
A
B
M
A
Boyacá
78
21
1
74
7
19
53
38
9
0
35
65
Cundinamarca
77
23
0
66
10
24
38
31
31
3
23
74
esperarse una alta respuesta al P, de media a baja para el K y deficiencias potenciales de Mg. Para este cultivo, no se han establecido niveles críticos de la materia orgánica del suelo. Recientes estudios de caracterización realizados por Corpoica, con base en 50 muestras de suelos de zonas representativas de Cundinamarca y Boyacá, cuyos valores se presentan en la Figura 1, indican diferencias en las tendencias, en relación con la información presentada antes.
Bajo
Medio
Alto
100
Porcentaje
80
60
40
20
0 pH
MO
P
K
Ca/Mg
S
Parámetro
FIGURA 1.
Distribución porcentual de algunos parámetros de fertilidad de los suelos paperos en Cundinamarca y Boyacá.
49
En esta figura se destacan los valores bajos de pH, valores medios a bajos de materia orgánica, altos valores de fósforo, indicando que posiblemente a través del tiempo se ha producido una acumulación de P, lo cual puede revaluar la idea que se tiene sobre los bajos contenidos de P en los suelos paperos. Igualmente se destaca el predominio de los valores medios a altos de K y altos de S. Las muestras corresponden a los principales municipios paperos de Siachoque, Belén, Toca, Tota, Ventaquemada, Villapinzón, Chocontá y Tausa; los datos tienen variación entre las muestras tomadas por municipio, ya que para el caso de Motavita (Boyacá) predominan los valores de pH inferiores a 5,5 y valores bajos de P , caso en el cual no hay concordancia entre los contenidos bajos de P y los fertilizantes usados por los agricultores en la zona con alto consumo de fertilizantes de relación 1-1-1. Esto nos indica la importancia de realizar estudios periódicos de caracterización de los suelos, que permitan orientar la investigación y las recomendaciones generales de fertilizantes, por localidades. 3. ASPECTOS GENERALES SOBRE LA NUTRICIÓN DEL CULTIVO DE LA PAPA 3.1 Requerimientos nutricionales
La papa extrae altas cantidades de nutrimentos del suelo, lo cual está en función de la variedad y del rendimiento esperado. Por tal razón, si se quiere alcanzar mayores rendi-
20 ton/ha
40 ton/ha
50 ton/ha
600
500
kg/ha
400
300
200
100
0 N
P 2O 5
K2 O
Mg
S
Nutrimento
FIGURA 2.
Requerimientos nutricionales del cultivo de papa para niveles crecientes de producción.
50
mientos, la papa exige mayores requerimientos nutricionales y, por ende, alta demanda de fertilizantes. Existen diferencias en las cifras que cuantifican la demanda nutricional. La Figura 2, adaptada de Guerrero (1989), resume estas demandas nutricionales para los niveles crecientes de producción. En la Figura 3 se presenta la curva de extracción de nutrimentos con la variedad “ICA Puracé” obtenida por Grandett y Lora (1978), para las condiciones de la Sabana de Bogotá. Se puede observar la alta demanda de K seguida del N, además de las apreciables extracciones en el tiempo, del Ca y del Mg; como también los bajos requerimientos de P,
P2O5
800
Mg
Ca
N
K2O
700 600 500
Extracción de nutrimentos (kg/ha)
400 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0
20
28
36
44
52
60
68
76
84
92
Días después de la germinación
FIGURA 3.
Extracción acumulativa de nutrimentos por el cultivo de la papa (“ICAPuracé”) en diferentes estados de crecimiento, en el Centro Experimental de Tibaitatá. Grandet, G. y Lora (1978).
51
lo cual contrasta con las altas aplicaciones de este nutrimento en las condiciones normales de cultivo. De otra parte, los mayores requerimientos se encuentran alrededor de los 50 días, que coincide con la época de mayor crecimiento vegetativo y el comienzo de la tuberización; aspecto importante a tener en cuenta para el reabonamiento o fraccionamiento, particularmente con N y K. Las plantas de papa asimilan N durante todo el período vegetativo; sin embargo, una asimilación muy fuerte tiene lugar en el período en que crecen vigorosamente, lo cual ocurre, en especial, cuando éstas han alcanzado una altura de 15 a 20 cm. El contenido de N en las hojas disminuye con bastante rapidez, después de iniciarse la tuberización. El fósforo se asimila durante el desarrollo vegetativo, pero al igual que en el caso del N, la asimilación más intensa tiene lugar en el de máximo crecimiento de las plantas. En el período de mayor desarrollo, el contenido de P en los tallos es alrededor del 0,7%, calculado sobre materia seca, porcentaje comúnmente presente también en los tubérculos. Por lo tanto, la cantidad máxima de fósforo que asimila un buen cultivo, está situada alrededor de 60 kg de P2O5/ha, de los cuales 50 kg de P2O5, como máximo, contienen los tubérculos arrancados en estado maduro.
TABLA 3. Concentración en las hojas de los nutrimentos mayores (60 días después de la siembra) y en los tubérculos (a la cosecha). Concentración (% de peso seco) Nutrimento mayor
Tubérculos
Rastrojo
N
1,6
6,5
P
0,2
0,6
K
1,6
6,0
Ca
0,05
1,0
Mg
0,13
0,50
S
0,15
0,25
Analizando la Tabla 3, podemos observar que se tiene una concentración de 1,6% de N en los tubérculos y de 6,5 % en el rastrojo. El cultivo de la papa, en promedio, rinde 4 ton/ha de tubérculos secos (20 toneladas de tubérculos frescos) y, su correspondiente en rastrojo seco, es de 1,5 ton/ha. De este modo, la extracción de N del suelo es de 1,6% x 4 = 64 kg/ha y en el rastrojo de 6,5% x 1,5 = 97,5 kg/ha. La extracción total de N será entonces de 160 kg/ha. El N requerido es mayor que la cantidad extraída por el cultivo, debido a pérdidas por lixiviación y volatilización. Para un rendimiento de tubérculos de 52
20 ton/ha se requieren 200 kg de N, correspondiendo a 10 kg de N/ton de tubérculos, cifra comúnmente aceptada. En consecuencia, si por factores de sequía, variedad u otras, no es factible tener altos rendimientos, es conveniente reducir la dosis de N. La extracción de P por el cultivo de la papa corresponde a un 0,2% del peso seco de los tubérculos y 0,6% del rastrojo seco. De este modo, la extracción promedia de P de un cultivo es, en los tubérculos, de 0,2% x 4 = 8 kg/ha y, en el rastrojo, de 0,6% x 1,5 = 9 kg/ ha. Esto nos da un total de 17 kg/ha. En la práctica, las necesidades de P son mayores, debido a la baja eficiencia de la planta para tomarlo del suelo. El potasio es el elemento mas abundante en la planta de papa. Los tubérculos contienen alrededor del 1,6% y las hojas alrededor de 6% de K. Por esto, para un rendimiento de
FOTOGRAFÍA 1. Sistema radical de la papa pocos días después de la emergencia (L. Barrera).
53
20 toneladas de tubérculos frescos (4 ton de materia seca) se tiene una extracción por los tubérculos de 64 kg/ha y en rastrojo de 90 kg/ha para un total de 154 kg/ha. 3.2 Características del sistema radical de la planta de papa y su relación con la fertilización.
La planta de papa tiene un sistema radical débil, por lo cual las capas impermeables del suelo reducen grandemente el rendimiento. Por otra parte, las capas compactadas limitan la profundidad radical, viéndose ésta limitada en períodos secos; otra desventaja de la compactación del suelo y de las capas densas es que, después del riego o lluvias abundantes, el suelo queda saturado por períodos largos, causando la muerte de raíces y la pudrición de tubérculos. La papa es considerada como altamente sensible a periodos de anegamiento del suelo. Como se observa en la Fotografía 1 (tomada a una planta de papa, pocos días después de la emergencia), la mayor profusión de raíces se presenta a partir de los primeros nudos y sigue en dirección vertical y en parte lateral. Por esta razón, los nutrimentos deben estar disponibles y al alcance de las raíces en esta época, particularmente para el fósforo. Al momento de la “atierrada” o primer aporque (que se realiza, en promedio, 15 días después de la emergencia), nuevos nudos quedan cubiertos de suelo, pero la mayor profusión de raíces sigue siendo la que se formó inicialmente, ya que a partir del segundo aporque (en promedio 30 días después de la emergencia), la planta se concentra en la formación de estolones, que van a dar lugar a los tubérculos. Las raíces que se forman en esta zona son poco numerosas, tal como se observa en la Fotografía 2, tomada en una planta (variedad “Parda Pastusa”), unos días después del aporque, donde se aprecia que la mayor profusión de raíces se encuentra cerca y debajo del tubérculo madre. Es importante tener en cuenta los anteriores aspectos, para considerar la época adecuada y el método de aplicación del fertilizante. De acuerdo con estas consideraciones, no es eficiente colocar el P después de la siembra, teniendo en cuenta la densidad de las raíces y la baja movilidad de éste. La papa es poco eficiente en la toma del P. 3.3 Importancia del nitrógeno (N)
El N es un componente de las proteínas, cuyo contenido está directamente relacionado con la concentración de N en los tejidos de la planta. Adicionalmente, el N es un componente de la molécula de clorofila y de los ácidos nucleicos constituyentes de los cromosomas. El nitrógeno es necesario para un crecimiento vegetativo vigoroso. La planta de papa presenta mayores tasas de crecimiento cuando hay mejor disponibilidad de nitratos; así, también ésta puede tomar tanto las formas nítrica, como la amoniacal del N, para su nutrición. La prevalencia de iones nitrato o de amonio en el suelo depende del tipo de fertilizante aplicado y de la actividad microbiológica de éste, puesto que el amonio puede ser transformado en nitrato (Mengel, 1987). En la mayoría de los suelos, la aplicación de N generalmente se traduce en incremento del desarrollo vegetativo, en hojas bien desarrolladas y en ramificación abundante. El 54
FOTOGRAFÍA 2. Sistema radical de la papa (var. "Parda pastusa") después del 2º aporque, al comienzo de la tuberización (L. Barrera).
desarrollo de las raíces no es muy estimulado por el N. Por el contrario, un exceso de N origina hojas grandes, con un color amarillo oscuro; así mismo, las células foliares son grandes, pero la resistencia mecánica disminuye y aumenta la susceptibilidad al ataque de enfermedades, especialmente de tipo fungoso. Además, la producción de excesivo follaje va en detrimento de la formación de tubérculos, por lo cual se obtienen producciones reducidas (Hooker,1986) . El retraso en la maduración es también un síntoma asociado al excesivo suministro de N. En caso de deficiencia de N, el desarrollo vegetativo es restringido (Fotografía 3), las hojas son poco desarrolladas y presentan un color verde pálido, por causa de la disminución en la concentración de clorofila . Las hojas más viejas tienen tendencia a la senescencia (amarillas y secas) y pueden perderse prematuramente. La aparición de los síntomas de deficiencia en las hojas más viejas se debe a la gran movilidad del nitrógeno dentro de la planta . La deficiencia causa reducción del crecimiento y clorosis. El N es móvil en la planta y es translocado a las partes en crecimiento; debido a su movimiento descendente, está sujeto a pérdidas por lixiviación y pérdidas en sentido ascendente por volatilización. Además de las altas demandas por el cultivo, puede también presentarse “un consumo de lujo”. Se considera que es conveniente fraccionar este elemento, teniendo en cuenta la alta pluviosidad que se presenta en algunos períodos del desarrollo vegetativo, en los cuales hay bastante infiltración y en períodos temporales de condiciones aneróbicas. Además, la alta solubilidad de las fuentes y su movilidad descendente, hace al N viable
55
FOTOGRAFÍA 3. Nótese la acentuada deficiencia de nitrógeno en la parcela experimental (derecha) que no recibió fertilización con N (R. Lora).
para ser considerado en los programas de fraccionamiento del fertilizante. De otra parte, teniendo en cuenta que la papa tiene periodos vegetativos superiores a los 6 meses, particularmente en las zonas de páramo, es más conveniente su fraccionamiento. 3.4 Importancia del fósforo
El fósforo es un elemento esencial de los componentes químicos de la planta, responsable de la transferencia de energía en los procesos metabólicos, durante el período inicial del desarrollo de la planta, lo mismo que durante la tuberización. Se encuentra también en los ácidos nucleicos y es importante para la formación de las semillas y el crecimiento de la raíz. La deficiencia en los estados iniciales de desarrollo retarda el crecimiento apical, las plantas se quedan pequeñas, ahusadas y algo rígidas. El bronceado normal de los foliolos desaparece, los pecíolos son más erectos y la madurez de la planta generalmente se retrasa (Hooker, 1986; Mengel y Kirkby, 1986). El retardo en la madurez (poca floración) y desarrollo foliar reducido, son los síntomas más comunes en las condiciones de los suelos paperos en Colombia. Cuando la papa es sembrada en suelos con bajo contenido de P disponible y/o bajas aplicaciones de fosfatos, las raíces y los estolones son de número y longitud reducidos y, aunque los tubérculos no muestran síntomas externos, internamente pueden presentar 56
manchas necróticas de color castaño (herrumbre) distribuidas en forma dispersa en toda la pulpa o en disposición radiada (Hooker, 1986). El P es un elemento que se mueve en el suelo, principalmente, por difusión y requiere humedad y bastantes zonas de intercepción. Aparentemente, la papa es una especie poco eficiente en la toma del fósforo, asociado con su sistema radical poco desarrollado (Fotografía 2) y con sus características internas en la toma y transporte dentro de la planta. Contrario al N, el P es de muy poca movilidad, lo que implica pérdidas por fijación de fosfatos en suelos ácidos; por esta razón, teniendo en cuenta las características del sistema radical, lo más conveniente es colocarlo localizado y al alcance de las raíces, para un rápido crecimiento. La planta de papa toma el P con bastante dificultad, de ahí la importancia de la presencia en cantidades suficientes de fósforo de fácil asimilación. Si el suelo tiene un alto grado de acidez, el fósforo es retenido fácilmente por los iones hierro y aluminio, y si el pH es alto, la cal puede hacer menos accesible el fosfato a la planta. Por tanto, un análisis de suelo debe ser la base para una buena fertilización fosfórica. Para una fácil asimilación del fosfato, es esencial una buena estructura del suelo. La mayor cantidad de P se transloca de la planta hacia los tubérculos, por lo cual aquella tiene que extraer del suelo considerable cantidad de P. La aplicación de P a ambos lados del tubérculo-semilla mejora la absorción de este elemento, disminuyendo la posibilidad de fijación al suelo. Es muy poco lo que se puede hacer para aliviar los síntomas de deficiencia de P, durante la época de desarrollo del cultivo. 3.5 Importancia del potasio
El potasio (K) promueve la asimilación de CO2 y la translocación de carbohidratos. Esta es la razón por la cual, el contenido de almidón es alto, en papas bien provistas con K (Mengel, 1987). Este efecto, también es dependiente de la clase de fertilizante potásico utilizado. El KCl puede generar menores contenidos de almidón que el sulfato de potasio. Comparado con el P, el K se mueve en los suelos con mayor facilidad, sobre todo en aquellos cuya capacidad de intercambio de cationes es muy baja, o en suelos livianos con baja C.I.C.. Es aconsejable aplicar los fertilizantes potásicos al momento de la siembra. Existe un buen abastecimiento de K en una buena parte de los suelos de clima frío en Colombia. El potasio es asimilado en grandes cantidades por la planta de papa y una insuficiencia del mismo acorta el período vegetativo, en detrimento del rendimiento. La planta de papa, unas cuantas semanas después de la emergencia, asimila ávidamente el potasio (Figura 3), y disminuye sensiblemente la asimilación, después de alcanzar la época de máximo follaje. Por tal razón, en un período relativamente corto, la planta tiene que tener a su disposición una buena cantidad de potasio. La carencia de potasio se manifiesta por el tono verde oscuro de la planta y la decoloración bronceada de la hoja que acaba necrosándose. Los tubérculos con reducido conteni-
57
do de potasio, si son golpeados, se muestran muy sensibles a la aparición de manchas azuladas bajo la epidermis. 3.6 Importancia del magnesio
El magnesio es el único nutrimento constituyente de la clorofila. Es también necesario para la activación del metabolismo de los carbohidratos y respiración de las células. Las necesidades de Mg por la planta son pequeñas, pero teniendo en cuenta que su asimilación a veces es bloqueada, afectándose considerablemente el crecimiento de la planta, se constituye en una parte importante en la alimentación mineral de la planta de papa. El contenido de Mg en las plantas puede variar mucho en el período de follaje máximo. Contenidos del 0,3-0,4% (calculados sobre materia seca), son frecuentes en cultivos bien provistos. Los tubérculos contienen a menudo un 0,15%, aproximadamente. La asimilación total, en el momento de máximo desarrollo, puede ser de unos 30 kg de Mg/ha, cantidad que ha de estar disponible antes de que se alcance el momento de máximo follaje. A causa de varios factores, el Mg en el suelo puede hacerse accesible con dificultad a las raíces de las plantas. Un alto nivel de acidez en el suelo no favorece la absorción y una estructura pobre lo impide. El N en general, contrarresta los síntomas de carencia en magnesio. El ion NH4+ entorpece la asimilación del ion Mg; sin embargo, puesto que el NH4+ se transforma en el suelo en NO3-, el nitrógeno aplicado en forma de amoniaco, obstaculiza la aparición de los síntomas de falta de Mg. El potasio también dificulta la asimilación de Mg, de aquí que altas aplicaciones de K provocan muchas veces la carencia de magnesio. Los síntomas de una carencia de magnesio son muy característicos, apareciendo amarillamiento intervenal y posterior necrosis en las hojas bajeras, quedando verdes los bordes. 4. ALGUNAS CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE EL ENCALADO Y LOS ABONOS ORGÁNICOS El encalado es una práctica utilizada por los agricultores especialmente en zonas de páramo (Fotografía 4). Su validez técnica no está comprobada suficientemente. La papa puede tolerar la acidez del suelo, pero también puede desarrollarse adecuadamente a un pH neutro o ligeramente ácido. Niveles de pH entre 4,5 y 6 se consideran adecuados. Valores de pH superiores a 6 pueden favorecer el desarrollo de la enfermedad fungosa llamada comúnmente “sarna” (Actinomices scabies). La papa presenta un alto nivel de tolerancia a los niveles de aluminio intercambiable presentes en los suelos paperos, cuyos contenidos de calcio suelen ser adecuados para suplir las necesidades del cultivo. Por esta razón, es mejor enfocar el encalado, más con un criterio nutricional, que con el criterio de corrector de acidez. Es más viable considerar la aplicación de dosis moderadas de calcio, teniendo en cuenta el aporte simultáneo 58
FOTOGRAFÍA 4. Encalamiento en banda, al fondo del surco, para el cultivo de papa (L. Barrera).
de magnesio, en consideración a las relaciones calcio-magnesio altas en los suelos paperos. Por lo tanto, las cales dolomíticas son más deseables que las cales calcíticas. De otra parte, es conocido el efecto benéfico de la materia orgánica en el mejoramiento de las propiedades fisicoquímicas del suelo. En nuestro medio, a la materia orgánica se le dan connotaciones nutricionales utilizando abono de establo (con “cama” de bagazo de maíz, o tamo de trigo o cebada), particularmente en zonas de minifundio, donde el agricultor posee algunos animales en su explotación. Por lo general, a estos materiales no se les da un manejo adecuado y puede haber muchas pérdidas de N por volatilización y de N y de K por lavado. Todos los materiales orgánicos tienen dificultad para su aplicación y representan un alto consumo de jornales. Otros materiales orgánicos utilizados en los sistemas de producción de papa son las galli59
nazas provenientes de los galpones de Moniquirá, Fusagasugá o el Valle de Tenza. Involucran altos costos por su transporte y llevan un alto componente de relleno como viruta de madera o cascarilla de arroz. También se utiliza estiércol de caballo proveniente del hipódromo de Villa de Leiva, cerca a Tunja. Se ha observado, a nivel de campo, en este último material, efectos fitotóxicos (cuyas causas no son claras), caracterizadas por encrespamiento total del follaje, con efectos negativos en el rendimiento. Aunque es conocido el hecho de que el abonamiento orgánico presenta baja cantidad de nutrimentos, en muchas zonas paperas se utiliza este material. Aunque no esta completamente claro el efecto de los orgánicos, desde el punto de vista nutricional (ya que normalmente se aplican suficientes cantidades de NPK con los fertilizantes compuestos), su efecto positivo puede estar asociado con el aporte de elementos secundarios y de menores, particularmente del Mg y del B, que podrían corregir las deficiencias que se presentan, en concordancia con los resultados de caracterización de suelos. A nivel de campo, se ha observado ausencia de quebradura de tallos, en lugares donde se aplican abonos orgánicos. Se considera que el cultivo de papa reacciona favorablemente a abonos orgánicos y a los abonos verdes, ya que ambos mejoran la estructura del suelo y, gradualmente, liberan varios nutrimentos. De este modo, el abono orgánico se constituye en un suplemento ideal de los fertilizantes químicos. Es importante que el abono orgánico sea bien descompuesto antes de ser aplicado y que el abono verde sea incorporado en profundidad, con el fin de que se descomponga satisfactoriamente en el suelo. En resumen, el papel de los abonos orgánicos, no solamente debe enfocarse con el criterio nutricional, sino considerar los efectos ecofísicos en el aporte de energía, retención de humedad y nutrimentos y aporte de algunos elementos como S, Mg y algunos microelementos. Sin embargo, teniendo en cuenta consideraciones económicas en el uso de los abonos orgánicos, es deseable considerar la fertilización química completa, utilizando NPK + Mg + B y pensar en la utilización de abonos verdes o incorporación de residuos que genere el sistema-finca, según las rotaciones presentes. 5. RESULTADOS EXPERIMENTALES CON LA FERTILIZACIÓN La investigación sobre respuestas a NPK ha indicado que los mayores rendimientos se han obtenido con dosis de 50 a 100 kg/ha de N y entre 100 y 300 kg de P2O5 en zonas de alturas menores de 2.900 msnm. La respuesta al K ha sido menos frecuente. Su aplicación ha dado resultados positivos, al aumentar el rendimiento en algunos casos y, en otros, no se obtuvo respuesta o se presentó disminución del rendimiento. Es de esperarse respuesta en suelos bajos en K y cuando se aplican altas cantidades de N y P. La disminución del rendimiento, por aplicaciones de K, se debe al desbalance con otros cationes, como el Ca y el Mg, que pueden inducir deficiencia de estos últimos (Wieczorek, 1979). Estudios realizados por el ICA, en las diferentes zonas paperas del país, reportan que, en la mayoría de los suelos, la principal respuesta es a N y P, los cuales deben suministrarse simultáneamente para obtener altos rendimientos. Se ha encontrado interacción signifi60
cativa a la aplicación simultánea de estos dos nutrimentos (Lora, 1980; Munévar et al, 1977). Como resultado de estos estudios, se considera que las relaciones N:P2O5:K2O más adecuadas para el cultivo de la papa son: 1:3:1; 2:4:1; 2:6:1 y 1:2:1. Se recomienda aplicar el fertilizante localizado en banda debajo de la semilla, o en corona alrededor de la misma. La época más adecuada de aplicación es al momento de la siembra (Lora ,1980; Munévar et al, 1977). En los sistemas de producción de papa se utilizan las relaciones 1-3-1, 2-4-1 y 1-1-1. En menor escala se utiliza la relación 1-2-2. En el caso de suelos altos en fósforo, o que reciban reabonamiento, las relaciones 1-1-1 son las más utilizadas. Las dosis dependen de la altitud y se aumentan en la medida que ésta se incrementa. En zonas paperas de Antioquia, donde la fertilidad natural de estos suelos es baja, se presenta una alta probabilidad de respuesta al encalamiento. Las aplicaciones de cal se recomiendan para suelos con bajo contenido del Ca y Mg, y no se recomienda su aplicación si el pH es mayor de 5 y el Al intercambiable es menor de 1 me/100 g de suelo. La cal se recomienda aplicar únicamente en los surcos, al fondo, incorporándola con el suelo, de esta forma se economiza del 50 al 75 % de la cal recomendada para aplicación al voleo (Muñoz ,1978). Situaciones similares se dan en varias zonas de Cundinamarca y Boyacá. Los resultados de las investigaciones sobre encalado en Cundinamarca y Boyacá, han sido contradictorios, obteniéndose, en algunos casos, disminución en los rendimientos. Generalmente se han realizado altas aplicaciones de cal, partiendo del criterio de subir el pH a valores cercanos a 6, lo cual puede inducir a desequilibrios en las relaciones catiónicas Ca/Mg/K y, eventualmente, inducir a deficiencias de algunos elementos menores (Guerrero, 1989). Respecto al magnesio, son pocos los trabajos realizados en Colombia con el cultivo de la papa, y es de esperar buenas respuestas considerando los siguientes factores: relaciones Ca/Mg amplias, en un porcentaje alto en las zonas paperas; aplicaciones altas de potasio con los fertilizantes compuestos; extracción continuada por los cultivos; utilización de cales calcíticas y uso de variedades de alto rendimiento. En algunos experimentos realizados en Boyacá, cuyos suelos presentan una relación Ca/ Mg amplia (8:1) y síntomas visibles de deficiencia de Mg en el follaje (clorosis intervenal), se lograron eliminar estos síntomas y obtener incrementos de alrededor de 6 ton/ha, con tres aspersiones foliares de sulfato de magnesio heptahidratado al 1%. Se considera que una relación Ca:Mg:K en el suelo, adecuada para el cultivo de la papa es de 3:1:0,3. Se han encontrado incrementos altamente significativos en los rendimientos de tubérculos, en zonas de páramo, con aplicaciones de gallinaza sola seca y molida (sin relleno), entre 1 y 2 ton/ha, como complemento a una dosis de 1.500 kg/ha de fertilizante compuesto de relación 1-3-1. Se han realizado diversas investigaciones con el P, ya que es el elemento que se aplica en dosis altas, pero presenta una eficiencia baja. Es reconocido que solamente un bajo por61
centaje de la cantidad de P aplicado (10-20%) es utilizado por la planta y el resto se pierde por fijación en el suelo. De las investigaciones realizadas, principalmente por el ICA, se ha encontrado alta respuesta a las aplicaciones de este elemento, hasta con dosis de 450 kg/ha (P2O5) en suelos altamente fijadores de P, o en zonas de páramo. Igualmente, se ha encontrado interacción positiva entre el N y el P. De acuerdo con la experimentación, la papa responde bien a fuentes fosfatadas de alta solubilidad en agua, como las presentes en los fertilizantes compuestos, en los fosfatos diamónicos o en el superfosfato triple. La respuesta a rocas fosfóricas finamente molidas ha sido muy pobre, como se evidenció por la amplia experimentación realizada en la década pasada y a comienzos de la presente, teniendo en cuenta que se requieren ciertas condiciones para la disolución de la roca. De la experimentación realizada con rocas fosfóricas, fue promisoria la utilización de rocas parcialmente aciduladas (50% de acidulación con ácido sulfúrico). A nivel de recomendación de P, debe considerarse esta fuente, teniendo en cuenta el porcentaje de P soluble. Estas fuentes pueden tenerse presentes en el sistema - finca porque aportan buenas cantidades de Ca y de S. Los bajos resultados obtenidos con las rocas fosfóricas se deben principalmente a los siguientes factores: baja reactividad de las rocas nacionales; suelos paperos con alta capacidad de fijación de fosfatos; suelos paperos con características desfavorables para la disolución de la roca; los pH están entre 5,0 y 5,5 (el pH más favorable es menor de 5,0) y niveles de Ca y P no tan bajos (niveles bajos de P y Ca son considerados como indispensables para favorecer la disolución de la roca) (Khasawneh y Doll, 1978); baja eficiencia en la utilización del fósforo por la planta de papa, en contraste con otras especies de
TABLA 4.
Recomendaciones para la fertilización de la papa (Solanum tuberosum L.) en Cundinamarca y Boyacá (ICA, 1992).* Resultados del análisis de suelos
Región
Páramos de Cundinamarca y Boyacá
Altiplano cundi-boyacense
Dosificación
P ppm
K me/100 g
< 40
< 0,30
40 - 60
0,30 - 0,60
> 60
N kg/ha
P2O5 kg/ha
K2O kg/ha
375 - 450
125 - 150
300 - 375
100 - 125
> 0,60
250 - 300
50 - 75
< 40
< 0,30
300 - 375
75 - 100
40 - 60
0,30 - 0,60
250 - 375
50 - 75
> 60
> 0,60
175 - 250
25 - 50
100 - 150
50 - 100
* Todos los fertilizantes se deben aplicar al momento de la siembra, en el fondo del surco, en corona o en bandas laterales, al lado de la semilla. El fósforo y el potasio se aplican al momento de la siembra. Cuando se utilicen variedades de alto rendimiento, la cantidad de fertilizante se aproxima más a la cantidad máxima recomendada. Como fuente de K2O es más recomendable el sulfato de potasio de potasio (K2S04) que el cloruro de potasio (KCl). El ion Cl produce turgencia en los tubérculos.
62
plantas, como las leguminosas, que son más hábiles para extraer el P del suelo, o utilizarlo de fuentes poco solubles, como las rocas fosfóricas (Barrera, 1989). A nivel experimental, no se han encontrado diferencias entre los métodos de aplicación; en las zonas paperas, predominan los sistemas de aplicación en banda y en corona. 6. TECNOLOGÍA DE APLICACIÓN DE FERTILIZANTES 6.1 Aspectos generales sobre la recomendación de fertilizantes
Para una correcta recomendación de fertilizantes, se deben tener en cuenta sus diferentes componentes a saber: la disponibilidad del nutrimento en el suelo; la extracción por el cultivo y el potencial de producción, relacionado con las características de la variedad, de la precipitación y la productividad del suelo; la ausencia de factores adversos y de la correcta densidad de siembra. Teniendo en cuenta estos componentes, la recomendación de fertilizantes debe conducir a una correcta selección de la fuente, la dosis, la época y el método de aplicación más adecuado. No se debe olvidar el nivel tecnológico utilizado por el agricultor, lo cual determina en gran medida el rendimiento esperado y, por ende, los requerimientos nutricionales. El análisis del suelo es la técnica más difundida en nuestro medio para conocer el nivel de fertilidad del suelo y es la que nos sirve de base para un programa de fertilización. El contenido de materia orgánica no se tiene en cuenta en el cultivo de la papa, para la recomendación de fertilizantes, puesto que no ha sido posible encontrar su influencia en la respuesta a la fertilización nitrogenada (Lora 1980). Por otra parte, se dispone de poca información, en nuestro medio, que permita utilizar el análisis foliar como criterio. En Cundinamarca y Boyacá, generalmente se obtienen mejores producciones en el primer semestre, relacionadas, posiblemente, con la mayor precipitación. Por lo anterior, debe considerarse la disponibilidad de agua, como criterio para los cálculos de dosis del fertilizante a utilizar. 6.2 Dosis
Las dosis de fertilizantes no se consideran en función del área sino por carga de semilla sembrada, siendo en promedio de 70 g/planta de fertilizante compuesto. En este caso, no es posible aplicar dosis precisas, ya que depende del operario y cada planta recibe una dosis diferente. Es muy escasa la mecanización en la aplicación de fertilizantes. De conformidad con diversas pruebas regionales realizadas por el ICA, se logró definir las tablas guías, para la recomendación de fertilizantes, con base en el contenido de nutrimentos existentes en el suelo, la altitud y la región. La Tabla 4 resume la información sobre recomendación de fertilizantes en papa. 6.3 Fuentes fertilizantes
Como fuentes de N se puede considerar a la materia orgánica, los fertilizantes simples y complejos y las leguminosas de la rotación. La materia orgánica también es fuente de P. 63
El criterio para la utilización de fuentes fosfatadas, es el de utilizar aquellas de alta solubilidad en agua. Los fertilizantes compuestos tienen la ventaja de utilizarse como portadores de 3 elementos que se pueden aplicar simultáneamente. Se destacan los de relación 1-3-1, 1-2-1, 1-11, y las mezclas físicas ya preparadas. Aquí cabe la consideración del costo. Por ejemplo, el de relación 1-3-1 es más costoso por bulto, pero más barato por unidad de nutrimento, ya que lleva 50 unidades en comparación con el de la relación 1-1-1 que tan solo aporta 45 unidades de nutrimentos. Además, para suelos pobres en fósforo, es preferible la utilización de fórmulas altas en fósforo. Es al criterio del profesional o del agricultor y teniendo en cuenta las consideraciones técnicas, económicas y prácticas, la selección de las mejores fuentes que se adapten a su
TABLA 5. Principales fertilizantes simples, su fórmula química y su contenido de nutrimentos. Contenido de nutrimento Fertilizante
Fórmula N
P2O5 (=P) K2O (=K)
Ca
Mg
S
Nitrato de calcio
Ca(NO3)2
16
-
-
21
-
-
Nitrato de amonio
NH4NO3
33
-
-
-
-
-
Sulfato de amonio
(NH4)2SO4
20
-
-
-
-
24
Urea
CO(NH2)2
46
-
-
-
-
-
Fosfato monoamónico
NH4H2PO4
11
48
21
1,4
-
2,6
Fosfato diamónico
(NH4)2HPO4
20
54
24
-
-
-
Superfosfato simple
CaSO4 + Ca(H2PO4)2H2O
-
20
9
20
-
12
Superfosfato triple
Ca(H2PO4)2H2O
-
46
20
13
-
1
Cloruro de potasio
KCl
-
-
60
0,3
-
-
Sulfato de potasio
K2SO4
-
-
53
-
-
18
Nitrato de potasio
KNO3
14
-
47
-
-
-
Sulfato de potasio y magnesio
K2SO4 MgSO4
-
-
32
-
8
22
Cal dolomítica
CaCO3 MgCO3
-
-
-
22
13
-
Fertilizante compuesto
(vgr. 15-15-15)
15
15
6,6
12,5
-
-
64
sistema de producción. En este caso, es conveniente el conocimiento de las propiedades de cada fertilizante, su precio y su disponibilidad en las zonas de cultivo. El uso de fuentes simples tiene la ventaja de su costo por unidad de nutriente. Permite además, aplicar al suelo lo que realmente se requiere. La desventaja es su baja disponibilidad en las zonas paperas y la poca experiencia que tienen los agricultores para su uso. Adicionalmente, se tienen dificultades para hacer las mezclas a nivel de finca, ya que se tienen que manejar varias fuentes de fertilizantes. Estas son ideales, cuando se desea fraccionar el fertilizante. En la Tabla 5 se presentan los principales fertilizantes simples comunes en nuestro medio. 6.4 Época de aplicación
Los fertilizantes pueden aplicarse al momento de la siembra, ya que las raíces en desarrollo llegan a la zona de localización del fertilizante, o pueden aplicarse al momento de la “atierrada”. La última posibilidad de aplicar fertilizante es al momento del aporque. Lo más indicado es aplicar todo el fósforo al momento de la siembra, teniendo en cuenta la baja movilidad dentro del suelo y las características del sistema radical mencionadas antes. Se ha observado que la mayor profusión de raíces se da en los nudos cerca del tubérculo-semilla y la proporción de raíces es menor en la zona de influencia del aporque. Por esta razón, el fertilizante fosfórico debe estar muy cerca de las raíces. La localización hace que se reduzcan las posibilidades de fijación. No se considera viable aplicar fósforo al reabone, por cuanto no se ha visto respuesta a su aplicación. Es viable aplicar N y K después de la siembra ya que estos dos elementos son móviles (el N más que el K). Se considera conveniente fraccionar el N, ya que éste, por su alta movilidad puede lixiviarse o perderse por volatilización teniendo en cuenta que durante el desarrollo vegetativo se presentan periodos temporales de alto nivel de humedad en el suelo. En condiciones de ciclos largos, como en los páramos, la eficiencia del N puede aumentarse con el fraccionamiento. 6.5 Sistema de aplicación
El método de aplicación está en función del sistema de siembra. En nuestro medio se siembra a distancias promedio de un metro entre surcos y 50 entre plantas y se fertiliza por sitio. El método de aplicación también depende de la mecanización utilizada. En caso de utilizarse sembradoras abonadoras, el fertilizante puede ser colocado en banda al lado y por debajo de la semilla. En la zona no es utilizado el método al voleo, ya que se tienen muchas pérdidas de P por fijación y teniendo en cuenta las altas distancias de siembra utilizadas. Por lo general, se utilizan dos métodos de aplicación a saber: en banda al fondo del surco y el de la corona. A nivel experimental no se han encontrado diferencias en la efectividad de estos dos métodos. En la mayoría de los casos, la aplicación del fertilizante se hace en forma manual. Se considera que el nitrógeno como urea, aplicado vía foliar, lo absorbe rápidamente la planta de papa y, de esta forma, puede ser utilizado inmediatamente en las épocas de 65
mayor exigencia. El nitrógeno, aplicado en forma foliar, puede ser un buen complemento del abonado radical, teniendo en cuenta que su absorción es rápida y podría ser aplicado con los pesticidas de uso corriente por los agricultores. La papa es una especie tolerante a altas concentraciones de urea aplicadas al follaje y soporta soluciones de hasta 2,5 % (Domínguez, 1973). 7. CONSIDERACIONES ECONÓMICAS La producción total del cultivo depende de la variedad utilizada, de la calidad de la semilla; (en nuestro medio frecuentemente es de baja calidad, asociada a la presencia de enfermedades virales y al mal manejo de la semilla) y del agua, ya que los déficits de ésta no permiten que se alcance la completa utilización de los fertilizantes. Además, es conveniente manejar las poblaciones adecuadas de plantas. El uso de fertilizantes no es económico, si los otros factores agronómicos no son controlados totalmente, para que la planta no tenga limitaciones en su desarrollo. En un contexto de competividad, se tiene que sacar el máximo rendimiento al menor costo. En este sentido, no debe aplicarse un exceso de fertilizante que produzca desperdicio del recurso y que se vaya en consumo de lujo, o que eventualmente se logren efectos depresivos, como sucedería con un exceso de N. Por el contrario, un déficit de fertilizante limita la capacidad de producción de la planta, obteniéndose bajos rendimientos. BIBLIOGRAFÍA CITADA BARRERA, L.L. 1993. El Boro: Un micronutrimento importante en el cultivo de la papa en suelos de Cundinamarca y Boyacá. En: Papas Colombianas. Comunicaciones y Asociados. Bogotá, pp.112-117. __________. 1992. La fertilidad de los suelos de clima frío y la fertilización de Cultivos. En: Fertilidad de suelos: Diagnóstico y control. S.C.C.S. pp. 419-468 __________. 1989. Rock phosphate movilization as affected by soil pH and symbiotic N2 fixation. Wageningen Agricultural University. Wageningen (Holland).Tesis Msc. 79 p. BENKENEA, H.P. 1990. Introduction to potato production. Wageningen. Pudoc. 76 p. DOMÍNGUEZ, V.A. 1973. Abonos Minerales. Ministerio de Agricultura de España. Madrid, España. GRANDETT, J.G., LORA S. R. 1979. Acumulación de materia seca y de varios nutrimentos en tres variedades de papa cultivadas en la serie Mosquera del Centro Experimental Tibaitatá. En: Instituto Colombiano Agropecuario, Informe de progreso 1978. Programa Nacional de Suelos. Bogotá (Colombia) p. 98-103. GUERRERO, R.R. 1988. La fertilización de la papa en Colombia. Monómeros Colombo Venezolanos, Colección Punto Verde No. 2. 66
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67
II Papa • Azufre • Fósforo • Microelementos • Industria
68
LA FERTILIZACIÓN CON AZUFRE PARA EL CULTIVO DE LA PAPA EN COLOMBIA Ricardo Guerrero Riascos*
1. INTRODUCCIÓN El azufre, elemento esencial para la vida vegetal, ha adquirido una importancia creciente en la agricultura colombiana. Los requerimientos de azufre por los cultivos son relativamente bajos; sin embargo, su deficiencia ha sido reportada en más de catorce países de la América Latina, entre los cuales se incluye Colombia (Morris, 1987; Pasricha y Fox, 1993). En Colombia, y particularmente para las regiones del clima frío, en las cuales se sustenta el cultivo de la papa, los edafólogos habían calificado como improbable la posibilidad de que en sus suelos, especialmente en los derivados de materiales volcánicos, se presentaran deficiencias de azufre. Al iniciar la década de los 90´s, los primeros resultados de la investigación efectuada por el Convenio ICA-Monómeros, evidenciaron lo contrario; es decir, en los suelos cultivados con papa en Colombia, la probabilidad de que se presente deficiencia de azufre es alta (Lora, 1992). En este trabajo se recoge la información sobre la disponibilidad de azufre en los suelos de clima frío, así como los resultados obtenidos con la fertilización azufrada en el cultivo de la papa. 2. FUNCIONES DEL AZUFRE EN LA PLANTA El azufre es requerido para las siguientes funciones fisiológicas en los cultivos (Kanwar y Mudahar, 1986): * I.A., M.Sc. Profesional Consejero, Monómeros Colombo Venezolanos, S.A. (EMA). Profesor Asociado, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.
69
a) Síntesis de tres aminoácidos esenciales que contienen azufre: cystina, cysteína y metionina. b) Formación de la clorofila. c) Activación de ciertas enzimas proteolíticas. d) Síntesis de algunas vitaminas (biotina, thiamina y vitamina B1), glutathion y coenzyma A. e) Formación de glucósidos, componentes esenciales de aceites. f ) Formación de ciertas uniones disulfídicas, tales como el sulfidrilo (Grupo SH), que además de generar turgencia en los aceites, también imparte resistencia a la sequía y al frío. g) Formación de ferredoxina y de proteínas que contienen hierro, que actúan como transportadores de electrones en el proceso fotosintético, y que tienen que ver con la fijación simbiótica del nitrógeno. h) Activación de la sulfurilasa-ATP, una enzima que funciona en el metabolismo del azufre. Como se ve, el hecho de que el azufre esté involucrado como esencial en la síntesis de clorofila, sugiere el papel primordial que puede tener este elemento sobre los componentes de productividad de tubérculos en el cultivo de la papa, así como de tallos, hojas, raíces, granos y aceites en otros cultivos. En lo que concierne a la calidad de la cosecha se ha establecido que el suministro adecuado de azufre a los cultivos, resulta en efectos favorables relacionados con (Pasricha y Fox, 1990; Kanwar y Mudahar, 1986; Schnug, 1990): a) Aumento de la cantidad y calidad proteínica en alimentos derivados de hortalizas, granos, tubérculos y raíces. b) Incremento en el contenido de proteína, disminución en la relación N/S y en el contenido de nitrato en los forrajes lo cual mejora su calidad alimenticia. c) Mejoramiento de la calidad en cereales para molinería y panificación. d) Incremento en el contenido de aceite en oleaginosas. e) Mejor calidad, color, olor y sabor en hortalizas. f ) Limitante de los efectos adversos generados por la sequía y el frío en los cultivos. De otra parte, es importante tomar en consideración la interacción del azufre con el nitrógeno y el fósforo, en relación con su significado en la fisiología de la planta. Es muy conocida la interrelación acentuada entre el suministro de N y S a los cultivos. Altas dosificaciones de N pueden crear una deficiencia severa de S y viceversa. Así mismo, un adecuado suministro de azufre mejora la asimilación y el metabolismo del nitrógeno, siendo también válido el efecto favorable que genera el suministro apropiado de N
70
sobre la asimilación y el metabolismo del S en la planta (Kanwar y Mudahar, 1986; Pasricha y Fox, 1993; Murphy, 1990). La interacción S con P es también importante. Las altas dosificaciones comúnmente utilizadas en la fertilización fosfórica de algunos cultivos pueden generar el desplazamiento de los iones sulfato, desde los sitios de adsorción, trayendo como resultado un incremento en la pérdida de sulfatos por lixiviación (Pasricha y Fox, 1993). De lo anterior resulta concluyente que las dosificaciones elevadas de fósforo en la fertilización pueden resultar en una disminución en la asimilación y el contenido de azufre en la planta (Pierre et al, 1990). Esta circunstancia es particularmente importante para el cultivo de la papa en Colombia, por cuanto las dosificaciones de fertilizante fosfórico que recibe este cultivo suelen ser muy altas. 3. REQUERIMIENTOS DE AZUFRE El requerimiento total de S por los cultivos depende de la especie, de los niveles de rendimiento o de la materia seca producida. Los cultivos con una alta producción de materia seca, tales como la caña de azúcar y el maíz, tienen una alta demanda de azufre. Los cultivos ricos en proteína (leguminosas), así como las crucíferas y brásicas, también demandan altos niveles de S. Para rendimientos promedios comerciales, los cultivos con altos requerimientos necesitan entre 20 y 50 kg S/ha, y aquéllos que presentan demandas moderadas extraen entre 15 y 35 kg S/ha. Spencer (1975) ha sugerido las siguientes cifras de requerimientos de S para algunos cultivos: Cultivo Cereales de grano Algodón Caña de azúcar Tabaco Crucíferas
kg S/ha 5 - 20 10 - 30 20 - 40 20 - 60 40 - 80
Para el caso del cultivo de la papa, Malavolta (1979) presenta la siguiente información sobre requerimiento de azufre: Rendimiento tubérculos (ton/ha)
Requerimiento de S (kg/ha)
40 56
15 25
Sin embargo, es de esperar que la demanda de S en esta especie dependa acentuadamente de la variedad cultivada, tal como se observa en los resultados experimentales obtenidos en Colombia. El contenido de S en los tejidos vegetales varía mucho entre especies. Para los cereales, el contenido en base seca puede estar entre 0,17% y 0,18%; para las leguminosas oscila 71
entre 0,24% y 0,32%, en tanto que para las crucíferas puede variar entre 1,0% y 1,7% (Kanwar y Mudahar, 1986). Para el caso del cultivo de la papa, Guerrero y Montenegro (1994) reportan cifras de contenido foliar entre 0,17 y 0,21% S. Debido a que la deficiencia de S genera clorosis, bajo condiciones de campo suele ser difícil distinguirla de la deficiencia de N, aunque la de S afecta más a las hojas jóvenes. En cualquier caso, el desarrollo productivo suele reducirse más que el crecimiento vegetativo, y los tallos se tornan delgados (Kanwar y Mudahar, 1986). En el cultivo de la papa suele ser difícil observar la deficiencia, pudiéndose presentar lo que se conoce como “hambre escondida”. Sin embargo, puede observarse una ligera pérdida (desteñimiento) del color verde en el follaje (Barrera, 1994; Guerrero y Montenegro, 1994). 4. DISPONIBILIDAD DE AZUFRE Los primeros trabajos de investigación sobre la disponibilidad de azufre en suelos de Colombia fueron realizados por Domínguez y Rodríguez (1971) y por Ayala, Guerrero y Gamboa (1973), en suelos de los altiplanos andinos de Nariño, planteando, desde entonces, que una proporción de las áreas estudiadas mostraba un potencial significativo a la deficiencia de S en sus suelos. Con base en lo anterior, del convenio suscrito entre Monómeros Colombo Venezolanos, S.A. y el Instituto Colombiano Agropecuario, al iniciar la década de los años 90, encontraron que, contrario a lo esperado, la disponibilidad de S en los suelos de clima frío en Colombia resultó, en una alta proporción, baja (33%) o muy baja (54%) (Lora, 1992).
TABLA 1. Distribución porcentual de los niveles de disponibilidad de azufre en los suelos de las regiones andinas de clima frío.* Regiones de clima frío
S-disponible1 ppm
Nivel
15
Alto
5
9
4
4
--
5
--
89
90
56
112
11
358
o
N de muestras
* Lora (1992). 1 Extracción con Ca(H2PO4)2 0,008M.
72
En efecto, como se observa en la Tabla 1, las regiones del clima frío, excepto Cundinamarca, se presentan con una alta proporción (45 al 71%) de suelos con nivel muy bajo de Sdisponible. Como es obvio, en estas regiones se esperaba una alta o muy alta disponibilidad del elemento, no solamente por los altos niveles de materia orgánica en sus suelos, sino también por su origen volcánico que suele estar asociado con altas concentraciones de S mineral (Guerrero, 1987). Las investigaciones realizadas por Blasco (1972), Burbano y Blasco (1975), Guerrero y Burbano (1979), y el reporte efectuado por Bornemisza (1990), son concluyentes en el sentido de que en los suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles), aunque abunda el contenido de S mineral, la disponibilidad de este elemento depende primordialmente de la mineralización del S-orgánico, cuya ocurrencia en los Andisoles suele estar limitada por la formación de complejos arcillas amorfas-humus, explicándose así, la deficiencia. En cuanto a la metodología de extracción del S-disponible y los consiguientes niveles críticos para su diagnóstico, los experimentos de invernadero han identificado a la solución de fosfato monocálcico [Ca(H2PO4)2 0.0008M] como la más confiable, siendo los niveles críticos para el diagnóstico aquéllos que se presentan en la Tabla 1 (Guerrero y Burbano, 1979; Lora y Gómez, 1982; González, 1983; Grijalba, 1993; Rivera y Zarama, 1994; Ballesteros, 1995). Cabe destacar la respuesta significativa a la vista (Fotografía 1) que se obtuvo con dosificaciones de azufre en la avena forrajera, bajo condiciones de invernadero, trabajan-
FOTOGRAFÍA 1. Respuesta de la avena forrajera, bajo condiciones de invernadero, en un suelo ubicado en la falda del volcán Galeras (Pasto, Nariño).
73
do con un suelo ubicado en las faldas del volcán Galeras (Pasto - Nariño), cuya última erupción tuvo lugar al iniciar la década de los 90´s (Rivera y Zarama, 1994). 5. RESPUESTA DEL CULTIVO DE LA PAPA A LA FERTILIZACIÓN CON AZUFRE Como se mencionó anteriormente, la importancia económica y social del cultivo de la papa en Colombia es suficientemente conocida. El rendimiento total de tubérculos, a nivel comercial, está actualmente cercano a la 18 tonM/ha, con máximos que están superando las 50 ton/ha. El primer experimento de campo sobre fertilización azufrada se efectuó en un Inceptisol de Pupiales (Nariño), con la variedad “parda pastusa”, por Chacón y Rosero (1989). Los resultados de rendimiento, para tubérculos de primera clase, se observan en la Figura 1. Como se ve, la respuesta positiva a la aplicación de fertilizante azufrado es clara, en particular cuando se aplicó sulfato de amonio o sulfato de calcio como fuente, en la dosis de 40 kg de S/ha, con los cuales se consiguieron incrementos cercanos a las 7 ton/ha, en comparación al tratamiento testigo (sin azufre). Como era de esperarse, la respuesta obtenida con el azufre elemental fue muy limitada, resultado explicable por las bajas temperaturas reinantes en el suelo con altitud superior a los 3.000 msnm, lo cual limita
Azufre elemental
32
M.O.
31
S-disponible: 9ppm [Ca(H2PO4)2 . 0,008M]
Sulfato de calcio
30
Sulfato de amonio
29 Rendimiento (ton/ha)
S-elemental
Testigo
28 27 26 25 24 23 22 21 20 0
20
40
60
Dosis de azufre (S) (kg/ha)
FIGURA 1.
Efectos de la aplicación de diferentes fuentes y niveles de azufre sobre la producción de tubérculos de papa variedad “Parda Pastusa” (tipo primera) en un suelo del municipio de Pupiales, Nariño. Chacón y Rosero (1989).
74
acentuadamente la oxidación requerida por el S para su conversión a sulfato (SO4=) asimilable por la planta (Pasricha y Fox, 1993). No obstante, el trabajo del S-elemental mejoró ostensiblemente cuando se mezcló con estiércol de establo (6 ton/ha), resultado que denota el efecto benéfico de ese material orgánico sobre la oxidación del S. Así mismo, resulta claro que con la dosis de 60 kg de S/ha, el rendimiento tiende a decaer, al igual que la respuesta al S, con todas las fuentes usadas. Por consiguiente, la respuesta a la dosis de S se manifiesta con tendencia cuadrática, obteniéndose un máximo con 40 kg de S/ha. Esta tendencia se explica, probablemente, por el papel de la relación N/S. En efecto, las dosis crecientes de S, sin un equilibrado suministro de N, pueden constituirse en un factor adverso para el adecuado metabolismo del nitrógeno (Schnug, Haneklaus y Murphy, 1993). Con el convenio ICA-Monómeros se efectuaron dos experimentos de campo para evaluar fuentes y dosis de azufre, en dos localidades con suelos diferentes (Inceptisol y Andisol) de la zona papera en Cundinamarca (Barrera, 1994; Argüello y Rojas, 1995). Los resultados obtenidos en estos experimentos se presentan en la Tabla 2. Es evidente que las respuestas de la papa (var. “Parda Pastusa”) a la fertilización con azufre fueron marcadamente diferentes en las dos localidades, cuyos suelos presentaron niveles de Sdisponible cercanos a 5 ppm. En el Inceptisol de “Villapinzón” la respuesta al S-elemental fue nula, en tanto que se manifestó positiva y significativamente a las dosificaciones del elemento, tanto con el sulfato de amonio como con el de calcio, sin que las diferencias entre estos dos fertilizantes hayan tenido significación estadística. El incremento en rendimiento conseguido con el sulfato de amonio o el sulfato de calcio alcanzó las 10 ton/ha, en relación con el testigo sin azufre, y no se justificaría utilizar dosis superiores a los 60 kg de S/ha. En el Andisol de “San Jorge”, en cambio, el S-elemental permitió obtener respuestas positivas similares a las que se alcanzaron con el sulfato de calcio, con cifras de incremento en rendimientos de tubérculos que variaron entre 6 y 7 ton/ha, en comparación con el testigo. En este caso, la dosis de S requerida fue de 90 kg de S/ha. Los rendimientos más altos, sin embargo, se obtuvieron con sulfato de amonio (38 a 40 ton/ha), en dosis de 60 kg de S/ha, alcanzando incrementos de rendimiento hasta de 10 ton de tubérculos por hectárea, al comparar con el testigo sin azufre (Tabla 2). No sobra advertir que en los dos experimentos anteriores, así como en el realizado en Pupiales, los suelos se sometieron a un adecuado plan de fertilización, básica completa, acorde con el diagnóstico previo de la fertilidad. De otra parte, en los tratamientos que recibieron sulfato de amonio, se realizó obviamente, el adecuado ajuste de la fertilización nitrogenada, con el objeto de que su dosificación quede a nivel con los demás tratamientos. La divergencia entre el comportamiento del S-elemental, en los dos experimentos, podría explicarse, al menos parcialmente, por la diferencia en condiciones climáticas, ya que en el realizado en “Villapinzón” la disponibilidad de agua lluvia fue algo escasa, lo que podría haber dificultado, tanto la disolución como la oxidación del S-elemental. De 75
TABLA 2. Respuesta de la papa (Solanum tuberosum, L.) var. “Parda Pastusa” a fuentes y dosis de azufre en un Inceptisol y un Andisol de Cundinamarca. (S-disponible < 5 ppm).* Rendimiento total (TM/ha) Dosis de S kg/ha
Azufre elemental
Sulfato de calcio
Sulfato de amonio
"Villapinzón" (Inceptisol) 0
23
22
24
30
22
30
28
60
23
32
31
90
24
32
27
120
25
27
28
"San Jorge" (Andisol)1 0
27
28
30
30
31
30
38
60
32
32
40
90
35
34
30
120
35
35
30
* Barrera (1994). 1 Argüello y Rojas (1995).
otra parte, podría pensarse que en el Andisol de “San Jorge” una mejor actividad de las bacterias oxidantes del azufre, con la consecuente conversión de S a SO4=, permitió alcanzar una mejor eficacia fertilizante con el S-elemental. No obstante, resulta curioso que la oxidación de S haya sido significante, si se toma en cuenta la baja temperatura reinante en la zona (11 - 12 °C). Habida consideración de los resultados destacados obtenidos con el sulfato de amonio, Guerrero y Montenegro (1994) llevaron a cabo dos experimentos de campo en Andisoles de los altiplanos andinos del sur (Nariño). El objetivo primordial estuvo encaminado a evaluar la respuesta de la papa (var. “Parda Pastusa”) al reabonamiento con este fertilizante (aplicación en el primer “aporque”), partiendo de tres dosis de fertilizante NPK (1326-6) aplicadas en la siembra. Los resultados obtenidos, para rendimiento de tubérculos, en Túquerres y Cubiján, se presentan en la Tabla 3.
76
TABLA 3. Respuesta de la papa (Solanum tuberosum, L.) var. “Parda Pastusa”, al abonamiento con 13-26-6 y al reabonamiento con sulfato de amonio (SAM) en dos Andisoles de Nariño.* Tratamientos Abonamiento 13-26-6 kg/ha
Rendimiento de tubérculos ton/ha
Reabonamiento 3
SAM kg/ha
S kg/ha
N kg/ha
Andisol1 Túquerres
Andisol2 Cubiján
0
0
0
20,8
48,1
83
20
17
20,7
50,4
166
40
34
24,7
50,9
250
60
52
22,8
49,9
0
0
0
24,5
55,2
83
20
17
31,5
55,7
166
40
34
28,8
57,0
250
60
52
26,7
64,3
0
0
0
22,6
55,3
83
20
17
24,7
57,5
166
40
34
27,8
60,0
250
60
52
22,2
60,1
1.000
1.500
2.000
* 1 2 3
Guerrero y Montenegro (1994). S-disponible: 5 ppm. S-disponible: 6,5 ppm. SAM = Sulfato de amonio.
En el Andisol de Túquerres, el efecto del reabonamiento con sulfato de amonio (SAM) dependió estadísticamente (P < 0,01) de la dosis de 13-26-6 aplicada en la siembra. Con las dosis de 1.000 ó 2.000 kg de 13-26-6/ha, los más altos rendimientos de tubérculos (24,7 ton/ha y 27,8 ton/ha, respectivamente) se alcanzaron cuando en el reabonado se aplicaron 166 kg de SAM/ha (40 kg de S y 34 kg de N/ha). En cambio, para la dosis de 1.500 kg de 13-26-6/ha, el rendimiento más alto (31,5 ton/ha) se obtuvo con la dosis de 83 kg de SAM/ha (20 kg de S y 17 kg de N/ha). En el experimento efectuado en el Andisol de Cubiján (Altiplano de Pasto) (Fotografía 2), ubicado éste en las proximidades del volcán Galeras, el efecto de las dosificaciones de S y N, provistas en el reabonamiento con SAM, fue independiente de la dosis de 13-2677
FOTOGRAFÍA 2. Parcelas del experimento en Cubiján (altiplano de Pasto).
6 aplicada en la siembra (interacción 13-26-6 x SAM no significativa). Con 1.500 kg de 13-26-6/ha y 250 kg de SAM (60 kg S y 52 kg N/ha) se obtuvo el máximo rendimiento total de tubérculos (64,3 ton/ha), superando al testigo sin reabonamiento en 9 ton/ha (Fotografía 3).
FOTOGRAFÍA 3. Rendimiento de tubérculos de papa en parcelas experimentales que recibieron 1.500 kg/ha de fertilizante Nutrimón (13-26-6) con 40 kg/ha de azufre (SAM) en el reabone (a la izquierda), y el testigo (a la derecha).
78
En estos resultados se manifiestan las respuestas altamente positivas y significantes, derivadas del reabonamiento con sulfato de amonio, sobre el rendimiento de tubérculos de papa en dos andisoles, cuyo nivel de S-disponible (extracción con fosfato monocálcico 0,008M) se encontraba cercano o igual al nivel crítico de 5 ppm; resultantes que corroboran las ya descritas y analizadas previamente, que fueron obtenidas por Chacón y Rosero (1989), Barrera (1994) y Argüello y Rojas (1995). Los niveles de máximo rendimiento alcanzados en el experimento de Cubiján (Altiplano de Pasto) coincidió con la más alta concentración de S-foliar (0,22%), y lo contrario ocurrió para el rendimiento más bajo (S-foliar = 0,16%), lo cual supone que, bajo las condiciones del experimento, el efecto positivo del reabonamiento con sulfato de amonio parece estar asociado, principalmente, con el suministro de azufre. Resulta particularmente llamativo que los suelos del clima frío en los altiplanos andinos del sur, en su condición de Andisoles que han recibido emanaciones volcánicas recientes del volcán Galeras (1989-1993) (Fotografía 4), muestren deficiencias severas de azufre, confirmadas por resultados experimentales. De hecho, los contenidos de S-total en estos suelos son altos (1.000 - 2.000 ppm), mayormente de naturaleza mineral no disponible (Guerrero, 1987). De otra parte, los contenidos de materia orgánica y, por ende, de Sorgánico en estos suelos son altos, pero su mineralización puede ser débil a causa de la formación de organometálicos con las arcillas amorfas o de relaciones C:S inadecuadas (Bornemisza, 1990). Así mismo, los Andisoles adsorben grandes cantidades de SO4= en los sitios de intercambio (Jiménez y Cordero, 1988), sin embargo, pueden ser desplazados por los fosfatos aplicados en altas dosificaciones en estos suelos, lo cual puede explicar, en parte, las deficiencias de azufre, en razón de las pérdidas por lixiviación que se generan (Kass et al, 1984; Bornemisza et al, 1978). De los anteriores resultados experimentales se pueden formular algunos planteamientos, a manera de conclusiones: • Tanto en Inceptisoles como en Andisoles con niveles de S-disponible bajos (5 - 10 ppm) o muy bajos (< 5 ppm), el cultivo de la papa (var. “Parda Pastusa”) respondió positiva y significantemente a la fertilización con azufre. Los incrementos en los rendimientos de tubérculos dependieron del suelo, la dosis de S y la fuente fertilizante utilizada, alcanzando máximos entre 6 y 10 ton/ha. • Los máximos incrementos en rendimiento se obtuvieron con el sulfato de amonio, seguidos por los alcanzados con el sulfato de calcio y el S-elemental. En algunos casos, con este último fertilizante el efecto positivo fue mínimo o nulo, pero su eficacia mejoró cuando se mezcló con estiércol. • La dosis de S requerida para alcanzar un máximo rendimiento de tubérculos dependió de la fuente fertilizante. El sulfato de calcio y el S-elemental demandaron dosificaciones de 60 a 90 kg de S/ha, en tanto que el sulfato de amonio requirió solamente de 30 a 60 kg S/ha. • Dada la magnitud del incremento en rendimientos obtenido con la fertilización azufrada, resulta obvio el alcance positivo de su beneficio económico, particularmente 79
FOTOGRAFÍA 4. Volcán Galeras (San Juan de Pasto). Erupción del 6 de mayo de 1989.
en el caso del sulfato de amonio, debido a las ventajas que ofrecen una dosificación más baja, y al suministro adicional de nitrógeno. • El reabonamiento de la papa con azufre y nitrógeno, utilizando sulfato de amonio, resultó exitoso cuando fue acompañado de una adecuada dosificación NPK en la siembra (1.500 kg de 13-26-6/ha). Tres a cinco bultos (50 kg) de sulfato de amonio aplicados en el primer aporque, (40 a 60 kg de S/ha) resultan suficientes para satisfacer la demanda de azufre por la papa, para obtener muy alto rendimiento, en Andisoles deficientes en azufre. • El adecuado manejo de la fertilización azufrada demanda un diagnóstico preciso de la disponibilidad de azufre en los suelos y/o de su contenido en las hojas. El exceso de S puede generar limitantes de productividad en el metabolismo del N. • La determinación de S en el laboratorio suele ser difícil y sujeta a frecuentes errores. Debe buscarse el servicio de un laboratorio solvente y altamente confiable. • Es probable que el nivel de S-disponible en un mismo suelo, presente un alto nivel de variación, ligado principalmente a los ciclos de lluvia-sequía-lluvia en el campo. • Para el cultivo de la papa, un nivel crítico preliminar, para el diagnóstico foliar, está cercano al 0,2% S, para rendimientos esperados próximos o superiores a las 30 ton de tubérculos por hectárea. 80
• Fuentes fertilizantes azufradas como el sulfato de calcio y S-elemental exigen aplicaciones tempranas (presiembra o siembra). El sulfato de amonio está habilitado para aplicación en postsiembra (con primer aporque). Finalmente, de acuerdo con la información presentada y discutida, la Tabla 4 recoge, en una primera aproximación, las recomendaciones para la fertilización con azufre de la papa en Colombia.
TABLA 4. Dosificación de azufre para el cultivo de la papa en Colombia. 1era aproximación. Para rendimientos cercanos o superiores a 30 ton/ha.
S-disponible* ppm
Dosis de azufre (S) kg/ha Sulfato de amonio1
Sulfato de calcio2
15
0 - 10
0 - 20
* Extracció n con Ca(H2PO4)2 0,008M. 1 Aplicació n en siembra o reabono (1er aporque). 2 Aplicació n en presiembra o siembra.
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83
FIJACIÓN DE FÓSFORO EN SUELOS DERIVADOS DE CENIZA VOLCÁNICA Y FERTILIZACIÓN FOSFÓRICA DEL CULTIVO DE LA PAPA José Espinosa*
1. INTRODUCCIÓN Los suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles) cubren una gran extensión de América Central y América del Sur. La fracción arcilla de estos suelos está dominada por alofana e imogolita (minerales amorfos de rango corto) que provienen de la meteorización de los materiales piroclásticos producto de recientes deposiciones volcánicas. Investigación conducida en los últimos años ha demostrado que los complejos humus aluminio (Al) juegan también un significativo papel en el comportamiento de los Andisoles. Una de las características más importantes de los Andisoles es su capacidad para inmovilizar (fijar) fósforo (P) en la superficie de los minerales amorfos. Esta es la principal limitante química de los Andisoles. Aparentemente, la capacidad de fijación de P de los Andisoles varía con el tipo de arcilla presente y esto a su vez cambia el efecto residual de las aplicaciones de fosfato. En ciertos cultivos, los estudios de calibración, no han logrado correlacionar adecuadamente el contenido de P en el suelo con las recomendaciones de fertilización. 2. MECANISMOS DE FIJACIÓN EN ANDISOLES Inicialmente se consideró que la fijación de P en los Andisoles ocurría solamente en las superficies activas de la alofana y la imogolita. Los mecanismos de fijación de P en la alofana e imogolita incluyen procesos como quemiadsorción, desplazamiento de silicio *I.A., Ph.D. Instituto de la Potasa y el Fósforo (INPOFOS), Quito, Ecuador.
84
(Si) estructural y precipitación. Sin embargo, se ha reconocido la importancia de los complejos humus-Al en este proceso (Wada, 1980; Sadzawka y Carrasco, 1985; Nanzyo, 1987). La fracción humus en Andisoles forma fácilmente complejos con metales como el Al. Los grupos hidroxilo combinados con el Al acomplejado entran en reacciones de intercambio de ligandos con HPO4= y H2PO4- como se observa en la Figura 1, fijando fuertemente el P aplicado (Wada, 1980; Sollins, 1991). O
O
C
O
O
Al
P
OH
OH
OH FIGURA 1.
Representación esquemática de la fijación de P en la superficie de los complejos humus-Al (Sollins, 1991).
Este fuerte acomplejamiento del Al con el humus limita la posibilidad de coprecipitación de Al con Si, liberados de la descomposición de la ceniza volcánica, y por lo tanto limitan también la formación de alofana e imogolita. Estos procesos se han documentado en Andisoles de Japón y Colombia (Inoue y Higashi, 1988; Benavides y González, 1988). La acumulación de materia orgánica es mayor en suelos volcánicos localizados a mayor altitud (> 2.000 m sobre el nivel del mar). Evidencia indirecta obtenida en Andisoles de Ecuador y Colombia permite concluir que la fijación de P está estrechamente relacionada con el contenido de carbono en el suelo (complejos humus-Al). Indirectamente, esto también indicaría cuales minerales arcillosos se formarían a partir de la ceniza volcánica en determinadas condiciones y la intensidad de la fijación de P. Aparentemente los suelos alofánicos tienden a fijar menos P. Datos de un experimento exploratorio de invernadero diseñado para estudiar la relación entre el carbono total y la fijación de P se presentan en la Tabla 1. Se sembró sorgo en macetas que contenían suelo tratado con diferentes dosis de P. Después de la cosecha, se caracterizó la retención de P en los suelos de cada una de las macetas usando la técnica descrita por Fassbender (1969). Los datos de este experimento sugieren que de hecho existe una estrecha relación entre el carbono total y la fijación de P. Se observa también que la retención de P no se reduce con las altas dosis de P aplicadas a este Udand que tiene un alto contenido de carbono total. Se esperaba que las altas dosis de P podrían satisfacer, o al menos reducir, la capacidad de fijación de este suelo. 85
TABLA 1. Efecto de las dosis de P en la subsecuente retención de P en dos Andisoles de Ecuador con diferente contenido de carbono.* Dosis de P2O5
P fijado después de la 1era cosecha
Carbono total Udand %
Eutrand %
Udand %
Eutrand %
0
5,0
1,2
42
14
150
5,3
1,1
40
11
300
4,9
1,1
40
8
450
5,1
1,1
42
8
kg/ha
* Espinosa et al, 1987
Desde el punto de vista práctico, es aparente que en Andisoles, el contenido de carbono total podría ser un buen parámetro para determinar la capacidad de fijación de P de un suelo. En la Figura 2 se presenta la correlación entre el P fijado y el contenido de carbono total de 42 Andisoles de Ecuador. Será necesario conducir experimentos de campo para confirmar si esta relación se mantiene y cómo estos parámetros se podrían relacionar con el diagnóstico del contenido de P en el suelo y con las recomendaciones de fertilización. 100
Y = 1,763 + 8,748 (X) r = 0,88**
90 80
Fósforo fijado (%)
70 60 50 40 30 20 10 0 0
5
10
15
Carbono total (%)
FIGURA 2.
Correlación entre el contenido de carbono total y el porcentaje de fijación de P en Andisoles de Ecuador.
86
3. EFECTO RESIDUAL DE APLICACIONES DE FÓSFORO EN ANDISOLES Datos de investigación de varias partes del mundo han reportado que los estudios de calibración, conducidos en Andisoles, para correlacionar el P extractable con el rendimiento y los requerimientos de P de los cultivos no han sido siempre exitosos. En la Tabla 2 se presentan datos de un experimento de invernadero conducido en un Andisol de Hawai, el cual, de acuerdo con el análisis de suelo, tenía un adecuado suplemento de P. Sin embargo, los datos de rendimiento indican que el contenido de P en el suelo no fue suficiente para mantener el crecimiento de dos plantas indicadoras, brachiaria y lechuga.
TABLA 2. Respuesta a la aplicación de P en un Eutrand de Hawai.
Brachiaria
Lechuga
Dosis de P µg/g
Rendimiento relativo %
Dosis de P µg/g
Rendimiento relativo %
0
4
0
26
50
76
240
59
150
100
520
79
850
96
Contenido de P en el suelo (ppm) = Bray 1 = 61; Bray 2 = 175; Olsen = 35. Adaptado de Fox (1980).
Resultados similares se obtuvieron en experimentos de campo conducidos en Andisoles de la Sierra alta de Ecuador (INIAP, 1991). En estos experimentos se cultivó papa en las mismas parcelas por tres ciclos consecutivos. Los resultados presentados en la Tabla 3 indican que los rendimientos obtenidos en la parcela testigo son bajos, aun cuando el contenido de P en el suelo extraído con NaHCO3, es alto (28 ppm). Se supone que el nivel crítico general para estos suelos es 12 ppm. Por otro lado, existió una apreciable respuesta en rendimientos a las dosis crecientes de P en todos los ciclos, indicando que el efecto residual de P es bajo, aun cuando el análisis de suelo no reflejaba este hecho. El contenido de P se incrementó a 38 y 59 ppm en las parcelas que recibieron una aplicación de 300 y 450 kg de P2O5/ha, respectivamente. Sin embargo, el rendimiento de tubérculos en el tercer ciclo, en las mismas parcelas pero sin aplicación de P, fue de nuevo bajo (Tabla 3). La misma tendencia se observa tanto en las aplicaciones bajas como en las aplicaciones altas de P. Se sospecha que existiría la misma tendencia si se hubiesen utilizado otros extractantes en el análisis de P en el suelo. Los datos presentados en la Tabla 4 sugieren que aún aplicaciones de dosis muy altas de P no satisfacen la capacidad de fijación de este suelo, y el efecto residual es bajo. 87
TABLA 3. Efecto residual de P en el rendimiento de papa y la relación con el contenido de P, según el análisis de suelo, en un Udand de la Sierra Alta de Ecuador. Ciclo 1 P2O5 kg/ha
Ciclo 2
Nivel de P1
Ciclo 3
Rendimiento ton/ha
P2O5 kg/ha
Rendimiento ton/ha
0
--
0
6,04
0
3,09
0
0
--
150
P2O5 kg/ha
Rendimiento ton/ha
ppm
0
6,37
28
5,90
300
32,39
41
300
39,34
300
31,19
46
--
0
9,90
0
8,33
28
150
--
150
32,65
0
11,32
32
150
18,46
150
35,44
150
34,45
40
300
--
0
15,92
0
7,90
27
300
27,60
300
36,54
0
12,44
38
300
--
300
39,86
300
32,63
64
450
--
0
18,84
0
13,21
34
450
27,74
450
42,55
0
24,09
59
450
--
450
45,12
450
28,28
89
1 Contenido de P en el suelo después del tercer ciclo; P extraí do con NaHCO3 (Olsen).
Para obtener un adecuado rendimiento de tubérculos en este Andisol es necesaria la aplicación de P en cada ciclo (véase Fotografía 1). El suelo utilizado en los experimentos descritos anteriormente (Udand) es típico de las áreas productoras de papas en el Ecuador. El contenido de carbono en este suelo es 5,3% y se considera que los complejos humus-Al serían los componentes dominantes en la fracción arcilla. Es difícil distinguir entre suelos dominados por alofana, imogolita o complejos humus-Al y, hasta hace poco, los suelos conteniendo estos minerales estaban agrupados en el suborden Andept, en el orden de los Inceptisoles. A partir de 1988 se creó un nuevo orden de suelos denominado Andisol, para agrupar todos lo suelos derivados de materiales volcánicos (ICOMAND, 1986; Arnold, 1988). Este nuevo agrupamiento, dentro de la taxonomía de suelos, permite la separación de los suelos dominados por complejos humus-Al de los suelos dominados por alofana e imogolita. Este hecho podría permitir una mayor caracterización de la fijación de P en suelos derivados de ceniza volcánica. 88
TABLA 4. Rendimiento de papa en el tercer ciclo en relación con las aplicaciones previas de P. Ciclo 1 kg P2O5/ha
Ciclo 2 kg P2O5/ha
Ciclo 3 kg P2O5/ha
Total de P2O5 aplicado kg P2O5/ha
Rendimiento ton/ha
0
0
300
300
32,39
150
150
0
300
11,32
300
0
0
300
7,90
150
150
150
450
30,45
450
0
0
450
13,21
0
300
300
600
31,20
300
300
0
600
13,43
300
300
300
900
32,63
450
450
0
900
24,08
FOTOGRAFÍA 1. Efecto de la fertilización fosfórica en el cultivo de la papa (tercer ciclo de cultivo) en un Andisol del Ecuador.
89
Experimentos de largo plazo han demostrado que los niveles críticos de P, considerados adecuados para un cultivo en un tipo particular de suelo, cambian cuando se siembra otro cultivo en la rotación (Smith y Cravo, 1990). Observaciones similares se han reportado en suelos volcánicos de Ecuador y Colombia. Como se discutió anteriormente, el efecto residual de las aplicaciones de P en el cultivo de la papa es bajo en este tipo de suelos, pero lo contrario ocurre con mezclas forrajeras sembradas en el mismo suelo. La Tabla 5 ilustra la falta de respuesta a la aplicación de P en el cultivo de pastos, cuando el contenido de P en el suelo es alto (35 ppm extraídos con NaHCO3), observándose además un buen efecto residual. Este comportamiento sugiere que existen diferentes niveles críticos de P para diferentes cultivos sembrados en el mismo Andisol. Se necesita más investigación en esta área. TABLA 5. Efecto de la aplicación y de la residualidad de P en el rendimiento de materia seca de una mezcla forrajera en un Udand de la Sierra Alta de Ecuador. Dosis de P2O5 kg/ha
Primera cosecha ton/ha
Cuarta cosecha ton/ha
0
3,6
3,4
100
3,8
3,7
200
3,3
4,3
P aplicado antes de la siembra de la mezcla forrajera. Contenido inicial de P = 35 ppm extraído con NaHCO3.
La violenta actividad volcánica ocurrida en el pasado envió cenizas a la atmósfera, las cuales se movieron largas distancias antes de depositarse en la superficie. Esta es la razón par la cual existen suelos derivados de cenizas volcánicas a considerables distancias del punto de origen. Algunos de estos suelos se han desarrollado en ambientes de alta humedad y temperatura localizados a bajas altitudes. Se sospecha que en estos suelos la cantidad de alofana e imogolita es alto, pero el color del suelo continúa siendo oscuro y en la clasificación taxonómica antigua estaban clasificados como Dystrandepts, exactamente igual a los Andisoles de mayor altura que supuestamente tienen mayor contenido de complejos humus-Al. En el caso de estos suelos desarrollados en diferente ambiente, el análisis de suelo predice razonablemente bien la respuesta a la aplicación de P. Un ejemplo se presenta en la Tabla 6 (INIAP, 1990). 4. CONCLUSIONES El potencial de fijación de P en Andisoles parece estar relacionado con la presencia de diferentes materiales en la fracción arcilla, como resultado de las diferentes condiciones de meteorización de la ceniza volcánica. Los suelos dominados por complejos humus-Al parecen tener un mayor potencial de fijar P, lo cual aparentemente es difícil de satisfacer. 90
TABLA 6. Respuesta del maíz a la aplicación de P en un Udand de la Costa Tropical de Ecuador. Dosis de P2O5 kg/ha
Rendimiento ton/ha
0
7,5
40
8,4
80
8,3
120
8,1
Contenido inicial de P = 12 extraído con NaHCO3.
El contenido de C total podría ser un arma de diagnóstico complementaria que ayude a determinar la capacidad de fijación de P en Andisoles. El análisis de suelos no predice satisfactoriamente el estado del P en el suelo para ciertos cultivos en Andisoles. Es aparente que diferentes cultivos tienen diferente nivel crítico cuando son sembrados en el mismo. Un mayor trabajo de calibración de los análisis de P en el suelo en Andisoles es necesario. BIBLIOGRAFÍA CITADA BENITEZ, G. y GONZÁLEZ, E. 1988. Determinación de las propiedades Andicas y clasificación de algunos suelos de páramo. Suelos Ecuatoriales 17: 58-64. ESPINOSA, J. et al, 1987. Evaluación agronómica de fertilizantes fosfatados en zonas altas de Ecuador. En: L. León y O. Arregocés (eds.), Memorias Seminario de Alternativas Sobre el Uso como Fertilizantes de Fosfatos Nativos de América Tropical y Subtropical. CIAT, IFDC, CIID. Cali, Colombia. FASSBENDER, H. 1969. Deficiencias y fijación de fósforo en suelos derivados de cenizas volcánicas en Latinoamérica. En: Panel sobre Suelos Derivados de Cenizas Volcánicas, IICA, Turrialba, Costa Rica. FOX, F.L. 1980. Soils with variable charge: Agronomic and fertility aspect. In: G. Theng (ed.), Soils with variable charge. Palmerton North, New Zealand Society of Soil Science. ICOMAND. 1986. International committee of the Classification of Andisols. Circular letter N 8. INIAP. 1991. Departamento de Suelos y Fertilizantes, Estación Exp. Sta. Catalina. Informe técnico 1990. Quito, Ecuador. 91
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92
LOS MICROELEMENTOS EN EL CULTIVO DE LA PAPA, CON ÉNFASIS EN CUNDINAMARCA Y BOYACÁ Luis Barrera Barrera *
1. INTRODUCCIÓN En las zonas frías de Cundinamarca y Boyacá, las mayores coberturas se dan con praderas de especies introducidas, con predominio de Kikuyo (Pennisetum clandestinum). Las hortalizas están confinadas a la sabana de Bogotá, el valle de Samacá, el de Sogamoso y la zona circundante al lago de Tota. Los cereales (trigo, cebada y maíz) ocupan una extensión reducida. En el caso del maíz, esencialmente es un cultivo de pancoger. Estos cultivos, por hacer parte de las rotaciones, se deben de tener en cuenta, para el análisis de la dinámica de nutrimentos. Por lo general se fertiliza la papa y se utiliza el residuo para las cosechas subsiguientes. La papa es un cultivo de gran importancia socioeconómica en las zonas frías de Cundinamarca y Boyacá, tanto por el área sembrada (alrededor de 100.000 ha/año, lo cual los sitúa como los departamentos más productores de papa del país), tanto por su papel en la economía como en la alimentación de gran parte de la población de la zona andina fría. Dentro de los costos de producción de este cultivo, los fertilizantes son de gran importancia, tal como se puede observar en la Figura 1, donde el costo de los fertilizantes representa el 16%, para el primer semestre de 1996. Adicionalmente, la eficiencia actual promedia de los fertilizantes es baja; está alrededor del 20% para el fósforo y entre el 30% y 50% para el nitrógeno y el potasio. Es escasa la investigación realizada en Colombia sobre elementos secundarios y microelementos. * I. A. Msc. CORPOICA TUNJA. Cra. 10, 16-47 Telefax 987 431953
93
Insecticidas 3%
Indirectos 17%
Fertilizantes 16%
Empaques 7%
Semilla 10%
Maquinaria 5%
Transporte 13%
Mano de obra 25%
FIGURA 1.
Fungicidas 4%
Costos de producción del cultivo de la papa.
La creciente demanda por variedades de alto rendimiento o el alto uso de fertilizantes a base de NPK hace que se ocasione un mayor requerimiento de otros nutrimentos. En el caso de la papa se aplica al suelo NPK principalmente. El enfoque moderno esta principalmente dirigido a la nutrición integrada de cultivos teniendo en cuenta el sistema de rotaciones predominantes en las fincas. Se debe tener en cuenta una nutrición completa y balanceada de cada especie presente en el sistema. Por tal razón se requiere desarrollar alternativas que hagan que el sistema sea Bajo
Medio
Alto
100
Porcentaje
80
60
40
20
0 Mn
FIGURA 2.
Zn
Cu
Fe
B
Disponibilidad de elementos menores en suelos cultivados con papa en Boyacá.
94
sostenible y competitivo. Los elementos menores en el cultivo de la papa deben constituirse en uno de los aspectos más importantes dentro de la nutrición integral del cultivo y del sistema-finca. 2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SUELOS PAPEROS Y LA DISPONIBILIDAD DE MICROELEMENTOS 2.1 Disponibilidad de microelementos en suelos paperos del altiplano Cundiboyacense
Son pocos los estudios de suelos que se han realizado para cuantificar el estado de su fertilidad en el clima frío y, especialmente, con los elementos menores. De un estudio de suelos realizado por el ICA en 1984, tomando como base 100 muestras de suelos, en terrenos cultivados con papa en Cundinamarca y Boyacá, se encontró que los contenidos de Fe y Mn estaban en niveles predominantemente altos, mientras que los de B, Cu y Zn se encontraban de medios a bajos (Figuras 3 y 4), por lo cual se esperará respuesta a estos tres elementos. Estudios recientes de caracterización realizados por Corpoica, basados en 50 muestras de suelos tomadas en zonas paperas y teniendo en cuenta los niveles críticos generales presentados en la Tabla 1, indican que predominan los niveles medios a bajos de boro, en la mayoría de las muestras (Figura 2). Por el contrario, los niveles de Zn y de hierro fueron predominantemente altos. Los niveles de cobre de medios a altos y el manganeso bajo, en un alto porcentaje de muestras de suelos. TABLA 1. Niveles críticos generales utilizados para la distribución de frecuencias de la Figura 2. Nivel
Boro
Zinc
Cobre
Manganeso
Hierro
Bajo
0,2
< 1,5
> 1,0
< 5,0
< 25
Medio
0,2 - 0,4
1,5 - 3,0
1,0 - 3,0
5,0 - 10
25 - 50
Alto
> 0,4
> 3,0
> 3,0
> 10
> 50
La Tabla 2 ilustra algunas de las características de los suelos donde se ha realizado investigación y que relaciona los contenidos de microelementos con la respuesta de la papa, particularmente al boro. 2.2 Dinámica de microelementos en el suelo (B, Cu y Zn)
El contenido total de B en los suelos está en el rango de 20 a 200 ppm. Sin embargo, la mayoría del B no está disponible para las plantas y el rango corriente de disponibilidad (soluble en agua caliente) es de 0,4 y 5 ppm (Gupta, 1979). De acuerdo con Reisenauer et al (1973), menos de 1 ppm del boro soluble en agua en los suelos, puede no ser 95
Bajo
Medio
Alto
100
Porcentaje
80
60
40
20
0 Mn
FIGURA 3.
Zn
Cu
Fe
B
Disponibilidad de elementos menores en suelos cultivados con papa en Cundinamarca.
Bajo
Medio
Alto
100
Porcentaje
80
60
40
20
0 Mn
FIGURA 4.
Zn
Cu
Fe
B
Distribución porcentual de los contenidos de microelementos en suelos paperos de Cundinamarca y Boyacá.
96
TABLA 2. Análisis de suelos de algunas localidades de Cundinamarca y Boyacá.
Localidad*
pH
M.O.
P (ppm)
Cationes cambiables me/100g
Elementos Menores (ppm)
Al
Ca
Mg
K
Fe
B
Cu
Mn
Zn
1. Turmequé (B)
4,6
11,2
12,8
0,6
3,6
0,9
0,8
421
0,46
2,75
15,8
1,6
2. Ventaquemada (B)
5,2
6,4
16,6
1,2
4,0
1,2
0,9
696
0,41
2,5
17,3
1,2
3. Villapinzón (C)
5,4
6,8
26
0,5
3,4
1,3
0,73
385
0,32
10,1
32,5
2,0
4. Tausa (C)
4,5
26,0
15,0
5,0
1,1
0,2
0,3
115
0,15
11,4
12,8
3,3
* 1. Promedio de dos sitios. 2. Promedio de tres sitios. (B) Boyacá (C) Cundinamarca.
suficiente para un normal crecimiento de las plantas, mientras que valores superiores a 5 ppm pueden ser tóxicos. La papa es uno de los cultivos más sensibles a la toxicidad de boro. La literatura reporta que la absorción del B por la planta se incrementa con el pH del suelo y explica por qué el sobre encalado puede inducir deficiencia de este elemento en varios suelos (Mengel y Kirkby, 1987). Los suelos ácidos arenosos, en particular, necesitan tratamiento regular con boro. De otra parte, el cobre se encuentra en el suelo, en forma divalente, casi exclusivamente en los minerales primarios y secundarios. Adicionalmente, también esta presente en compuestos orgánicos, como catión intercambiable y en los coloides del suelo, siendo también un constituyente de la solución del suelo. En comparación con otros cationes, el cobre es fuertemente adsorbido en sitios inorgánicos de intercambio, no siendo disponible de este modo para las plantas; cuando el pH se incrementa por encalado, la disponibilidad del cobre generalmente declina, debido a una mayor adsorción. Como el Cu es fuertemente adsorbido por los coloides del suelo, es de poca movilidad; por esto, cuando se adiciona Cu, en la forma de aspersiones o en fertilizantes, queda confinado en los horizontes superiores. Se considera a los suelos orgánicos como los que presentan más comunmente deficiencias de varios microelementos, particularmente con el cobre, por lo cual es de esperar alta fijación en las condiciones de los suelos paperos de páramos. El Zn puede ser encontrado en los sitios de intercambio de los minerales arcilloso, en la materia orgánica, o absorbido como Zn2+, ZnOH+, ZnCl+. El Zn interactúa con la materia orgánica y se pueden formar complejos orgánicos, tanto solubles como insolubles. En promedio, el 60% del Zn soluble en el suelo está en la forma de complejos orgánicos. De otra parte, se conoce que la distribución del Zn esta altamente correlacionada con la distribución de la materia orgánica.
97
3. PAPEL DE LOS MICROELEMENTOS EN LA NUTRICIÓN DEL CULTIVO DE PAPA 3.1 Aspectos generales
Los cultivos necesitan los microelementos en cantidades muy pequeñas (gramos por hectárea), por lo general, pero estos pocos gramos pueden representar la diferencia entre la obtención de altos rendimientos y el fracaso completo de la cosecha. Las deficiencias de microelementos provocan síntomas característicos en las plántulas, pero puede ser demasiado tarde para adoptar las medidas correctivas después que estos han aparecido, puesto que el daño ya estará hecho. La aplicación del microelemento necesario en esta etapa no compensará plenamente la deficiencia anterior y el rendimiento se verá afectado. Por lo tanto, es aconsejable determinar si el suelo donde va a sembrarse el cultivo, posee microelementos disponibles, en cantidades suficientes para garantizar el crecimiento y desarrollo adecuados, o si presenta deficiencias de uno o más de ellos, para así adoptar las medidas correctivas que sean necesarias. 3.2 Requerimientos nutricionales de la papa
Según Harris (1978), el rango en la concentracion de microelementos en hojas jóvenes maduras, tomadas de cultivos donde los tubérculos están en mitad de crecimiento, son como siguen, expresados en ppm de materia seca: hierro 70-150; boro 30-40, zinc 20-40 manganeso 30-50. El mismo autor reporta que, para un rendimiento de 20 ton/ha de tubérculos, se removieron 44 g de cobre, 42 g de manganeso, 0,74 g de molibdeno y 44 g de zinc. En la Tabla 3, se presenta un cuadro comparativo entre la extracción de la papa con la cebada, otro de los cultivos que se utiliza en zonas paperas. La extracción es fundamentalmente función del rendimiento, tal como se evidencia en los estimativos presentados en la Tabla 4.
TABLA 3. Extracción de nutrimentos por el cultivo de la papa.
Cultivo
Nutrimento kg/ha
Rendimiento (ton/ha) N
P
K
Ca
Mg
S
Cu
Mn
Zn
Papa tubérculo
27,0
90
15
140
3
7
7
44
100
60
Cebada rastrojo
2,5
17
3
30
9
2
5
11
360
60
Grano
2,2
40
8
10
1
2
3
34
30
70
98
TABLA 4. Extracción de microelementos por el cultivo de la papa.*
Rendimiento (ton/ha)
Remoción de microelementos (g/ha) Fe
Mn
B
Zn
Cu
Mo
10,6
1.700
127
530
95
127
3
30
4.800
360
1.500
270
360
9
* Kanwar y Youngald (1985).
Como el contenido total de cobre en el material vegetal es normalmente menos de 10 ppm, los requerimientos de cobre por los cultivos suelen ser bajos. La mayoría de los suelos contienen adecuados niveles de cobre para copar la demanda de los cultivos. 3.3 Papel fisiológico de los microelementos
El cobre es tomado por las plantas en pequeñas cantidades. El contenido en la mayoría de las plantas es generalmente entre 2-20ppm en la materia seca. Es de cerca de 1/10 del contenido de manganeso. El cobre no es de movilidad rápida en las plantas, aunque puede ser trasladado de las hojas viejas a las jóvenes. Es conocido que el cobre participa en la fotosíntesis y en la producción de taninos. El boro es probablemente tomado por las plantas como el ácido bórico no-disociado, aunque el proceso no está aún bien comprendido. De acuerdo con la revisión hecha por Mengel y Kirkby (1987), la toma del B sigue principalmente el flujo de agua a través de las raíces. El B es relativamente inmóvil en las plantas. Frecuentemente, el contenido de B se incrementa desde las partes más bajas hacia las partes altas de las plantas, siendo translocado principalmente a través del xilema. El movimiento de este nutrimento a través de la corriente transpiratoria explica el hecho de que la deficiencia de boro empieza siempre en los puntos de crecimiento. Generalmente se asume que el boro, como el calcio, es inmóvil o móvil en poca magnitud a través del floema (Raven, 1980). El papel del B en el metabolismo de las plantas no esta bien comprendido y ninguna función específica ha sido identificada, solamente se encuentra disponible información de las consecuencias fisiológicas de su deficiencia. El efecto más pronunciado de la deficiencia en el metabolismo es un disturbio en la síntesis del ARN. Contrario a muchos elementos esenciales, el B no es componente de enzimas (Mengel y Kirkby, 1987). Además de su papel en la síntesis de ARN, otros aspectos han sido considerados relacionados con el papel del B en el metabolismo, estos incluyen biosíntesis de carbohidratos, fotosíntesis, metabolismo de las proteínas y, recientemente, un papel en la estabilidad de las membranas celulares (Pilbean and Kirkby, 1983).
99
El hierro y el manganeso participan en la actividad enzimática y fotosíntesis. El hierro, también interviene en el transporte de electrones. Se sabe que el zinc interviene en el metabolismo de las auxinas y en la utilización del agua. 3.4 Síntomas de deficiencia y toxicidad de los microelementos Boro
Un aspecto común de la deficiencia de B es el disturbio en el desarrollo de los tejidos meristemáticos, tanto en las puntas de las raíces, como en las partes apicales de los tallos, o en los tejidos de cambio (Mengel y Kirkby 1987). Por lo anterior, un suministro continuo de boro es requerido para el mantenimiento de la actividad meristemática. En el caso de deficiencia de boro en las plantas de papa, el punto de crecimiento muere y las yemas laterales se vuelven activas, los entrenudos se acortan, las hojas se engrosan y enrollan hacia arriba en forma similar al enrollamiento viral. La planta toma apariencia arbustiva, con una pronunciada acumulación de almidón en las hojas, las raíces se acortan y engruesan, los tubérculos son más pequeños, presentan la superficie agrietada, particularmente en el extremo que va unido al estolón, presenta áreas castañas localizadas debajo de la epidermis, cerca del estolón, o una coloración castaña en el anillo vascular (Hooker 1981). En las zonas paperas de Cundinamarca y Boyacá, se ha encontrado una asociación entre la susceptibilidad de los tallos a la quebradura y la deficiencia de B. En este caso, los tallos
FOTOGRAFÍA 1. Quebradura de tallos ocasionada por deficiencia de B. (Foto: L. Barrera).
100
son vidriosos y se quiebran fácilmente por el viento o por el manipuleo del follaje, con las labores culturales que se realizan. Las hojas se ven por el envés y la ruptura se presenta en el nudo (Fotografía 1). Este síntoma se puede considerar asociado con las deficiencias de este microelemento. Las plantas que crecen en suelos deficientes en boro y que sufren de quebradura, presentan poca floración debido a la ruptura de los tallos principales. El B es tóxico para la papa en cantidades relativamente pequeñas y la aplicación debe hacerse con mucha precaución y en pequeñas cantidades. A nivel de campo se ha encontrado amarillamiento de la parte central de la planta (Fotografía 2), encrespamiento y deformación de foliolos (ahusados) y puntos necróticos, particularmente cuando las gotas se acumulan sobre las hojas, y cuando los agricultores “bañan” mucho la planta.
FOTOGRAFÍA 2. Toxicidad del boro generada por aspersiones de solubor en concentraciones superiores al 0,6% (Foto: L. Barrera).
101
Zinc
La deficiencia de Zn causa enanismo, enrollamiento de las hojas hacia arriba, las cuales se vuelven además cloróticas, dando la impresión de un ataque temprano del virus del enrollamiento, y las hojas terminales adquieren una posición casi vertical. Areas de color castaño a bronceado, que más tarde se vuelven necróticas, pueden desarrollarse en las hojas de la parte intermedia de la planta y que luego abarcan todo el follaje. Sobre los pecíolos y tallos pueden aparecer manchas en forma de puntos de color castaño. El síntoma conocido como hoja de helecho se observa en las hojas jóvenes, las cuales se enrollan hacia arriba, haciéndose gruesas, quebradizas y plegadas debido a la expansión de los márgenes. Las plantas severamente afectadas mueren jóvenes. Las aplicaciones de P, o un sobre encalado, aumentan los síntomas de deficiencia de Zn. Los efectos tóxicos de Zn provocan enanismo, ligera clorosis en la punta y márgenes de las hojas superiores y coloración purpúrea en el envés de las hojas inferiores. Cobre
Síntomas localizados en las hojas jóvenes. La deficiencia se caracteriza por presentar la yema terminal sana, las hojas más jóvenes cloróticas, con o sin necrosis. Se destacan los nervios de la hoja de color verde oscuro. Hojas jóvenes marchitas. En casos graves se secan los ápices de los foliolos. No hay clorosis pronunciada. Los suelos, en los cuales la deficiencia de cobre ocurre, son inherentemente bajos en cobre o, más usualmente son pobres en cobre disponible. En suelos arenosos y en los orgánicos podría presentarse deficiencia de cobre. Las plantas, en general, difieren en la sensibilidad a la deficiencia de cobre. A la papa se le considera como de demanda media. La aplicación de fertilizantes puede conducir a la deficiencia de cobre y, particularmente, donde se aplican altos niveles de nitrógeno. El uso prolongado de fertilizantes fosfatados ha sido citado como causa de deficiencia de cobre en algunos suelos. La deficiencia ocurre primariamente en suelos ricos en humus que fijan el cobre fuertemente, situación que se presenta en suelos de páramo que son ricos en materia orgánica. La toxicidad de cobre no ocurre frecuentemente en la práctica, ya que este elemento es fuertemente adherido a las partículas del suelo. 4. RESPUESTA DE LA PAPA A LA FERTILIZACIÓN CON MICROELEMENTOS 4.1 Resultados con el boro
Actualmente la variedad más cultivada en el altiplano Cundiboyacense es la “parda pastusa”, en un 80%. Recientemente están en el mercado las variedades ICA-“Morita” e ICA“Zipa”. La primera de estas se ha encontrado susceptible a la quebradura de tallos y la “Zipa” es más susceptible a la fitoxicidad.
102
FOTOGRAFÍA 3. Desarrollo vegetativo exhuberante en los surcos con la aplicación de boro (lado izquierdo) los cuales cerraron calle” comparado con los de la parte derecha que no recibieron boro al suelo (Foto: L. Barrera).
En Colombia son pocas las investigaciones realizadas con el B en el cultivo de la papa. Lora (1978) reporta un nivel crítico para B disponible en el rango de 0,6 a 0,8 ppm, por el método del agua caliente. En trabajos de campo con la variedad ICA-“Guantiva”, se encontró altas respuestas en suelos con contenido de B menores de 0,7 ppm. Posterior investigación realizada por Avella y Gerenas (1984), en un Andisol de páramo, indicaron alta respuesta en las variedades “San Jorge”, “Pastusa” y “Monserrate” e, igual a lo encontrado por Lora, la aspersión foliar resultó promisoria. De otras investigaciones realizadas por el ICA en 1985-1986, con la variedad “Parda Pastusa” en varias localidades de Cundinamarca y Boyacá, se encontraron altas respuestas a las aplicaciones de boro, tanto en aplicación al suelo como al follaje. La fertilización con boro aumentó el desarrollo vegetativo de las plantas desde su emergencia, lo cual se reflejó en un mejor desarrollo vegetativo total (Fotografía 3). En las figuras 5 a 7 se presentan algunos de los resultados obtenidos: Se encontró que las parcelas bien abastecidas con boro al suelo presentaron un follaje elástico y resistente a la quebradura de tallos. Las aspersiones foliares contrarrestaron, igualmente, este efecto. Las parcelas testigo fueron severamente afectadas por la quebradura de tallos, particularmente en Villapinzón.
103
De estas investigaciones se concluyó que el desarrollo foliar del cultivo de la papa (variedad “Parda Pastusa”) es favorecido ampliamente por aplicaciones radicales o foliares de boro. Este efecto incidió significativamente en el incremento de los rendimientos, los cuales fueron muy rentables para el agricultor. De los métodos de aplicación evaluados, los mejores resultados se obtuvieron con la aplicación radical del boro al momento de la siembra. Una dosis de 1 kg/ha de B aplicado al suelo, al momento de la siembra, en forma granular o en solución, fue suficiente para corregir deficiencias en los suelos cuyo contenido fue inferior a 0,6 ppm (método de Hunter). Aunque de menor magnitud, también fueron efectivas las aspersiones foliares de solubor en concentraciones del 0,4 y 0,6% aplicados 15, 30 y 45 días después de la emergencia. No se ha encontrado, a nivel de campo, fitoxicidad por la aplicación al suelo. Por el contrario, aspersiones foliares de solubor superiores al 0.6% sí presentaron fitotoxicidad. Por esto último deben tenerse precauciones en el uso de este método y preferir el de aplicación al suelo. Se considera promisoria la aplicación al suelo de solubor disuelto en agua, como método para facilitar la aplicación de boro, teniendo en cuenta que por ser cantidades pequeñas se dificulta su aplicación como polvo o granulado. En este caso, debe aplicarse en banda, en el fondo del surco, al momento de la siembra. Para la aplicación de boro en aspersión
Ventaquemada
Turmequé
Tausa
50
Rendimiento total (ton/ha)
40
30
20
10
0 Test
1
1,5
2,0
Bórax (kg B/ha)
FIGURA 5.
2,5
0,4%
0,6%
0,8%
Solubor foliar
Respuesta de la papa al boro en tres suelos de Cundinamarca y Boyacá.
104
Rendimiento total (ton/ha)
40
30
20
10
0 Test
FIGURA 6.
Borax 10
Borax 15
Sol F.1
Sol F.2
Respuesta promedio de la papa a la aplicación de boro*. Villapinzón Cundinamarca, 1986.
* Promedio de tres experimentos
1986 A
1986 B
Rendimiento total (ton/ha)
50
40
30
20
10
0 Sin B
FIGURA 7.
Borax 10kg
Borax 15kg
Solubor 0,4%
Solubor 0,6%
Efecto semestral de las aplicaciones de boro, al suelo (Bórax) y foliar (Solubor), sobre el rendimiento de la papa.
105
al suelo se puede disolver un kilo de boro equivalente a 5 kilos de solubor, haciendo una calibración adecuada de la aspersora. La aplicación puede hacerse al momento de la siembra, al fondo del surco, antes de colocar los tubérculos. 4.2 Resultados con la aplicación de otros nutrimentos
Son pocas las investigaciones realizadas para el cultivo de la papa con otros nutrimentos y las realizadas no han dado respuestas consistentes, como sí ha ocurrido con el boro. La literatura internacional reporta que las aplicaciones de Cl2Zn o de SO4Zn alivian los síntomas de deficiencia. Se ha obtenido un aumento en el rendimiento, en ausencia de síntomas visibles, después de una aplicación de sales de Zn al follaje, o como tratamiento del suelo. El manchado de la base responde favorablemente a aplicaciones de quelato de Zn al follaje. El punteado necrotico y la clorosis de las hojas basales, que progresa hacia arriba, también responde favorablemente a aplicaciones de Zn. El ICA, en su V aproximación sobre el uso de fertilizantes recomienda aplicar en banda, en forma de quelato, una dosis de Zn de 0,3 - 1 kg/ha. En relación con el manganeso, la experiencia demuestra que los suelos calcáreos y sobre encalados, con pH alto, requieren de una aplicación de manganeso, cuando los análisis del tejido de la hoja muestran menos de 25 ppm de Mn. Aplicaciones de sulfato de manganeso al follaje, a razón de 1,1 a 2,2 kg de Mn/ha, corrigen la deficiencia de éste elemento. Así mismo, ciertos fungicidas que contienen Mn alivian el problema. Tanto para el manganeso, como para el hierro, la aplicación de sus sales al suelo es relativamente ineficaz debido a su rápida conversión a formas no asimilables. En este caso, los elementos podrán aplicarse al suelo en forma de quelatos. Respecto al cobre, en la mayor parte de los suelos es eficaz la aplicación de una sal de cobre, puesto que si se aplica una cantidad de cobre suficiente, este seguirá disponible en el suelo durante varios años. Tanto los fertilizantes orgánicos como los inorgánicos son utilizados para corregir las deficiencias de cobre. El sulfato de cobre (CuSO4-) es el más utilizado. Una sola aplicación de 1-10 kg de Cu/ha es normalmente adecuado en suelos minerales, mientras que se requieren cantidades más altas en suelos orgánicos. Hay, sin embargo, un número de problemas asociados al CuSO4-. Cuando la sal es aplicada al suelo, una alta proporción de los iones de Cu2+ pasan rápidamente a la solución y son inmovilizadas por sitios de adsorción activos. Adicionalmente, efectos residuales fuertes pueden resultar en algunos suelos. A nivel general y para varios cultivos se recomienda una aplicación total no mayor de 22 kg/ha. Los quelatos de cobre pueden dejar un mayor efecto residual que los orgánicos. El cobre es firmemente unido al suelo y, por esta razón, la cantidad de cobre aplicado con los fertilizantes debe exceder los requerimientos del cultivo considerablemente. En la Tabla 5 se presentan algunos compuestos de cobre usados para aplicación foliar o al suelo. En el caso de la mayoría de los microelementos, la aspersión foliar de sales o quelatos es eficaz, pero solo si se realiza al inicio del periodo vegetativo del cultivo. 106
TABLA 5. Algunos compuestos de cobre que pueden ser utilizados en papa
Fuente
Fórmula
% Cu
Sulfato cúprico pentahidratado
CuSO4 5H2O
23
Sulfato Cúprico monohidratado
CuSO4H2O
35
Oxido Cuproso
Cu20
89
Quelatos de cobre
Na2Cu EDTA NaCu HEDTA
13
5. TECNOLOGÍA DE LA APLICACIÓN DE MICROELEMENTOS EN LA FERTILIZACIÓN 5.1 Aspectos generales
Podemos tener dos enfoques en la fertilización con microelementos: la del “seguro” o la de la “recomendación”. La primera, a la que se denomina a veces como la de “metralleta”, que consiste en adicionar bajas cantidades de más de un microelemento, o de todos éstos al suelo. Este método, designado así porque suministra todos los microelementos removidos por el cultivo, puede ser considerado como parte de un programa de mantenimiento. Usualmente este método no considera las necesidades especificas del cultivo, ni los niveles de disponibilidad del suelo. Muchos de los microelementos aplicados de este modo pueden no ser requeridos por el cultivo y se pueden desperdiciar recursos. Las aplicaciones de mantenimiento pueden ser recomendables en cultivos de alto valor. El costo del fertilizante normalmente es bajo, en comparación con los posibles daños que se puedan presentar por una deficiencia. Esto también es aplicable cuando no se conocen los contenidos nutricionales para una región dada. Con la “recomendación” se utilizan los resultados de los análisis de suelos y foliares para establecer los estados nutricionales de los suelos y de las plantas. Con esto se evita aplicar cantidades excesivas de los nutrimentos requeridos y no se aplica los que no son necesarios. Recomendaciones más precisas también evitan posibles antagonismos entre nutrimentos en las plantas por desbalances en el suelo. Cuando se usa una recomendación, pueden ser utilizadas las fuentes simples presentes en el mercado. Cuando se ha detectado una deficiencia, suele haber diversas formas de corregirla, las cuales diferirán según el elemento de que se trate. 5.2 Fuentes de microelementos
Se tienen disponibles tanto fuentes inorgánicas como orgánicas. Las fuentes inorgánicas más importantes son los depósitos naturales, óxidos manufacturados, carbonatos y sales 107
metálicas, tales como sulfatos, cloruros y nitratos. Los sulfatos son las sales metálicas de microelementos más comunes y tienen propiedades físicas que los hacen adecuados para utilizar en mezcla con otros fertilizantes. Los sulfatos de Cu, Fe, Mn y Zn son ampliamente utilizados, tanto para aplicación foliar como al suelo, aunque el sulfato de hierro no es recomendable para aplicación a éste. Las aplicaciones foliares de cobre son hechas usualmente utilizando CuSO4, cloruro de cobre, óxido de cobre o quelato de cobre. La forma de sulfato de cobre es menos satisfactoria debido al “scorching” del follaje.
TABLA 6. Principales fertilizantes boratados y su contenido de B.*
Fuente
B (%)
Bórax
11
Ácido bórico
17
Tetraborato de sodio Borato 46 Borato 65
14 20
Pentaborato de sodio
18
Solubor
20 - 21
* Mengel y Kirkby (1987).
Dentro de las fuentes orgánicas se encuentran los quelatos naturales o sintéticos, complejos orgánicos naturales y en varias combinaciones de estos. Los quelatos se forman combinando un agente quelatante con un metal, por medio de un enlace coordinado. Con esto se puede introducir más fácilmente el microelemento a la planta, cuando se aplica via foliar, ya que se elimina el efecto de la carga negativa presente en las hojas. El agente quelatante más comunmente utilizado para la producción de microelementos es el EDTA. 5.3 Métodos de aplicación Aplicación al suelo.
Es el método más común de aplicar microelementos, ya sea al voleo o en banda, al momento de la siembra. Es el más recomendado para la papa. Su desventaja es la reacción de estos nutrimentos con el suelo, pero tiene la ventaja de dejar un efecto residual que no se tiene con la aplicación foliar. Aplicación foliar.
Las ventajas de la aplicación foliar son: 108
a) Se pueden aplicar dosis menores que al suelo. b) Se puede hacer fácilmente una aplicación uniforme. c) La respuesta al nutrimento aplicado es casi de inmediato, por lo que las deficiencias se pueden corregir durante el desarrollo del cultivo. Como desventajas se pueden anotar: a) La aplicación solo se puede realizar cuando hay suficiente follaje y, en este caso, ya la planta ha sufrido algún estrés. b) En algunos casos, el producto aplicado cae al suelo y la absorción no es rápida por las condiciones ambientales, o porque hay lavado por las lluvias. c) Puede ocasionarse quemazón si las concentraciones son altas. d) Hay poco efecto residual. e) Usualmente pueden requerirse varias aplicaciones. Aplicación con fertilizantes N P K
Como es difícil aplicar fuentes de microelementos por separado y con uniformidad a nivel de campo, en las dosis recomendadas, que normalmente están en el rango de 10 kg/ha, la aplicación de microelementos en mezcla con fertilizantes NPK es conveniente. Así se podrá tener una distribución más uniforme usando el equipo de aplicación convencional.
TABLA 7. Contenido de microelementos en algunos fertilizantes (ppm).
Fertilizante
Cobre
Zinc
Manganeso
Boro
Molibdeno
Sulfato amónico
Tr - 0,5
0,33
70
6,0
0,1
Urea
0 - 3,6
0,5
0,5
0,5
0,7
Nitrato amónico cálcico
Tr
18,0
8
10 - 50
Tr
Superfosfato triple
2 - 12
50 - 100
160 - 240
530
9
Escoria básica
10 - 80
5 - 30
20.000 - 40.000
33
10
Fosforita
6 - 10
25 - 140
1.300
15
6
Cloruro potásico
3,0
3,0
8,0
14,0
0,2
Sulfato potásico
5 - 10
2,0
2,2 - 13,0
4,0
0,2
Fosfato amónico
3,4
80
100 - 220
-
2
Estiércol de granja
10
40 - 250
200
17
0,2
109
En el caso de la papa se debe explorar la aplicación liquida al suelo, por las dificultades para hacer mezclas en el campo. En la Tabla 7 (adaptada de FAO 1986) se presenta información de los contenidos de microelementos de los fertilizantes simples más comunes en nuestro medio. BIBLIOGRAFÍA CITADA ABELLA, P. J. y GERENAS, C.E. 1984. Respuesta varietal de la papa (Solanum tuberosum L.) a la aplicación del boro en un andept de Cundinamarca. Tesis de grado de Ingeniero Agrónomo. Bogotá. Univ. Nacional. Fac. Agron. 157 p. BARRERA, L. L. 1984. La disponibilidad de los elementos menores en suelos cultivados con papa en Cundinamarca y Boyacá. ICA. Documento interno de trabajo. –––––––––– 1994. El boro un microelemento importante en el cultivo de la papa en suelos de Cundinamarca y Boyacá. En: Papas Colombianas. Comunicaciones y Asociados. DOMÍNGUEZ V.A. 1973. Abonos Minerales. Ministerio de Agricultura. Madrid. FAO, (1986). Guía de Fertilizantes y nutrición vegetal. Boletín No. 9 Roma. 198 p. GUPTA, U.C. 1979. Boron nutrition of crops. Adv. Agron. 31: 273-307. HARRIS, P.M. 1978. Mineral Nutrition. In: The potato crop. P.M. Harris (E D) Chapman and Hall.Ltd. HOOKER, W.J. 1980. Compendio de enfermedades de la papa. CIP. Lima. ICA, 1992. Fertilización en diversos cultivos. V Aproximación. Manual de Asistencia Técnica No. 25. KANWAR, J.S. and YOUGDAHL L.J. (1985). Micronutrient needs of tropical food crops. In: Micronutrients in tropical food crop production. Vler, R.L.G. (E D) Martinus NIJHOFF Dr. W. Junk. Publisher. LÓPEZ, Y. 1990. Funciones e interacciones de los elementos menores en plantas y suelos. En: Actualidad y futuro de los microelementos en la Agricultura. S.C.C.S. Palmira. Pp.1-22 LORA, S.R. 1978. Respuesta de los cultivos de clima frío a la aplicación con microelementos. Suelos Ecuatoriales (Colombia) 9 (2): 183:191. MENGEL, K. and KIRKBY, E.A. 1987. Principles of Plant Nutrition. International Potash Institute, Bern, Switzerland. 110
PILBEAN, D.J. and KIRKBY, E.A. 1983. The physiological role of boron in plants. J. Plant. Nutr. 6: 63:582. RAVEN, J.A. 1980. Short and long distance transport of boric acid in plants. New. Phytopathol. 84: 231-249. REISENAUER, H. M., WALSH, L.H. and HOEFT, R.G. 1973. Testing soils for sulphur, boron, molibdenum and chlorine. pp. 173 - 200. In: L.M. Walsh and J.D. Beaton Eds.: Soil testing and plant analysis. Soil Science Soc. of America, Madison Wisconsin.
111
SIGNIFICADO DE LA FERTILIZACIÓN POTÁSICA EN EL RENDIMIENTO Y CALIDAD INDUSTRIAL DEL CULTIVO DE LA PAPA (Solanum tuberosum L.) Hugo E. Castro F.* Víctor César Guío M.**
1. INTRODUCCIÓN Las características económicas y sociales de las zonas productoras de papa han definido hábitos de consumo en la población rural y urbana de la mayor parte del país, para que este producto sea consumido principalmente en forma fresca; sin embargo, la industrialización de la papa en Colombia ha presentado un incremento acelerado en los últimos años. El consumo de alimentos procesados y semiprocesados tiene en la actualidad un gran porvenir en nuestro país, debido a los cambios en el hábito de consumo de la población y al creciente aumento de las industrias procesadoras. En la medida que la industria progresa, se hace necesaria la investigación hacia la búsqueda y control de factores que permitan la obtención de tubérculos con características óptimas para procesamiento. La industria tiene claramente definidas las características que debe poseer un tubérculo para su procesamiento; la materia seca y los azúcares reductores son los más importantes parámetros de calidad para la obtención y comercialización de tubérculos para frito. Sin embargo, son numerosos los factores que influyen en dichas características, entre estos la variedad, los factores ambientales y algunas prácticas de cultivo son quizás los más importantes. *
I.A., M.Sc. Manejo de Suelos. Profesor Asistente, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Padagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja (Boyacá). ** I.A., Promotor Técnico de Abonos Nutrimon. Zona Boyacá.
112
La fertilización, en este caso, juega un papel importante; especialmente a la fertilización potásica se le han atribuido algunos efectos en la determinación de dichas características; siendo ésta uno de los tópicos menos explorados, con escasos resultados experimentales. Empresas particulares, como Monómeros Colombo Venezolanos S.A., han venido patrocinando investigaciones de campo en tal sentido, tendientes a buscar recomendaciones de fertilización que beneficien a productores, industriales y consumidores. Con base en los experimentos realizados con el apoyo de Monómeros Colombo Venezolanos S.A., en suelos paperos del departamento de Boyacá, se presentan en este artículo los resultados experimentales que permitieron definir, para suelos paperos de Toca y Ventaquemada, la respuesta agronómica del cultivo de papa, variedad “Diacol Capiro”, a cuatro fuentes de fertilización potásica (KCl, K2SO4, KNO3, y K2SO4. 2MgSO4), cada una evaluada en cuatro dosis (0,60, 120 y 180 kg de K2O/ha). Igualmente se muestra el efecto de fuentes y dosis de potasio, sobre el contenido de materia seca y azúcares reductores en tubérculos, factores determinantes de la calidad industrial de productos fritos. Debido a la escasa información experimental que existe en el país sobre el tema, se considera que estos resultados dan un buen marco de referencia para concluir sobre la utilidad que representa la fertilización potásica en la producción de papa con fines industriales. 2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 Generalidades
En Colombia, actualmente, la industria de procesados de papa consume cerca de 310.000 toneladas de tubérculos al año, lo que equivale a niveles del 12 al 14% de la producción total. Según el criterio de los procesadores, ésta cantidad tiende a aumentar debido a la creciente demanda de productos procesados (Rodríguez y Rodríguez, 1992). La industria de papa ha definido claramente las características que debe poseer un tubérculo para su procesamiento industrial, lo que los lleva a mostrar preferencia por algunas de las variedades que habitualmente siembran los agricultores. Actualmente, la demanda industrial, se ha concentrado en más del 70%, en la variedad "Diacol Capiro", comúnmente llamada “R12 negra”. Sin embargo, la estacionalidad de la producción, la variabilidad en la calidad de la semilla de papa y la influencia de los intermediarios obliga a utilizar diferentes variedades, tales como “Diacol Monserrate” e “ICA Nariño” (Luján y Arévalo, 1992). Generalmente los industriales muestran preferencia por la papa que llega de determinadas zonas de producción. Aquellas zonas que sean relativamente bajas (2.600-2.800 msnm), con suelos sueltos y de alto contenido de materia orgánica, los cuales son los que están en condiciones de ofrecer un tubérculo de buena calidad para la industria, principalmente por el alto contenido de materia seca y bajos en azúcares reductores (Rodríguez y Rodríguez, 1992). 113
Durante el período de crecimiento, el efecto de variedad, madurez y condiciones ambientales, sobre los niveles de azúcares, gravedad específica (materia seca) y calidad de productos fritos, ha sido estudiado por décadas. Los resultados son a veces inconsistentes, posiblemente porque los azúcares y el porcentaje de materia seca están estrechamente ligados con el crecimiento general, metabolismo y madurez de las plantas, las cuales pueden ser afectadas por la variación en las condiciones climáticas (Hernández, 1989). Según la literatura internacional, algunos experimentos han demostrado que el sulfato de potasio genera una papa con mayor contenido de materia seca y mayor densidad que la obtenida con cloruro de potasio. Aunque se conoce la importancia de la fertilización potásica en este cultivo, los resultados sobre los efectos en las características de calidad industrial de la papa, han sido poco concluyentes, debido a los múltiples factores que influyen sobre estas características (variedad, clima, suelo, prácticas de cultivo, condiciones de madurez). 2.2 Características de la papa para industria
Los productos procesados de papa deben tener un color atractivo y aceptable, textura deseable, buen sabor y una duración comercial relativamente larga. Las prácticas culturales y las condiciones ambientales que prevalecen durante el periodo de crecimiento, afectan marcadamente la calidad para el procesamiento (Hernández, 1992). La importancia de la materia seca y los niveles de azúcares reductores, como determinantes del rendimiento y color de las papas fritas, está establecida, pero todavía no ha sido posible producir una calidad consistente, a causa de los efectos de variación generados por factores culturales y ambientales. 2.2.1 Materia seca
El contenido de materia seca representa aproximadamente el 20% del peso total del tubérculo, dependiendo de la variedad. Es una característica importante tomada en cuenta por los procesadores antes de comprar el producto, ya que influye en el rendimiento y en el tiempo de fritado, especialmente de productos tales como hojuelas (“Chips”) y papa a la francesa (“French fries”). Los valores óptimos de esta característica, para productos fritos, están por encima del 20%(“French fries”) y 21% (“Chips”), (Pineda, 1995). La materia seca varía considerablemente entre variedades, genéticamente esta controlada y presenta alta heredabilidad; sin embargo, no hay un valor constante de materia seca para una variedad, ya que es afectada por condiciones de madurez, clima, suelo y prácticas de manejo. Los cultivos que maduran temprano tienen un contenido de materia seca más bajo que los cultivos tardíos. La materia seca en los tubérculos aumenta con el curso del periodo de crecimiento. Además, el clima frío seco, con alta radiación, favorece un alto contenido de materia seca, mientras que el clima frío húmedo tiende a reducirla. De otra parte, se presentan diferencias en el contenido de materia seca entre tubérculos de papa y dentro de un solo tubérculo. Las diferencias entre tubérculos son encontradas no solo entre cultivos y lotes de orígenes diferentes (diferencia de clima, suelo y aplicaciones de abono), sino también entre tubérculos de una misma planta (Pineda, 1995). 114
El contenido de materia seca en tubérculos grandes es usualmente más bajo que el de tubérculos pequeños, ya que los últimos contienen menos agua en el tejido medular. Existen diferencias en el contenido de materia seca dentro del tubérculo, tanto desde afuera como en el interior, en tejidos diferentes, aumentando desde afuera hacia adentro. Esta heterogeneidad es más evidente en términos de composición química (Vanes y Hartmans, 1987). Los carbohidratos de la materia seca de papa incluyen almidones, azúcares, celulosa (paredes celulares) y pectinas (materiales de adherencia de las células). Todos estos compuestos son polímeros derivados de una azúcar simple que es la glucosa. Los almidones representan entre el 60 y 80% de la materia seca. Los azúcares son principalmente sacarosa, glucosa y fructosa, con pequeñas cantidades de otros azúcares. La celulosa comprende cerca del 2% de materia seca. Las pectinas constituyen también cerca del 2% de materia seca y son ampliamente responsables de la textura de la papa. Estas son un polímero del ácido galacturónico (derivado de la glucosa) (Hernández, 1989). El rendimiento de producto seco con base a peso fresco, varía ampliamente debido a diferencias varietales. Se han reportado rendimientos desde 10,9 hasta 27,69% de materia seca. La variación de rendimiento en peso seco se debe a diferencias en la gravedad específica del material fresco, existiendo una alta correlación entre ésta y el rendimiento de materia seca. La determinación de la gravedad específica permite a los procesadores encontrar y seleccionar tubérculos con alto contenido de sólidos en forma rápida y con poco esfuerzo. Esta técnica es muy útil para papas que van a ser deshidratadas, fritas en hojuelas o en tiras, o convertidas en almidón o alcohol. La materia seca se mide exactamente por secamiento de una muestra representativa, en un secador de aire caliente a 100 oC, hasta que se logra un peso constante. Sin embargo, el método de gravedad específica utilizado para la estimación del contenido de materia seca, es recomendado cuando se van a evaluar un gran número de muestras. Aunque la materia seca depende de la madurez y de los factores climáticos, edáficos y agronómicos, está genéticamente controlada y, en consecuencia, puede conservarse en las variedades preferidas por sus altos valores en esta característica. 2.2.2 Azúcares reductores
Hernández (1992) afirma que el contenido de azúcares reductores (glucosa y fructosa) en papa, parece ser el mayor factor para estimular los atributos de calidad interna para procesamiento. Estos deben ser inferiores a 0,25% o, preferiblemente, estar por debajo de 0,1%, al momento de su proceso. Los tubérculos de papa contienen principalmente sacarosa, glucosa, fructosa y pequeñas cantidades de otros azúcares. La sacarosa es un azúcar no reductor y no afecta el proceso de calidad. Los niveles de azúcares reductores glucosa y fructosa son los de mayor importancia. Durante el procesamiento, estos azúcares pueden reaccionar con ciertos aminoácidos libres para dar un color marrón y un sabor amargo (reacción de Maillard). La intensidad de color y sabor desarrollados dependen de la cantidad de estos azúcares, la temperatura, tiempo de secado y fritura, en el caso de productos tales como papas fritas en hojuelas (“Chips”) y en tiras (“French fries”). 115
Sowokinos (1978), citado por Hernández (1989), expresa que altos niveles de sacarosa en la cosecha pueden ser perjudiciales para el periodo de almacenamiento y la calidad de procesamiento. La sacarosa por sí misma (no hidrolizada) no contribuye directamente al oscurecimiento de hojuelas procesadas, sino que es la fuente de azúcares reductores indeseables la que actúa, cuando la enzima invertasa es activada durante el almacenamiento. No solamente el contenido de azúcares reductores al momento de la cosecha es importante, sino el curso de su incremento durante el período de almacenamiento. El contenido de azúcares reductores depende tanto de las condiciones ambientales (posiblemente por un efecto de la madurez), como del genotipo y de las condiciones de almacenamiento. Hartmans y Vanes (1987) afirman que los efectos del suelo, abono, luz y suministro de agua en el contenido de azúcares son particularmente difíciles de predecir. Recientemente, un tipo de teoría del estrés se ha desarrollado. De acuerdo a ésta todos los factores (factores de estrés) perturban el equilibrio metabólico en la planta, causando un incremento en el contenido de azúcares. De acuerdo con Pineda (1995), el alto contenido de azúcar parece estar relacionado con la buena calidad (sabor) para consumo fresco. Debido a esto, ni la variedad “Parda Pastusa”, ni las variedades nativas “Tocareña” o “Salentuna” de excelente calidad en fresco, son apropiadas para industrializar. La evaluación de calidad más comunmente utilizada por la industria nacional para tubérculos es la prueba de frito. Esta prueba permite determinar, en forma cualitativa, el contenido de azúcares reductores en el momento de la compra, ya que estos son determinantes del color en los productos fritos. La prueba consiste en sumergir en aceite caliente, a 180 oC durante tres minutos las rodajas centrales de tubérculos seleccionados para ser comparados al término del proceso, con una escala de color con grados que van del 1 al 9, correspondiendo para el Nº1 el color más oscuro, casi negro y disminuyendo su tonalidad de acuerdo al nivel de azúcares reductores (Fotografía 1). La industria acepta tubérculos cuya muestra sometida al frito presente tonos correspondientes a los niveles 4 a 7 de la escala de color. Cuando las rodajas, después de fritas, presentan colores muy oscuros (grados 1 a 3), están surgiendo niveles de azúcares reductores muy altos, superiores al 2% y, generalmente, son rechazados por la industria. 2.2.3 Otras características
Según el Potato Processing, citado por Vanes y Hartmans (1987), las siguientes deben ser las características de las variedades de papa para procesamiento industrial: Para la producción de papas fritas en hojuelas (“chips”): tubérculos uniformes, formas redonda, ligeramente ovalada, de tamaño medio superior a 40 mm de diámetro, piel clara con ojos superficiales, libres de daños internos y verdeamiento. La gravedad específica mayor de 1,085 (aproximadamente mayor al 21 % de materia seca) y contenido de azúcares reductores menor al 0,25% o, preferiblemente, menor al 0,1%. Para papas fritas en tiras (“french fries”): tubérculos de tamaño medio a grande superior a 45 mm de diámetro, ojos superficiales y cuerpo regular alargado para obtener tiras 116
FOTOGRAFÍA 1. Escala de color para la prueba de calidad de productos fritos.
superiores a los 90 mm, pulpa de color blanca o crema, sin daños enfermedades o verdeamiento. La gravedad específica superior a 1,080 (20% de materia seca), bajo contenido de azúcares reductores, menor a 0,25%, con resistencia al ennegrecimiento después del procesamiento (Hernández, 1992). 2.3 El potasio en el suelo
El potasio se encuentra en el suelo en forma iónica como K+, en solución y como catión intercambiable. De esta forma es absorbido por la planta (Barrera, 1994). Las principales fuentes minerales de potasio en el suelo son los feldespatos potásicos (microclina), la muscovita, la biotita y la leucita. El elemento presenta diferentes estados o fracciones: K+ soluble en la solución de suelo; K+ soluble adsorbido electroquímicamente a la superficie coloidal; K+ no cambiable constituido por la porción del mineral potásico, en avanzado grado de meteorización; K+ estructural constituyente del mineral potásico, no alterado, y K+ fijo en cierto tipo de minerales arcillosos (Guerrero, 1994). Guerrero (1993) afirma que la eficiencia de la fertilización potásica está asociada con procedimientos de pérdida del elemento, siendo los principales fijación y lixiviación. La fijación de K+ es ejecutada por las arcillas expansibles que, al humedecerse, amplían sus espacios interlaminares, permiten la penetración de los iones de potasio y, al comprimir117
se como resultado del secamiento, pueden atrapar cantidades significativas del nutrimento. La magnitud del proceso está asociada con factores como: a) tipo y cantidad de arcilla y b) ciclos de secamiento y humedecimiento. La liberación de K+ fijado, para ser utilizado por las plantas, suele ser muy lenta y, en ocasiones, la magnitud de la pérdida por fijación puede ser superior al 50% del aplicado, particularmente en los Vertisoles, lo cual determina dosificaciones muy altas de potasio para controlar las deficiencias del elemento. Las pérdidas por lixiviación en el agua de drenaje pueden ser importantes, dependiendo de factores como: a) tipo y cantidad de arcilla; b) CIC; c) condiciones de drenaje; d) volumen de precipitación pluvial o de riego; e) condiciones de cultivo. La magnitud de la lixiviación depende de estos factores y, en ocasiones, puede llegar a ser superior al 60% de potasio aplicado en el fertilizante. Además del suministro de potasio a través del fertilizante, las plantas también utilizan el potasio de minerales del suelo y de residuos orgánicos. El retorno de los residuos de la cosecha al suelo, combinado con la fertilización potásica aplicada en ocasiones en exceso a la necesidad de la cosecha, ayuda a mantener una reserva de este elemento en el suelo (Guerrero, 1993). En general, los resultados experimentales han demostrado que el K+ intercambiable constituye una medida bastante buena de la cantidad de potasio disponible al cultivo durante su ciclo vegetativo, es decir el factor “cantidad”. El potasio en solución, factor “intensidad”, esta controlado por el contenido de potasio intercambiable. El potasio en solución depende de la saturación de K+ y los contenidos de Ca y Mg. En forma general, se puede decir que, para un mismo contenido de K+ intercambiable, la disponibilidad de K+ será menor si los contenidos de Ca y Mg son excesivos, o cuando la saturación de K+ es baja (León, 1994). El potasio es mucho menos móvil en el suelo que el nitrógeno, pero más móvil que el fósforo ICA (1992). Si el potasio llega a moverse, lo hace por difusión en un movimiento
TABLA 1. Niveles críticos de K+ intercambiable para el cultivo de papa.* Nivel crítico (me/100 g)
Nivel de disponibilidad Mayoría de cultivos
Papa y hortalizas
Bajo
< 0,15
< 0,50
Medio
0,15 - 0,30
0,50 - 0,80
Alto
> 0,30
> 0,80
* Castro, H. 1996.
118
lento y a corta distancia, en las películas de agua que rodean las partículas del suelo. Las condiciones de sequía hacen a este movimiento aún más lento. Altos niveles de potasio en el suelo aceleran el proceso de difusión y por lo tanto, su absorción (Potash and Phosphate Institute, 1998). 2.4 El potasio en la planta
A diferencia del nitrógeno y el fósforo, el potasio no forma compuestos orgánicos en la planta. Su función primaria parece estar ligada con el metabolismo de la planta, permaneciendo en estado iónico equilibrando aniones y es muy móvil dentro de la planta; es decir, entre células, tejidos y en su transporte por xilema y floema. El potasio es el catión más abundante en el citoplasma y sus sales contribuyen al potencial osmótico de células y tejidos (Domínguez, 1984). El K+ es el activador enzimático por excelencia y existen más de 50 enzimas que lo requieren para aumentar la velocidad de reacción y, en algunos casos, la afinidad por el sustrato. En plantas deficientes en K+ ocurren cambios químicos notables, tales como acumulación de carbohidratos solubles, disminución de los niveles de almidón y aumento de compuestos nitrogenados solubles. Los cambios en el metabolismo de carbohidratos se deben a la acción que el K+ ejerce sobre ciertas enzimas reguladoras, particularmente el piruvato de kinasa y la 6- fosfofructokinasa. El K+ también afecta la actividad del almidón sintetasa y de las Atpasas ligadas a la membrana, las cuales no solamente facilitan su transporte sino que favorecen la función en alargamiento celular y osmoregulación (Clavijo, 1994). El potasio influye sobre la fotosíntesis a varios niveles, sirve para balancear la producción de H+ inducida por la luz y su salida desde las membranas tilacoides del cloroplasto, estableciendo el gradiente necesario para la síntesis del ATP o fotofosforilación. Un incremento en el contenido de K+ en la hoja es acompañado por un aumento en las tasas de fotosíntesis, fotorespiración, actividad de la RUBISCO y una disminución en la respiración. La regulación de la apertura estomatal, importante para la absorción del CO2, es otro nivel de fotosíntesis bajo el dominio de K+. La elongación celular comprende la formación de una gran vacuola central que ocupa del 80 al 90% del volumen de la célula, lo cual se consigue con un incremento de la extensibilidad de la pared celular y una acumulación de solutos para crear un potencial osmótico interno. Se ha establecido que este fenómeno es consecuencia de la acumulación de K+ en las células, para estabilizar el pH del citoplasma, e incrementar el potencial osmótico en las vacuolas. Además, la elongación del tallo, producida por el ácido giberélico, requiere del suministro de K+ en una acción sinergística. Un incremento en la concentración de K+ en las células guardas promueve la toma de agua desde las células adyacentes, aumentando el turgor y, así, la apertura estomatal. Por su parte, el cierre estomatal en la oscuridad se correlaciona con una salida del K+ y una disminución de la presión osmótica en las células guardas; la acumulación de K+ se balancea con la entrada de malato o de Cl-, dependiendo de la especie. El mecanismo de carga de la sacarosa dentro del floema se relaciona con altas concentraciones de K+ en los tubos de “sieve”. Se ha establecido que la presencia de K+ contribuye 119
TABLA 2. Niveles críticos de K y de otros nutrimentos en el tejido de la papa.
Nivel Elemento Deficiente
Bajo
Medio
Alto
N
%
< 2,0
3,5
5,5
6,5
K
%
< 3,0
4,5
6,5
7,5
P
%
< 0,2
0,3
0,4
0,6
S
%
< 0,2
0,3
0,5
0,7
Ca
%
< 0,7
1,2
2,5
3,0
Mg
%
< 0,3
0,5
1,0
1,3
Fe
ppm
< 40
70
150
300
Cu
ppm
50 cm
Profundidad media (20 - 25 cm)
Superficial < 20 cm
Cultivos de rotación
Papa - trigo Maí z x frí jol Haba
Maí z - trigo Maí z x frí jol
Arveja
Pendiente
< 25%
Entre 25 y 50%
Variable > 50%
Potencial de producción
Alto 3.000 a 4.000 kg/ha
Medio alto: (2.500 a 3.000 kg/ha)
Muy bajo: 1.200 - 1.500 kg/ha
Limitaciones
Regular distribución de lluvias, heladas, baja radiación solar
Mala distribución de lluvias, muy baja retención de Mala distribución de lluvias, humedad, suelos pendientes heladas y muy erosionados, subsuelo compacto impermeable, capa arable muy superficial
* ICA-CRECED Altiplano de Nariño 1991-1992.
135
de producción. Se encuentran entre 2.800 y 3.100 msnm y son las áreas seleccionadas para modernización del cultivo. Zona B. Conjunto productivo 2 (CP2): Corresponde a las zonas agroecológicas Fb y Fc, ocupan una extensión de 9.432 ha (40% del área triguera), tiene suelos moderadamente profundos y un potencial de producción entre medio y alto. Se encuentra entre 2.400 y 2.800 msnm y es la zona seleccionada para diversificación del cultivo. Zona C. Conjunto Productivo 3 (CP3): Ocupa un área de 5.895 ha (25% del área triguera), corresponde a la zona agroecológica Fd, con pendientes mayores del 50%; son suelos degradados, superficiales y con un bajo potencial de producción. Se localiza entre 2.000 y 2.400 msnm y es el área propuesta para recuperación o utilización en actividades agrosilvopastoriles. 2.2 Zonas agroecológicas
“Las áreas agroecológicas conforman espacios claramente delimitados, en donde interactúan variables agrofísicas (clima, geomorfología, material parental y suelos) poco modificables a corto o mediano plazo, dentro de las condiciones técnico-sociales y de manejo actual, las cuales influyen en los objetivos, tendencias y desempeño del proceso de producción de cultivos y especies animales en el país” (IGAC-ICA, 1985). En la zona triguera de Nariño se encuentran las siguientes zonas agroecológicas: Piso térmico frío con alturas de 2.000 a 3.000 msnm, temperatura de 12 a 18 °C, precipitación de 500 a 1.000 mm/año. Provincia subhúmeda (Fa - Fb - Fc - Fd). Fa: Se encuentra en los municipios de Ipiales, Carlosama, Iles, Ospina, Imués, Guaitarilla y Pasto. De relieve plano a ondulado, con pendientes hasta del 12%. Los suelos (Andepts, Ochrepts, Ustalfts), formados a partir de materiales heterogéneos, o con influencia variable de ceniza volcánica, presentan baja evolución, son generalmente profundos, bien drenados y de fertilidad moderada. Fc: Se encuentra en los municipios de Funes, Puerres, Córdoba, Yacuanquer y Tangua, de relieve generalmente escarpado, con pendientes entre 25 y 50%. Los suelos (Orthens, Tropepts) presentan baja evolución, son superficiales y de fertilidad moderada, bien drenados, altamente susceptibles a la erosión y están asociados con afloramientos rocosos. Son aptos para programas de reforestación. Fd: Se ubica principalmente en los municipios trigueros de Guaitarilla y Tangua, de relieve fuertemente quebrado con pendientes de 25 a 50%. Suelos (Tropepts, Orthents) formados a partir de materiales ígneos, de baja evolución y de fertilidad moderada, generalmente superficiales y bien drenados. Son áreas aptas para ganadería extensiva y cultivos permanentes, erosionadas que por sus condiciones deberían reforestarse. Fg: Se encuentra también en el piso térmico frío (2.000 - 3.000 msnm), pero con precipitación mayor de 1.000 mm/año (provincia húmeda y perhúmeda). Corresponde a pequeñas áreas de los municipios de Santacruz y La Cruz, con relieve escarpado, pendientes mayores del 50%. Suelos (Andepts, Orthents, Tropepts) con influencia variable 136
de cenizas volcánicas, formados a partir de materiales heterogéneos, baja evolución, generalmente superficiales, fertilidad baja, alta fijación de fósforo, asociados con afloramientos rocosos y susceptibles a procesos erosivos. Son áreas que deben mantener una cobertura vegetal permanente. Pa: Corresponde al piso térmico muy frío, parte baja del páramo, con alturas entre 3.000 y 3.200 msnm y precipitación entre 500 y 2.000 mm anuales. Son tierras de altiplanicie, de relieve plano a ligeramente ondulado, con pendientes hasta del 7%. Los suelos (Andepts, Tropepts ) formados a partir de materiales volcánicos, presentan baja evolución, generalmente superficiales y de baja fertilidad. Son áreas aptas para cultivos transitorios (papa, cebolla, trigo, hortalizas, leguminosas) y ganadería semi-intensiva. 2.3 Suelos 2.3.1 Características químicas
Los suelos de la región Andina de Nariño, se clasifican como Andisoles, los cuales en el sistema americano (7a. aproximación), han sido incluidos en el orden de los Inceptisoles y el suborden de los Andepts.
59 60
% de muestras analizadas
50 40 40
30
20
10 1 0 < 5,5
de 5,5 a 6,5
> 6,5
pH
FIGURA 1.
Distribuciones de frecuencia de los valores de pH en suelos de la zona triguera del departamento de Nariño.
137
Son desarrollados a partir de cenizas volcánicas recientes, en donde el producto de las erupciones ha sido sedimentado como depósito eólico o transportado por el agua. En la parte final de los horizontes superiores domina el alófano. Debido al elevado punto isoeléctrico del alófano, los suelos presentan un pH más elevado del que les correspondería y por su baja saturación de bases poseen una alta capacidad catiónica de cambio (CCC); tienen alto poder de fijación de fósforo; relativamente alto contenido de aluminio intercambiable y compuestos libres de aluminio. El N intercambiable parece ser adecuado, no obstante desde el punto de vista de fertilidad de los suelos, en cosechas de período vegetativo largo, el nitrógeno disponible no es suficiente, si se tiene en cuenta el débil poder amonificante de estos suelos. El análisis de suelos de 427 muestras tomadas hasta 1988 en la zona triguera de Nariño (García, 1989), indica las siguientes tendencias: pH: El 40% de las muestras presentaron un pH bajo (menor de 5,5), el 59% un pH medio (entre 5,6 y 6,5) y sólo el 1% tuvieron un pH mayor de 6,5 (Figura 1).
6,0
Y = 5,95 - 0,02X 5,9
pH
5,8
5,7
5,6
5,5
5,4 1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
Años
FIGURA 2.
Cambios de pH a través del período 1964-1988 en los suelos cultivados con trigo en el departamento de Nariño.
138
80
75
70
% de muestras analizadas
60
50
40
30
25
20
10 0 0 12
Porcentaje de M.O.
FIGURA 3.
Distribuciones de frecuencia de los contenidos de materia orgánica en suelos de la zona triguera del departamento de Nariño.
Al respecto es importante mencionar que a través del tiempo la frecuencia de pH bajo se está incrementando, como consecuencia de la pérdida de bases originada por la degradación y mal manejo de los suelos. En la Figura 2 se observan los cambios de pH a través del período 1964 - 1988, en la cual se puede ver que de un pH = 5,9 en 1964 se ha bajado hasta 5,45 en 1988, con la siguiente ecuación de regresión lineal: Y = 5,95 - 0,02X Donde: Y = pH; X = 0, o sea 1964, hasta el año 24 que corresponde a 1988. El contenido de materia orgánica, como un reflejo de la fertilidad de los suelos, es preocupante en la zona triguera. De acuerdo con la Figura 3, el 75% de las muestras de suelos tienen contenidos bajos (menos de 6%), 25% de las muestras tienen contenidos medios (entre 6 a 12%) y no se presentó ninguna muestra con contenidos altos (mayores del 12%). Esta disminución drástica en el contenido de materia orgánica se puede observar en la 139
10
Y = 9,37 - 0,16X
M.O. (porcentaje)
9
8
7
6
5 1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
Años
FIGURA 4.
Cambios de los contenidos de materia orgánica a través del período 19641988 en los suelos cultivados con trigo en el departamento de Nariño.
Figura 4. De un contenido promedio de 9,37% en 1964, se llegó a 5,5% de M.O. en 1988. Este efecto lineal negativo se presenta en la ecuación de regresión: Y = 9,37 - 0,16X Donde: Y = % de M.O.; X = 0, o sea 1964, hasta el año 24 que corresponde a 1988. Con relación al fósforo, se resalta, igualmente, la alta frecuencia (75%) de contenidos bajos de P aprovechable (menos de 30 ppm de P, determinado por Bray II). Solamente el 12% de las muestras analizadas tuvieron contenidos medios de P y el 13% contenidos altos, o sea mayores de 45 ppm (Figura 5). El calcio presenta cierta variabilidad en la zona triguera. En la Figura 6 se observa que existe una frecuencia del 40% de valores altos de Ca (mayores de 6,0 me/100 g de suelo); hay un 43% con valores medios (entre 3,0 y 6,0 me y sólo un 17% con valores menores a 3,0 me. Cabe anotar, que los análisis estadísticos indican que el contenido de calcio en estos suelos también decrece a través del tiempo. Los contenidos bajos de magnesio, (inferiores a 1,5 me/100 g de suelo) predominan con una frecuencia de 53%; se presenta un 30% de los valores medios (entre 1,5 a 2,5 me) y un 17% de contenidos superiores a 2,5 me (Figura 7). 140
80
75
% de muestras analizadas
70
60
50
40
30
20 12
13
de 30 a 45
> 45
10
0 < 30
P(ppm)
FIGURA 5.
Distribuciones de frecuencia de los contenidos de fósforo aprovechable (Bray-II) en suelos de la zona triguera del departamento de Nariño.
Al igual que el pH, la materia orgánica y el calcio, es evidente la pérdida de magnesio a través de los años; en la Figura 8 se observa que de 10,6 me de Mg que existían, en promedio, en 1964, solamente queda un promedio general de 2,1 me en 1988. Para este elemento la ecuación de regresión calculada fue la siguiente: Y = 10,6 - 0,55 X Donde: Y = me de Mg; X = desde 0, o sea 1964, hasta el año 24 que corresponde a 1988. La situación anterior pone en evidencia un proceso acelerado de degradación de estos suelos. La disminución del contenido de materia orgánica origina disminución de la capacidad de retención de agua en el suelo, disminución de la porosidad, la estabilidad estructural, la capacidad de intercambio catiónico y de los nutrimentos que ella contiene y deteriora la actividad biológica. La acidificación implica aumento en los problemas de insolubilización de los nutrimentos. La pérdida de los nutrimentos disminuye la producción y aumenta los costos de la fertilización. Todos estos efectos se reflejan en la pérdida de la productividad de los suelos. 141
Con relación a los elementos menores, Guerrero y Burbano, citados por Urbano (1989), encontraron que una buena proporción de los suelos volcánicos andinos del sur de Colombia son potencialmente deficientes en molibdeno, cobre, cobalto y zinc, en tanto que los niveles de disponibilidad de hierro y manganeso son altos. Sobre el boro, los datos no son concluyentes. García (1988), en la zona triguera de Nariño, estableció que había 60% de probabilidades de encontrar valores bajos de boro (menores de 0,20 ppm ) y 40% de encontrar valores medios ( 0,21 - 0,60 ppm ); no hubo ninguna muestra con niveles mayores de 0,60 ppm, (Tabla 2). Respecto al cobre, el 76% de las muestras analizadas tuvieron niveles medios (1,1- 3,0 ppm), el 19% niveles altos (mayores 3,0 ppm) y solo un 5% tuvieron niveles bajos (menores de 1,0 ppm). Con relación al zinc, existe una alta probabilidad (82%) de encontrar niveles bajos, menores de 3,0 ppm; hay un 18% de probabilidades de encontrar valores medios (3,1 - 6,0 ppm) y ninguna muestra de suelos con niveles altos, mayores de 6,0 ppm. 45
43 40
40
% de muestras analizadas
35
30
25
20
17
15
10
5
0 < 3,0
de 3,0 a 6,0
> 6,0
Ca (me/100g de suelo)
FIGURA 6.
Distribuciones de frecuencia de los contenidos de calcio intercambiable en suelos de la zona triguera del departamento de Nariño.
142
TABLA 2. Distribuciones de frecuencia de contenidos de boro, hierro, cobre, manganeso y zinc en suelos cultivados con trigo en el departamento de Nariño.* Boro
Hierro
Cobre
Manganeso
Zinc
Lí mites de Lí mites de Lí mites de Lí mites de Lí mites de % de % de % de % de % de valores** valores** valores** valores** valores** muestras muestras muestras muestras muestras ppm ppm ppm ppm ppm ≤ 0,20
60
≤ 10
-
≤ 1
5
≤ 5
-
≤ 3
82
0,21 - 0,60
40
10,1 - 20
-
1,1 - 3
76
5,1 - 10
5
3,1 - 6
18
> 0,60
-
> 20
100
>3
19
> 10
95
>6
-
* Garcí a (1988). Muestras analizadas: 58. ** Lí mites reportados por Lora (1981). Método de extracció n: B fosfato monobásico 0,008 M; Fe, Cu, Mn y Zn: NaHCO3 + EDTA, pH 8,5.
2.3.2 Características físicas
Respecto a las características físicas, en los suelos de clima frío de Nariño predominan las texturas francas, franco-arenosas y franco-limosas. Los suelos de la Sabana de Túquerres tienen una textura media, baja estabilidad de agregados que los hace muy susceptibles al deterioro; en cambio es mayor la estabilidad estructural en los suelos del Altiplano de Pasto. De acuerdo con Legarda, citado por Urbano (1989), el 65% de los suelos de clima frío de Nariño corresponden a la denominación de no plásticos a ligeramente plásticos y el 35% son plásticos o muy plásticos. Una característica importante, derivada de su origen volcánico, es la alta porosidad y permeabilidad, así como su densidad aparente baja, menor de 1 g/cm3. La capacidad de retención de agua es muy variable, depende del contenido de materia orgánica, el tipo de arcillas y de la profundidad de los suelos. 3. TECNOLOGÍA LOCAL 3.1 Variedades
Actualmente en el departamento de Nariño se cultivan las siguientes variedades: “ICA-Yacuanquer”. Entregada para reemplazar a “Sugamuxi-68”; tiene un rendimiento máximo comercial de 3.600 kg/ha y se recomienda para zonas ubicadas por encima de los 2.600 msnm. “ICA-Gualmatán”. Reemplazó a la variedad “Yuriyá-79”, y en algunas zonas, a la variedad Bonza-63, está recomendada para lugares situados entre 2.000 y 3.000 msnm; tiene un rendimiento máximo comercial de 6.250 kg/ha.
143
“ICA-Achalay”. Se entregó para reemplazar a “Bonza-63” y se recomienda para lugares por encima de 2.400 msnm; el rendimiento máximo comercial es de 4.500 kg/ha. “Tota-63”. Es especialmente tolerante a suelos infértiles y condiciones de sequía, en alturas cercanas a los 2.100 msnm; con rendimientos comerciales potenciales de 1.800 kg/ha. En la zona sur del departamento se siembra la variedad “Chimborazo”, con rendimientos generalmente mayores a 4.500 kg/ha, pero con menor calidad panadera respecto a las anteriores. 3.2. Preparación de suelos
La preparación de suelos es excesiva, se realiza con “yunta” de bueyes y en algunos casos con tractor; el agricultor acostumbra a dejar el suelo completamente “mullido”. La ferti60 53
% de muestras analizadas
50
40
30 30
17
20
10
0 < 1,5
de 1,5 a 2,5
> 2,5
Mg (me/100g de suelo)
FIGURA 7.
Distribuciones de frecuencia de los contenidos de magnesio intercambiable en suelos de la zona triguera del departamento de Nariño.
144
12 Y = 10,6 - 0,55X
Mg (me/100 g)
10
8
6
4
2 1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
Años
FIGURA 8.
Cambios de los contenidos de Mg intercambiable a través del período 1964-1988 en los suelos cultivados con trigo en el departamento de Nariño.
lización se realiza en el momento de la siembra, generalmente en dosis bajas, hasta 150 kg/ha de un fertilizante completo (10-30-10 ó 13-26-6), muy pocos utilizan urea al inicio del macollamiento. La siembra se realiza al voleo con una cantidad de semilla de 200 a 250 kg/ha. Por lo menos en un 40% del área cultivada se deja en rastrojo o se prepara con mucha anticipación, tres o cuatro meses antes de la siembra, exponiendo el suelo a procesos erosivos. 3.3. Rotación de cultivos
Según Wall (1985) y Pantoja (1992), en la zona triguera, la rotación depende de los siguientes factores interrelacionados: altitud, topografía, recursos económicos del agricultor, rentabilidad comparativa de los cultivos y factores sanitarios. Sobre los 2.700 msnm las rotaciones más frecuentes son: Trigo - maíz - descanso - trigo Trigo - papa - trigo - papa - trigo Trigo - haba - papa Alrededor de los 2.500 msnm, los agricultores siembran trigo en el primer semestre,
145
dejan el terreno en descanso en el segundo semestre y vuelven a trigo, repitiendo el mismo ciclo entre dos a cinco años, antes de hacer rotación con otro cultivo principalmente maíz, que se produce en terreno plano y ladera; papa, que es rentable en suelos de mediana a alta fertilidad; arveja, que se produce en suelos de baja fertilidad, arcillosos y de ladera. En alturas menores de 2.400 msnm la rotación más frecuente es: Trigo - maíz - fríjol - trigo En algunas ocasiones incluyen cebada dentro de la rotación. En términos de porcentaje, las rotaciones más frecuentes en Nariño, son: maíz - trigo: 42%, papa - trigo: 24%, descanso - trigo: 12%, fríjol - trigo: 11%, trigo - trigo: 5%, arveja - trigo: 2%, cebada - trigo: 2%, otros: 2%. La rotación de cultivos es uno de los aspectos que más influye en la recomendación de fertilizantes y en la densidad de población, debido principalmente a los residuos de fertilizantes que pueden quedar entre un cultivo y otro, así como en las labores de preparación del suelo que afectan principalmente características tales como estructura, aireación, capacidad de retención de humedad e incidencia de malezas. 4. FERTILIZACIÓN DE TRIGO EN EL DEPARTAMENTO DE NARIÑO 4.1 Importancia de la fertilización
En toda explotación agrícola se busca optimizar la función de producción, esto es hacerla más eficiente. En esta ecuación los suelos y los fertilizantes son parte del manejo que requieren los cultivos ya que es necesario, además, considerar otros aspectos tales como manejo de plagas, enfermedades, malezas, uso de semillas mejoradas, dada una ecología inmodificable. Cuando se acepta o se da como supuesto una ecología inmodificable, también se está considerando que esos máximos y óptimos rendimientos no son posibles si existen limitantes en los factores inmodificables de la producción, tales como pendiente, profundidad del suelo, retención de humedad, deficiencia de agua, heladas, granizadas, etc. La fertilización, en cualquiera de sus formas, es una práctica que merece atención por parte de los técnicos y agricultores, debido a sus altos costos y su interacción con otros factores pero, además, porque es uno de los factores de producción que más incide en el incremento de los rendimientos. La cantidad de fertilizante que debe aplicarse requiere considerar, entre otros, los siguientes aspectos: el contenido de nutrimentos del suelo, los requerimientos nutricionales del cultivo, el tipo o fuente del fertilizante, la dosis, costo, época y métodos de aplicación, altura sobre el nivel del mar, pendiente del terreno, humedad, cultivo anterior y otras características del suelo.
146
4.2 Requerimientos nutricionales del cultivo de trigo
Las diferentes especies, y aún las variedades dentro de una misma especie, requieren cantidades diferentes de nutrimentos para cumplir con su ciclo vegetativo. Como norma general, una alta producción de materia seca implica una mayor extracción de nutrimentos del suelo. El cultivo de trigo, para obtener buenos rendimientos, requiere, en kilogramos por hectárea, de los siguientes elementos: 85 de N, 15 de P, 45 de K, 13 de Ca, 20 de Mg y 12 de S (Chandler, citado por Guerrero, 1980). 4.3 Respuesta del trigo a la fertilización con elementos mayores
Muñoz y colaboradores, citados por Urbano (1989), entre 1956 y 1972 establecieron 21 experimentos de fertilización. Los resultados mostraron que en suelos con un contenido menor del 6% de M.O. y 30 ppm de P, se lograron altos rendimientos con aplicaciones de 60 kg/ha de N y 150 kg/ha de P2O5; en suelos con niveles superiores se lograron altos rendimientos con aplicaciones máximas de 30 kg/ha de N y 75 kg/ha de P2O5. En los experimentos realizados por el ICA, en los semestres 62A y 64B, se encontró que existe una interacción positiva de NxP y que el mayor efecto fue debido principalmente a la aplicación de dosis altas de P2O5, en presencia de dosis altas de N, pero menores de 90 kg/ha de N. Los experimentos desarrollados durante 1968 y 1969, citados por Navas (1972), en suelos con pH de 5,5, de 3 a 9% de M.O., con 20 a 50 ppm de P y alto contenido de K, se encontraron altas respuestas del cultivo al N, hasta 60 kg/ha, en presencia de diferentes dosis de P2O5; aplicaciones superiores solamente aumentaron los rendimientos cuando se complementaron con la mayor dosis de fósforo utilizada, 120 kg/ha de P2O5. Ordoñez y Valencia (1971) y Muñoz y colaboradores (1976), encontraron diferencias significativas en los rendimientos al estudiar la interacción de NxP. Los primeros autores obtuvieron 2.368 kg/ha de trigo con 30 kg/ha de N y 60 kg/ha de P2O5 y 3.856 kg/ha de trigo con 80 kg/ha de N más 100 kg/ha de P2O5. Méndez (1979), utilizando variedades promisorias de trigo identificadas como V-10 y V24, encontró respuestas hasta con 60 kg/ha de N. Delgado y Delgado (1969), encontraron, experimentalmente, los mayores rendimientos de trigo con la aplicación de 60 kg/ ha de N, fraccionado en tres partes iguales aplicadas a la siembra, a los 20 días y a los 60 días. Arteaga (1985), en el estudio de la relación más adecuada entre los factores nitrógeno y densidad de población para el trigo, en algunos municipios del departamento de Nariño, encontró que al aplicar la mitad del N en el momento de la siembra y la otra mitad en el inicio del macollamiento, con 40 kg/ha de N y 170 kg/ha de semilla, o 46 kg/ha de N y 150 kg/ha de semilla, fueron las opciones más adecuadas para recomendar a los agricultores. En el Centro de Investigaciones del ICA-Obonuco, Ruano y Muñozca (1985) estudiaron el efecto de tres densidades de siembra (130 - 150 y 170 kg/ha de semilla), tres dosis
147
de fósforo (70 - 100 y 130 kg/ha de P2O5) y tres dosis de nitrógeno (20 - 40 y 60 kg/ha de N). El nitrógeno influyó significativamente en los componentes de rendimiento, altura de plantas y número de espigas por metro cuadrado. La máxima producción, de 4.201 kg/ha de trigo, se obtuvo con 60 kg/ha de N. El fósforo no influyó en los componentes de rendimiento, posiblemente por la buena disponibilidad en el suelo. Las densidades de siembra no influyeron en el rendimiento, pero presentaron una relación inversa sobre el peso de 1.000 granos y la longitud de la espiga. Los estudios de Pantoja (1985) se enfocaron a obtener recomendaciones de algunos factores de la producción, entre ellos la fertilización, variedades, densidades de población y control de malezas. El enfoque consideró criterios de áreas homogéneas y potencial de producción, este último factor determinado principalmente por la profundidad del suelo y la capacidad de retención de humedad del mismo. Para las zonas trigueras situadas por encima de los 2.800 msnm, generalmente con mayor potencial de producción (mayor de 3.500 kg/ha), la recomendación más consistente fue la fertilización con 200 kg/ha de un fertilizante completo alto en fósforo, y entre 50 a 75 kg/ha de urea en el inicio del macollamiento. Cuando la rotación era con papa, fue suficiente una fertilización con 100 kg/ha de urea. Esta recomendación produjo una tasa marginal de retorno, calculada por presupuestos parciales, del 428%. Para alturas entre 2.401 y 2.800 msnm, con menor potencial de producción (entre 2.500 - 3.000 kg/ha), se presentaron varias recomendaciones, según el tipo de rotación: en promedio, entre 150 y 200 kg/ha de fertilizante completo y entre 50 y 75 kg/ha de urea, solo que para estos casos la tasa marginal de retorno fue más baja, alrededor de 133%. Para alturas menores de 2.400 msnm, que corresponde a las zonas más deterioradas y con muy baja capacidad de retención de humedad, los rendimientos esperados son muy bajos (entre 1.300 y 1.500 kg/ha) y la fertilización recomendada se encuentra alrededor de 100 kg/ha de un fertilizante completo y 50 kg/ha de urea, con tasa marginal de retorno por debajo de 75%, donde por restricciones en la productividad y en la capacidad de uso de los suelos, no se debería sembrar ningún cultivo. Urbano (1989), conjuntamente con Sección de Ajuste de Tecnología de ICA de Nariño (1989), condujo durante 1987 diecinueve experimentos sobre fertilización en trigo. Se encontraron respuestas altamente significativas en los rendimientos de grano de trigo por efecto de la aplicación de nitrógeno y fósforo; no se observaron respuestas significativas a la aplicación de 30 kg/ha de K2O, ni tampoco a la aplicación simultánea de 10 kg/ha de MgO, 5 kg/ha de B y 5 kg/ha de Zn. En dos de los diecinueve experimentos, se encontraron respuestas significativas al aplicar 69 kg/ha de S, lo cual sugiere ampliar la investigación respecto a este elemento. El análisis multivariado de estos experimentos indicó que los factores de producción estudiados que incidieron notablemente, desde el punto de vista estadístico, en las respuestas del cultivo de trigo, fueron: cantidades aplicadas de nitrógeno y fósforo, fertilización del cultivo anterior (N-P-K), altura sobre el nivel del mar, contenido de potasio del suelo, precipitación durante el período del cultivo, pH del suelo, pendiente del terreno 148
(en porcentaje), fósforo nativo y, en forma implícita, el uso de variedades y prácticas culturales del agricultor. El análisis multivariado utilizado por Urbano (1989), permitió establecer una ecuación empírica generalizada de producción para predecir rendimientos en la zona triguera de Nariño, con los siguientes estimadores estadísticos: R2:
0,85
CMDR:
213360,5683
F:
103,06
PR mayor de F:
0,0001
G.L.:
161
Y:
Y = rendimiento de trigo al 15% de humedad: Y = 16152,3138 + 6,6742Pca - 14031,6579Kmsnm + 180,9885K2 + 3131,1284Kmsnm2 + 14,5596N + 44,4621P - 7,1049(P x pH) - 0,0592N2 - 0,0007Pd x NP)
donde: Y = Rendimiento en kilos por hectárea de trigo al 15% de humedad Pca = fertilización del cultivo anterior Kmsnm = kilómetros de altura sobre el nivel del mar K = potasio nativo ( en me de K) N = nitrógeno aplicado P = fósforo aplicado pH = pH del suelo Pd = porcentaje de pendiente del terreno NP = interacción nitrógeno por fósforo El cálculo de la dosis óptima económica, para capital ilimitado, con precios del producto y costos de N y P aplicados a nivel de finca, para el año de l989, arrojó los siguientes resultados: Para la zona homogénea de bajo potencial de producción: 69 kg/ha de N, más 20 kg/ ha de P2O5 ( para un rendimiento óptimo esperado de 1.777 kg/ha). Para la zona homogénea de mediano potencial de producción: 97 kg/ha de N, más 80 kg/ha de P2O5 (para un rendimiento óptimo económico de 3.079 kg/ha de grano). Para la zona homogénea de alto potencial de producción: 73 kg/ha de N, más 112 kg/ha de P2O5 (para un rendimiento óptimo de 4.487 kg/ha de grano).
149
4.4 Respuesta del trigo a elementos menores y secundarios
Los micronutrimentos se han convertido en las últimas décadas en elementos de gran importancia en la agricultura, debido a la continua remoción de estos elementos por las cosechas, a la introducción de nuevos genotipos con altos requerimientos nutricionales, a las prácticas de fertilización y manejo, y por el deterioro de los suelos. En la zona andina del departamento de Nariño, la mayoría de las investigaciones sobre elementos menores se han orientado a determinaciones de las concentraciones en el suelo, mientras que las pruebas biológicas han sido escasas. Sin embargo, estas se han intensificado últimamente en algunos cultivos como papa, trigo y cebada, los cuales han mostrado respuestas positivas en algunos tipos de suelos, especialmente los que tienen niveles medios y altos de degradación. El vaneamiento del trigo y la cebada en el departamento de Nariño es muy frecuente en suelos erosionados que los agricultores denominan ¨suelos flacos¨, en los cuales acostumbran a sembrar trigo de la variedad "Tota" que presenta resistencia al vaneamiento, pero la rusticidad implica sacrificio en los rendimientos. García (1993), en suelos erosionados de Nariño (Tabla 3) encontró incrementos hasta del 383 por ciento en las producciones de cebada, por efecto de la fertilización con dos kilogramos por hectárea de boro, en suelos degradados con contenidos inferiores a 0.25 ppm de dicho elemento. Estos incrementos de los rendimientos se produjeron por efecto de la reducción de la infertilidad, por el aumento de macollas por unidad de superficie y por un mayor llenado del grano, debido a que el boro es esencial en el crecimiento del tubo polínico, en la germinación del polen y en la traslocación de los carbohidratos. En un paso posterior a los experimentos anteriores, se instaló un cultivo demostrativo de cebada en el sitio Imués-2; en una parcela se aplicó boro vía foliar a los 20, 40 y 60 días después de la siembra, a razón de 1,5 l/ha por aplicación, con un fertilizante foliar del 8% de B, pero se produjo un porcentaje alto de vaneamiento con rendimiento de 1.200 kg/ ha, mientras que la parcela con 2,25 kg de B/ha, aplicado al suelo, rindió más del doble. Esta respuesta se debe a que la deficiencia de boro afecta a la planta desde el desarrollo temprano y los aportes a los 20 y 40 días se hacen sobre un área foliar baja; por tanto, la cantidad de nutrimento captado es bajo; además, la estructura de las hojas con una alta densidad de vellosidades no permiten entrar en contacto con los estomas, aún con aplicación de dispersante. Como se observa en la Tabla 3, las respuestas positivas a zinc se presentaron en tres de los cuatro sitios experimentales y en el sitio Imués-2 se presentó respuesta a la interacción borato x MgSO4. En un estudio sobre respuesta del trigo a la aplicación de elementos menores y sulfato de magnesio en suelos deteriorados de los municipio de Imués y Guaitarilla en el departamento de Nariño, García (1992) encontró efecto deprimente en la producción por la aplicación de boro al suelo. En otro sitio experimental los rendimientos se incrementaron 150
TABLA 3.
Producción de cebada V-124 por efecto de la fertilización con borato-48, sulfato de zinc y sulfato de magnesio.* Localidades producción (kg/ha)
Tratamientos Borato (kg/ha)
ZnSO4 (kg/ha)
MgSO4 (kg/ha)
Imués - 1
Imués -2
Buesaco
Sindagua
1
0
0
0
585
367
143
1.665
2
0
0
150
1.002
219
155
3.127
3
0
16
0
1.011
1.190
180
3.200
4
0
16
150
1.415
358
142
2.735
5
15
0
0
2.830
1.568
697
3.119
6
15
0
150
2.244
2.571
527
3.110
7
15
16
0
2.386
1.651
842
2.886
8
15
16
150
2.595
2.949
997
3.271
* Tomado de Garcí a (1993).
de 1.622 a 2.403 kg/ha de grano, por efecto de la fertilización con 2 kg/ha de B más 7 kilos de Zn y 150 kg de MgSO4. Los incrementos se debieron al aumento de las macollas por metro cuadrado. En un tercer sitio, la producción se incrementó significativamente por efecto de la fertilización con dos 2 kilos de B por hectárea, pasó de 2.320 a 2.690 kilos; los rendimientos se incrementaron por efecto del incremento del peso de mil granos de 46,501 a 51,065, por el aumento del número de macollas por metro cuadrado de 214 a 294 y por el aumento de los granos por espiga de 38,7 a 47,9. En los tres sitios experimentales la aplicación foliar de molibdeno y cobre no produjo ningún efecto. Los sitios experimentales estuvieron localizados en pendientes entre el 20 y el 60 por ciento. Los suelos de las repeticiones ubicadas en la parte alta presentaban mayores grados de degradación, en las cuales las respuestas positivas fueron mayores a la aplicación de boro, zinc y sulfato de magnesio, que en las repeticiones ubicadas en la parte inferior de los experimentos. Lora (1978), en suelos de Cundinamarca, encontró una gran influencia del régimen de humedad en la respuesta de la papa a la aplicación de boro. En el mismo suelo, en un semestre con baja precipitación, se presentó una alta respuesta positiva a la aplicación de boro, mientras que en un período húmedo se presentó efecto deprimente.
151
4.5 Recomendaciones de fertilización y densidad de siembra
La recomendación de fertilizantes actualmente dada por el ICA para la zona triguera de Nariño, contempla básicamente las zonas homogéneas tipo A, B, C, descritas anteriormente y las rotaciones de cultivos predominantes, en consecuencia son consistentes con el potencial de producción de los suelos y son recomendaciones a las cuales se les ha realizado el análisis económico. Aunque se presentan varias opciones (Tabla 4), son guías que el técnico o el productor puede modificarlas de acuerdo con sus condiciones específicas, al capital que esté dispuesto a invertir y al riesgo implícito en toda recomendación y aplicación de fertilizantes (Pantoja, 1988 - 1992). TABLA 4. Recomendaciones para la fertilización del trigo en suelos del departamento de Nariño. Recomendación (kg/ha)
Producción sin fertilización (kg/ha)
Producción con fertilización (kg/ha)
Rotación
Tipo A 2.800 - 3.000 msnm
2.200 - 2.500
3.500 - 4.500
Tipo B 2.401 - 2.800 msnm
1.500 - 1.700
Tipo C 2.100 - 2.400 msnm
800 - 1.000
Zona
NPK1
Urea2
Papa - trigo Maí z x frí jol (o haba)
200
100 (175 nitrón) 50
2.500 - 3.000
Trigo - descanso Trigo - maí z Trigo - papa
150 - 200 200 - 250 -
50 - 75 50 - 75
1.300 - 1.500
Trigo - arveja
-
50
1 Fertilizante completo alto en fósforo (13-26-6 ó 10-30-10). Al momento de la siembra. 2 Al inicio del macollamiento.
Para zonas bajas comprendidas entre 2.100 y 2.400 msnm, no se recomienda la siembra de trigo por sus bajos rendimientos, como consecuencia de los limitantes de agua, infertilidad del suelo y excesiva pendiente. La aplicación de fertilizantes, además de ser poco rentable, conlleva altos riesgos de pérdida por las bajas producciones que se puede esperar. Para la zona comprendida entre 2.400 y 2.800 msnm, se recomienda: Si la rotación es trigo - barbecho, aplicar entre 150 y 200 kg/ha de fertilizante 10-30-10 ó 13-26-6 en el momento de la siembra y 50-75 kg/ha de urea al inicio del macollamiento. Cuando se siembra sobre rastrojo de maíz, es suficiente la aplicación del fertilizante completo en el momento de la siembra, en dosis de 200 a 250 kg/ha. Si la siembra se realiza después de un cultivo de papa que se ha fertilizado con un mínimo de 1.500 kg/ha, se recomienda solamente la aplicación de 50 a 75 kg/ha de urea al inicio del macollamiento. 152
Para la zona con alturas entre 2.800 y 3.000 msnm, se presentan varias opciones de fertilización: Cuando se siembra sobre rastrojo de papa que se ha fertilizado con un mínimo de 1.500 kg/ha, se recomienda aplicar 100 kg/ha de urea, o 175 kg/ha de nitrón-30, en inicio del macollamiento. En otro tipo de rotación (maíz asociado con fríjol, haba o trigo), se recomienda aplicar 200 kg/ha de 10-30-10 ó 13-26-6, en la siembra, y 50 kg/ha de urea al inicio del macollamiento. Para todos los casos, la urea debe aplicarse al voleo y en condiciones de suelo húmedo. Igualmente, la cantidad de semilla certificada debe ser de 170 kg/ha y se disminuye a 150 kg/ha cuando el cultivo anterior ha sido papa. Es necesario incrementar, por lo menos en un 10%, cuando se utiliza semilla producida por el agricultor. Con las recomendaciones de fertilización mencionadas para la zona A y la utilización de variedades apropiadas para el departamento de Nariño, tales como “ICA-Yacuanquer”, “ICA-Gualmatán”, “ICA-Achalay” y “Bonza-63”, se esperan rendimientos superiores a 3.500 kg/ha (Tabla 4). Las recomendaciones con base en los análisis de suelos se presentan en la Tabla 5.
TABLA 5.
Recomendaciones para la fertilización del trigo en el departamento de Nariño con base en los análisis de suelos.*
Resultados del análisis de suelos
Fertilización recomendada
M.O. %
P-aprovechable ppm
K-cambiable me/100 g
N (kg/ha)
P2O5 (kg/ha)
K2O (kg/ha)
12
> 45
> 0,45
0
0 - 50
0
* Tomado de: Instituto Colombiano Agropecuario, Quinta aproximación (1992).
BIBLIOGRAFÍA CITADA ARTEAGA, M.G. 1985. Respuesta del trigo a la fertilización fraccionada del nitrógeno y diferentes densidades de población. Bogotá. 89p. Tesis (Magister Scientiae) Universidad Nacional de Colombia - Instituto Colombiano Agropecuario. Programa de Estudios para graduados en Ciencias Agrarias (PEG).
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155
FERTILIZACIÓN DE LA CEBADA Edgar Amézquita Collazos*
1. INTRODUCCIÓN La cebada (Hor deum vulgar e, L.) fue introducida a Colombia por Jerónimo Lebron hacia 1539 junto con el trigo y la avena. Las primeras siembras se hicieron en Tunja. Su cultivo empezó a adquirir importancia a partir del establecimiento de la industria cervecera a fines del siglo pasado. Sin embargo, hasta antes de 1951 la producción de cebada presentaba múltiples problemas ya que solo existían mezclas de variedades, que aparte de ofrecer bajos rendimientos y de ser tardías, eran de mala calidad cervecera (Contreras et al,1972). Con la aparición de la variedad mejorada “Funza” obtenida por el Programa Nacional de Cebada del ICA, el panorama cambió, ya que esta variedad mostraba características sobresalientes de precocidad, rendimiento y calidad; a esto se aunó el establecimiento de precios remunerativos y campañas de fomento de las empresas cerveceras. De una publicación reciente (enero 1987) de la Corporación de Estudios Agrícolas y Ganaderos (CEGA), se ha extractado la Tabla 1, que muestra resumidamente el balance físico de la cebada durante los años 1984, 1985 y 1986. De acuerdo con dicho cuadro, la producción nacional se ha ido incrementando, aun cuando el volumen de importaciones ha permanecido más o menos constante, lo que demuestra que hay buena demanda del producto. El área financiada por el FFA también ha ido incrementándose, lo que demuestra que hay facilidades de crédito para los productores. De la Tabla 1 es difícil obtener los rendimientos por hectárea, por cuanto aparece sólo el hectareaje que ha recibido financiación. El rendimiento promedio por hectárea 1986B, fue de 1,88 ton, de acuerdo con estadísticas de FENALCE, siendo los departamentos de Nariño, Cundinamarca y Boyacá los * Ingeniero Agrónomo, PhD. Investigador Programa Nacional de Suelos, Instituto Colombiano Agropecuario. Centro Nacional de investigaciones Agropecuarias Tibaitatá.
156
TABLA1.
Balance físico de la cebada en Colombia.*
1984
1985
1986
Producción (Ton)
26.270
59.700
70.702
Importación (Ton)
99.362
96.000
100.000
Área cultivada1 (Has)
9.700
8.300
12.9002
* CEGA (1987). 1 Área financiada por el Fondo Financiero Agropecuario (FFA). 2 Estimada.
principales productores. En el citado semestre se obtuvieron en estos departamentos los siguientes rendimientos respectivamente: 2,14 ton/ha; 1,7 ton/ha y 1,57 ton/ha, con un total de área sembrada de 4.430 has, 3.200 has y 2.180 has (Banco Ganadero, 1987). 2. REQUERIMIENTOS CLIMÁTICOS En Colombia la cebeda se ha adaptado bien a la faja climática comprendida entre los 2.400 y 2.800 msnm, pero se ha sembrado entre 1.800 y 3.200 msnm. Respecto a precipitaciones, crece bien en zonas con promedio anual entre 800 y 1.250 mm y con temperatura entre 11 y 18 °C, pero las mejores zonas son las que presentan un promedio de 14 °C y poseen buena luminosidad. 3. ZONAS PRODUCTORAS Las principales zonas productoras de este cereal se hallan ubicadas en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Nariño, encontrándose más tecnificados los cultivos en los dos primeros departamentos que en Nariño, en donde en general, se siembra en fincas pequeñas, excepto en las sabanas de Túquerres e Ipiales. Pequeñas áreas se siembran en otros departamentos andinos, en los cuales desde el punto de vista agroclimatológico se adapta bien el cultivo. Sin embargo, falta de interés por los productores o falta de fomento ha impedido que el cultivo crezca en área. 4. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PRODUCCIÓN La planta de cebada al igual que el resto de los vegetales, convierte la energía del sol en los materiales requeridos para su crecimiento, mediante el proceso de la fotosíntesis. Todas las prácticas del cultivo deben centrarse en el principio de que la producción depende de la habilidad de la planta para fotosintetizar. Entonces, para alcanzar máximas producciones se debe velar por maximizar la fotosíntesis.
157
Los factores que afectan la producción del cultivo tales como fertilización, selección de la variedad, densidad de siembra, profundidad de siembra, control de malezas y pastos, etc., deben considerarse dentro del contexto de cómo ellos afectan la intensidad fotosintética. Los factores básicos para la fotosíntesis son: luz, calor, aire, agua, nutrimentos y soporte físico. Si alguno de estos factores se encuentra en cantidades limitantes, el crecimiento de la planta se verá afectado, pero además de que estos factores deben estar presentes, se requiere que ellos se presenten en combinaciones adecuadas, para un óptimo desarrollo de la planta. Algunos de estos factores a nivel de campo pueden ser controlados por el hombre: agua, nutrimentos y soporte mecánico, pero los factores del clima, luz y calor, son difíciles de controlar. Por ello, el agricultor debe sembrar el cultivar o cultivares que mejor se adapten al clima de su finca. Si no hay suplencia adecuada de alguno de los factores nombrados anteriormente, el cultivo se ve adversamente afectado. Por eso, normalmente se afirma que: el nivel de producción de un cultivo no puede ser mayor que el que se lo permita el factor de crecimiento más limitante. En otras palabras, si todos los demás factores se presentan en forma ideal excepto uno, la producción será regida por este factor limitante. Por ejemplo, si el factor limitante es temperatura (calor) y no se puede controlar, este factor determinará el máximo nivel de producción que se pueda alcanzar en determinada localidad. Si el factor limitante es bajo nivel de fertilidad del suelo o de algún nutrimento, se puede controlar fácilmente mediante una fertilización adecuada. Por otro lado, es necesario tener en cuenta que si algunos factores como humedad del suelo, estructura del suelo, fertilidad, presencia de plagas, malezas, enfermedades, no se controlan adecuadamente, pueden incidir en la capacidad del cultivo para desarrollar todo su potencial de producción. Todos los factores de producción son interdependientes. Si un factor cambia, los otros se ven afectados. Así por ejemplo, los rendimientos se pueden incrementar exitosamente con una fertilización adecuada pero solamente si el suelo la requiere y otros factores como humedad, control de plagas, malezas, enfermedades, época de siembra, profundidad y distribución de la semilla, etc., se maneja técnicamente. 5. REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES La cebada posee un sistema radical débil y poco desarrollado, por ello no debería sembrarse en suelos compactados superficialmente o en suelos muy arcillosos y planos, en los cuales el exceso de agua en pocas horas o días puede afectar los rendimientos. El escaso sistema radical y su corto ciclo de vida hace que la cebada responda favorablemente a la aplicación de fertilizantes (Jacob Uexkull, 1961). Una cosecha de 2.270 kg/ha extrae del suelo aproximadamente: 70 kg/ha de N 28 kg/ha de P2O5 56 kg/ha de K2O 158
El tipo y cantidad de fertilizante a aplicar en un momento dado depende de las condiciones climatológicas, de las condiciones del suelo, del tipo de cultivo con el cual se rote y también del objeto del producto final (maltería, consumo o forraje). La cebada para cervecería requiere un buen abastecimiento de fósforo y potasio, sin excesos de N. Respecto a otros elementos nutritivos es preciso agregar de acuerdo con Lucas y Knezek (1972), que la cebada presenta baja respuesta a boro y molibdeno, respuesta media a manganeso y zinc y alta a cobre. Es posible encontrar deficiencias de cobre en suelos arenosos o turbosos, en suelos que han sido fuertemente fertilizados con N, P y Zn o cuando se ha encalado excesivamente. Bajos contenidos de manganeso se pueden encontrar en suelos alcalinos o calcáreos, suelos muy aireados, suelos turbosos, áreas de baja intensidad luminosa y bajas temperaturas del suelo, suelos con contenidos altos de Cu, Fe y Zn y donde se ha encalado excesivamente . Deficiencias de Zn pueden encontrarse en suelos ácidos, arenosos, alcalinos o calcáreos, suelos con bajo contenido de materia orgánica, regiones muy húmedas o secas, bajas temperaturas, limitaciones en el crecimiento de las raíces, fertilización excesiva con N, P, K, Ca, Mg, Cu y Fe, exposición del subsuelo al nivel, genotipos poco eficientes en la absorción y sobre encalamiento (Norman et al, 1984). 6. VARIEDADES Variedad “Funza”: es una variedad de amplia capacidad de adaptación y de reconocida rusticidad, pero a pesar de ello, en las zonas de páramo sus rendimientos no justifican su cultivo. Por esta razón el Programa de Investigación de Cebada, emprendió en 1967 un programa de mejoramiento masal para las zonas cebaderas comprendidas entre 2.700 y 3.200 metros sobre el nivel del mar. La variedad “Funza” es muy precoz; su período vegetativo es de 135 días. Sus rendimientos son en la actualidad bastante bajos debido a su susceptibilidad al volcamiento. Su calidad es bastante buena, tanto en extracto como en fuerza diastásica. Variedad “124”: no obstante su limitada capacidad de adaptación, es muy aceptada por los agricultores, por sus altos rendimientos por unidad de superficie y el alto puntaje de sus semillas. De esto se deduce porqué la variedad “124” ha desplazado hoy prácticamente a la variedad “Funza”. Es una variedad de seis hileras, de hábito primaveral, con un período vegetativo de 145 días aproximadamente, de espiga corta, erecta, aunque en el momento de la maduración se dobla en forma de bastón, sin embargo la espiga es resistente al desgrane y al descabezamiento. Las raspas son largas y aserradas y tienden a cerrarse como si fueran a juntarse en la parte superior. El color del grano es amarillo oscuro, lo que depende en buen grado de los factores ambientales.
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Variedad “Galeras”: sólo se cultiva en Nariño, particularmente en las regiones donde se presenta el “enanismo”, que es una enfermedad limitante de la producción y a la cual dicha variedad es resistente. En Nariño, como en Cundinamarca y Boyacá, se siembran también las variedades “Funza” y “124”, pero sólo se recomiendan para las zonas por debajo de los 2.800 metros sobre el nivel del mar. Es de una amplia adaptación en el departamento de Nariño, con un período vegetativo de 135 días, de rendimientos aceptables pero de grano más delgado que el de “Funza”, por lo cual su puntaje es bajo. Es resistente al “enanismo” de Nariño y a carbón volador y moderadamente resistente a las manchas reticulares de la hoja, lo mismo que al “enanismo amarillo” (BYDV). Es susceptible al escaldado y a la mancha punteada de la hoja. Variedad “ICA-Tibaná”: en 1967, procedente de una F6 de Surbatá, se incluyó en ensayos de rendimiento y pruebas regionales, la variedad que se conoce hoy como “ICA-Tibaná”, de muy buenos rendimientos y de mejor calidad que la “124”. Comercialmente sus rendimientos han sido de 3.000 kg/ha en promedio, muy superiores a los de la variedad “Funza” y semejantes a los de la variedad “124”, de acuerdo con los resultados obtenidos por la Caja Agraria en sus campos de multiplicación en fincas de 12 agricultores. Experimentalmente esos rendimientos son semejantes a los señalados, según los siguientes datos registrados en el Centro Nacional de Investigaciones de Tibaitatá. Variedades Kilogramos/ha “Funza” 1.616,21 “124” 2.612,54 “ICA-Tibaná” 3.064,53 Esta variedad de hábito primaveral es muy precoz, pues espiga a los 65 días aproximadamente y tiene un período vegetativo de 130 días. Variedad “ICA-Surbatá”: otra variedad de buenas perspectivas para elevar la producción de cebada en el departamento de Boyacá, es la variedad “ICA-Surbatá”. La “ICA-Surbatá”, es otra de las variedades mejoradas obtenidas en la Granja de Surbatá, procedente de un F5. Es de hábito primaveral, muy precoz, con un período vegetativo que oscila entre 130 y 140 días. Las hojas de las plantas son más o menos erectas, menos anchas que las de las variedades ordinarias, de un color verde azuloso; la hoja bandera es de menor tamaño que las demás. La altura de la planta varía entre 0,90 a 1,00 metro y el tallo tiene de cuatro a cinco nudos, con un promedio de cuatro. La “ICA-Surbatá” es una variedad de seis hileras, de espiga laxa, semi inclinada, cuyo tamaño varía entre siete y ocho centímetros de longitud, de aristas aserradas y con 60 granos en promedio. El grano es de color amarillo oscuro, aleurona grisácea, semialargada, de cutícula fina, semiadherida y arrugada. Su raquilla es lisa, alargada y delgada. En siembras comerciales ha sobrepasado el rendimiento de tres toneladas por hectárea, bajo condiciones normales de densidad de semilla, almacenamiento y prácticas culturales adecuadas. 160
Variedad “Boyacá”: obtenida también en la Granja Surbatá, de altos rendimientos, y comprobada resistencia al “enanismo amarillo”, pero más tardía que las variedades comerciales y susceptible al volcamiento. Es además bastante tolerante a las enfermedades de la hoja. 7. RESPUESTA AL NITRÓGENO La cebada requiere un buen suministro de nitrógeno para su crecimiento y producción. Sin embargo, debe evitarse el uso excesivo de este elemento en los programas de fertilización por cuanto las sobredosis prolongan el período vegetativo, pueden ocasionar mala calidad cervecera y pueden provocar volcamiento en el campo. Dentro de la planta, el nitrógeno forma parte de las proteínas, de las enzimas y de muchos productos metabólicos intermedios en la síntesis y transferencia de energía. En el suelo, el nitrógeno está ligado a la materia orgánica, la cual debe sufrir una serie de transformaciones para dejar el nitrógeno en forma asimilable para las plantas. Solo unos pocos kilogramos de nitrógeno en formas aprovechables (NH4+ y NO3-) son el producto de esas transformaciones. Es por ello, que casi obligatoriamente se hace necesaria la fertilización nitrogenada. Quizás los primeros resultados publicados sobre fertilización nitrogenada en cebada han sido los reportados por Rodríguez y Rico (1969) quienes en base a 46 ensayos realizados en Boyacá y Cundinamarca, encontraron que la aplicación de 60 y 90 kg/ha de nitrógeno causaron efectos depresivos en los rendimientos, cuando estas dosis se aplicaron a suelos oscuros ricos en materia orgánica. En suelos claros, asociados con bajos contenidos de materia orgánica, obtuvieron respuesta positiva a dosis crecientes de 30, 60 y 90 kg/ha de nitrógeno, pero los incrementos en producción, no justificaban económicamente la aplicación de más de 30 kg/ha de nitrógeno. Hoy en día, el panorama quizá sea un poco diferente, por cuanto el uso continuo de suelos en agricultura, propicia la descomposición más acelerada de la materia orgánica y la degradación rápida o lenta de los suelos, pudiéndose pensar que las respuestas que pudieran encontrarse ahora, sean diferentes a las de las mencionadas investigaciones. Ensayos más recientes (Fernández, 1982) realizados en Mosquera (disponibilidad moderada de N) y en Villapinzón y Tibasosa (baja disponibilidad de N) mostraron respuesta positiva a la aplicación de 30, 60, 75, 90 y 120 kg/ha de nitrógeno en relación al testigo sin nitrógeno, cuando se utilizaron materiales genéticos promisorios obtenidos por el Programa de Fitomejoramiento de Malterías de Colombia, S.A. Los más altos rendimientos se obtuvieron con aplicaciones de 90 y 120 kg/ha. En Marengo, cerca a Mosquera, Cantillo y Caldas (1983) encontraron rendimientos que superaron 4,0 ton/ha con la aplicación de 30 kg/ha de N en combinación con 150 kg/ha de P2O5 y 30 kg/ha de K2O. A pesar de que encontraron incrementos significativos en los rendimientos con dosis de 30 kg/ha de nitrógeno, la respuesta fue dependiente de la densidad de siembra, tendiendo a desaparecer cuando se pasó de 40 a 85 kg/ha de semilla. 161
Ensayos llevados a cabo por Madero (1986A), para estudiar la influencia de las interacciones entre épocas de siembra, dosis de nitrógeno y densidad de población en los rendimientos y calidad de la variedad “Chía” en Tundama (Cundinamarca) e Iraca (Boyacá), mostraron en general que las siembras realizadas en marzo en comparación con las hechas en febrero y abril presentaron mayores rendimientos. Las dosis de nitrógeno utilizadas fueron: 0, 45, 70, 90 y 120 kg/ha correspondiendo a cada dosis tres densidades de siembra: 90, 120 y 140 kg/ha de semilla. Concluye el autor, respecto a la fertilización nitrogenada, que las dosis de 70 y 90 kg/ha se revelaron en general como las más recomendables en Tundama y las de 90 y 120 kg/ha en Iraca, para optimizar rendimiento. En Tundama, para las densidades de 90, 120 y 140 kg/ha de semilla, fueron para las siembras de febrero: 824, 601 y 339 kg/ha, para las de marzo: 1.339, 2.703 y 2.623 kg/ha y para las de la primera semana de abril: 2.533, 2.299 y 2.441 kg/ha respectivamente, observándose que el rendimiento fue dependiente de la época de siembra y, hasta cierto grado, de la densidad de la siembra. Para las mismas densidades, los mejores rendimientos se obtuvieron con las siguientes combinaciones de dosis de nitrógeno y época de siembra: febrero: 120 kg/ha de nitrógeno (1.964 kg/ha de cebada); marzo: 90 kg/ha de nitrógeno (3.456 kg/ha de cebada) y abril: 45 kg/ha de nitrógeno (3.342 kg/ha de cebada). En suelos volcánicos del departamento de Nariño, Muñoz, Weickzorek y León (1973) y Navia y Soto (1968), encontraron respuestas positivas a la aplicación de 30 a 90 kg/ha de nitrógeno, cuando se aplicaron niveles de fósforo (P2O5) entre 125 y 150 kg/ha; cuando aplicaron dosis inferiores de fósforo la respuesta fue nula. Ensayos recientes llevados a cabo por Campuzano (1986) en los municipios de Yacuanquer e Iles, arrojaron los siguientes rendimientos: 2.018, 2.262 y 3.208 kg/ha en Yacuanquer y 2.493, 3.525 y 3.733 kg/ha de cebada “Chía 1-M” en Iles, cuando se aplicaron dosis de 0,40 y 80 kg/ha de nitrógeno, respectivamente, mostrando buena respuesta a la aplicación del nutrimento en ambas localidades. Madero (1986) igualmente ha estudiado los ingresos adicionales y las relaciones beneficio/costo, cuando incrementaba la densidad de siembra y las dosis de nitrógeno en la cebada “Chía”, encontrando que en San Jorge, por ejemplo, para densidades de 70 kg/ha y aplicaciones de 90 kg/ha de nitrógeno la relación beneficio/costo era de 4,7/1 y para densidades de 120 kg/ha y aplicaciones de 70 kg/ha de nitrógeno la relación era de 5,0/1. En Tenjo las relaciones fueron mejores, 17,2/1 y 16,0/1 para las combinaciones de 70 kg/ ha de semilla y 45 kg/ha de nitrógeno; y 70 kg/ha de semilla y 90 kg/ha de nitrógeno. Un análisis de frecuencia de los contenidos de materia orgánica de gran número de muestras analizadas por el ICA (Marín, Navas y Henao (1982)) en la región andina señala que el 50% de las muestras presentaron contenido interpretado como alto, 29% contenido medio y 21 % contenido bajo, pudiéndose deducir que hay necesidad de aplicar nitrógeno a los cultivos de la región en dosis adecuadas de acuerdo a sus requerimientos y a la velocidad de la transformación de materia orgánica incorporada a formas asimilables de nitrógeno. 162
8. RESPUESTA AL FÓSFORO El fósforo es esencial para el crecimiento, floración y fructificación de la cebada, lo mismo que para el desarrollo de las raíces y el fortalecimiento de los tallos con lo cual se obtiene resistencia al volcamiento, además, acelera la maduración del cultivo. La formación de espigas y granos y, por lo tanto, los rendimientos están asociados, de acuerdo con Hunter (1962), con la presencia de fósforo disponible en la primera etapa de la vida de la planta. Las deficiencias de fósforo en el cultivo se manifiestan por la presencia de colores verdes oscuros, asociados con coloraciones púrpura en las hojas. Cuando esto ocurre, el macollamiento es pobre y se presenta muerte descendente de las hojas. Aunque los requerimientos de fósforo por la cebada están alrededor de 28 kg/ha de P2O5, como se anotaba anteriormente, en general, la cebada responde mejor a las aplicaciones de fósforo que a las de nitrógeno, pero la respuesta está supeditada a que el contenido de nitrógeno en el suelo o las aplicaciones de este elemento sean apropiadas. Es por ello, que en los programas de fertilización debe siempre pensarse en el efecto de la interacción N x P (Guerrero, 1984). Ensayos realizados en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Nariño en la década de los años 60 por el ICA y más recientemente por Navia y Soto (1968), Cepeda y Chavarro (1969), Morales (1974), Fernández (1982) y Cantillo y Caldas (1983), han demostrado una clara respuesta de la cebada a dosis crecientes de fósforo. En suelos con contenidos inferiores a 20 ppm de fósforo aprovechable (Bray II), la dosis óptima de fósforo oscila entre 150 y 225 kg/ha. En suelos cuyos contenidos de fósforo estaban entre 20 y 50 ppm, la dosis más aconsejable variaba entre 75 y 150 kg/ha de P2O5 (Guerrero, 1974). Los suelos andinos en los cuales se siembra la cebada, por ser alofánicos derivados de cenizas volcánicas, son generalmente deficientes en fósforo aprovechable y fijan grandes cantidades del fósforo aplicado al suelo como fertilizante (Bastidas et al, 1979); por ello, aunque el cultivo tiene menores requerimientos de fósforo que de nitrógeno, las cantidades de P a adicionar en los programas de fertilización son mayores que las de nitrógeno, tal como lo han demostrado las investigaciones realizadas. Ensayos realizados por Campuzano (1986) en los municipios de Yacuanquer e Iles, en Nariño, arrojaron los siguientes rendimientos promedios con el genotipo “Chía”: 2.493, 2.780, 2.729 y 3.357 kg/ha de cebada para dosis de P2O5 de 0, 55, 110 y 165 kg/ha respectivamente. Los rendimientos más altos en sus ensayos los obtuvo cuando combinó el nitrógeno y el fósforo. Ellos fueron 3.838 kg/ha cuando aplicó 80 kg/ha de nitrógeno y 100 kg/ha de P2O5 y 3.725 kg/ha para la combinación N: 40 kg/Ha y de P2O5: 55 kg/ ha. De sus ensayos en suelos de fertilidad media en Cundinamarca (Villapinzón) Fernández (1982) concluye que la cebada respondió tanto en rendimiento como en calidad a la
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aplicación de dosis de 60 a 120 kg/ha de nitrógeno y de 70 a 105 kg/ha de P2O5. En suelos de buena fertilidad y de buen contenido de materia orgánica, las mejores dosis de nitrógeno variaron entre 30 y 90 kg/ha y las de P2O5 entre 70 y 87 kg/ha. Los rendimientos fueron superiores a 2.400 kg/ha. Concluye también de sus ensayos que la fertilización de la cebada parece ester relacionada con una relación N/P de 0,57 a 1,14 en Villapinzón y entre 0,43 y 1,28 en el Centro Experimental de cebada Tundama. Varias fuentes de P2O5 se han utilizado para fertilizar la cebada. El calfos fue usado por McCormick y Galiano (1959), bajo condiciones de invernadero en suelos fuertemente ácidos de la sabana de Bogotá, en dosis de 150 y 300 kg/ha de P2O5 con buenos resultados en la variedad “Funza”. Sin embargo, actualmente es de difícil consecución y su calidad ha disminuido. En suelos de Tenjo (Madero, 1986), utilizando 90 kg/ha de P2O5 provenientes del calfos, en combinación de 70 kg/ha de nitrógeno (urea) y 20 kg/ha de K2O (cloruro de potasio), encontró rendimientos de 3.516 kg/ha con la variedad “Chía”. Cuando usó 45 kg/ha de P2O5 provenientes del superfosfato triple, en combinación de 70 kg/ha de nitrógeno (urea) y 20 kg/ha de K2O (cloruro de potasio), los rendimientos fueron de 3.917 kg/ha. En Iraca (Boyacá), la aplicación de 45 kg/ha de nitrógeno (sulfato de amonio), en combinación con 150 y 300 kg/ha de P2O5 provenientes del calfos, produjeron rendimientos de 2.472 y 4.820 kg/ha de cebada. Las mismas combinaciones, pero usando como fuente de fósforo la Fosforita Huila, produjeron rendimientos en grano de 1.638 y 2.356 kg/ha, respectivamente. Respecto a la relación de macroelementos, Rodríguez (1969) afirma que para la sabana de Bogotá y Ubaté se deberían usar fertilizaciones que cumplieran con la relación 1-5-1 (N-P2O5-K2O) para suelos bajos en fósforo y la de 1-2,5-1 para suelos con contenidos medios de fósforo, en ambos casos en dosis de 300 kg/ha. Para poder cumplir con estas relaciones, se deberían usar fertilizantes con alto contenido de P2O5 como el superfosfato triple (46%), el fosfato diamónico (18-46-0) o el fosfato monoamónico (10-50-0). Desafortunadamente, estos dos últimos no se han probado a pesar del grandísimo potencial que presentan, no solo para la fertilización de la cebada, sino para otros cultivos que se siembran en suelos bajos o medios en fósforo a lo largo del país. Los resultados sobre distribución del contenido de fósforo aprovechable en la zona andina que presentan Marín, Navas y Henao (1982) muestran que el 68% de los suelos exhibieron contenidos bajos, 14% medios y sólo un 18% contenidos altos. En la sabana de Bogotá estos porcentajes fueron: 45%, 25% y 30%, respectivamente, mostrando que hay menos problemas de fósforo en la Sabana. Respecto a la forma de aplicación del fertilizante fosforado, Rodríguez (1966) demostró que la mejor forma de aplicación es la de aplicación localizada, cuando la comparó con la aplicación al voleo. Sin embargo, es esta última la que generalmente usan los productores de cebada.
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9. RESPUESTA AL POTASIO El potasio juega un papel importante en la fotosíntesis, actuando en el proceso de transformación de la energía luminosa en energía química. Actúa también como activador de las reacciones enzimáticas y es muy importante en el uso eficiente de agua por las plantas, por cuanto controla la apertura y funcionamiento de los estomas. En la cebada, un suministro adecuado, mejora la calidad maltera y aumenta la resistencia de la planta al volcamiento, aumenta su resistencia a plagas y enfermedades y estimula el desarrollo del sistema radical. Hasta hace un tiempo atrás se aceptaba que los suelos del país presentaban buen contenido de potasio; sin embargo, a medida que la agricultura se ha intensificado sobre los mismos lotes de terreno, empiezan a aparecer respuestas de los cultivos a la aplicación de potasio. Cantillo y Caldas (1983) informan que la cebada “Quibenras” incrementó sus rendimientos de 3,5 a 4,0 ton/ha, cuando se incrementó la dosis de K2O de 15 a 30 kg/ha, en presencia de 30 kg/ha de nitrógeno y de 150 kg/ha de P2O5, usando una densidad de siembra de 85 kg/ha en la Sabana de Bogotá. En Nariño, Muñoz, Weickzorek y León (1973) y Navia y Soto (1968) no encontraron respuesta a la aplicación de 30 a 50 kg/ha de K2O. Incluso, los segundos investigadores, informan haber encontrado efectos depresivos, cuando aplicaron 50 kg/ha de K2O a la variedad “Funza”. Con base en los acontecimientos presentados, poco se ha investigado en cuanto a respuesta de potasio, pero se cree que es necesario iniciar investigaciones por cuanto los suelos se han ido empobreciendo gradualmente y las nuevas variedades presentan potenciales altos de rendimiento (Guerrero, 1984). 10. FERTILIZACIÓN COMERCIAL La fertilización comercial debe basarse en la realización de un buen y oportuno análisis de suelos. Un buen análisis se inicia con un buen muestreo del lote o lotes que se van a sembrar. Un buen muestreo se logra dividiendo la finca en áreas uniformes y muestreando sobre estas repetidamente en unos 10 sitios para conseguir buena representatividad de la fertilidad del área uniforme escogida. La mezcla de las submuestras obtenidas en estos 10 sitios constituirá una muestra compuesta representativa. De ésta se envía aproximadamente 1 kg para los análisis de laboratorio. La Tabla 2 recoge las demandas de fertilización, en base nutricional, del cultivo de la cebada, según el Programa Nacional de Suelos del ICA (1981). Aunque en esta tabla se señalan requerimientos máximos de 75 kg/ha, para el caso del nitrógeno, y de 150 kg/ha para el caso del fósforo, ya se ha señalado que se han encontrado respuestas significativas con dosis de hasta 120 kg de N/ha (Madero, 1986A) y de 225 kg de P2O5/ha (Guerrero, 1984).
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En cuanto a la época de aplicación, se insiste en la observación de que, aún cuando el fertilizante compuesto conviene generalmente aplicarlo en el momento de la siembra, un reabonamiento nitrogenado podría ser deseable al iniciar el macollamiento, utilizando urea, sulfato de amonio o Nitrón-26. El sulfato de amonio es particularmente importante en el caso de suelos deficientes en azufre. Como ya se ha dicho, la mayoría de los agricultores aplican el fertilizante “al voleo”. Es altamente recomendable hacer aplicaciones localizadas en banda, con lo cual va a aumentar sustancialmente la eficacia de la fertilización. En tal caso, como es obvio, la siembra tendría que hacerse en surcos. En la Tabla 2 se presenta una guía general para la fertilización comercial de la cebada en Colombia.
TABLA 2. Guía general para la fertilización NUTRIMON de la Cebada.* Fertilizante y dosis (bultos/ha)1 Plan de fertilización
* 1 2 3 4
Aplicación en siembra
Aplicación al iniciar macollamiento
A2
13-26-6 ó 15-15-15 8 a 12
-
B3
Fosfato diamónico (DAP) 4a8
-
C4
13-26-6 ó 15-15-15 8 a 10
D5
Fosfato diamónico (DAP) 4a8
Urea: 1 a 2 o Sulfato de amonio: 3 a 4 Urea: 1 o Sulfato de amonio
Sistema de aplicación
Al voleo o en bandas dependiendo del sistema de siembra
La formulación del plan de fertilización apropiado en cada caso particular debe ser hecha por un Ingeniero Agrónomo de Asistencia Técnica. En caso de que la saturación de Aluminio sea superior al 10%, debe agregarse cal agrícola en dosis apropiadas. Además, deben corregirse las deficiencias de Mg y elementos menores, en caso necesario. El fertilizante 15-15-15 debe utilizarse únicamente en suelos con disponibilidad alta o moderada de fósforo. Plan apropiado para suelos con alta disponibilidad de potasio. El sulfato de amonio se utilizará como alternativa del reabonamiento nitrogenado en suelos con pH mayor de 5,5 y/o cuando el nivel de azufre disponible (Ca(H2PO4)2 0,008 M) sea inferior a 15 ppm.
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IV Hortalizas
PRODUCCIÓN Y FERTILIZACIÓN DE HORTALIZAS EN COLOMBIA Hugo E. Castro F. *
1. IMPORTANCIA DE LAS HORTALIZAS La horticultura está íntimamente ligada al desarrollo agrícola y rural del país. La siembra de hortalizas se remonta a tiempos precolombinos, siendo el ají, el tomate y las ahuyamas, las especies de mayor importancia en la dieta de los aborígenes. Con la llegada de los Españoles se introdujeron varias especies provenientes del Mediterráneo como: repollo, coles, remolacha, y zanahoria. En el siglo XVII se estableció la cebolla de bulbo ocañera (Osorio, 1992). Aunque son muy limitadas las estadísticas, las más recientes demuestran que en el país se siembran anualmente más de 35 especies de hortalizas en un área superior a 150.000 hectáreas y se producen del orden de 1’600.000 toneladas. El valor de producción, a precios constantes, fluctúa entre el 9 y el 14% del valor de la producción agrícola total (Osorio, 1992; Muñoz, 1992). Las hortalizas de mayor importancia, por el área sembrada y participación en la canasta alimentaria de los colombianos, son: tomate, arveja, cebolla junca, cebolla de bulbo, zanahoria, repollo, habichuela, lechuga, remolacha y ajo. En los últimos años se ha manifestado una reducción promedia del área sembrada en cerca de 2,8% anual, pero la producción ha tenido incrementos del 1,9% debido a mayores rendimientos por unidad de superficie. Las mayores importaciones de hortalizas corresponden a la arveja y al ajo, siendo para esta última en el orden de 4.000 toneladas (Osorio, 1992). Según Guenkov (1974), citado por Pérez (1992), la importancia de las hortalizas se fundamenta en bases económicas, sociales, técnicas, y alimentarias. * I.A., M. Sc. Manejo de Suelos. Profesor Asistente, Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja (Boyacá).
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En lo económico, el cultivo de las hortalizas permite un mejor aprovechamiento de la tierra, al ser posible que, en un mismo campo, se recojan hasta tres cosechas por año, con ayuda del riego suplementario. De esta manera se diversifica la producción en forma sostenible y se mejoran los ingresos económicos por hectárea tierra-año. En lo social, se beneficia el empleo en el campo, pues muchas actividades como la siembra de semilleros, transplantes, amarres, fertilización, cultivadas, clasificación y empaque, pueden ser desempeñadas por mujeres, niños, hombres de edad avanzada y minusválidos. Esto permite un aprovechamiento integral de la mano de obra familiar. En lo técnico, la horticultura es un medio para lograr que los agricultores aprendan gradualmente a adoptar tecnologías nuevas, pasando de lo más sencillo a lo complejo. Así el pequeño productor va adquiriendo mentalidad de cambio. En lo alimentario, las hortalizas constituyen un grupo grande de plantas alimenticias que se caracterizan por su valor nutritivo, principalmente por el aporte de vitaminas, carbohidratos, proteínas y minerales. Dependiendo de la especie, se pueden usar como condimentos (cebolla y ajo), en ensaladas (repollo, lechuga, zanahoria, cebolla), en jugos (zanahoria) y en sopas (repollo, cebolla, zanahoria). En general las hortalizas son de obligado consumo para mantener una alimentación balanceada y completa. 2. PROBLEMAS TECNOLÓGICOS INHERENTES A LA PRODUCCIÓN DE HORTALIZAS Según el análisis hecho por Muñoz (1992), en su artículo sobre la “Situación y perspectivas de la horticultura en Colombia”, en la producción de este sector se pueden visualizar tres tipos de explotaciones: – Pequeños productores: cultivan superficies pequeñas y se caracterizan por bajo uso de maquinaria, alta ocupación de mano de obra, empleo de tecnología tradicional, uso indiscriminado de agroquímicos y mercadeo en plaza local. – Productores temporales: cultivan superficies medias y grandes, bajo alguna forma de arrendamiento o participación, con especies como zanahoria, repollo, cebolla, ajo; emplean maquinaria durante las primeras fases del cultivo, baja tecnología, uso indiscriminado de agroquímicos y mercado en centrales de abastos. – Productores medianos: generalmente propietarios de tierra, se caracterizan porque planifican sus cultivos con sistemas de rotación, utilizan maquinaria y agroquímicos, aplican algún control de calidad, manejan la explotación como una unidad económica y venden su cosecha en mercados especializados, lo cual les permitiría exportar, si contaran con el suficiente apoyo logístico en comercialización. Los tres tipos de explotaciones tienen como factor común los aspectos que a continuación se analizan: a) Dependencia casi total de semillas importadas (cebolla de bulbo, remolacha, zanahoria, habichuela, repollo, tomate, etc.), lo cual ocasionalmente ha traído problemas
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de escasez, adaptación agroecológica de semillas a condiciones variadas de clima y suelo, pérdida progresiva del potencial productivo, peligro de introducción de plagas y enfermedades, e incremento en los costos de producción. b)Escasez de fuentes de agua para riego, lo que limita la producción sólo a las temporadas de lluvia. c) Carencia de maquinaria agrícola especializada para labores de labranza primaria y secundaria, adecuación de drenajes, siembra-abonamiento, cultivada y cosecha. Esto implica un elevado empleo de mano de obra, uso de tracción animal y, consecuentemente, incremento en los costos de producción. d)En lo agronómico se detectan deficiencias protuberantes en el campo genético, fisiológico, fitosanitario y del manejo del suelo y el agua. Todos ellos inducen a un incremento en los costos de producción. – En el campo genético, la falta de investigación aplicada al ajuste de tecnologías en la adaptación comprobada de nuevos genotipos antes de ser introducidos, hace que continuamente lleguen al mercado nuevas variedades e híbridos, que muchas veces son adquiridos por el agricultor para ser probados por su cuenta y riesgo. – En el campo fisiológico, la investigación de hortalizas ha estado siempre rezagada, existiendo deficiencias en el manejo de densidades de siembra, control cultural y químico de malezas, requerimientos hídricos y conocimiento, por especie, de la fenología aplicada al manejo de prácticas agronómicas. – El campo fitosanitario de las hortalizas ha sido uno de los más investigados y diagnosticados en términos de plagas y enfermedades, pero aún así, aunque existe oferta tecnológica confiable para algunos problemas, la realidad es que lo que prima en la práctica es el uso indiscriminado de plaguicidas (insecticidas y fungicidas), que por deficiente manejo se aplican en mezclas y dosis indebidas, generando contaminación y una marcada resistencia de plagas y de patógenos a los agroquímicos. – En el manejo agronómico de los recursos naturales suelo y agua, en la mayoría de los casos no se tienen en cuenta criterios técnicos para: • Seleccionar sistemas de labranza de acuerdo al desarrollo físico del suelo. • Recomendar planes de fertilización de acuerdo con el nivel de fertilidad natural del suelo y el conocimiento de los requerimientos nutricionales de las especies. • Adecuar lotes que presentan limitaciones de drenaje. • Aplicar sistemas de riego según los requerimientos hídricos de la especie y el comportamiento hidrodinámico del suelo. Aunque el programa de suelos y hortalizas del ICA desarrolló en el pasado algunas pruebas de fertilidad en diferentes regiones del país, éstas no muestran resultados con172
cluyentes por especie, debido a que muchas de esas experiencias o ensayos reportan la respuesta de la fertilización por localidades geográficas (municipios-veredas), desconociendo la localización agroecológica del sitio estudiado (reseña de las características climáticas y edáficas). Por esta circunstancia, es imposible la extrapolación tecnológica entre regiones productoras. De acuerdo con la descripción de las deficiencias tecnológicas que en el campo agronómico son comunes al cultivo de las hortalizas, es posible deducir que, para la mayoría de las especies, se manejan técnicas agronómicas con criterio universal; es decir, en la mayoría de las zonas productoras existe una tendencia a aplicar las mismas recomendaciones, desconociendo las diferencias agroecológicas que a la postre deben ser entendidas como el criterio más consistente para zonificar el manejo agronómico de los cultivos de importancia económica en el país. Igualmente se concluye que el estado de la investigación en el campo de las hortalizas requiere un impulso a efecto de ofrecer un mejoramiento de la disponibilidad tecnológica actualizada que responda a las espectativas de la producción para consumo fresco, procesamiento industrial, mercadeo externo y diversificación de la producción tradicional. e) Altos volúmenes de pérdidas en las fases de cosecha y poscosecha por errores en el manejo de los cultivos y sus productos. Las pérdidas de poscosecha en hortalizas se presentan en forma similar a los frutales, con cifras superiores al 25%, principalmente en las especies más perecederas (tomate, cebolla, ajo y zanahoria). Durante la fase de producción, las mayores pérdidas ocurren por enfermedades que como la pudrición blanca en la cebolla de bulbo, causada por el hongo Sclerotium cepivorum, representa según Ávila de Moreno (1989), un potencial de pérdidas hasta del 100%. f ) La contaminación por el uso excesivo de agroquímicos y el riego con aguas negras provenientes de los ríos Tunjuelito, Bogotá y otros ríos contaminados del país, vienen acumulando residuos nocivos para quienes consumen productos hortícolas en fresco. Este es un problema que, de acuerdo con los resultados de las incipientes investigaciones en el tema, demuestran ser de máximo interés para la salud humana y animal, principalmente en la Sabana de Bogotá, donde se han detectado trazas de elementos pesados en hortalizas de hoja, regadas con aguas del río Bogotá. 3. CLASIFICACIÓN DE LAS HORTALIZAS Las hortalizas son, en su mayoría, plantas herbáceas de corta vida que generalmente proveen alimento bajo en calorías y en contenido de materia seca. Se cultivan para el uso en la alimentación humana sin sufrir mayores procesos de transformación. Los criterios tenidos en cuenta para clasificar las hortalizas en Colombia son el piso térmico de siembra, la parte de la planta utilizada para la alimentación, el período vegetativo, el órgano de propagación y el sistema de siembra. De acuerdo con estos criterios, en la Tabla 1 se presentan clasificadas las especies de hortalizas más cultivadas y comercializadas en Colombia.
173
174
frío seco medio seco
cálido seco medio seco
frío subhúmedo
frío subhúmedo
frío subhúmedo medio subhúmedo
frío subhúmedo medio subhúmedo
Cebolla roja ocañera (Grupo Aggregatum)
Ajo (Allium sativum)
Cebolla de rama (Allium fistulosum)
Repollo verde (Brassica oleraceae)
Lechuga (Lactuca sativa)
cálido medio frío
Ahuyama (Cucurbita máxima)
Cebolla de bulbo amarilla y blanca (Allium cepa)
cálido seco
Berenjena (Solanum melongena)
cálido medio
cálido seco medio seco
Pimentón o ají dulce (Capsicum annun)
Ají picante (Capsicum frutescens)
cálido seco medio seco
Piso térmico
1.500 - 2.000 2.000 - 2.700
2.000 - 2.800 1.500 - 2.000
1.800 - 3.000
1.700 - 2.900
0 - 1.000 1.000 - 1.800
2.000 - 2.800 1.500 - 2.000
0 - 1.000 1.000 - 1.800
0 - 2.800
0 - 1.000
0 - 1.000 1.000 - 1.800
0 - 1.000 1.000 - 2.100
a.s.n.m.
Rango climático
Tomate (Lycopersicum esculentum)
Especie
hojas
hojas
peciolos u hojas
bulbo
bulbo
bulbo
fruto
fruto
fruto
fruto
fruto
Parte de la planta usada en alimentación
semestral
semestral
perenne
semestral
semestral
semestral
semestral anual
semestral
semestral
semestral
semestral
Período vegetativo
semilla sexual
semilla sexual
asexual (hijuelos)
bulbillos o dientes
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
Órgano de propagación
TABLA 1. Criterios de clasificación para las principales especies de hortalizas cultivadas.*
trasplante
trasplante
directa
directa
trasplante
trasplante
directa
directa
trasplante
trasplante
trasplante
Sistema de siembra
K, P, Ca
Ca, K, P, Na
K, Na, P, Ca
K, P,Ca, Na
K, Na, P, Ca
K, Na, P, Ca
celulosa
P, Fe
Ca, P
Aporte nutritivo
175
frío subhúmedo
frío subhúmedo medio subhúmedo
frío seco medio seco
frío subpáramo
Arveja (Pisum sativum)
Habichuela (Phaseolus vulgaris, V. Humilis)
Frijol (Phaseolus vulgaris)
Haba (Vicia faba)
* Curso Nacional de hortalizas de clima frío, ICA. 1992.
frío húmedo medio húmedo
frío subhúmedo medio subhúmedo
Zanahoria (Daucus carota)
Arracacha (Arracacia xanthorrhiza)
frío húmedo subpáramo
Alcachofa (Cynara scolymus L.)
frío subhúmedo medio subhúmedo
frío subhúmedo
Coliflor (Brassica oleraceae)
Remolacha (Beta vulgaris)
frío subhúmedo
Piso térmico
2.600 - 3.000 3.000 - 3.500
2.000 - 2.700 1.400 - 2.000
1.900 - 2.200 1.000 - 1.900
1.800 - 2.800
2.000 - 2.800 1.800 - 2.000
2.000 - 2.700 1.700 - 2.000
1.400 - 2.000 2.000 - 2.900
2.300 - 3.000 3.000 - 3.500
1.800 - 2.600
2.000 - 2.700
a.s.n.m.
Rango climático
Espinaca (Spinacia oleraceae L.)
Especie
semilla
semilla
vaina - semilla
vaina - semilla
raíz
raíz
raíz
flor
flor
hojas
Parte de la planta usada en alimentación
semestral
semestral
semestral
semestral
bianual
semestral
semestral
semiperenne
semestral
tres meses
Período vegetativo
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
semilla sexual
asexual (hijuelos)
semilla sexual
semilla sexual
asexual (hijuelos)
semilla sexual
semilla sexual
Órgano de propagación
directa
directa
directa
directa
directa
directa
directa
directa
trasplante
directa
Sistema de siembra
TABLA 1. Criterios de clasificación para las principales especies de hortalizas cultivadas.* (continuación)
P, K, Ca, Fe
P, K, Ca, Fe
P, K, Ca, Fe
P, K, Ca, Fe
Fe, Mn
Mn, Fe
Na, Ca
K, P, Ca, Na, Mo, Fe
K, Na, Ca, P, Fe
Aporte nutritivo
4. ZONAS PRODUCTORAS DE HORTALIZAS EN COLOMBIA Y ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE SUS SUELOS En el mapa de las zonas productoras se registran los departamentos más importantes en el país por su superficie sembrada y productividad en el renglón de las hortalizas.
FIGURA 1.
Zonas productoras de hortalizas.
176
4.1 Boyacá
Según los registros de las evaluaciones agropecuarias municipales efectuadas por URPA, en el departamento de Boyacá, en 1995, se sembraron alrededor de 26.500 hectáreas de hortalizas, en 36 municipios productores. Las especies de mayor importancia por su cobertura fueron: cebolla junca, cebolla de bulbo, arveja, frijol, pepino, habichuela, tomate y algunas hortalizas de raíz como remolacha y zanahoria. Estas cifras ubican al departamento de Boyacá como uno de los primeros del país en la producción de hortalizas, teniendo su mayor ejemplo de producción diversificada en el Valle de Samacá. Los suelos hortícolas en el departamento de Boyacá presentan un rango de características muy variado; en general son suelos con pH entre lo fuerte y lo ligeramente ácido (pH 4,5 - 6,2), baja a mediana disponibilidad de nitrógeno, a partir de materia orgánica, deficientes en fósforo, excepto en lotes donde por años se ha venido combinando la fertilización orgánica y mineral, con mediana a alta disponibilidad de potasio y, generalmente, con un alto potencial a deficiencias de boro, cobre y zinc. Algunos suelos, como los de la zona cebollera de Aquitania, son de origen orgánico (Saprist) y han evolucionado hacia un favorable estado de fertilidad, como consecuencia de un mejoramiento en su drenaje y del manejo de la fertilización orgánica a través de gallinaza. Los problemas agronómicos que más inciden en la explotación de hortalizas en el departamento de Boyacá son los fitosanitarios, del suelo (drenaje y fertilización) y el déficit de agua. TABLA 2. Principales zonas productoras de hortalizas en el departamento de Boyacá.* Localidades
Especies Importantes
Superficie ha/año
Valle de Samacá Cucaita - Sora
Cebolla de bulbo arveja hortalizas raíz-hoja
2.686 1.520 464
Aquitania
cebolla de rama
3.500
Rendimiento promedio (ton/ha) 35,0 3,5 20,0 120,0 (anual)
Sáchica Sutamarchán Villa de Leyva Valle de Duitama Nobsa Sogamoso
cebolla de bulbo tomate
900 300
18,0 22,0
hortalizas raíz-hoja arveja verde cebolla de bulbo
250 50 100
20,0 3,0 20,0
Chita
arveja
600
2,4
La Capilla Tenza Garagoa
pepino frijol voluble habichuela tomate arveja
517 390 313 206 187
20,0 2,0 14,0 21,0 2,0
Tipacoque Mongua
tomate haba
180 160
18,0 1,2
* Unidad Regional de planificación Agropecuaria, URPA. 1996.
177
4.2 Cundinamarca y Sabana de Bogotá
Esta región se caracteriza principalmente por las siembras de hortalizas de hoja, flor y raíz, en sistemas de rotación que favorecen en una forma ejemplarizante la diversificación de cultivos manejados en su mayoría bajo riego y de manera intensiva con alta productividad. TABLA 3. Zonas productoras de hortalizas. Departamento de Cundinamarca y Sabana de Bogotá.* Localidades
Especies más importantes y sus rendimientos (ton/ha)
Chocontá
Cebolla de rama (30 ton/ha). Ajo (15 ton/ha). Repollo (50 ton/ha).
Cota
Acelga (20 ton/ha). Espinaca (30 ton/ha). Remolacha (40 ton/ha).
Madrid-Funza
Repollo (60 ton/ha). Ajo (15 ton/ha). Coliflor (50 ton/ha).
Bosa
Apio (30 ton/ha). Lechuga (30 ton/ha). Acelga (20 ton/ha).
Chía
Espinaca (25 ton/ha). Ajo (10 ton/ha). Lechuga (40 ton/ha).
Une-Chipaque Choachí
Cebolla, lechuga, remolacha, zanahoria.
Cáqueza
Tomate (15 ton/ha). Cebolla de bulbo (40 ton/ha).
Arbeláez Fusagasugá
Tomate (15 ton/ha). Cebolla de bulbo, pepino cohombro y pimentón.
* ICA, Curso sobre hortalizas, 1983; Gómez, 1986.
Los suelos hortícolas de la Sabana de Bogotá, en su mayoría, tienen influencia de ceniza volcánica (Andisoles e integrados Ándicos), son friables, de reacción moderada a ligeramente ácida (pH 5,2 - 6,5), altos contenidos de materia orgánica, pero generalmente presentan baja disponibilidad de nitrógeno y fósforo, medianos en el contenido de potasio y con saturaciones de aluminio inferiores al 30%. La fertilidad de algunos suelos de la Sabana de Bogotá es alta, debido al efecto residual del proceso continuo de fertilización mineral y orgánica a que se someten semestre a semestre la gran mayoría de los lotes agrícolas explotados en hortalizas. En consecuencia, se hace necesario monitorear en este tipo de uso el estado actual de la fertilidad de los suelos a través de análisis químicos completos, con el fin de conocer la necesidad real de fertilizantes. Actualmente se considera importante analizar, en detalle, la repercusión de los problemas físicos del suelo en la productividad de hortalizas. La excesiva mecanización, con labores efectuadas siempre a una misma profundidad, han generado inestructuración, compactación y pérdida de la profundidad efectiva radical del suelo que viene afectando, desde luego, los rendimientos de muchas hortalizas de raíz como remolacha, zanahoria y muchas otras de hoja y fruto. 178
4.3 Antioquia
Según Jaramillo (1995), en su artículo: “Fertilización de hortalizas de clima frío”, en 1994 se sembraron en el departamento de Antioquia 5.100 hectáreas de hortalizas, en especies tradicionales como repollo, zanahoria, tomate chonto, remolacha, arveja y habichuela. El 97% del área sembrada se encuentra en la región del oriente antioqueño, en los municipios de Marinilla, El Santuario, El Peñón, Granada, San Carlos, Río Negro y Concepción. En el Valle de Medellín, San Jerónimo, Sopetrán, Santafé de Antioquia y el suroeste antioqueño, se desarrollan siembras de tomate, y en la zona de San Cristóbal se encuentran plantaciones de cebolla, zanahoria, ajo, repollo y remolacha. Los suelos hortícolas del Oriente Antioqueño son de origen volcánico, en su mayoría son alofánicos del orden Andisoles, o integrados Ándicos. En general son ácidos, ricos en materia orgánica y fijadores de fósforo, alta C.I.C., bajo contenido de bases y alto aluminio intercambiable. Las hortalizas responden a altas aplicaciones de fósforo y, no obstante su alto contenido de materia orgánica, también responden a aplicaciones de nitrógeno, lo cual se atribuye a la influencia adversa que efectúa el alófano de la ceniza volcánica al recubrir la materia orgánica e inhabilitarla, en parte, de la acción de bacterias responsables de la mineralización. Según Guerrero (1984), los rangos más comunes de algunas propiedades químicas de la capa arable del Oriente Antioqueño son: pH (4,7-5,7), materia orgánica (20-40%), potasio (0,8-2,8 me/100g), aluminio (0,5-4,2 me/100g), fósforo (Bray II: 3-60 ppm) y C.I.C.
TABLA 4. Área sembrada por especie y rendimiento (ton/ha). Departamento de Antioquia, 1994.* Especie
Superficie (ha)
Rendimiento (ton/ha)
Repollo
1.527
56,0
Tomate chonto
1.025
36,0
Zanahoria
1.366
45,0
Arveja
299
20,0
Habichuela
293
10,0
Pimentón
170
38,0
Arracacha
240
20,0
Remolacha
223
33,0
* Registros del anuario estadístico. Departamento de Antioquia. 1994.
179
(26-62 me/100g). Aunque el potasio aparece en niveles medios a altos, se han reportado importantes respuestas de la zanahoria, habichuela y tomate a la fertilización potásica. 4.4 Nariño
Según Lobo (1983), en el departamento de Nariño existe una serie de municipios hortícolas dentro y entre los cuales se destacan: La Laguna (Pasto) con siembras de zanahoria y cebolla de rama y los municipios de Consacá y Sandoná donde se produce tomate. 4.5 Tolima
En la zona de Cajamarca (Cañón de Anaime) se destacan las siembras del cultivo de arracacha con cerca de 1.000 hectáreas lo cual ubica a esta región como la primera productora del país en este renglón. Otras especies hortícolas importantes por su área de siembra son: habichuela, arveja, fríjol, tomate, zanahoria, repollo, y cebolla de rama. 4.6 Huila
En el sur del Huila en los municipios de Timaná y Pitalito, se encuentra una importante zona productora de tomate tipo mesa. 4.7 Valle del Cauca
En el área de Tuluá, Palmira y Bugalagrande, se siembran especialmente tomate y pimentón; en Tenerife, hay un área productora de cebolla de rama y en las cordilleras se encuentran varios cultivos hortícolas de clima frío. 4.8 Santanderes
En el Norte de Santander en los municipios de Ocaña, Ábrego, La Playa y El Carmen, existen alrededor de 1.500 hectáreas de cebolla ocañera. En el Valle de Zulia y Piedecuesta se siembra tomate. 4.9 Costa Atlántica
En los departamentos de Córdoba, Bolívar, Sucre y Atlántico se encuentran plantaciones de tomate industrial, pimentón, berenjena y cucurbitáceas. 5. REQUERIMIENTOS AGROECOLÓGICOS DE LOS CULTIVOS HORTÍCOLAS Es necesario conocer los requerimientos agroecológicos de los cultivos hortícolas, ya que, aunque la mayoría de ellos pueden crecer en climas y suelos variados, su productividad solo se verá favorecida en la medida en que los ambientes donde se establezcan cumplan de manera apropiada con los requerimientos exigidos por cada especie. En las Tablas 1 y 5, respectivamente, se da a conocer el rango climático y los requerimientos edáficos de las especies hortícolas más importantes en Colombia. 180
TABLA 5. Requerimientos edáficos óptimos para maximizar rendimientos en cultivos hortícolas.* Requerimientos físicos** Especie Rango de textura
Profundidad Contenido radical materia efectiva orgánica
Requerimientos nutricionales (kg/ha/cosecha) Rendimiento (ton/ha) pH
Salinidad***
N
P2O5
K2O
Ca
Mg
S
130
18
12
Tomate
FArL -FAr
30 - 60
medio
5,8 - 6,2
MS
110
35
150
Pimentó n
FA - FAr
30 - 60
bajo
5,8 - 7,0
MS
80
160
70
15,0
Pepino
FA - FAr
30 - 60
alto
5,6 - 7,0
MS
95
135
50
40,0
Repollo
FA - FAr
30 - 45
medio
5,5 - 6,5
MS
120
45
160
100
6
35,0
Lechuga
FA - FAr
20 - 30
alto
5,5 - 6,7
S
100
50
208
46
12
30,0
Zanahoria FArL-FArA
30 - 45
alto
6,0 - 6,5
S
192
55
238
166
15
40,0
Remolacha
F - FArL
30 - 45
medio
5,5 - 6,5
MT
125
35
134
73
62
30,0
Espinaca
FA - FAr
15 - 30
bajo
6,0 - 7,0
MS
100
80
50
Coliflor
FL - FArL
20 - 35
alto
5,5 - 6,8
MS
80
80
150
Acelga
F -FL
20 - 35
medio
6,0 - 8,0
MS
75
36
120
Arveja
FL- FArA
45 - 60
alto
5,5 - 6,8
MS
110
35
70
67
13
2,8
45 - 60
alto
5,5 - 6,8
MS
110
24
84
60
12
12,0
Habichuela FArL-FArA
30,0
100
FArL-FArA
45 - 60
alto
5,0 - 6,5
MS
155
48
120
70
Ajo
FA - FArL
15 - 30
medio
6,0 - 6,5
MS
100
50
100
15
Cebolla de FA - FArL rama
30 - 45
alto
6,5 - 7,0
S
150
200
150
Cebolla de FArL -FAr bulbo
25 - 35
alto
6,0 - 7,0
S
120
80
150
181
6
20,0
20,0
Haba
* Pérez, 1992; Jaramillo, 1995; Osorio, 1992; Muñoz, 1995; Maas, 1984. ** Todas las hortalizas sin excepción requieren de buen drenaje interno en el suelo. *** S = sensible; MS = moderadamente sensible; MT = moderadamente tolerante.
30,0
40
2,4
9
18
15,0
10
18
40,0
10
18
50,0
6. RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN SOBRE FERTILIZACIÓN DE ALGUNAS HORTALIZAS EN COLOMBIA Aunque se puede contar con un número amplio de pruebas de fertilidad realizadas en el país con varios cultivos hortícolas, muchas de ellas no conducen acertadamente a recomendaciones de fuentes, dosis, épocas y formas de aplicación de fertilizantes. En cierta forma debe lamentarse que al ser revisados la gran mayoría de trabajos de investigación sobre fertilidad en hortalizas, efectuadas en Tibaitatá y áreas del altiplano, sus resultados son inconsistentes y ambiguos. Se exceptúa de esta calificación la información obtenida por el programa de suelos del ICA en Antioquia y Nariño, como de algunos proyectos de tesis manejadas por universidades. La principal limitación en el uso de esta información está en que la mayoría de las pruebas de fertilidad, montadas durante muchos años por el programa de hortalizas del ICA, no tienen referencia agroecológica ni edáfica, que pueda facilitar confiablemente la extrapolación de resultados. De otra parte, la investigación responde a un mismo modelo experimental donde se evaluaron repetidamente fertilizantes compuestos y no la respuesta propiamente del suelo a la fertilización con nutrimentos limitantes. Muchos resultados, además, deben rechazarse debido al bajo índice de productividad agronómica que muestran las pruebas regionales. Aclarando esta limitación, a continuación se presenta por especie la información que se considera más útil y actualizada: 6.1 Cebolla de bulbo (Allium cepa L.)
• En Inceptisoles saturados y neutros de la zona cebollera de Villa de Leyva, de texturas moderadamente finas, bajos en materia orgánica, altos en fósforo y con contenidos de potasio de 0,28 me/100g de suelo, se obtuvieron respuestas en rendimiento hasta de 57 ton/ha con la aplicación de 150 kg de K2O/ha, como sulfato de potasio (Figura 2). La fertilización con N y P2O5 fue constante en dosis de 90 y 50 kg/ha, respectivamente. Se muestra, en estas condiciones, el potencial de respuesta de la cebolla de bulbo a la fertilización combinada de potasio y azufre (Arias y Prieto, 1996). • En Inceptisoles ándicos de Tibaitatá (Mosquera), con pH moderadamente ácido, texturas francas, con medianos contenidos de materia orgánica, fijadores de fósforo y altos en potasio, se obtuvieron experimentalmente respuestas hasta de 52 ton/ha de bulbo con la relación de fertilización 70 N - 100 P2O5 - 100 K2O . La adición de 10 ton/ha de gallinaza, a este nivel de fertilización mineral, no surtió efectos inmediatos en la producción, pero sí en la segunda y tercera cosecha de rotación (Osorio, 1978). • En las condiciones de los suelos de Choachí (Cundinamarca), caracterizados por ser Inceptisoles ligeramente ácidos, con texturas moderadamente gruesas, altos en potasio y tendencia a bajos contenidos de materia orgánica y fósforo, las mejores respuestas en cebolla de bulbo, según reporte del programa de hortalizas del ICA, se han obtenido con la relación 90 N - 200 P2O5 - 90 K2O, para producciones de 39 ton/ha. La aplicación de 10 ton/ha de gallinaza, además de mejorar el rendimiento de futuras cosechas, logró disminuir el nivel de fertilización mineral a la fórmula 70 N - 125 P2O5 - 70 K2O, para los mismos rendimientos (Osorio, Higuita y Jaramillo, 1982, 1983, 1984). 182
KCl
K2SO4
KNO3
58
56
54
ton/ha
52
50
48
46
44
42
40 0
50
100
150
200
kg de K2O/ha
FIGURA 2.
Respuesta de la cebolla de bulbo a diferentes dosis y fuentes de potasio en suelos de Villa de Leyva (Boyacá). Arias y Prieto, 1996.
• En suelos de Ocaña y La Playa (Norte de Santander), la cebolla ocañera (tipo bermuda), ha demostrado respuesta a aplicaciones de fósforo y potasio, estando estos elementos en niveles de suficiencia en el suelo. Para producciones de 20 ton/ha se recomienda el suministro de 100 N - 100 P2O5 - 50 K2O. El aumento de N por encima de 100 kg/ ha tuvo un efecto depresivo en los rendimientos. La fertilización orgánica con 10, 30 y 50 ton/ha de abono de establo no reportó diferencias significativas entre niveles (Wieczoreck, 1978). 6.2 Cebolla de rama (Allium fistulosum L.)
• En suelos orgánicos (Saprist) de la zona cebollera de Aquitania (Boyacá), las mejores respuestas para producciones de 40 ton/ha por corte, se han obtenido con aplicaciones de 6 ton/ha de gallinaza y una relación de fertilización mineral equivalente a 50 N 150 P2O5 - 50 K2O, suministrada con abonos compuestos de la fórmula 10-30-10. Se demuestra, para esta zona, la respuesta al fósforo y la gallinaza (Carreño, 1988). Dentro de los elementos menores, el cobre es el más limitante en estos suelos de origen 183
orgánico. • En la zona hortícola de Cundinamarca, localidades de Usme, Pasca y Mosquera, generalmente con suelos de tendencia moderadamente ácida, francos, medianos contenidos de fósforo y altos en potasio y materia orgánica, las mejores respuestas a la fertilización se han presentado con la aplicación de 5 a 10 ton/ha de abono orgánico (gallinaza), complementada con fertilización mineral en dosis de 80 N - 23 P2O5 - 80 K2O. Los rendimientos por corte oscilan en el orden de 20 a 25 ton/ha (Castañeda, 1984; Osorio, 1980; Rodríguez, 1989). • En la zona cebollera de Tenerife (V. del Cauca), sobre suelos neutros, saturados, de texturas medias, altos en materia orgánica y potasio, las mejores respuestas se han obtenido con la aplicación anual de 5 ton/ha de abono orgánico (gallinaza) y fertilización mineral complementaria por corte en el orden de 50 N - 100 P2O5 - 50 K2O. Los rendimientos experimentales llegaron a las 30 ton/ha/corte (Gómez, 1984). 6.3 Tomate (Lycopersicum esculentum Mill)
De acuerdo con Muñoz (1995), existen muchas experiencias en Colombia sobre el cultivo de tomate de mesa que deben ser acogidas por agricultores y técnicos para proceder a la práctica de fertilización. Además de la fertilización edáfica se cuenta con recomendaciones para el uso de fertilización foliar. La aplicación de abonos orgánicos (gallinaza), en general ha mostrado efectos positivos y significativos en la producción y calidad del tomate. Aplicaciones de 2 a 5 ton/ha de gallinaza pulverizada proveniente del piso de ponedoras, al momento del transplante, en corona alrededor de cada plántula y para una población de 20.000 plantas por hectárea, es una recomendación bastante aceptada entre productores de Antioquia, Huila y Valle del Cauca. Las recomendaciones sobre fertilización mineral y encalamiento se presentan en la Tabla 6. Las recomendaciones de encalamiento en tomate dependen de las condiciones químicas del suelo: cuando el pH es inferior a 5,5, saturaciones de aluminio superiores al 30% y saturaciones de calcio menores al 30%, se sugiere usar de 0,5 a 2 ton/ha de cal agrícola, dependiendo si se aplica en corona, al momento del trasplante, o al voleo con la preparación del suelo. Si a las anteriores condiciones se agrega una saturación de magnesio menor del 10%, se debe usar cal dolomita proveniente del proceso de calcinación. 6.4 Zanahoria (Daucus carota L.)
Según Krarup (1984), citado por Jaramillo (1995), la absorción de elementos menores por la zanahoria es gradual y relativamente lenta en un comienzo, haciéndose mayor con posterioridad a los 60 días de sembrada, período que coincide con la iniciación del engrosamiento de la raíz. Varios autores, citados por Jaramillo, señalan que la zanahoria es un cultivo altamente
184
TABLA 6. Recomendaciones generales de fertilización mineral y encalamiento para tomate de mesa en suelos de Colombia.* Niveles críticos tentativos
Dosis (kg/ha)
Elemento
Época de aplicación** Bajo
Medio
Alto
Bajo
% de materia orgánica clima frío
20,0
% de materia orgánica clima medio y cálido
10,0
P(ppm) Bray II
60,0
Medio
Alto
N 135 - 180 90 - 135
45 - 90 1/3 dosis: 10 d.d.t.
135 - 180 90 - 135
45 - 90
1/3 dosis: i.f. 1/3 dosis: 25 d.d.i.f.
45 -90
50% dosis: 10 d.d.t.
0 - 30
50% dosis: i.f.
P2O5 180 - 225 90 - 180 K2O K(me/100g)
0,6 60 - 90
30 - 60 B
B(ppm)
0,4 0.5 - 1.0
0 - 0.5
-
50% dosis: 10 d.d.t.
SO4 Mn(ppm)
25,0 30 - 45
0 - 30
-
Fe(ppm)
50,0
30 - 60
0 - 30
-
Zn(ppm)
3,0
15 - 30
0 -15
-
Cu(ppm)
2,0
15 - 30
0 - 15
-
50% dosis: i.f.
* Muñoz, 1995. ** d.d.t. = dias después de trasplante; i.f. = inicio de floración; d.d.i.f. = dias después de inicio de floración.
consumidor de potasio, nitrógeno y calcio. Se ha encontrado que la zanahoria presenta mediana respuesta al manganeso, boro y cobre, y baja en zinc, hierro y molibdeno. El abono orgánico es excelente para obtener buenas raíces, sin embargo el uso de estiércol fresco, que contenga mucha orina, produce deformaciones o dedos y superficies ásperas en las raíces. Debido a experiencias obtenidas por varios autores, se recomienda aplicar 10 ton/ha de gallinaza pulverizada al momento de la siembra (Lobo, 1983; Osorio, 1992; Osorio, Higuita, y Jaramillo, 1982-1984). La zanahoria es muy suceptible a la compactación del suelo por pisos de arado y rastra. La deficiencia de boro se manifiesta por ennegrecimiento interno y rajaduras verticales que demeritan en su totalidad la calidad comercial. Se sugieren las aplicaciones al suelo de bórax granulado en dosis de 20 kg/ha. Para suelos con buen contenido de materia orgánica y suficiencia de potasio, el ICA en 185
TABLA 7. Respuesta a la fertilización del cultivo de zanahoria en algunos suelos de Colombia.* Localidad Antioquia - Caldas (suelos alofánicos) Marinilla - Santuario Sabana de Bogotá (suelos alofánicos) Tibaitatá (Mosquera) (suelos alofánicos) Nariño (suelos alofánicos) Boyacá (Santa Rosa)
Mejor respuesta a la fertilización (kg/ha)
Rendimiento (ton/ha)
75 N - 300 P2O5 - 75 K2O 10 ton/ha de abono orgánico
17
500 kg/ha de 15-15-15 al reabonado, sin aplicaciones de materia orgánica a la siembra
65
50 N - 100 P2O5 - 50 K2O
38
En suelos altos en fósforo y bajos en potasio 200 kg/ha de 10-20-20
54
70 N - 300 P2O5 - 20 K2O
23
75 N - 150 P2O5 - 50 K2O + 10 ton/ha de abono orgánico.
32
* Osorio, 1982, 1983.
general recomienda 500 kg/ha de un fertilizante tipo 10-30-10, (50 N, 150 P2O5, 50 K2O), aplicado en banda y al momento del raleo como reabonamiento. No es recomendable subir las dosis de nitrógeno, en suelos altos en materia orgánica, debido a que se induce un excesivo desarrollo de follaje y disminuciones en rendimiento. 6.5 Ajo (Allium sativum L.)
El ajo es una planta exigente en nutrimentos para su normal producción. El sistema radical del ajo es poco profundo y por lo tanto su capacidad de exploración en búsqueda de éstos es muy limitada. Igualmente es muy susceptible a problemas de mal drenaje y encharcamiento temporal. En suelos con pH menor a 5,5 es recomendable la aplicación de 2 a 4 ton/ha de cal dolomita. La incorporación de abonos orgánicos, como gallinaza y otros, debe efectuarse con el criterio de preabonamiento, solamente en suelos con bajo contenido de materia orgánica (menor del 4%) y en dosis de 4 a 8 ton/ha. Los excesos de abono orgánico pueden afectar negativamente los rendimientos y calidad del producto cosechado (Jaramillo, Palacios, y Osorio, 1996). El nitrógeno debe aplicarse sin incurrir en excesos por el riesgo de estimular el sobrebrotamiento y las deficiencias de boro en el cultivo. Al momento del trasplante debe aplicarse en banda la tercera parte de la dosis de N - P2O5 - K2O y las otras dos terceras partes a los sesenta días después del trasplante. Es preferible fraccionar la dosis total de N, P y K, aplicando un tercio a la siembra, un tercio a los treinta días de la siembra y el tercio restante a los sesenta días.
186
En suelos ácidos de Colombia, con bajos contenidos de fósforo, se ha observado respuesta del ajo a aplicaciones entre 300 y 600 kg/ha de fertilizantes químicos compuestos de la relación 1:3:1 ó 1:1:1 de N - P - K. Para suelos con contenido bajo de potasio se recomiendan dosis similares, 300 - 600 kg/ha de la relación 1:2:2 (Jaramillo, Palacios, y Osorio, 1996). Si los niveles de boro en el suelo son bajos se recomienda la aplicación de 1 kg/ha de boro (10 kg/ha de bórax granulado) . Si se considera necesaria la aplicación de Mn o Zn, deben usarse los sulfatos en dosis de 20 a 40 kg/ha. Se ha podido comprobar que el azufre concentra el olor del diente, en cuanto a su condimentación. 6.6 Repollo (Brassica oleraceae, var. capitata L.)
Según Limongeli (1979), citado por Jaramillo (1995), la mayor exigencia de nutrimentos de esta hortaliza ocurre durante la formación de la cabeza, momento en el cual ya debe estar cumplido el requerimiento de la planta para elementos de mayor consumo como nitrógeno y potasio. El calcio, el fósforo y el magnesio son consumidos en menor escala. En general, el repollo responde a la fertilización orgánica y se ha visto que cuando esta se aplica mejora la respuesta de la fertilización mineral. En elementos menores el boro y el molibdeno son los elementos más limitantes. TABLA 8. Respuesta a la fertilización del cultivo de repollo en algunos suelos de Colombia.* Localidad
Mejor respuesta a la fertilización (kg/ha)
Rendimiento (ton/ha)
Oriente Antioqueño (suelos alofánicos)
75 N - 300 P2O5 - 75 K2O 10 ton/ha de gallinaza
47
Sabana de Bogotá (suelos alofánicos)
90 a 150 P2O5 - 150 K2O 8 a 12 ton/ha de gallinaza
116
* ICA, 1982-1983,1984. Informes anuales de actividades del Programa Nacional de Hortalizas.
6.7 Coliflor (Brassica oleraceae L. var. brotrytis)
Según Valadez (1989), citado por Jaramillo (1995), la coliflor es moderadamente exigente en nutrimentos y muy sensible a cambios en el pH, debido a que indirectamente genera desórdenes fisiológicos causados por deficiencias de Mo, B y Mg. Los elementos menores de mayor importancia son el boro y el molibdeno. La deficiencia de boro en la coliflor es conocida como tallo hueco, produce coloraciones oscuras en la cabeza y en casos extremos no hay formación de cabezas. El problema se corrige con aplicaciones de 10 a 20 kg/ha de bórax granulado . Según Lobo (1983), la deficiencia de molibdeno muestra hojas cloróticas, alargadas, retorcidas y reducidas en su lámina foliar; síntoma conocido como “hoja de látigo”. Para 187
evitar esta deficiencia, en suelos ácidos, se hace imperativo el encalamiento, en dosis de 2 a 4 ton/ha o las adiciones al suelo de molibdato de sodio, en dosis de 3,2 kg/ha, o a la semilla antes de la siembra a razón de 3,4 g de molibdeno para 15 g de semilla (Wieczoreck, 1980). Algunos de los pocos trabajos de fertilidad desarrollados para mostrar las respuestas a la fertilización son: En suelos volcánicos de Antioquia y Caldas, fijadores de fosfatos, se han encontrado respuestas a la adición de 150 kg/ha de N, 300 kg/ha de P2O5 y 150 kg/ha de K2O, acompañada de la incorporación en presiembra de 10 ton/ha de abono orgánico (Wieczoreck, 1980). En un Alfisol de Tunja (Boyacá), pobre en materia orgánica, se obtuvieron rendimientos de 24 ton/ha con la aplicación de 20 ton/ha de estiércol descompuesto, en combinación con 300 kg/ha de abono compuesto (15:15:15), aplicado a los 40 días del trasplante. 7. RECOMENDACIONES DE FERTILIZACIÓN PARA ALGUNAS HORTALIZAS El análisis de suelo y su interpretación integral en aspectos físicos, químicos y biológicos en campo y laboratorio, debe ser la herramienta básica para el manejo de la fertilización TABLA 9. Recomendaciones generales de N, P2O5, K2O y abono orgánico para algunas hortalizas de Colombia.*
Hortalizas
Crucíferas (repollo-coliflor) Raíces (zanahoria- remolacha) Cebollas
Tomate Hortalizas de hoja (lechuga)
Resultados análisis de suelos
Fertilización recomendada (kg/ha)**
P (ppm)
K (me/100g)
40 40 30 40 40
0,40 0,40 0,30 0,40 0,40
N 30 - 90
25 - 75
25 - 75
25 - 75
20 - 60
P2O5
K2O
120 - 180 60 - 120 30 - 60 100 - 150 50 - 100 25 - 50 100 - 150 50 - 100 25 - 50 150- 200 100 - 150 50 - 75 80 - 120 40 - 80 10 - 40
120 - 180 60 - 120 30 - 60 100 - 150 50 - 100 25 - 50 75 - 100 50 - 75 25 - 50 100 - 150 75 - 100 50 - 75 40 - 60 20 - 40 10 - 20
Abono orgánico (ton/ha) 8 - 10
6-8
10 - 12
2-3
3-4
* ICA, 1992. Fertlización en diversos cultivos. ** Las dosis de abono orgánico y de nitrógeno son aplicables a suelos con bajos contenidos de materia orgánica (< 4%). A medida que aumente la materia orgánica en el suelo, se debe mantener la recomendación de nitrógeno mineral, disminuyendo en un 25 a 50% la dosis de abono orgánico. Los niveles altos de fertilización fosfórica son aplicables a suelos de cenizas volcánicas, fijadoras de fosfatos. El fertilizante mineral debe fraccionarse, aplicando un tercio de la dosis al momento de la siembra o trasplante y las dos terceras partes restantes a los 40 o 60 días de crecimiento vegetativo, de acuerdo con cada especie. Cuando se aplican las dosis altas de abono orgánico se puede omitir a consideración del técnico la recomendación del fertilizante químico nitrogenado.
188
mineral y orgánica en el cultivo de hortalizas. Es necesario que exista una correlación entre los niveles de elementos, determinados en el suelo, y las cantidades de nutrimentos y enmiendas que se aplican para el normal crecimiento, desarrollo y producción, considerando igualmente los requerimientos generales de cada especie hortícola (Tabla 9). Una idea de como es posible corregir deficiencias nutricionales, causadas por elementos menores (B, Zn, Cu, Mn, Fe y Mo), en cultivos hortícolas, se presenta a consideración en la Tabla 10. Cuando se hace uso de la fertilización foliar, las tres aplicaciones recomendadas deben fraccionarse desde el prendimiento hasta los 60 días después de la siembra o trasplante.
TABLA 10. Corrección de deficiencias de elementos menores en cultivos hortícolas.*
Elemento
Fuente
Método de aplicación
Dosis
Fe
Quelatex Fe
foliar
0,4% (tres aplicaciones)
Mn
SO4Mn granulado Quelatex Mn
suelo foliar
10 - 25 kg/ha (preabonado) 0,4% (tres aplicaciones)
Zn
Quelatex Zn
foliar
0,4% (tres aplicaciones)
Cu
Quelatex Cu Oxicloruro de cobre
foliar foliar
0,4% (tres aplicaciones) 0,3% (tres aplicaciones)
B
Solubor (20,5%) Bórax granulado
foliar suelo
0,3% (tres aplicaciones) 10 kg/ha (presiembra)
Mo
Molibdato de amonio Molibdato de sodio
foliar semilla
0,02% (tres aplicaciones) 3,4 g/15g de semilla
* ICA,1992. Fertilización en diversos cultivos.
8. PLAN DE FERTLIZACIÓN NUTRIMON PARA HORTALIZAS Con el fin de presentar una propuesta alternativa de planes de fertilización aplicables al manejo de hortalizas, se presenta en la Tabla 11 una guía general a partir de fuentes Nutrimon, que puede ser complementada con el uso de abono orgánico, por considerarse este como requisito indispensable para la obtención de altos rendimientos en suelos con bajo contenido de materia orgánica. De acuerdo con las condiciones de fertilidad natural del suelo, el productor o asistente técnico, deberá en cada caso hacer un análisis en donde a partir de la disponibilidad de fuentes en el mercado, decida por conveniencia de eficiencia física y económica, el plan de fertilización que más convenga al nivel de producción esperado. 189
TABLA 11. Guía general para la fertilización NUTRIMON de algunas hortalizas en Colombia.*
Hortaliza
Plan de fertilización**
A
Cebolla Ajo
B
C
A
Tomate
B
C
A Zanahoria Remolacha B
Fuente
Dosis (bts/ha)
Épocas de aplicación (bts/ha) Siembra
12-15*** 45-60*** d.d.t. o d.d.g. d.d.t. o d.d.g.
Urea DAP K2SO4 30-6-0 MAP K2SO4
3 5 6 6 5 6
1 3 3 2 3 3
2 2 3 4 2 3
14-14-14-2-4,4 15-15-15
8 8
4 4
4 4
Urea DAP K2SO4 30-6-0 DAP KCl
4 4 6 9 4 6
2 2 3 4 2 3
2 2 3 5 2 3
13-26-6 15-15-15
10 10
10
(NH4)2SO4 Urea SFT KCl Urea 30-6-0 17-6-18-2 KCl
3 4 4 5 2 2 8 2
3 2 4 2
2
2
2-4
1 2 2 1
12-34-12 18-18-18
6 10
6
Lechuga y otras hortalizas de hoja
25-15-0-2-3 15-15-15 KCl
6 6 2
6
A
Urea SFT KCl
3 2 2
B
10-30-10 15-15-15
4 6
4
4 5 2
4
A
13-26-6 15-15-15 30-6-0
Habichuela
3-5
2 6 1
A
Arveja
6-8
10
Repollo Coliflor
A
Abono orgánico**** (ton/ha)
10
6
2-4
2-4
2 1
2
1
1
2
6 5
Inoculación con cepas de Rhizobium leguminosarum
2-3
2
Nota: En suelos con pH inferior a 5,5 debe aplicarse, en forma localizada, roca fosfórica carolina del norte en dosis de 250 kg/ha. La fertilización con elementos menores dependerá de las concentraciones existentes en el suelo. Para deficiencias leves de B-Cu-Zn se recomiendan tres aplicaciones foliares durante la fase vegetativa, utilizando fuentes solubles de elementos menores como solubor y quelatex Cu y Zn en concentraciones de 0,3 y 0,4% respectivamente. Para deficiencias severas se sugiere aplicaciones al suelo de fuentes granuladas de borax y sulfatos en dosis de 10 y 25 kg/ha respectivamente. * El plan de fertilización en cada caso debe ser sugerido por un Ingeniero Agrónomo previo análisis químico del lote problema. Las alternativas A-BC tienen posibilidad de ser elegibles, de acuerdo con la experiencia del productor y/o asistente técnico y la disponibilidad de fuentes en los mercados regionales. ** d.d.t.= Días después del trasplante; d.d.g.= Días después de germinación. *** En la mayoría de los casos el abono orgánico (gallinaza, vacunaza, porquinaza) debe considerarse como un complemento de la fertilización mineral.
190
9. PRÁCTICAS CULTURALES QUE INFLUYEN EN LA RESPUESTAS DE LAS HORTALIZAS A LA FERTILIZACIÓN 9.1 En siembra directa
Para el caso de las hortalizas de siembra directa se tiene la gran ventaja del ahorro en costos de mano de obra, pero tiene el inconveniente de que es necesario aumentar las cantidades de semilla, si se quieren lograr densidades de siembra lo más homogéneas posible. Teniendo en cuenta que la mayoría de las hortalizas tienen un período vegetativo corto y que producen grandes cantidades de biomasa por unidad de área, se hace necesario la elaboración de un conjunto coordinado de labores agronómicas que inicia con el adecuado desterronamiento y drenaje del terreno, para que no se presente inconveniente mecánico en el momento de la germinación; además el control preventivo de malezas o su erradicación oportuna contribuirá indiscutiblemente a la producción (Pérez, 1992). La siembra directa se puede hacer al voleo o por surcos. En el primer caso se distribuye de manera uniforme la semilla sobre la superficie del suelo y se cubre; no siendo aconsejable este sistema debido a que se dificultan las labores de deshierbe y raleo. La distancia más aconsejable cuando se emplean surcos es de 15 cm a chorrillo. En cuanto a la fertilización edáfica se siguen varios principios generales como son: • El abono debe incorporarse para evitar problemas de volatilización y lavado; especialmente tratándose de abonos nitrogenados. • Debido al desarrollo acelerado de las especies hortícolas es necesario incorporar parte del abono en el momento de la siembra y/o trasplante, especialmente para el fósforo y el potasio, estudiando la posibilidad económica de fraccionar el nitrógeno y el potasio de acuerdo al período vegetativo de cada especie en particular. • Colocar el abono cerca de las semillas, pero cuidando el contacto directo de las mismas con este, ya que se puede reducir considerablemente el proceso de germinación. • Las fuentes simples reportan economía al momento de fertilizar y facilitan el manejo agronómico de las especies. Para suplir deficiencias no severas de elementos menores debe considerarse la fertilización foliar con fuentes de quelatos altamente solubles (Quelatex, Cu, Zn, Fe, Mn, y Solubor), en concentraciones no superiores al 0,3%. 9.2 En semillero
Cuando es necesario elaborar semilleros debe tenerse en cuenta lo siguiente: • Tipo de suelo: franco arenoso con buen contenido de materia orgánica.
191
• Localización: buena aireación, disponibilidad de riego, sitio accesible para facilitar labores culturales. • Protección contra vientos fuertes y animales domésticos. • Terreno plano para lograr una profundidad de siembra adecuada y uniforme. • Adecuado drenaje para evitar la proliferación de plagas y enfermedades Para especies de rápido crecimiento, cuando se dispone de semilleros con abundante materia orgánica es suficiente para el adecuado crecimiento de las plántulas aplicar al voleo un fertilizante completo con alto contenido de fósforo (ej:10-30-10 ó 13-26-6), en dosis de 500 g/10 m2 de semillero (Gómez, 1986). BIBLIOGRAFÍA CITADA ARIAS, N. y PRIETO, E. 1996. Respuesta agronómica del cultivo de la cebolla de bulbo a diferentes fuentes y niveles de fertilización potásica en suelos de Villa de Leyva (Boyacá).Tesis de grado. Facultad de Ciencias Agrarias, U.P.T.C. Tunja. 104 p. ÁVILA, C. 1996. Principales enfermedades del ajo y las cebollas . En: El cultivo del ajo y las cebollas. ICA - CORPOICA. p: 77. CARREÑO, A. 1988. Respuesta de la cebolla junca (Allium fistulosum L.) a la fertilización radical en el municipio de Aquitania (Boyacá). Tesis de grado. Facultad de Ciencias Agrarias, U.P.T.C. Tunja. 127p. CASTAÑEDA, C. 1984. Respuesta de la cebolla de rama (Allium fistulosum) a la fertilización química y orgánica. Universidad Jorge Tadeo Lozano. Santafé de Bogotá.73p. GÓMEZ, G. 1984. Respuesta de la cebolla de rama (Allium fistulosum), a la fertilización química y orgánica en la zona de Tenerife (Valle del Cauca). p: 50-51. GÓMEZ, J. 1986. Guía para la producción de hortalizas. “La fertilización en las hortalizas”. ICA, Tibaitatá. 92 p. GUERRERO, R. 1984. La fertilización fosfórica en suelos de clima frío. En: El fósforo en el trópico. Suelos Ecuatoriales, Vol. Nº 1. 424p. INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO, ICA, 1992. Fertilización en diversos cultivos. Quinta aproximación. Manual de asistencia técnica. Nº 25. 64p. JARAMILLO, J.E. 1995. Fertlilización de hortalizas de clima frío. Grupo regional de investigación agrícola, CORPOICA, C.I. “La Selva”. En: Memorias seminario Fertilización de cultivos. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, Comité Regional de Antioquia. P:114-136.
192
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V Flores para exportación
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PRINCIPIOS PARA UN MANEJO INTEGRADO DE LA FERTILIZACIÓN EN EL CULTIVO DE FLORES PARA EXPORTACIÓN Fernando Jaramillo Garavito*
1. INTRODUCCIÓN El manejo de la fertilización, o de la nutrición vegetal en cultivos de flores bajo invernadero, ha sido reconocida como una práctica de singular significancia entre los profesionales y empresarios del sector. En no pocas ocasiones y con justificadas razones ha sido considerado junto con el manejo de plagas y enfermedades, como factor clave en las técnicas de producción necesarias para el buen desempeño del negocio. Dada la gran complejidad de este sistema de producción, la fertilización, a pesar de ser una técnica agronómica entre varias, tiene implicaciones que van más allá de lograr una buena productividad y calidad. En el escenario actual de los negocios se pone cada vez más de relieve la importancia de la producción limpia, esto es satisfaciendo las reglas establecidas por las autoridades locales en los sitios donde se desarrollan las operaciones de producción, o por los distintos públicos — llámense consumidores, organizaciones no gubernamentales, autoridades fitosanitarias o ecológicas —, en cuanto aspectos políticos, ambientales y sociales de importancia para la comunidad mundial. Por otra parte, es cada vez más reconocido el papel que juega el aspecto de la nutrición en el manejo de las plagas y de las enfermedades de las plantas, y en la calidad de postcosecha de las flores, cuya importancia decide, en buena parte, la viabilidad del negocio. Más aún, en sistemas de producción como la floricultura, la directa relación y dependencia con el medio ambiente resulta tan estrecha, que es imposible pasar por alto las consi* Ingeniero Agrónomo. Jardines de los Andes, Santa Fe de Bogotá.
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deraciones referentes a un mejor entendimiento y buen manejo de las técnicas de producción, entre ellas la fertilización, de la cual nos ocuparemos en este capítulo. 2. EL PROBLEMA Para entender un poco mejor el lugar que tiene la fertilización en el negocio de producir flores bajo invernadero hay que repasar el negocio mismo. El éxito de la floricultura Colombiana se debe, entre otros, al bajo costo de producción comparado con las flores producidas domésticamente por los países importadores. Esto se logra por una serie de factores, entre los que figuran: disponibilidad y bajo costo de mano de obra; facilidades y costo razonable para el transporte aéreo de carga; recursos naturales — agua y suelo — suficientes; clima, que permite mínimos requerimientos de energía para el sostenimiento de la temperatura de los invernaderos, cuyo diseño liviano abarata enormemente la inversión en infraestructura; sólidos conocimientos técnicos transferidos desde el exterior o desarrollados localmente; existencia de un mercado de demanda, hoy por cierto ya con señales de saturación; condiciones macroeconómicas favorables, al menos durante el inicio y desarrollo de la industria floricultora en el país; buena adaptación y constante mejoramiento de las especies y variedades de ornamentales con calidad suficiente para competir en cualquier mercado; visión empresarial y disponibilidad de capital. Por la naturaleza misma del negocio, el cultivo de flores ha llegado a ser un monocultivo intensivo, que hace difícil el montaje de esquemas de rotación que podrían balancear el sistema suelo-planta. La intensidad de la inversión por hectárea implica, así mismo, un plazo relativamente largo de uso del suelo. Esto lleva inexorablemente a un destino: el suelo como recurso natural suficiente del negocio se vuelve un limitante. Imaginemos por un momento una práctica de fertilización que se repite día tras día, semana tras semana, año tras año, sin cambio, soportada en conceptos de uso corriente aunque no necesariamente válidos en todos los escenarios, sólo guiada por la rutina y el quehacer disciplinado sin mucha reflexión. Supongamos que esta práctica conlleva el uso de un fertilizante particular, nitrógeno — cuya necesidad está fuera de discusión — en una forma típica: nitrato de amonio. Adicionemos una dosis de uso corriente en sistemas de fertirrigación: 200 ppm. Esperemos 15 años: ¿qué podría ocurrir? Preguntas como esta usualmente no se hacen cuando se toma una decisión agronómica particular pero, y si se hicieran, ¿qué podríamos esperar? Pero vamos más profundo. En el universo de la agricultura, donde el manejo de seres vivos es el escenario corriente, enfrentamos una complejidad adicional: la de las múltiples, extraordinarias y muchas veces desconocidas relaciones entre ellos, y de éstos con su medio, en donde el hombre es apenas un actor más del reparto. Un ejemplo basta para ilustrar bien lo anterior: en el tiempo que dura la vida de una célula, del orden de 5.000 proteínas diferentes se habrán intercambiado con el medio circundante miles de veces (Margulis y Sagan, 1995). En cualquier negocio, pero sobre todo en aquellos cuya plata197
forma fundamental es el suelo viviente, estas verdades adquieren dimensiones insospechadas. Consideremos más aspectos del problema. En la floricultura, el producto final son las flores de corte, seres agonizantes, de cuya vida en florero depende, en buena parte, la viabilidad del negocio. La calidad, que por supuesto todos esperan, está además ligada a exigencias, cada vez mayores por parte de los gobiernos y los consumidores, en cuanto a técnicas de producción y aspectos ambientales se refiere. Esta presión, unida a los altos costos de producción intrínsecos de las flores, usualmente más fáciles de medir que otros factores, en donde los productos químicos están en el orden del 25% de los costos directos de producción (los fertilizantes pueden ser, a su vez, el 25% de los productos químicos), ha llevado a replantear todos los aspectos del negocio que, con frecuencia, apuntan al recorte substancial de los insumos. Cuando oímos quejas de nuestros clientes acerca del producto, la mayoría de las veces relacionadas con la durabilidad del follaje y de las flores, entonces retornamos al problema: ¿qué está funcionando mal? Los modelos de rotación de cultivos son de difícil aplicación en un negocio, limitado hasta el momento, a tres productos básicos: rosas, claveles y pompones. El alto costo del material vegetal, el ciclo de vida de las plantas — de varios años algunas de ellas — y la racionalidad del mercado, reducen las posibilidades de rotación. Por otra parte, cada vez con más frecuencia aparecen enfermedades cuyo control resulta progresivamente más difícil y costoso, con soluciones que frecuentemente recaen en el esquema de manejo exclusivamente químico. ¿Puede estar la fertilización implicada? ¿Cómo? 3. MODELANDO UNA VISIÓN Con frecuencia el problema de la producción de flores se ve como la puesta en marcha de una serie de disciplinas especializadas con ópticas y soluciones no siempre armónicas y coherentes entre sí. Por esta razón, debemos hacer énfasis en el concepto de manejo integrado, cuyo fundamento estriba en el hecho de que, de alguna manera, todo está ligado, concepto que nos permite, además, operar y solucionar algunos de los difíciles problemas que hoy retan la pericia de los profesionales y administradores encargados de producir flores para los mercados internacionales de flor cortada. Existen algunas leyes, o tendencias o modelos, que nos ayudan a comprender ciertos comportamientos e interacciones que ocurren en el sistema de la Naturaleza, y que nos capacitan para reaccionar más adecuadamente frente a la compleja maraña formada por el sistema conformado por el suelo, la planta, el agua y el clima. No pretendo ser exhaustivo ni profundizar teorías, pero sí intentar una visión agronómica integrada a un modelo de negocios, responsable con el medio ambiente: el de una empresa humana que respeta y trabaja a favor del sustrato que la mantiene. You are what you eat1, es un viejo y sabio refrán que aplica bien al caso de la nutrición 1
Usted es lo que come
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vegetal. Los elementos químicos son también información. No solamente materia prima. Es sabido que el suelo termina pareciéndose al agua y a la fertilización con que se nutre. Esta es una verdad que la experiencia nos señala a menudo. Otra cosa es que la ignoremos. El suelo devuelve en sentido opuesto y con la misma intensidad todas las acciones que a él dirigimos. Cada acción tiene su reacción, pues así es la ley de la naturaleza: causa y efecto (Kirpal, 1987). La Ley de Acción - Reacción, cuyas implicaciones en la vida práctica son enormes, rige — querámoslo o no, entendámoslo o no, podamos comprobarlo o no — todas las acciones que en el orden agronómico emprendamos con el ser viviente que llamamos suelo. Si las acciones son correctas, la reacción esperada lo será también. Lo contrario implica una reacción en cadena de consecuencias imprevisibles. Dejarle la química a la naturaleza, pudiera parecer una solución prudente frente a las decisiones de manejo agronómico que tenemos que tomar y que afectan la química, la física y la biología del suelo. Pero por otra parte, ¿en donde termina esta reacción? Goethe, el gran pensador alemán, escribió: nada sucede en el mundo viviente que no esté en relación con el todo. La Ley de Acción - Reacción va tejiendo pasado, presente y futuro con una lógica implacable, muchas veces oculta para nosotros por su compleja urdimbre. En no pocas ocasiones, la reacción tarda en llegar, pareciéndonos como congelada en el tiempo, hasta que florecen las condiciones para su emergencia. La repetición de algo bueno es clave del éxito. Pero una estructura exitosa como el ADN que se repite indefinidamente es exitosa hasta que aparece un error, al que llamamos mutación, generalmente inviable. Copias erróneas conducen a la entropía total del original. Cuando repetimos una acción incontables veces, tenemos que afrontar las consecuencias. Quince años repitiendo invariablemente una fórmula de fertilización que pudo ser correcta en su momento, puede llevar al desastre. La inercia, que con frecuencia conduce nuestra pauta de manejo de fertilizantes, es un gran enemigo del buen manejo de la relación planta-suelo-clima-hombre. Tenemos que comprender que el cambio es la norma, y que el complejo universo que manejamos y que tratamos de reducir a unas pocas conjeturas y conceptos, la mayoría de las veces simples por comodidad, no siempre reacciona como queremos. Su reacción es de sentido contrario y de la misma magnitud que las acciones a que lo sometemos. No es buena excusa decir que ignorábamos o desconocíamos tales o cuales aspectos. La Ley de Acción-Reacción igual opera. Cambiar para que nada cambie es la esencia de la autopoyesis (la autopoyesis se refiere a la continua producción de sí misma que caracteriza la vida). Esto se aplica tanto a la biosfera como a la célula, y cuando se aplica a las especies conduce a la evolución (Margulis y Sagan, 1995). La observación constante y objetiva de las plantas, el medio ambiente y el suelo, nos puede ayudar mucho en el manejo de la nutrición. Un monitoreo constante de las principales variables es pues herramienta indispensable para enfrentar el cambio. Sobre estas variables volveremos más tarde. Existe otro aspecto crucial, el concepto de la concentración. Al igual que muchos otros comportamientos de la naturaleza, el de los nutrimentos está estrechamente relacionado 199
CRECIMIENTO O PRODUCCIÓN
con este concepto que puede ser formulado como un crecimiento que parte de cero hasta alcanzar un óptimo, rebasado el cual, se vuelve tóxico (Figura 1). La campana de Gauss con sus múltiples versiones también explica este concepto. Las conductas e interrelaciones de las plantas con su medio siguen en muchas ocasiones estos modelos de curvas Gaussianas. Tomemos el ejemplo del efecto de la temperatura sobre cualquier estadio del ciclo de vida de una planta. Existe una temperatura óptima donde la velocidad de desarrollo es máxima; sobrepasado este umbral la tasa de crecimiento se detiene. Lo propio sucede con temperaturas subóptimas. Un manejo eficiente de la fertilización siempre estará enfocado en mantener las concentraciones de los elementos en su rango óptimo. Desafortunadamente, en la práctica, este concepto obvio es frecuentemente pasado por alto, especialmente cuando hacemos la pregunta: ¿cuál es el óptimo? ¿Cómo se mantiene?
D C
E
A, B : Deficiencia severa C : Deficiencia moderada D : Rango de exceso E : Rango tóxico
B
A CONCENTRACIÓN DE MINERALES EN MATERIA SECA
FIGURA 1.
Relaciones Generales entre el crecimiento vegetal o producción y contenido de elementos de la planta. Tomado de Smith (1962).
No importa lo que hagamos o lo bien que lo hagamos, la Segunda Ley de la Termodinámica, la entropía, estará allí para arruinarlo. Formulada de muchas maneras citaremos apenas dos: a) Cualquier sistema, más su alrededor, tiende espontáneamente hacia un desorden creciente. b) Ningún proceso real puede ser 100 por ciento eficiente. Una terrible derivación es la de que el equilibrio se obtiene cuando se llega al máximo desorden. Sabemos, por otra parte, que la energía se mueve siempre de los estados más concentrados a los menos concentrados. Esta tendencia al desorden o a la igualdad, según como se mire, tiene importantes consecuencias prácticas. Rifkin y Howard (1980), nos presentan un ejemplo que pone de presente los complicados aspectos de la entropía: un sólo campesino sin maquinaria suele producir por lo general unas 10 calorías de energía por cada caloría que gasta. Si bien es cierto que un granjero de Iowa puede producir hasta 6.000 calorías por cada caloría de trabajo huma200
no, esta eficacia aparente queda completamente desmentida cuando se calcula toda la demás energía invertida en el proceso. Para producir una sola lata de maíz que contiene 270 calorías, el agricultor gasta 2.790 calorías, la mayor parte de las cuales corresponden a la energía utilizada para accionar la maquinaria agrícola y a la energía contenida en los pesticidas y abonos sintéticos que aplica a la cosecha. Así pues, por cada caloría de energía producida, el agricultor estadounidense debe gastar 10 calorías de energía ... No sería muy exagerado decir que los alimentos que consumen actualmente los estadounidenses proceden más del petróleo que de la tierra. Otro importante modelo de la naturaleza que describe las relaciones entre los diversos componentes de los ecosistemas, es el de fuente-vertedero, (oferta y demanda) cuyo significado no es otro que el establecido en la relación recíproca del dar y recibir, tan común a la experiencia humana. Este modelo nos dice que el suelo actúa como fuente de alimento de las plantas quienes, a su vez, devuelven alimento para los organismos que habitan en él. De las complejidades de este dar y recibir dan cuenta ciencias como la Ecología, la Microbiología del suelo, la Fisiología Vegetal y, por supuesto, las Ciencias del Suelo. Del equilibrio de esta relación depende en alto grado el éxito o el fracaso de los cultivos. Muchas enfermedades de las plantas tienen su origen allí, así como los altos costos en que se incurre cuando este balance es disturbado. Entre más comprendamos este modelo, más eficientemente manejaremos nuestro suelo y, en el largo plazo, la viabilidad del negocio. Si quisiéramos resumir este breviario filosófico podríamos arriesgar esta conclusión: nuestras acciones, a nivel del tema que estudiamos, deben realizarse y proyectarse con gran responsabilidad, tenida en cuenta la capacidad del suelo de devolverlas como reacciones en cadena, y puesto que la nutrición del suelo y de la planta se vuelve repetitiva, debemos esforzarnos en monitorear constantemente el cambio de las principales variables, al menos las conocidas, con el objeto de no apartarnos tanto de ese equilibrio dinámico entre el dar y recibir que garantiza la continuidad de la vida, sin olvidarnos que, hagamos lo que hagamos, de toda la energía que invirtamos en el proceso, alguna se volverá irrecuperable, y por esto resulta imperioso tratar de conservar la que disponemos de la mejor forma posible. 4. ELEMENTOS CLAVES PARA UN MANEJO INTEGRADO Cuando un producto de la floricultura llega a su destino final, esto es, el infinito mercado de las necesidades humanas, han ocurrido múltiples eventos y transformaciones, en donde ciertos elementos se encuentran organizados, acoplados e integrados, según un meticuloso plan a cargo de los genes de las plantas, cuyo programa de información y de ordenamiento consiguen que unas ciertas cantidades de agua, dióxido carbónico, energía solar, y sales minerales se organicen e interactúen de tal manera que logren el propósito de agradar la vista en la forma de una vistosa flor, mediado todo por la intervención del hombre sobre la naturaleza, expresada esta última, como el acto de cultivar y siempre canalizada como empresa: la actividad que mejor define los propósitos humanos.
201
El sustrato de esta actividad — en Colombia — es el suelo y, en el caso de la floricultura bajo invernadero, éste último constituye un importante modificador del clima. Veamos por aparte cada uno de estos componentes. 4.1 El suelo
El escenario en que se realiza la actividad floricultora es también fuente de materia prima y, por eso, su conocimiento es de vital importancia. Revisando algunas definiciones y descripciones en la literatura, podemos descubrir cuales son sus componentes críticos y cuál su nivel relativo de importancia, así como los procesos que le dan origen. Willis (1984) nos dice que el suelo es una sustancia muy compleja, mezcla de varios componentes, definido como aquella parte de la superficie terrestre capaz de soportar la vida vegetal. Típicamente contiene las siguientes proporciones de cuatro constituyentes básicos: minerales (aprox. 45%), agua (aprox. 25%), aire (aprox. 25%) y materia orgánica (aprox. 1-5%). Paul y Clark (1989) nos brindan la siguiente descripción del proceso de formación de esta importante parte de la corteza terrestre, en donde se resalta el papel de los seres vivos: “Los organismos del suelo participan en la génesis del habitat donde viven, y junto con la biota total, y especialmente con las plantas superiores, constituyen uno de los cinco factores que interactúan en la formación del suelo; los otros cuatro son: clima, topografía, material parental, y tiempo. La descomposición física y química de las rocas, hasta llegar a partículas finas con grandes áreas de superficie que posibilitan la liberación de nutrimentos para las plantas, inician los procesos de formación del suelo (Figura 2). Dos nutrimentos mayores son deficientes en los estados iniciales del proceso: el carbono y el nitrógeno; por tanto, los colonizadores iniciales del material parental del suelo son usualmente organismos capaces de fotosintetizar y fijar nitrógeno. Estos son predominantemente las cianobacterias, conocidas también como algas verde-azules. Después de que la vegetación superior se establece, un continuo de procesos del suelo produce la mezcla dinámica de células vivas y muertas, materia orgánica, y partículas minerales, en tamaños suficientemente pequeños para permitir interacciones coloidales que lo caracterizan.” Sobre los coloides Willis (1984) nos dice lo siguiente: de los cuatro componentes del suelo, dos contienen partículas coloidales, el mineral, la arcilla y la materia orgánica, el humus. Las partículas coloidales, aquellas que miden menos de 0,002 mm, son importantes porque tienen la habilidad de retener ciertos nutrimentos de las plantas. Los coloides húmicos pueden retener tres veces más nutrimentos que las arcillas; esta es una de las razones por las que el humus es tan valioso para el suelo. Por otra parte, existen varios factores que contribuyen a la buena estructura del suelo. Entre ellos mencionamos: Los ciclos climáticos de calentamiento y enfriamiento, y los de humedecimiento y secado; la penetración del suelo por las raíces de las plantas; las excavaciones animales; los coloides del suelo; y, tal vez el más importante, el “pegante” excretado por las raíces y los microorganismos del suelo (Willis, 1984). Entre los seis principios básicos de la agricultura orgánica, resumidos por el USDA (United 202
Deposición
Húmeda (Lluvia)
Establecimiento de plantas
Seca (Viento)
Colonización algas y líquenes Rocas extrusivas y fragmentos minerales
Hojarasca Inoculación microbiana Material parental
Efectos antropogénicos
Micorrizas: fijación de N2
Hongos Bacterias
Lixiviación
Descomposición y predación
Protozoos Nemátodos
Complejos de arcilla y materia orgánica
Perfil del suelo
A Toma de nutrimentos
B
C
Solubilitación de nutrimentos: mineralización e inmovilización
TIEMPO
FIGURA 2.
METEORIZACIÓN
FORMACIÓN DE HUMUS
DESARROLLO DEL PERFIL
Interrelaciones de organismos, materia orgánica y material parental en el desarrollo del suelo. Tomado de Paul y Clark, (1989).
States Department of Agriculture) en su “Report and Recommendations on Organic Farming” (1980) y citados por Gershuny y Smillie (1986), citamos el segundo. “El suelo como fuente de vida: la calidad y balance del suelo (esto es, suelo con niveles apropiados de materia orgánica, actividad biológica y bacterial, elementos menores, y otros nutrimentos) es esencial para el futuro de la agricultura en el largo plazo. La salud humana y animal están directamente relacionadas con la salud del suelo.” En conjunto, estos factores de formación y composición del suelo nos están diciendo que existen ciertas proporciones de elementos constituyentes y ciertos procesos que, aunque pueden ser modificados por nuestras acciones, y de hecho lo son, afectarán profundamente la vida vegetal. ¿Qué podemos hacer? Monitorearlos cuidadosamente y obrar en concordancia. Los análisis físico-químicos del suelo, realizados con periodicidad y frecuencias no mayores de tres meses, el seguimiento de las señales vitales del suelo y, quizás la más importante, el comportamiento mismo de la planta — en donde sólo la experiencia y paciente comparación de lo que estimamos es una buena o mala cosecha, nos puede dar la medida del desempeño global del suelo — constituyen las formas clásicas de seguimiento. El modo como crecen las hojas, su color, tamaño, textura, consistencia y la manera como crecen y proliferan las raíces, el color y grosor de las mismas, el diámetro y fortaleza del tallo, el tamaño de las flores, el número de pétalos, y el de flores cuando este sea el caso, 203
la productividad y longevidad en florero logradas, junto con los registros climáticos — energía solar, temperatura, humedad relativa, viento — constituyen valiosos indicadores. Pero sobre todo, es importante que estas mediciones se prolonguen en el tiempo, aludiendo siempre a una misma unidad de área, que finalmente pueda ser identificada y diferenciada de las demás por una historia, la de ese invernadero o sitio específico de producción. Esto es tan fácil e importante como tener individualizadas y divididas las unidades de producción de una finca, cada una con su respectiva “historia clínica”. Cada área de producción es como un individuo y su tamaño está en función de la homogeneidad del suelo, que varía notablemente en distancias relativamente cortas. Unidades de 2.000 a 2.500 metros cuadrados son convenientes. Sin estos mínimos registros es imposible hacerle seguimiento a los procesos del suelo. Esta es tarea compleja pero eficaz. Requiere, por supuesto, del respaldo de un buen sistema de información. Hoy existen, para bien o para mal, las computadoras y los expertos en informática. Pueden ayudar enormemente, pero aún, en su defecto, existen los registros manuales. A menos que se trate de operaciones muy pequeñas, creo no equivocarme en afirmar que es casi imposible alcanzar un moderado éxito sin un mínimo de información proveniente del monitoreo de las principales variables implicadas. Aquí es clave resaltar la importancia de establecer la cooperación con un laboratorio de suelos de gran experiencia y seriedad, ya que laboratorios diferentes generan informaciones diferentes, a pesar de referirse a una misma técnica de análisis. El viejo adagio según el cual: “un hombre con un reloj sabe qué hora es; un hombre con dos relojes nunca está seguro” se aplica bien, dada la carencia de certeza inherente a los análisis de suelo. No obstante, cruzar información entre laboratorios puede ser saludable. De todas maneras, el secreto de usar los resultados radica en su interpretación (Coleman, 1989). Aunque ha habido una considerable cantidad de investigación sobre las técnicas de análisis de suelos y plantas, cada una tiene sus problemas en términos de muestreo, preparación de la muestra, análisis de laboratorio y métodos de interpretación (Jones, 1985). Existe una considerable literatura sobre la evaluación de resultados, y acuerdo razonable entre los científicos de suelos y plantas acerca de lo que puede ser adecuado e inadecuado, pero es la determinación de lo que se necesita para corregir una deficiencia y susministrar los requerimientos del cultivo, lo que varía considerablemente entre estos mismos científicos (Jones, 1985). Existen, no obstante, técnicas simples de medición que pueden llevarse a cabo en una operación de flores. La medida de la salinidad y el pH marcan tendencias si se llevan con frecuencia. Así mismo, los análisis de tejido ayudan a descifrar problemas o confirmar sospechas, además de que indican con más precisión la disponibilidad de un nutrimento, de lo que nos puede proveer el análisis de suelo (Ashmead, 1986). La relación entre el contenido mineral en el suelo y su verdadera disponibilidad generalmente sigue una curva asintótica (Figura 3). Es de vital importancia que exista un patrón lógico y una consistencia en la manera y frecuencia como se toman las muestras; así mismo, tener claro qué se espera obtener con ellas y hasta dónde pueden usarse como norma para tomar decisiones de fertilización. 204
Cpncentración de nutrientes en la planta
Diferencia indicada por el análisis de tejidos
Diferencia indicada por el análisis de suelos
Concentración de nutrientes en la solución del suelo
FIGURA 3.
Relación entre el contenido mineral del suelo y el contenido mineral en el tejido de la planta. Tomada de Ashmead, (1986).
Nuevamente es la evaluación de conjunto la que nos acerca a una decisión acertada. Un aspecto que no puede pasar desapercibido es la arquitectura de la “cama”, unidad de producción en los cultivos de flor. Su forma afecta no solo la capacidad de drenaje del suelo sino también el desempeño del cultivo. Aquí aparece adicionalmente el problema de los caminos. Cuando se cultiva en surcos (en la agricultura tradicional) se incrementa el área no utilizable, pero se genera más aireación, por tanto mayor movimiento de CO2 a nivel foliar. Ahora bien, los caminos, por su naturaleza, se compactan con el tiempo y esto crea poblaciones de microorganismos anaerobios que pueden afectar el cultivo, pero su principal efecto es el de borde, que crea según el diseño de la “cama” efectos positivos o negativos. El impacto en productividad de estos bordes es considerable, teniendo en cuenta su número en el cultivo. Una solución común es la del uso de plaquetas que permiten aislar la “cama” del camino, con el inconveniente de que crean otros problemas a nivel fitosanitario, especialmente cuando las plaquetas son más altas que el nivel de la tierra de ésta pues obstaculizan la acción de las aspersiones de agroquímicos a nivel del suelo. El opuesto, una “cama” sin plaqueta, con la tierra al mismo nivel del camino, evita el anterior efecto, pero el borde queda sometido a la compactación generada por el tráfico humano principalmente. Las plantas afectadas por la falta de oxígeno y la mala infiltración del riego crecen deficientemente. Por otra parte, “camas” elevadas sin plaqueta están sometidas a otro tipo de problemas, generalmente relacionados con el riego. Por esta razón requieren aporques, con tierra precisamente de los caminos, cuya condición anaeróbica y usualmente salina, genera problemas en las plantas situadas en los bordes. Considerando que las sales solubles se mueven en la dirección del movimiento del agua (Western Fertilizer Handbook, 1990), ellas tienden a acumularse en los sitios en donde hay más evaporación activa, general205
mente los bordes, los caminos y la parte superior de las “camas” siguiendo diferentes patrones, dependiendo de la forma de éstas, de la concentración de las sales, y de la intensidad del proceso. Este aspecto pone de relieve las intrincadas conexiones que existen entre una decisión agronómica y la escalada de efectos que produce, todos los cuales terminan afectando la nutrición y el desarrollo de las plantas. No hay acciones aisladas y sin consecuencias. Un movimiento en cualquier dirección afecta el comportamiento del sistema en su totalidad. La preparación del suelo es un punto de la mayor trascendencia en relación con la nutrición vegetal. Su impacto en los procesos del suelo se refleja en la estructura, composición de poros, aireación y drenaje, afectando de ésta manera no sólo la física sino también la química y la biología de éste. Un suelo bien preparado es clave para una buena cosecha, pero, ¿en qué consiste esta preparación? Existen muchos métodos y teorías al respecto, pero hay preguntas cuya respuesta no siempre es obvia. ¿Qué tan profundo preparar? ¿Cuando? ¿Por qué? ¿Cómo? Primero que todo, resulta útil observar cómo es un suelo en su estado natural. Ojalá uno que nunca haya sido disturbado. Existe una sabiduría profunda en la manera como están dispuestas éstas capas, desde el “mulch” de hojarasca superficial hasta la más profunda del subsuelo. La cuestión es ahora, ¿cómo podríamos imitarlas y por qué? Digamos que el fenómeno de la vegetación — y en buena parte de la vida — ocurre en los primeros centímetros del suelo. Allí se dan cita raíces y millones de organismos a la par. Por tanto no parece buena idea mezclar las capas del suelo, digamos los primeros veinte centímetros con los siguientes veinte, partiendo de la superficie hacia abajo. Tal vez existan ciertas condiciones que no son fáciles de volver a recuperar una vez se ha hecho un volteo profundo del suelo. Por otro lado, en un suelo virgen, el proceso de alimentación de las plantas y de los organismos del suelo ocurre principalmente desde la superficie y desde allí hacia las capas más profundas. Tal vez por esta razón, encontramos que, cuando la materia orgánica queda incorporada a cierta profundidad, ocurren procesos anaeróbicos de descomposición que arrojan resultados poco satisfactorios, cuando no perjudiciales para las plantas. Por otra parte, cuando adicionamos enmiendas — es común la cascarilla de arroz, o abonos o fertilizantes — debemos incorporarlas uniformemente, ya que muchas veces crean discontinuidades en el tejido del suelo, generando bolsas de materiales extraños, que influirán negativamente en el crecimiento y funcionamiento de la raíz. Salvo accidentes naturales o presencia de obstáculos, el suelo presenta una cierta continuidad que las plantas pueden leer. Su respuesta a esta uniformidad será un crecimiento uniforme. Estos dos conceptos, el de respetar la morfología original hasta donde sea posible y trabajar con la mayor uniformidad, garantizan respuestas adecuadas y positivas. Lo contrario, es causa probable de problemas. Conocer el subsuelo ayuda enormemente. Por ejemplo, una simple red freatimétrica nos revela importantes aspectos sobre el comportamiento del agua, de cuyo estudio nos ocuparemos más tarde. También la exploración con una pala o con barreno nos puede indi206
car e informar sobre problemas y características claves para lograr un buen manejo. La profundidad efectiva — horizonte superficial —, el nivel de profundidad de la roca madre y el nivel freático son tres aspectos que nunca deben ser pasados por alto, y deben ser reconocidos antes de tomar decisiones agronómicas de cultivo. Siempre resultará interesante conocer aspectos generales del suelo que se va a trabajar. Suelos demasiado superficiales, niveles freáticos altos, horizontes con poca materia orgánica o poco profundos, son todos aspectos que influirán en el contenido de aire del suelo, afectando la proporción de gases, principalmente oxígeno, y por tanto el desempeño de la fertilización y de las plantas. La pregunta clave es: ¿qué tanto sabe usted de la capa inmediatamente inferior a la del horizonte superficial? ¿Está consciente de cómo su conformación afecta las cifras de su negocio? Si la respuesta es afirmativa: ¿cada cuánto chequea el nivel freático? Se puede uno sorprender con cuanta facilidad y velocidad cambia este factor en los suelos de la Sabana de Bogotá dedicados al cultivo de flores. Las concentraciones de ciertos elementos como el oxígeno deben estar en el rango óptimo, pues su defecto acarrea funestas consecuencias. Así mismo, un suelo reducido (deficiente en oxígeno) puede contener algunas sustancias fitotóxicas: la literatura menciona entre otras, los sulfuros y ácidos orgánicos — acético, propiónico, butírico —, y metales como hierro, manganeso y aluminio. También han sido hallados otros metabolitos como el etanol, el etileno y su precursor el ACC (Glinski-Stepniewski, 1983). Los anteriores autores mencionan que, la reacción del suelo (pH), bajo la influencia del oxígeno, puede variar en más de dos unidades, causadas ambas por cambios en la concentración del CO2 en el aire del suelo y el envolvimiento de los iones hidrógeno en la reacciones de óxido-reducción, y que además de los bien conocidos efectos nocivos de la deficiencia de oxígeno en raíces, también existe un efecto deletéreo por excesiva oxigenación. Este fenómeno no es inesperado, ya que los efectos de casi todos los factores del ambiente sobre los organismos vivientes, tienen la forma de una curva con un máximo. La influencia de un exceso de oxígeno en los animales y en el hombre es bien conocida. La falta de oxígeno en el suelo está relacionada con la presencia de enfermedades. En condiciones de deficiencia de oxígeno pueden haber dos razones para su presencia: un decrecimiento de la resistencia de las plantas a la infestación, o un incremento en la población de patógenos o de su virulencia (Glinski y Stepniewski, 1983). Usualmente, un suplemento “balanceado”, que asegure un crecimiento óptimo de la planta, es considerado también óptimo para la resistencia a los patógenos. No obstante, la interacción entre las plantas superiores, las plagas y las enfermedades es muy compleja, aunque hay algunas áreas principales de la interacción planta-hospedero en donde el papel de los nutrimentos no sólo está bien establecido, sino que es predecible y fácilmente demostrable (Marschner, 1986). Como regla, todos los factores que soportan las actividades de síntesis y metabólicas de las células, que retrasan la senescencia de la planta, también incrementan la resistencia a los parásitos facultativos. Por ejemplo, el potasio decrece la susceptibilidad de las plantas tanto a los parásitos obligados como a los facultativos (Marschner, 1986), pero, por otra 207
parte, algunos autores concluyen que el potasio es el nutrimento que más se afecta cuando hay escasez de oxígeno en la raíz (Glinski y Stepniewski, 1983). Con estos ejemplos se puede deducir sin dificultad, que la nutrición, las enfermedades y el ambiente del suelo están estrechamente ligados. Revisemos ahora el extraordinario papel que juega la materia orgánica del suelo en todos los aspectos que rigen su comportamiento, y por qué su contenido y forma en el suelo debe ser cuidadosamente evaluado y mantenido. La entropía de este valioso elemento es quizás una de las más aceleradas entre los componentes del suelo, y tal vez la causa naciente de las dificultades, cada vez mayores, para lograr una productividad adecuada y sostenible en el tiempo. Citamos textualmente la descripción que sobre materia orgánica y humus hacen Gershuny y Smillie. “La cantidad y calidad del humus del suelo es su más simple e importante atributo ecológico. Todo humus es materia orgánica, pero no toda la materia orgánica es humus. La materia orgánica fresca consiste en los desechos de organismos que no han sido aún descompuestos. Humus es lo que llega a ser ésta materia orgánica cuando se ha descompuesto.” El humus es de color café oscuro, poroso, esponjoso, y algo gomoso, y tiene una placentera fragancia a tierra. Según el concepto ecológico, él influencia y es influenciado por todos los otros aspectos del suelo. “La salud del suelo y el humus son indivisibles: Salud es la vitalidad de la población de organismos vivientes del suelo, y humus es la manifestación de sus actividades.” Como una entidad biológica creada por distintos factores a partir de varias substancias en proporciones diferentes, el humus desafía una explicación ordenada por parte de los químicos de suelos. Las teorías difieren en cuánto a cómo está formado, por qué se comporta como lo hace y cómo debe ser medido. Varios esquemas de clasificación han sido diseñados para variedades diferentes. En términos generales, sin embargo, el humus varía desde una substancia muy estable hasta una forma en la cual es claramente soluble. La distinción es hecha entonces entre humus estable y humus efectivo (soluble). En términos químicos, el humus más soluble (inestable) contiene una mayor proporción de ácido fúlvico, el cuál es soluble tanto en ácido cómo en álcali. Al incrementarse la estabilidad, los ácidos húmicos, los cuáles son solubles en álcali pero insolubles en ácido, predominan. Las formas más estables de humus consisten principalmente en huminas: insolubles en ácido o en álcali, las cuales están estrechamente unidas al componente arcilloso del suelo. La materia orgánica, en su más estable humus, puede permanecer sin cambio por miles de años y, bajo apropiadas condiciones, puede llegar a ser mineralizada y finalmente liberar sus nutrimentos al cultivo. Un manejo apropiado del humus mantendrá el equilibrio dinámico entre las formas estables y efectivas. En conclusión, como piedra angular
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del ecosistema del suelo, el humus mejora el suelo a tres niveles: físico, químico y biológico”. ¿Cómo lograr en nuestras modernas operaciones la incorporación de éste precioso elemento? El “compostaje” podría definirse como una manera de reciclar y por tanto conservar, de alguna manera, la energía que anteriormente hemos utilizado para cultivar nuestras plantas. En términos generales, es la reducción biológica de residuos orgánicos a humus. Otra definición de “compost” incluye la participación del hombre en el proceso y así hablamos de “compost” y “compostaje” , refiriéndonos al proceso mediante el cual nosotros transformamos los desechos orgánicos en una substancia formadora del suelo en la finca, huerto o jardín (Minnich, Hunt et al, 1979). No es exagerado decir que el “compostaje” y el adecuado uso del “compost”, constituyen la mejor y más económica alternativa para reducir los drásticos efectos de la entropía en el suelo, desencadenando una acción benéfica que afecta todos los aspectos de los procesos del suelo, y mejorando lo que el monocultivo empeora. Cuando advertimos uso adecuado del “compost”, estamos volviendo a recalcar una y otra vez que, dependiendo del tipo de suelo, del material y calidad del “compostaje” utilizado, de su procedimiento de incorporación, del tipo de cultivo, entre otros, existen dosis óptimas, a partir de las cuales, tanto por debajo como por encima, o bien no se alcanzan los resultados esperados o, por el contrario, se bordea el peligro de una sobredosis tóxica. Una sencilla prueba, con la gradación de dosis abarcando rangos grandes, nos indicará cual puede ser la dosis más apropiada o, al menos, cuales debemos evitar, bajo las condiciones específicas de cada operación. Sobre el proceso de “compostaje” existen muchas versiones de cómo producirlo. Aquí es importante recalcar que en este proceso se debe echar mano a los materiales de desecho propios de la finca, los cuales se pueden complementar con otros de fácil y poco costosa consecución. En la naturaleza, los desechos, tanto animales como vegetales, forman parte del humus natural. La observación de un suelo virgen nos dice mucho acerca de cómo lograr este proceso en condiciones artificiales. Aire y agua son parte esencial, así como el mantenimiento de buenas poblaciones de microorganismos los cuales, como resultado de su interacción, se pueden medir por la variación de la temperatura y del pH de la pila de “compost”. Dado lo relevante del papel de la materia orgánica en la productividad podríamos concluir que, junto con el contenido de nutrimentos y las propiedades físicas del suelo, el seguimiento del contenido de materia orgánica debe ser realizado anualmente, pues nos informa la tasa de deterioro y entropía del suelo. De gran interés es la reacción del suelo o pH. Probablemente este aspecto es uno de los más afectados por la continua interacción de eventos internos y externos que tienen como origen o destino ésta compleja matriz que llamamos suelo. Tal vez es una buena medida de la respuesta (en el sentido de la acción-reacción) del suelo a las acciones a que lo someten plantas, clima, agua, macro y microorganismos, materia orgánica y material 209
parental, y el hombre, a través de la preparación, el riego, los fertilizantes y las enmiendas. Su lectura es un indicador de la dinámica de los procesos que ocurren en él. Vale la pena considerar aquí ciertos aspectos sobre los cuales su medida arroja significativas luces. El pH es un importante criterio para predecir la capacidad del suelo como soporte a las reacciones microbiales. Por ejemplo, la transformación de NH4+ a NO3- (nitrificación) es una de las reacciones del suelo más sensibles al pH (Paul y Clark, 1989). Además de aire, calcio intercambiable, temperaturas entre 70 y 100 °F, un pH de 6,8, es apropiado para organismos tales como Azotobacter, Rhizobia, y Nitrobacter (Gershuny y Smillie, 1986). Willis (1985), menciona que el pH del suelo está siempre cambiando, frecuentemente en un factor de 200 a 400% durante una misma estación de crecimiento, agregando que puede variar dependiendo del contenido de humedad del suelo, de la concentración de sales, del tipo de iones presentes, del contenido de CO2 , de la actividad de los organismos en éste, y de la profundidad a la cual es tomada la muestra. Adicionalmente, a escala microscópica, el pH entre partículas de suelo puede cambiar considerablemente; por decir algo, entre la superficie de la raíz y unos pocos milímetros aparte. Lo importante, entonces, es el pH inmediato a la raíz, el cual puede fluctuar rápidamente y ser muy diferente al tomado en muestras de suelos. Por otra parte, las raíces mismas cambian constantemente el pH en su inmediata vecindad. La ocurrencia en el suelo de microescenarios, en donde tiene lugar la descomposición de materiales ricos en nitrógeno, explicaría el porqué la nitrificación en un bosque puede ocurrir a valores de pH por debajo de 4 (medidos con el sistema tradicional pasta— suelo), mientras que en solución de cultivo nunca ha sido encontrada por debajo de 6 (Paul y Clark, 1989). Hemos visto cómo la cantidad y calidad del agua afectan también el pH, al afectar el contenido de CO2 y el de bicarbonatos. Los fertilizantes sintéticos y las enmiendas, es bien sabido, también afectan el pH acidificando o alcalinizando el suelo. Además debemos saber que los suelos minerales (menos de 5% de M.O.) se comportan de manera diferente a los suelos orgánicos (más de 20% de M.O.), en cuanto a su disponibilidad de nutrimentos, dependiendo del pH (Figura 4). La máxima disponibilidad de elementos esenciales ocurre en un rango de pH de 6,0 a 7,0, para suelos minerales; para suelos orgánicos éste rango es 5,0 a 5,5 en donde, por ejemplo, pH mayores de 6,0 son más peligrosos que uno por debajo de 5,0, ya que normalmente estos suelos tienen contenidos bajos en aluminio y manganeso que no alcanzan proporciones tóxicas (Jones, 1985). Por todo lo anterior podemos concluir que, más que preocuparnos específicamente por obtener un pH dado, éste se va configurando automáticamente de acuerdo a las acciones a las que es sometido el suelo. Otra cosa es que ignoremos cuál es la reacción esperada cuando tomamos una decisión de fertilización. No existe, por tanto, otra manera de M.O.: materia orgánica.
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pH 4,0
5,0 ÁCIDO
6,0
7,0
NEUTRO
8,0
9,0
ALCALINO Nitrógeno Fósforo Potasio Azufre Calcio Magnesio
Suelos orgánicos
Hierro Manganeso Boro Cobre Zinc Molibdeno pH 4,0
6,5
9,0 Nitrógeno Fósforo Potasio Azufre Calcio
Suelos minerales
Magnesio Hierro Manganeso Boro Cobre y Zinc Molibdeno
FIGURA 4.
Variación del pH óptimo en suelos orgánicos y en suelos minerales. Tomado de Donahue et al, (1971).
saberlo que estudiar cuidadosamente las características de los productos naturales o artificiales que incorporamos al suelo y conocer qué tanto afectan el riego y la preparación de éste su comportamiento. Tan importante como el pH es la medida de la conductividad eléctrica del suelo (CE). Al igual que el pH, ella es la resultante de muchos factores y describe el comportamiento de las sales en función de la variación de otros factores como el riego, la calidad del agua y las prácticas de fertilización, entre otros. 211
Las sales solubles son todos aquellos componentes orgánicos e inorgánicos presentes en la solución del sustrato que pueden conducir una corriente eléctrica. Ellos incluyen fertilizantes que hayan sido aplicados al medio de crecimiento para nutrir las plantas, sus residuos, minerales del suelo en solución, y compuestos que resultan de la descomposición microbiana de la materia orgánica (Mastalerz, 1977). Entre las sales inorgánicas más comunes encontramos, en orden de importancia, los aniones: cloruro, sulfato, bicarbonato, carbonato y nitrato, y los cationes: sodio, calcio, magnesio y potasio (Garavito, 1974). Cada cultivo presenta una tolerancia distinta a la acumulación de sales pero, en general, se aceptan los siguientes valores, como normales para cultivos ornamentales, medidos como el valor en mmhos/cm a 25 °C que pueden reducir su productividad en un 10%: a) Crisantemos (dependiendo de la variedad): 2,0-6,0; b) Claveles: 1,5-3,0; c) Rosas: 3,5 (Western Fertilizer Handbook, 1990). El monitoreo constante de esta característica de los suelos nos ayuda a descubrir, además del status de sales presentes en el suelo, cómo la planta está absorbiendo los nutrimentos o, por el contrario, cómo se acumulan por efecto del estado de humedad del suelo, por variables climáticas, por las necesidades de la planta y por la influencia de las prácticas de fertilización. De nuevo, el monitoreo del cambio de las principales variables del suelo es lo único que nos permite seguir armónicamente el constante fluir de las leyes y modelos que rigen la naturaleza y que afectan sin excepción nuestros negocios. Existen otros factores como la densidad aparente, capacidad de intercambio catiónico (CIC), contenido máximo de humedad, y porcentaje de espacio poroso drenable que determinan, en buena medida, el comportamiento del sustrato en cuanto a disponibilidad y capacidad de retención de nutrimentos, humedad y aire. Joiner et al (1983) mencionan que los rangos deseables de densidad aparente, para cultivos ornamentales, están entre 0,15 - 0,75 g/cc; los de porcentaje máximo de humedad entre 20% y 30% (con base en el volumen); y el porcentaje de espacio poroso drenable entre 5 y 10. En cuanto a la CIC, el rango óptimo está entre 0,1 y 1,0 me/cm3. 4.2 Los nutrimentos
Existen 16 elementos considerados esenciales para las plantas. Ellos son carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro, manganeso, boro, cobre, zinc, molibdeno y cloro. Según sus cantidades relativas en la planta pueden ser clasificados como macronutrimentos (requeridos en mayor cantidad) y micronutrimentos (requeridos en menor cantidad). Con base en el peso seco, el carbono junto con el hidrógeno y el oxígeno constituyen cerca del 90% del contenido elemental de los tejidos de los cultivos ornamentales. Estos tres elementos son obtenidos del aire y el agua; el resto de los elementos esenciales son proporcionados por el suelo (Mastalerz, 1977). Cualquier deficiencia, o desbalance entre ellos, afectará drásticamente el crecimiento de las plantas debido a su condición de esenciales, es decir, que no pueden ser reemplazados por otros, y que sin su presencia, ni el crecimiento vegetativo ni el reproductivo se pueden realizar normalmente. 212
Nitrógeno (N)
Tal vez no haya un elemento tan estudiado ni tan popular como éste, ni uno cuyo manejo sea tan crítico para los cultivos de flores. No sólo por su indiscutible importancia en la fisiología vegetal, ni por lo relevante de sus funciones, sino por sus implicaciones en aspectos de productividad, calidad e impacto ambiental. Lo anterior conduce a preguntarnos si nuestros criterios de manejo corresponden a esta realidad. Veamos lo que dice la literatura. El nitrógeno participa con el 1 al 4% del peso seco en cultivos de flores que crecen bajo invernadero (Mastalerz, 1977). De acuerdo con Joiner et al (1983), es requerido por las plantas en concentraciones más altas que cualquier otro elemento, excepto el potasio. Los mismos autores dicen que la cantidad relativa de nitrógeno a carbohidratos en la planta refleja la proporción entre proteína y carbohidratos almacenados y, por tanto, el tipo y calidad de crecimiento y floración. Por otra parte, las plantas absorben nitrógeno en forma amoniacal y nítrica, independientemente de la forma en que haya sido suministrado. Se sabe que las plantas bien suplidas con carbohidratos son más aptas para utilizar ambas formas de nitrógeno que plantas deficientes en carbohidratos, y que la absorción de nitrógeno en sus formas amoniacal y nítrica está afectada por el suministro de carbohidratos (fotosíntesis) y la edad de la planta (Barker y Mills, 1980). Los últimos autores citados, explican cómo la proporción y forma de nitrógeno utilizado está altamente controlada por factores internos y externos. Entre los externos, la forma de nitrógeno, concentración, tasa entre nitrógeno nítrico y amoniacal, disponibilidad de nitrógeno molecular, pH, luz, temperatura, humedad, y presencia de un anión o catión particular, influyen sobre la absorción y utilización del nitrógeno por las plantas. Factores internos, tales como el patrón dual o multifásico de toma de iones por especies particulares de plantas, tasa de absorción de otros aniones y cationes, síntesis de proteínas, capacidad de la nitrato reductasa y edad fisiológica de la planta afectan el índice de absorción y asimilación de nitrógeno en cultivos hortícolas. Por ejemplo, el efecto del dióxido carbónico en la absorción de nitratos es más significante con altas intensidades de luz que con bajas (Barker y Mills, 1980). Las plantas absorben N como NO3- (nitrógeno nítrico) y NH4+ (nitrógeno amoniacal) independientemente de la forma de nitrógeno suministrado, ya sea en estados orgánicos (naturales) o fertilizantes inorgánicos (sales). No obstante, la proporción de NO3- a NH4+ afecta la nutrición del hierro, la resistencia al frío, la calidad de la flores y la fisiología en postcosecha (Joiner et al, 1983). Por otra parte, al incrementar el suministro de calcio y potasio generalmente se acelera la tasa de absorción de nitrato, mientras que el ión amonio tiene un efecto inhibitorio (Barker y Mills, 1980). La toma de P se deprime cuando se incrementan los niveles de NO3- (Joiner, 1983). Por otra parte, son bien conocidos los efectos que producen en las plantas un exceso de fertilización amoniacal. Barker y Mills (1980) reportan que su efecto tóxico ocurre cuando el ión amonio permanece en la raíz en grandes concentraciones, y cuando el amonio más que el nitrato es la forma dominante presente en un medio ácido.
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Los mismos autores opinan que las formas nítricas son altamente móviles y no son adsorbidas por los coloides del suelo. Pérdidas de N2O, N2, y otros óxidos de nitrógeno están reconocidas como los mayores contribuyentes a la poca efectividad en la utilización del nitrógeno. Para compensar éstas pérdidas, los agricultores frecuentemente adicionan nitrógeno en grandes cantidades para mantenerlo en proporciones adecuadas en la rizosfera. Este uso excesivo de fertilizantes nitrogenados puede resultar en condiciones indeseables tales como acumulación de nitratos en los tejidos de las plantas y contaminación de las aguas subterráneas por la vía del lavado de éstos. El uso intensivo de irrigación en la industria hortícola incrementa el potencial de lavado del nitrógeno. Más recientemente, pérdidas gaseosas de nitrógeno como N2O han sido reconocidas como un factor potencial en el deterioro de la capa de ozono de la atmósfera. Por consiguiente, del estudio de las fuentes de fertilizantes nitrogenados, del entendimiento de su dinámica en el suelo, de su dosificación, oportunidad, sistema de aplicación, condición de las plantas, clima, tipo de suelo, disponibilidad y toma de nutrimentos, dependerán factores de calidad, productividad e impacto ambiental, cuya importancia es crucial en floricultura. Esto refuerza lo ya planteado en el sentido de considerar el sistema planta-suelo-agua-clima-hombre como uno único, en donde relaciones del tipo fuentevertedero, y patrones como la acción-reacción, pueden explicar comportamientos de las plantas frente a las múltiples acciones a que son sometidas y sobre las que ellas ejercen también su correspondiente acción (reacción). Potasio (K)
De su importancia dan cuenta los siguientes hechos. El potasio requerido para un óptimo crecimiento está aproximadamente entre el 2 y el 5% del peso seco (Marschner, 1986). La cantidad de potasio (con base en peso) absorbida por los cultivos es más grande que la de cualquier otro nutrimento mineral. La toma de nitrógeno puede exceder a la de potasio en algunos cultivos (Barber, 1984). Controla el sistema enzimático que determina la tasa de fotosíntesis y de respiración, el metabolismo de los carbohidratos, y translocación de ácidos orgánicos y de nitrógeno no proteínico. Está reportado como activador primario de por lo menos 46 enzimas individuales (Joiner et al, 1983). El potasio se afecta por deficiencia de aire y por carencia de agua, más que cualquier otro elemento (Barber, 1984). Cuando el suministro de agua es limitado, la pérdida de turgor y la marchitez son típicos síntomas de deficiencia de potasio (Marschner, 1986). Frecuentemente no hay clorosis asociada a su deficiencia, ya que, secciones de hojas se tornan directamente del verde viviente al café necrótico (Joiner, 1983). Las plantas que reciben un suministro inadecuado de potasio son más susceptibles al daño por helada. También se sabe que al incrementar el suministro de K a la raíz se incrementa, relativamente fácil, el contenido de potasio de otros órganos. No obstante, cuando el suministro de K es abundante ocurre con frecuencia un consumo excesivo (consumo de lujo) que requiere atención, ya que afecta tanto la composición de la planta, como posiblemente la interferencia en la toma y disponibilidad fisiológica de magnesio y calcio (Marschner, 1986). 214
Además, la proporción de N a K afecta la resistencia al frío, la calidad, productividad y TABLA 11. Guía general para la fertilización NUTRIMON de algunas hortalizas en fisiología de postcosecha (Joiner, 1983).La pregunta clave sería: ¿cuáles son éstas relacioColombia* nes? Infortunadamente no hay una respuesta simple o válida para todos los cultivos en todos los estadios. De una manera muy general se puede decir que excesos de N sobre K pueden ser negativos para la calidad. Realmente el K juega un papel de singular importancia en la calidad de las flores y, por eso, su contenido y relación con otros elementos es de gran importancia, lo cual determina que sea un elemento clave en los programas de fertilización. En cuanto a las fuentes inorgánicas disponibles (sulfato, cloruro y nitrato) todas son muy solubles y, por tanto, susceptibles a la lixiviación (Joiner, 1983). Los residuos de cosecha, por otra parte, son ricos en K, dada su limitada participación en los órganos reproductivos. Su reciclaje podría constituirse en fuente alternativa. Fósforo (P)
El fósforo es un importante macroelemento que es requerido por las plantas en una cantidad que corresponde aproximadamente al 10% de la del N y K (Joiner et al, 1983). Su principal función está asociada con la transformación de la energía dentro de las células (Mastalerz, 1977). En los suelos destinados a la floricultura en Colombia este elemento es con frecuencia deficiente, dada su complicada movilización (Durán, 1997). Sobre su dinámica se conocen interesantes aspectos que deben ser tenidos en cuenta. Por ejemplo, altos niveles de fosfato deprimen la tasa de absorción de zinc (al tratar de corregir su deficiencia no resulta difícil encontrar situaciones de concentraciones excesivas que puedan permitir esta interacción). Se sabe también que, adicionando nitrógeno, particularmente NH4+, puede incrementarse su absorción y éste efecto puede ser debido a un decrecimiento del pH de la rizosfera (Barber, 1984). Independientemente de las fuentes usadas (superfosfatos, ácido fosfórico, fosfatos de amonio y potasio), el P llega a ser relativamente insoluble y, por tanto, poco susceptible de ser lixiviado. No obstante su relativa insolubilidad y poca disponibilidad en ciertos suelos, hay que recordar que también existe un importante ciclo activo de mineralización e inmovilización del P, en el cual los microorganismos del suelo juegan un papel mayor. Adiciones de materia orgánica en descomposición han mostrado, en estudios hechos en laboratorio y bajo invernadero, incrementos en la solubilidad de fosfatos insolubles de Ca, Fe y Al (Stevenson, 1986). Aquí nuevamente aparece la materia orgánica como agente activador de la nutrición, no sólo por su aporte de elementos nutritivos, sino por su efecto sinérgico sobre los microorganismos, al suministrarlos directamente y al estimular su población y variedad en el suelo. Dejarle la química a la naturaleza se valida plenamente en estas circunstancias. Azufre (S)
Aunque su deficiencia era rara vez un problema, debido a su presencia en muchos fertilizantes, la popularización, dentro de la industria ornamental, de los fertilizantes líquidos 215
y puros que no contienen éste elemento, ha despejado el camino para que en algunas operaciones éste elemento llegue a ser considerado deficiente (Joiner et al, 1983). Esto ocurre principalmente en Colombia cuando se dan dos circunstancias simultáneas: operaciones de cultivos perennes poco prácticos de ser fertilizados manualmente, cuyo sistema de riego es el goteo, en donde la utilización simultánea de calcio (usualmente nitrato de calcio) y sulfatos está prohibida por el riesgo que acarrean de taponamiento de goteros. Aquí los peligros de la repetición florecen en su mejor terreno: la inercia. La repetición de una buena acción (evitar que se tapone el sistema de riego) y la dificultad de realizar una acción necesaria (fertilizar manualmente), pueden conducir con el tiempo a la deficiencia de un elemento clave para la planta: el azufre. Por otra parte, Mastalerz (1977) afirma que el azufre, cuya cantidad encontrada en las plantas es similar a la del fósforo, está en un rango entre el 0,1 y el 0,8% del peso seco, y que su deficiencia implica falla en la síntesis de proteínas y acumulación de aminoácidos libres, cuyo bajo peso molecular los hace difundir fuera del citoplasma y hacia la superficie de la hoja en forma de exudados en donde son muy apetecidos, por ejemplo, por los hongos fitopatógenos. Aunque no es tan susceptible a la lixiviación como los nitratos, por ser soluble en la mayoría de sus formas, puede ser lavado del medio de cultivo (Joiner et al, 1983). Calcio (Ca)
Llamado a veces el rey de los cationes, este importante elemento juega un papel preponderante como constituyente de las membranas celulares, lo que lo hace muy importante en la resistencia a las plagas y enfermedades y en la calidad de las plantas. La mayor proporción de Ca se usa a nivel de la planta para detoxificar otros elementos, especialmente microelementos y ácidos orgánicos, particularmente oxalatos (Joiner et al, 1983). Por otra parte, la presencia de Ca en el medio incrementa la toma de otros iones (Barber, 1984). Junto con el potasio y el magnesio conforma un estado de equilibrio, cuyo mantenimiento resulta clave para preservar las correctas proporciones de asimilación de cada uno de ellos por la planta. Un exceso de K deprime la toma de Ca. Un exceso de Ca reduce la toma de Mg. Un exceso de K deprime la absorción de Mg (Barber, 1984). Joiner et al (1983) reportan que el contenido de calcio en el tejido foliar que está creciendo en forma sana y vigorosa, está en un rango del 0,5 al 1,5% del peso seco; generalmente, entre más herbácea la planta menos Ca es requerido. Como el calcio es inmóvil en el suelo debe ser incorporado de manera uniforme en la zona de influencia de las raíces, para asegurar un rápido crecimiento del cultivo. Por otra parte, como este elemento no se transloca fácilmente dentro de la planta, su deficiencia ocurre principalmente en los tejidos jóvenes (meristemáticos). Las raíces tienden a crecer donde hay calcio (Barber, 1984). El Ca se mueve hacia arriba en tallos y raíz y no hacia la punta de la raíz. Por lo tanto, la punta de la raíz debe ser provista continuamente con calcio, y esto significa que el Ca de la solución del suelo debe suplir a la raíz constantemente para lograr un adecuado desarrollo (Miller et al, 1986). Estas consideraciones se deben tener muy en cuenta cuando fertilizamos para corregir su deficiencia, ya que si el 216
Ca se aplica fuera del alcance de las raíces, no se aplica uniformemente, o se aplica foliarmente con intervalos muy largos — especialmente cuando la planta crece aceleradamente en condiciones de temperaturas elevadas —, se pierden los beneficios de su aplicación. Entre las fuentes más importantes están la cal y la dolomita, el nitrato de calcio y el yeso. Además de aportar Ca, cada una de ellas tiene ciertas funciones que las hacen más o menos elegibles según las circunstancias, especialmente relacionadas con el aporte de otros nutrimentos, la presencia de otros cationes en el suelo, y el pH. Magnesio (Mg)
Las plantas contienen 0,05 a 1,5% de magnesio. Este elemento es el átomo central de la molécula de clorofila y por tanto es indispensable en las plantas verdes. Está envuelto en la acción de los sistemas enzimáticos, particularmente aquellos que conciernen con el metabolismo del fósforo y la síntesis de proteína (Mastalerz, 1977). Aparte de la interferencia que ejerce el potasio en su absorción, el amonio deprime la toma de magnesio en el mismo grado que el potasio (Barber, 1984). El crecimiento de la raíz es afectado por la deficiencia de magnesio en mayor grado que la parte aérea, lo cual conduce a un incremento de la relación vástago/raíz. Debido a su función en la síntesis de proteínas, su deficiencia acarrea el incremento del N no proteínico (Marschner, 1986). Por otra parte, el Mg es fácilmente lixiviado del suelo, especialmente bajo regímenes intensos de riego (Joiner et al, 1983). Disponible en varias fuentes (nitrato, sulfato, dolomita), puede ser aplicado tanto al suelo como al follaje. Según Durán, 1997, “una de las ventajas que presenta este elemento es que puede aplicarse a la mayoría de las plantas vía foliar, en concentraciones del 1 al 2%”. Nuevamente podemos comprobar que los modelos de relaciones de las plantas con su medio y con las prácticas de cultivo, influyen sobre aspectos tales como la mayor susceptibilidad a enfermedades (acumulaciones de N no proteínico), la proporcionalidad del crecimiento de sus órganos (menor crecimiento de la raíz), y la pérdida de nutrimentos del medio de cultivo. Así queda una vez más demostrado cómo, una práctica de riego por ejemplo, dependiendo de su intensidad y cantidad, puede cambiar la concentración de elementos del suelo, variando al mismo tiempo la disponibilidad de un determinado nutrimento, que a su vez, dispara cambios en el crecimiento de los órganos de la planta lo cual genera un nuevo escenario para la toma de elementos, favorable o desfavorable, dependiendo de la primera acción en la cadena. Hierro (Fe)
El hierro es el más abundante de los elementos menores encontrado en suelo y plantas; no obstante lo anterior, su deficiencia se observa frecuentemente (el más común de los microelementos deficiente en cultivos ornamentales, Joiner, 1983). Las plantas desarrollan deficiencia de hierro cuando existe aireación pobre, presencia de sales altamente solubles, alto pH, o condiciones que dañen la raíz o limiten la absorción del hierro. Su contenido en plantas está en un rango entre 20 a 1.500 ppm. Sobre su comportamiento 217
en la planta, este autor establece: a) Contenidos altos de Fe pueden presentarse en el follaje y aún así existir síntomas de deficiencia. El Fe, aunque presente, puede ser inmovilizado en el interior de las células llegando a ser metabólicamente inactivo. b) Como catalizador en la producción de clorofila, está presente en un cierto número de enzimas respiratorias. c) Como es relativamente inmóvil, su deficiencia ocurre en las hojas más jóvenes y en el tejido meristemático. El manejo de este importante elemento es difícil porque pareciendo estar no está. Así que no es fácil establecer por medio de análisis de tejidos su deficiencia metabólica, que sin duda ocurre cuando la planta es sometida, por ejemplo, a condiciones de baja aireación por exceso de agua en la zona radical. La clorosis por exceso de agua es una expresión de la deficiencia de hierro, cuya manifestación en las hojas más jóvenes confirma su disfunción. Por otra parte, ya se planteó que la calidad del agua, particularmente aquella rica en bicarbonatos, afecta la disponibilidad de hierro, a nivel intracelular, por su efecto en la inhibición del crecimiento de la raíz (lugar de síntesis de las citoquininas) mediante mecanismos que involucran, entre otros, la tasa en que las citoquininas son exportadas hacia el tallo desde la raíz. Las citoquininas son necesarias para la síntesis de proteínas y desarrollo de los cloroplastos (Marschner, 1986). También es conocido que en suelos aireados la solubilidad del hierro es gobernada, no por las especies inorgánicas del hierro, sino por la formación de quelatos de hierro. Las sustancias quelantes son derivadas de la materia orgánica del suelo, de los microorganismos y de los exudados de la raíz (Marschner, 1986). Stevenson (1986) concluye que “la disponibilidad de micronutrimentos para las plantas está afectada por la formación de precipitados insolubles, como también por las transformaciones llevadas a cabo por los microorganismos. El retorno de los residuos de las plantas al suelo conduce al reciclaje de microelementos, un factor de considerable importancia en suelos deficientes”. Y añade, “compuestos bioquímicos producidos por microorganismos, incrementan la disponibilidad de microelementos para las plantas, especialmente en suelos deficientes en hierro”. Nuevamente se resalta el papel modulador y regulador de la materia orgánica quien, de manera automática, sin otros agentes diferentes que los microorganismos, se encarga de procesar y arreglar por sí misma muchas situaciones, cuya solución requeriría de una compleja ingeniería sin su intervención. Manganeso (Mn)
Las concentraciones en tejido foliar van desde las 20 a las 10.000 ppm. Su contenido en plantas varía más que el de cualquier otro elemento, además de que ellas lo absorben en proporción directa a la cantidad que se encuentra disponible en el sustrato — de allí el riesgo de fitotoxicidad — (Mastalerz, 1977). Por debajo del nivel crítico, la producción de materia seca, fotosíntesis neta, y contenido de clorofila declinan rápidamente, mientras que la tasa de transpiración y respiración permanecen sin afectarse. Las plantas deficientes en Mn son más susceptibles al daño por bajas temperaturas (Marschner, 1986). 218
Su principal papel en las plantas es como activador enzimático en las reacciones de óxidoreducción. Estas enzimas controlan procesos tales como la síntesis de ácidos grasos (Joiner et al, 1983). Marschner (1986) reporta también que la deficiencia está confinada en plantas que crecen en suelos tropicales altamente lixiviados o con alto pH y alto contenido de materia orgánica. En la Sabana de Bogotá es frecuente encontrar contenidos bajos de Mn, en comparación con otros microelementos. Por fortuna, la deficiencia de dicho elemento se corrige rápidamente con aplicaciones de sulfato de manganeso, al suelo o a las hojas (Marschner, 1986). Es importante tener en cuenta su papel como inductor de deficiencias de otros elementos, tales como hierro, calcio y magnesio, y su potencial para crear toxicidades, cuyo rango, no obstante, varía ampliamente dentro de una misma especie para diferentes variedades (Marschner, 1986). La pasteurización del medio con vapor (especialmente si es rico en M.O.) puede liberar cantidades tóxicas de Mn (Mastalerz, 1977). Boro (B)
Su concentración en plantas está en un rango de 3 a 350 ppm. Un crecimiento normal ocurre a niveles de B entre 20 y 100 ppm (Mastalerz, 1977). Juega un importante papel en los procesos de florescencia y formación del fruto, germinación de polen, división celular, metabolismo del N, translocación de azúcares, metabolismo de los carbohidratos, absorción activa de sales, movimiento hormonal y acción en el metabolismo de sustancias pécticas, precipitación de exceso de cationes, regulación de otros elementos, además de ser constituyente de la membrana celular (Joiner et al, 1983). Con frecuencia la diferencia entre su nivel de deficiencia y toxicidad es bastante estrecha, lo que hace difícil su manejo. No obstante, es el único microelemento que se lixivia del suelo (Joiner et al, 1983), lo cual permite corregir excesos mediante lavados fuertes. Su importancia en los procesos de formación de flores y en la constitución de la membrana celular lo hacen crítico en aspectos de calidad y resistencia a las enfermedades. La deficiencia está caracterizada por entrenudos cortos, tallos y hojas quebradizos, y destrucción de la respuesta geotrópica de la planta. Cuando el potencial de agua del suelo es bajo, el suministro de boro se deprime en mayor medida que el de cualquier otro microelemento (Marschner, 1986). Zinc (Zn)
Su papel más prominente envuelve la producción de triptófano, el precursor de las auxinas (hormonas que intervienen en varios procesos como formación de raíces y dominancia apical). Plantas deficientes en Zn son también deficientes en auxinas. Varias enzimas son activadas también por el zinc. Su rango de concentración está entre 2 a 200 ppm (Mastalerz, 1977). Es inmóvil en el tejido vegetal y, por tanto, su deficiencia se presenta en tejido joven, formando roseta en las hojas terminales. Suelos altos en materia orgánica fijan grandes cantidades de Zn (Joiner et al, 1983).
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Este elemento presenta una particularidad y es la de que, además de ser aportado a través de fungicidas que lo contienen, en las operaciones de flores, cuya red de tubería de conducción de productos químicos es galvanizada, existe un continuo suministro del elemento, que lo hace aparecer en los límites altos de su rango normal. En estos casos hay que vigilar su posible exceso. Por otro lado, el cobre inhibe la absorción de Zn, lo mismo que el amonio. Concentraciones altas de bicarbonato inhiben la toma y translocación del Zn en la planta (Marschner, 1986). En general resulta indispensable equilibrar las aplicaciones de microelementos ya que son dependientes de un sinnúmero de factores que afectan su disponibilidad, volviéndolos deficientes o tóxicos según el caso. Molibdeno (Mo)
Sobre este elemento Joiner et al (1983) reporta lo siguiente: es parte de la enzima nitrato reductasa, la cual está envuelta en los pasos iniciales de la reducción de nitrato a nitrito, y de la enzima nitrogenasa, la cual es necesaria para la fijación biológica de nitrógeno atmosférico. Un rango suficiente, a nivel de tejidos, está entre 0,15 y 1,0 ppm. Su deficiencia ocurre en suelos ácidos, pero con frecuencia un encalado es suficiente para corregirla. En plantas de hoja ancha, la aparición de hojas angostas es síntoma de su deficiencia y, como es inmóvil, se manifiesta en las hojas jóvenes. El molibdato de amonio o de sodio constituyen la fuente más común en los programas de fertilización (Joiner et al, 1983). Cloro (Cl)
Marschner define el cloro como un extraño nutrimento mineral, ya que su concentración en las plantas está entre las 2.000 y las 20.000 ppm (rango de los macroelementos), pero el cloro requerido para un óptimo crecimiento está sólo entre las 340 y las 1.200 ppm (rango de los microelementos). El cloro es ubicuo en la naturaleza y las plantas lo toman fácilmente. También se transloca con facilidad. La evidencia indica que las plantas lo usan en forma de Cl-, en procesos relacionados con compensación de carga y osmoregulación. Así como su deficiencia es rara, excesos conducen a la toxicidad en plantas sensibles a este elemento (Marschner, 1986). Otros elementos benéficos
Aunque su esencialidad no está comprobada en todas las plantas, su presencia puede estimular el crecimiento o proveer resistencia a las enfermedades en ciertas circunstancias y, por ésta razón, vale la pena mencionarlos: los principales y más estudiados son sodio (Na), silicio (Si) y cobalto (Co). También se mencionan el níquel, el selenio, el alumino, el yodo y el vanadio. Entre ellos particularmente el silicio tiene gran importancia en la resistencia a las enfermedades en algunas plantas. Cabe recordar que es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. No sobra indicar que estos mismos elementos, dependiendo de su concentración, pueden ser potencialmente tóxicos. Existen varios que merecen atención en función de su potencial tóxico. Traynor (1980) cita al alumino, cadmio, cromo, flúor, litio, níquel, y 220
selenio como causantes potenciales de problemas. Particularmente el flúor y el litio, junto con el hierro, se pueden encontrar en concentraciones altas en aguas de pozo profundo, y son de especial cuidado en cultivos ornamentales en nuestro medio. Repasado el estudio de cada uno de los nutrimentos esenciales, es muy importante considerar ahora la forma como ellos pueden llegar a la planta. Para algunos autores se fertiliza la planta. Para otros se fertiliza el suelo. Probablemente se trata de una combinación. Colocar los elementos al alcance de la planta, específicamente en la vecindad de su potencial sistema radical, resulta obvio. Pero también es posible alimentar el suelo para que, a su vez, éste nutra a la planta. En realidad la naturaleza combina varias vías, a través de ciertos agentes, para lograr este propósito. La planta admite dos vías importantes para lograr la obtención de nutrimentos: la foliar y la radical. La vía foliar es un sistema reconocido que posibilita la toma de elementos nutritivos por las hojas y, en no pocas oportunidades, es capaz de sobrellevar las necesidades nutricionales de las plantas durante períodos relativamente largos. Por esta vía, las plantas no solamente adquieren nutrimentos sino además CO2. Por otra parte, el N2 puede ser difundido desde la atmósfera al suelo, y allí, una vez procesado por los microorganismos del suelo, ser entregado en forma disponible a la planta. En la naturaleza, la descomposición de los residuos vegetales y animales ocurrida en la superficie del suelo, permite que los elementos obtenidos en este proceso sean puestos a disposición tanto de la planta como de los demás habitantes del suelo. En la práctica, la fertilización foliar es especialmente útil para corregir deficiencias nutricionales, tanto de macroelementos como de microelementos y, si es aplicada apropiadamente, es con frecuencia la manera más práctica de suministrar elementos menores (Hsu, 1986). La oportunidad de las aplicaciones foliares puede ser crítica, dependiendo del momento óptimo durante el ciclo de crecimiento en donde los nutrimentos pueden ser mejor aprovechados y del tiempo óptimo durante el día, ya que éstos se deben asperjar cuando la planta tiene los estomas abiertos, usualmente temprano en la mañana (Traynor, 1980). Puesto que el carbono constituye el 45% del peso seco de la planta (un elemento verdaderamente mayor junto con el oxígeno — 43% — y el hidrógeno — 6% —) su provisión artificial o forzada o estimulada en el caso de la actividad respiratoria del suelo, en donde los microorganismos juegan un papel muy importante, puede considerarse como un tipo de fertilización adicional, gaseosa, especialmente cuando el CO2 se torna en elemento limitante. El enriquecimiento de la atmósfera circundante del follaje con CO2, es un procedimiento rutinario en invernaderos climatizados para tal efecto. Este enriquecimiento dentro de un invernadero para mantener ambas, la concentración normal de CO2 (330 ppm) o concentraciones más altas, sirve para aliviar los gradientes desfavorables de CO2 entre la hoja y su ambiente cuando, de otra manera, este sería un factor limitante (Porter y Grodzinski, 1985). En Colombia este aspecto no ha sido explotado aún y permanece como un importante campo inexplorado de estudio y desarrollo. Pero el más común de los sistemas es la fertilización edáfica que incluye la distribución 221
e incorporación de nutrimentos en forma sólida o mediante el riego (fertirrigación). Cuando se fertiliza con abonos sólidos la colocación del abono y su época de aplicación son partes tan importantes de la fertilización, como lo son la dosificación y la selección de la fuente (Gómez, 1984). Según este mismo autor, hay dos normas generales que deben seguirse, en lo posible, con respecto a la colocación y época de aplicación del abono al suelo: a) Deben enterrarse. b) No aplicarlos con anterioridad a la siembra. Enterrarlos evita la pérdida de los fertilizantes por causas tales cómo volatilización, inmovilización, denitrificación y cambios drásticos en la humedad superficial del suelo. No aplicarlos con anterioridad a la siembra, evita pérdidas por lixiviación, volatilización, fijación y conversión a formas menos asimilables. Existen, por otra parte, modelos que ilustran los procesos que tienen lugar cuando fertilizamos edáficamente. Guerrero (1984) explica la dinámica nutricional del sistema suelo-planta en función de la interacción entre las fases sólida (constituida por partículas minerales y compuestos orgánicos), solución (formada por el componente líquido del suelo), cambiable (compuesta por los coloides del suelo o “enjambre iónico”) y raíz (lugar de acumulación de nutrimentos y posterior translocación a la parte aérea) en donde los fenómenos de solubilización y mineralización, fijación e inmovilización, intercambio iónico, absorción y translocación de nutrimentos, ligan las fases en forma bidireccional y específica, para concluir que habrá suficiencia o deficiencia nutricional según se presenten estas condiciones: Suficiencia: (solubilización + mineralización) > (fijación + inmovilización + extracción por la planta + pérdidas). Deficiencia: (solubilización + mineralización) < (fijación + inmovilización + extracción por la planta + pérdidas). Como conclusión podemos anticipar que la combinación de estos sistemas nos posibilita una entrega ágil, oportuna y recursiva de elementos a la planta, según las circunstancias y condiciones específicas en que se halle. 4.3 El agua
Afecta todos los otros aspectos en un grado tal, que no es arriesgado afirmar que la irrigación es la columna vertebral del proceso productivo en flores y de la agricultura en general. La cantidad, la calidad y el sistema de riego juegan un papel decisivo a la hora de lograr productividad y calidad. Junto con la preparación del suelo, tal vez no existe otra práctica de manejo que más afecte, tanto en el corto como en el largo plazo, la utilización eficaz del recurso suelo. Los excesos producen consecuencias graves en la aireación de éste, los cuales repercuten profundamente en el bienestar de la planta, como vimos durante el examen de las condiciones físicas. Su defecto acarrea problemas no menos serios, expresados en pobre desarrollo y calidad. Barber (1984) afirma que el agua en el suelo es importante como: a) Un medio para la difusión de solutos.
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b)Líquido regulador de la temperatura (el mejor en la naturaleza). c) Solvente para las reacciones bioquímicas. d)Ayuda en el soporte físico de la planta. e) Medio para suplir nutrimentos a la planta vía el flujo de masa. f ) Medio para el movimiento de nutrimentos a través de la planta. g) Fuente de hidrógeno para la fotosíntesis. Su dosificación exacta y oportuna, por otro lado, logran el milagro de la alta productividad y el mantenimiento de la calidad. Ya vimos también cómo afecta la química, por su influencia en los estados de óxido-reducción y sobre el pH del suelo. La producción y calidad de los cultivos ornamentales generalmente incrementa, en la medida en que la frecuencia de irrigación aumenta, a menos que una deficiencia de oxígeno se desarrolle en el sustrato (Mastalerz, 1977). Para alcanzar máxima productividad es necesario que las plantas se desarrollen en sustratos que provean tanto la máxima cantidad de oxígeno a las raíces, como también la máxima cantidad de agua (Hanan, 1972, citado por Marstalerz). Recordemos que suelos con contenidos apropiados de materia orgánica poseen ambas características. Sustrato, planta y atmósfera, tomados en conjunto, forman un sistema físicamente unificado, en el cual el flujo de agua ocurre con interdependencia de todos sus componentes. Potenciales entre el sistema determinan la dirección y tasa del flujo del agua que ocurre entre la planta y la atmósfera, o entre el sustrato y la planta (Mastalerz, 1977). El mismo autor señala que el continuum planta-atmósfera-sustrato es un sistema en constante estado de flujo. Lo anterior nos hace pensar en la manera cómo, en ocasiones, no pocas por desgracia, irrigamos o fertirrigamos, nuestros cultivos de flores, sin pensar en las reacciones. Por ejemplo: ¿atendemos este continuo cambio de estados para tomar decisiones de riego? ¿Nos limitamos a confeccionar programas de riego semanales que repetimos sin tener en cuenta estos sutiles — a veces no tanto — cambios en el estado de los tres componentes del sistema? Para entender un poco mejor el papel y los mecanismos mediante los cuales el agua es absorbida por la planta veamos lo que nos dice la literatura. Fitter y Hay (1981) traen un ejemplo que ilustra bien el mecanismo mediante el cual las plantas toman agua: el flujo del agua, que corre pendiente abajo, puede mover una rueda “Pelton” produciendo un trabajo útil. El agua en la base de la pendiente ha perdido su capacidad de hacer trabajo y tiene un contenido más bajo de energía libre que el agua en la cima de la pendiente. Por tanto, tenemos un flujo de agua cuya fuerza motriz es la diferencia de energía libre entre la cima y la base de la pendiente. De manera similar, el movimiento del agua en el sistema suelo-planta-atmósfera es debido a diferencias entre el contenido de energía libre del agua (capacidad de hacer un trabajo) en diferentes partes del sistema. Por ejemplo, en una planta bien regada, con pleno potencial de transpira223
ción, el contenido de energía libre decrece progresivamente en la medida que pasa desde el suelo, vía el xilema y la hoja, a la atmósfera libre; consecuentemente, el agua fluye desde el suelo a través de la planta y, de allí, al aire, en respuesta a éste gradiente de energía. Por otra parte, de crucial importancia para la fertilización resulta el conocimiento de cómo las raíces toman los nutrimentos. Las plantas los pueden tomar por varios mecanismos entre ellos, los más importantes, la intercepción radical, el flujo de masa y la difusión. Aspectos adicionales, como morfología y edad de la raíz, cantidad y distribución de raíces, entrada de nutrimentos, densidad de siembra, relación entre el crecimiento de la parte aérea y la subterránea, son también de gran interés. Barber (1984) afirma: “Nosotros debemos ser capaces de predecir la tasa de crecimiento de la raíz y su morfología en la medida en que es influenciada por el suelo, el clima, las especies y las variedades”. Lo anterior nos coloca en la situación de saber qué está pasando, tanto con la planta como con el clima, para poder tomar decisiones de riego y fertilización. Profundizando algunos de estos aspectos encontramos que el flujo de masa y la difusión son mecanismos de gran importancia en la toma de elementos. El flujo de masa es el movimiento de éstos a través del suelo hacia la raíz causado por la absorción de agua por parte de la planta. La cantidad de nutrimentos movidos por el flujo de masa está relacionado con el agua usada y la concentración de éstos en ella (Barber, 1984). Podemos observar que éste es un nombre técnico específico del principio según el cual la energía fluye desde los lugares de alta hacia los de baja concentración. También vemos operar aquí el modelo fuente-vertedero, en donde la planta hace de vertedero cuando el agua fluye del suelo (fuente) hacia ella, pero hace de fuente cuando la cede a la atmósfera (vertedero) una vez filtrada y completamente purificada, para completar el vasto ciclo hidrológico. Excepto en el caso del fósforo y del potasio, el flujo de masa es el mecanismo mediante el cual la mayoría de los nutrimentos ingresan a la raíz. En contraste con lo anterior, la difusión (los elementos se mueven nuevamente desde zonas de alta concentración — la solución del suelo — hacia la zona de baja concentración — la raíz en crecimiento activo—) es un importante factor de movilidad de iones en la inmediata vecindad de la superficie de la raíz y, por tanto, está estrechamente relacionada no sólo con la condición del suelo sino con factores de la planta, tales como el crecimiento y el área superficial de la raíz, siendo el mecanismo más importante para la toma de P y K (Marschner, 1986). El otro mecanismo es la intercepción del suelo generada por el crecimiento de la raíz. Aunque no tan importante en cantidad, la exploración de varias profundidades del suelo le puede permitir a la planta tener acceso, no sólo a nutrimentos de difícil disponibilidad, sino a fuentes de agua como la freática, cuyo aporte puede llegar a ser significativo en el balance hídrico. Elfving (1982), citando a West et al (1970), señala que las plantas pueden extraer cantidades significantes de agua con únicamente una porción de su sistema radical. 224
La buena agricultura ha sido algunas veces definida, con razón, como el cultivo de excelentes raíces; por eso podemos apostar que con raíces profundas y sanas, y un buen contenido de materia orgánica en el suelo, difícilmente afrontaríamos los problemas que su defecto acarrea. Aquí cabe mencionar tres hipótesis que regulan la relación de crecimiento de la parte aérea y de la parte radical (Barber, 1984): a) La hipótesis competitiva que establece que el crecimiento de la raíz está largamente determinado por la carencia de carbohidratos exportados desde las hojas y el tallo, y que el crecimiento de estos está determinado por el suministro de nutrimentos desde la raíz. b)La teoría del exceso de carbohidratos, la cual postula que el crecimiento de la raíz depende del exceso de carbohidratos que no pueden ser usados por la parte aérea. c) La hipótesis que postula que el crecimiento de la raíz depende del tamaño del vertedero para usar carbohidratos. Existe también la hipótesis de que éstos van primariamente al vertedero más cercano. Independientemente de cúal de estos mecanismos aplique, lo importante es entender y de alguna manera poder medir (monitorear), durante el desarrollo del cultivo, ésta siempre cambiante relación. Por tanto, la comparación del crecimiento de la raíz y de los órganos aéreos (tallo, hojas, flores, frutos, semillas) dan una valiosa información que contribuye a un mejor manejo de la fertilización y el riego. Como hemos visto, no se puede hablar de nutrición sin tener en cuenta el agua y su estado en el suelo, en la planta y en la atmósfera. En la práctica, un balance hídrico da cuenta de todos estos aspectos. Ortega y Morales (1997), mencionan los principales factores que influyen en la evapotranspiración2: el clima, a través de sus componentes: temperatura, humedad relativa, radiación solar, vientos y precipitación. Los cultivos, a través de la especie, variedad, ciclo vegetativo, sistema radical y prácticas culturales. El agua, desde el punto de vista de su calidad agronómica, disponibilidad y prácticas de riego. En general, la cantidad de agua transpirada por un cultivo varía entre 2 a 4 millones de litros por hectárea (Barber, 1974). En la Sabana de Bogotá es frecuente el uso de 5 a 6 millones de litros por hectárea por ciclo de cultivo (aproximadamente tres meses). Por experiencia personal del autor, producciones de crisantemo obtenidas en suelos francos de la serie Tibaitatá, con 2,5 millones de litros por hectárea por ciclo (tres meses), son viables en cuanto a calidad y cantidad del producto obtenido. De toda el agua absorbida por las plantas, aproximadamente el 95% es perdida por transpiración y 5% o menos es usada en la planta. Si no fuera por la pérdida de agua en la transpiración, un simple aguacero o un sólo riego proveerían suficiente agua para las necesidades de crecimiento del cultivo durante todo su ciclo (Kramer, 1969). 2
Cantidad de agua que es necesario suministrar a un cultivo para que sea utilizada en la construcción de los tejidos de las plantas, en la transpiración de las mismas, y en la evaporación realizada por el suelo, durante todo el ciclo vegetativo de los cultivos.
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Dada la importancia de este recurso finito, vale la pena replantear los esquemas de riego prevalentes en nuestras operaciones. Reducir el agua, no obstante, implica riesgos ya que no todos los estadios de crecimiento de un cultivo son igualmente tolerantes a las restricciones del líquido. De acuerdo con Salter y Goode (1967), un bajo suministro de agua en los estadios tempranos de crecimiento de un cultivo anual puede influenciar la precocidad de la floración, a través de la reducción en el número de nudos formados antes de que la floración ocurra. Los mismos autores señalan la sensibilidad extrema de ciertos órganos florales al estrés de agua. La escasez de agua en este momento puede resultar en órganos florales defectuosos, esterilidad, reducido número de flores formadas y falla en la apertura floral. Por otra parte, entre los efectos positivos de manejar bajos suministros de humedad, varios investigadores han sugerido que la resistencia a la sequía puede ser conseguida manteniendo las plantas bajas de riego en los primeros estadios de crecimiento. La explicación más sencilla anotan, está basada en la creencia general de que el reducido suministro de agua en los primeros estadios de crecimiento estimula el desarrollo de un abundante y profundo sistema radical, el cual se constituye en un deseable “buffer” contra la sequía. Regar abundantemente en la época de formación de los órganos florales, o no regar en los primeros estadios, no siempre resulta posible ya que, con frecuencia, la diferenciación y la formación de órganos florales coinciden con la aparición de problemas fitosanitarios, cuyo manejo implica frecuentemente la reducción del riego para lograr disminución de la humedad relativa. En cuanto a los primeros estadios, es raro disponer de un sistema de riego que mantenga una humedad favorable en el ambiente y para la planta, manteniendo al mismo tiempo una baja humedad en el suelo. De todas maneras es una excelente idea lograr, desde el comienzo del cultivo, un sistema radical capaz de soportar niveles bajos de agua, lo cual daría margen de maniobra cuando se requiera bajar el suministro de humedad al cultivo. Puesto que la obtención de flores es el objetivo primordial de la floricultura, resulta indispensable conocer los estados más susceptibles a las deficiencias de agua, y actuar en consecuencia. Con lo expuesto anteriormente parece claro que no es factible deslindar la nutrición de aspectos tan cruciales como el desarrollo de la raíz, la disponibilidad de agua, los estadios de crecimiento, el clima y las características del suelo. Aspectos que están entrelazados y explicados por unos pocos modelos, cuya universalidad los hace prácticos de manejar. Hasta aquí hemos abordado aspectos del agua relacionados con la cantidad. Sin embargo, la calidad del agua cuenta tanto o más que aquella. Cuando hablamos de la repetición dijimos que es un modelo según el cual lo bueno debe ser repetible y conservable, pero también que, si no fuera tan bueno, o peor aún, si fuera defectuoso, su repetición podría causar estragos. Pues bien, regar un suelo con agua de la mejor calidad le está garantizando largos años de vida útil y productiva pero, lo contrario, es causa segura de complicaciones a lo largo del tiempo. Examinemos éste aspecto de la calidad de acuerdo con las fuentes de agua disponibles normalmente en una empresa de flores. Es común irrigar con aguas superficiales prove226
nientes de ríos o quebradas; también con aguas subterráneas. Debido a que la mayor parte de la floricultura ocurre bajo invernadero, la lluvia no es fuente directa, a menos de que exista manera de recogerla y almacenarla para luego utilizarla en el riego. De acuerdo con su origen, todas tienen características que las diferencian y las hacen más o menos aptas para el riego. Por otra parte, en el caso de las aguas superficiales, su calidad depende largamente de los accidentes tanto naturales como artificiales que ocurren a lo largo de su recorrido. No es difícil aplicar algo de sentido común y concluir que las aguas lluvias, a menos de que estén seriamente afectadas por polución proveniente de centros industriales, presentan unas características óptimas. Ya vimos cómo el proceso de transpiración vegetal tiene entre sus “subproductos ” el agua pura. Aquí resulta obvio que, si no disponemos de una manera de recogerla y almacenarla, o si nuestros invernaderos no están dotados de cubiertas móviles, poco provecho podremos obtener de esta fuente. Aunque, por otra parte y debido a los ciclos climáticos, no siempre dispongamos de este recurso, aún en zonas de baja precipitación — menos de 800 mm /año — las aguas lluvias pueden satisfacer potencialmente al menos una tercera parte de las necesidades del cultivo. Esto significa inversiones importantes en reservorios y canales de conducción, que en conjunto son una de las posibles soluciones ecológicas a mano para el buen uso y conservación de este precioso líquido. Junto con las aguas subterráneas, las de río o quebrada son con frecuencia las más usadas en la floricultura. Las aguas superficiales conllevan toda la carga de los afluentes que las alimentan, por desgracia no siempre exentos de problemas. Metales pesados, alta demanda de oxígeno, contaminantes orgánicos e industriales, jabones y detergentes caracterizan estas aguas, repercutiendo en el bienestar de los microorganismos del suelo y, por tanto, en el desempeño de las plantas en el largo plazo. En cuanto a las aguas de pozo, sus características dependen de factores geológicos y de formación involucrados en la conformación de los acuíferos. No pocas operaciones de flor dependen exclusivamente de este tipo de agua. Igual que las superficiales, desafortunadamente no están desprovistas de problemas, pues es frecuente encontrar ciertos elementos en concentraciones no deseadas que pueden volverse un dolor de cabeza con el tiempo: sodio, bicarbonatos, cloruros, boro, flúor, y litio, entre los más comunes. No importa de qué fuentes se disponga siempre resultará una buena idea, además de ahorrarla — mediante un juicioso manejo del riego —, el de combinar las fuentes posibles, o al menos dos de ellas para no depender de un sólo tipo de agua. En cuanto a los efectos en el largo plazo del agua en los suelos, Traynor (1980) afirma: está escrito (o algún día lo estará) “como es el agua así será el suelo”. Y añade: “si un suelo es irrigado con una lámina de agua dada, por un período de tiempo largo, el suelo asumirá las características del agua. En tales casos, una mirada a los datos de un análisis de agua puede proporcionar una visión del suelo, aún si no se dispone de análisis de suelos. Por el contrario, los análisis de suelos pueden indicarnos la composición química del agua de irrigación usada”.
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Para sólo mencionar dos características del agua que pueden causar efectos importantes en el largo plazo, citamos el pHc y el contenido de bicarbonatos. El primero nos da una tendencia del poder acidificante o alcalinizante del agua. Valores de pHc por encima de 8,4 indican la tendencia del agua a disolver la cal del suelo acidificándolo en el tiempo. Valores menores de 8,4 indican una tendencia a precipitar la cal, alcalinizándolo (Traynor, 1980). La reacción de equilibrio (pHc) es un mejor indicador de la calidad del agua afectada por alcalinidad. Si el pH es mayor que el pHc se puede asumir que se formarán precipitados de calcio y magnesio. Éstos se acumulan en la flor y el follaje dejando manchas blanquecinas que desmejoran la presentación del producto y pueden obstruir los sistemas de irrigación basados en pequeños orificios (Petersen, 1996). Aunque el cloruro es usualmente considerado el anión más tóxico para las plantas, existen datos que demuestran que para algunas especies el bicarbonato es más tóxico aún, por sus implicaciones en la clorosis de hierro (Traynor, 1980). Basta mencionar cuán sensibles son las rosas a la deficiencia de hierro, para apreciar la calidad del agua — o la importancia del pH — en la nutrición de las plantas y en las poblaciones de microorganismos del suelo, o para valorar su capacidad modificante de la reacción (pH) del suelo. No podemos terminar de hablar del agua sin mencionar el equipo de riego. Si bien la calidad y la cantidad son aspectos cruciales en el riego y por extensión en la fertilización, no lo es menos la manera como el agua es dispensada a las plantas. Muchos problemas atribuidos a la fertilización están relacionados en no pocas ocasiones con problemas de aplicación del riego, toda vez que, en floricultura, es normal irrigar y fertilizar al mismo tiempo (fertirrigar). Estos tienen origen, algunas veces, en diseños no adecuados de los sistemas de riego, y otras en su mal uso. Aunque parece simple, regar bien es bastante difícil. Veamos algunas consideraciones sobre los sistemas de riego de uso común. Los de riego por goteo, aspersión y riego manual con manguera, cada uno con sus respectivas versiones, son los más populares dentro de la floricultura colombiana. No obstante su popularidad, se puede afirmar que ninguno de ellos, hasta el momento, parece por sí mismo ideal o suficiente para llevar a cabo un riego perfecto y económico, es decir, para todos los estadios de las plantas, para todas las épocas climáticas, para todos los suelos, en todas las condiciones fitosanitarias, o para todos los presupuestos. Sin embargo, cada uno tiene virtudes (y también desventajas), que lo hacen más o menos apto en determinadas circunstancias. El goteo presenta considerables ventajas a nivel fitosanitario que lo hacen sujeto de elección cuando éste aspecto es relevante en el manejo del cultivo y cuando se lo mira como una herramienta en el manejo integrado de plagas y enfermedades. También en ciertos suelos es primera opción, si existe el presupuesto y las facilidades para su implementación. Por otra parte, su costo y modo de operación lo hacen menos atractivo en ciertas circunstancias, como suelos muy sueltos y porosos, que implican la instalación de un gran número de emisores por unidad de área. Por defecto en el número de goteros, se pueden 228
crear zonas secas entre emisores, capaces de afectar la uniformidad de crecimiento del cultivo. Resulta conveniente repasar algunos conceptos básicos sobre cómo afecta el riego por goteo las relaciones suelo-planta. En primer término, el goteo puede afectar la profundidad de las raíces, dada la capacidad de las mismas de proliferar en las zonas mejor abastecidas de humedad, reduciéndose en las zonas más secas. Cuando un cultivo se irriga de manera muy abundante, sus raíces exploran poco volumen de suelo. No obstante, Elfving, citando a Golderg et al (1971), reporta que se han encontrado alrededor de las dos terceras partes de raíces de clavel en una capa de suelo ubicada a una profundidad entre los 3 y 10 cm de la superficie de éste, a pesar de haber mantenido buenos niveles de humedad a una profundidad de 40 cm, cuando se usó riego por goteo. (El modelo de acciónreacción también hace de las suyas). El mismo autor añade: “El confinamiento de las raíces en pequeños volúmenes de suelo puede resultar en una fluctuación más rápida del agua del suelo y/o de sus niveles de nutrimentos, incrementando el riesgo de estrés si la aplicación es retrasada o interrumpida”. Elfving (1982) también afirma: “el movimiento de las sales en el suelo bajo sistemas de riego por goteo es más complejo que los de la irrigación convencional, en donde el movimiento de sales es hacia abajo en la dirección del flujo de agua. Bajo el sistema de goteo, las sales se acumulan en la frontera húmeda, entre emisores, y sobre la superficie, donde el fenómeno de evaporación tiene lugar. Con reposiciones de agua repetidas, el goteo tiende a crear una acción de lavado en un pequeño volumen de suelo, produciendo un gradiente de sales en distancias cortas comprendidas en la zona de humedecimiento. Las raíces se tienden a concentrar en la región húmeda caracterizada por una concentración más baja de sales. Debido a esto, se debe diseñar un sistema de riego por goteo que permita un gran volumen de suelo lavado, para conseguir un buen desarrollo de raíz, mientras se minimiza al mismo tiempo su contacto con zonas de alta salinidad”. ¿Cuántas veces se le atribuye erróneamente a la fertilización problemas causados por el sistema de riego (uso y diseño)? Los sistemas de aspersión por su lado, presentan otros problemas, como la tendencia a lavar nutrimentos del follaje, a crear condiciones de humedecimiento óptimas para el desarrollo de enfermedades y, cuando fallan, debido a su mayor radio de cobertura, echar a perder una gran cantidad de plantas en comparación, por ejemplo, con el goteo cuya área de influencia usualmente es menor. Su patrón de humedecimiento, por otra parte, ayuda a mejorar la distribución de la humedad en la superficie del suelo, dada su similitud con la lluvia, lo cual tiene gran importancia en los estadios tempranos de desarrollo. El riego manual es, en ocasiones, el más recomendado cuando se trata de trabajos finos o de maquillaje, o de regar ciertas áreas pequeñas que los otros sistemas, por su trabajo masivo, no logran dejar en condiciones apropiadas. Unos regadores bien entrenados y disciplinados logran riegos tan uniformes o incluso mejores que los sistemas mencionados. No obstante, existen problemas complicados asociados con su uso, como la intensidad de su descarga. En un instante, por decir un segundo, descargan la misma lámina que un gotero en ¡veinte minutos ! Esto crea un problema de infiltración que termina 229
desviando el agua de su blanco inicial, la “cama”, probablemente hacia el camino. Ante esto el suelo lee, biológicamente hablando, erosión. Su reacción: algas, musgos y epífitas que sellan y amarran la superficie del suelo impidiendo, además de la pérdida de suelo, el paso de agua y modificando el de gases. Nada bueno, como se puede ver, para los propósitos de cultivo. Sin embargo, y debido a que el sistema funciona bajo invernadero, uno de cuyos mayores efectos es el control de las lluvias, se hace preciso utilizar uno, dos, tres o más sistemas de riego — recordemos también que el del nivel freático es uno más, de tipo más o menos natural —, para que de manera individual o combinada nos ayuden a llevar a cabo la importante labor de distribuir la humedad y los nutrimentos en nuestro suelo. Todo el tiempo y el esfuerzo que se dedique a esta labor será bien recompensado. (¡Los buenos efectos de la ley de acción-reacción también se manifiestan !). Para concluir sobre cuánta humedad debemos mantener en el suelo, hemos dicho ya algo: aquella que le permita a la planta surtirse del líquido sin mayores esfuerzos, pero permitiéndole al mismo tiempo a la raíz respirar libremente. 4.4 El clima
Las flores son generalmente cultivadas en Colombia en clima frío, sin embargo, la gran mayoría están bajo invernadero. Este hecho implica importantes cambios en el comportamiento de la temperatura, la velocidad del viento, la energía solar, el contenido de CO2, la humedad relativa y la humedad del suelo, comparado con cultivos al aire libre. Como todos los factores anteriores están estrechamente vinculados entre sí y estos con la nutrición vegetal, su variación afectará la productividad, la calidad y el ciclo de las plantas cultivadas en estas condiciones. El entendimiento de su comportamiento es de gran ayuda en la comprensión del alcance de la nutrición vegetal en el sistema integrado planta-suelo-agua-clima-hombre. Veamos como afecta la temperatura. De acuerdo con Mastalerz (1977), los invernaderos se calientan por dos razones: a) debido al “efecto invernadero” que permite la retención de longitudes de onda larga y b) debido a que la cubierta restringe el movimiento del aire pero permite al mismo tiempo la entrada de la luz solar, con efecto neto de acumulación de calor. En Colombia existe una variación considerable en diseños de cubiertas y estructuras, lo cual hace difícil generalizar el comportamiento de los factores implicados. En su mayoría éstas estructuras son sistemas abiertos, con cubiertas plásticas, que los diferencian de los invernaderos climatizados de vidrio existentes en otras latitudes, cuyo comportamiento se asemeja un poco más al de un sistema semicerrado. Aunque algunos diseños de invernaderos presentan algún grado de climatización, la ventilación por lo general es totalmente pasiva, es decir dependiente de los cambios de presión atmosféricos externos y, por tanto, el efecto principal del invernadero es el de aumentar las temperaturas diurnas y, sólo moderadamente, las nocturnas, dando como resultado un amplio diferencial, no siempre favorable al crecimiento de las plantas.
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Es normal, en días medianamente soleados, observar temperaturas altas entre las 10 a.m. y las 2 p.m., horas que coinciden con un mayor aporte de energía solar. Como es bien sabido, las plantas tienen rangos óptimos de temperatura específicos para cada especie y variedad, por encima o debajo de los cuales su desarrollo se hace más lento o incluso se detiene. Este aspecto es de considerable importancia si queremos lograr la mayor eficiencia de los fertilizantes, ya que en condiciones de temperaturas altas los estomas se cierran (en la mayoría de las plantas) y el proceso de la transpiración se detiene, arrojando como resultado un incremento de la temperatura foliar y el cese del flujo de nutrimentos que entran a la planta y que son absorbidos pasivamente, vía el flujo de masa. Por otra parte, la menor cantidad de agua absorbida y transpirada ocurre cuando la temperatura del aire es de 0 °C (Mastalerz, 1977). Lo anterior afecta drásticamente la productividad, calidad y duración del ciclo de vida de las flores, al igual que la vida en florero. En plantas que están adecuadamente provistas de agua y elementos minerales, la tasa fotosintética está determinada principalmente por la energía radiante, el dióxido carbónico, y la temperatura (Mastalerz, 1977). Lo anterior explica la carencia de respuesta a la fertilización cuando otras condiciones son limitantes: así, el principio de la ley del mínimo de Liebig (“el crecimiento de una planta depende de la cantidad del nutrimento que se encuentre a su disposición en menor cantidad”) y el principio de los factores limitantes de Blackman (“cuando un proceso está condicionado, en cuanto a su rapidez, por un número de factores separados, la tasa del proceso está limitada por la velocidad del factor más lento”) han sido propuestos para explicar la interacción entre los diversos factores ambientales que actúan simultáneamente y el índice de los procesos fisiológicos [Salisbury y Ross, (1992); Mastalerz, (1977)]. Un factor relevante de la temperatura es su efecto en el sustrato de crecimiento de las plantas. En general, en un invernadero la temperatura del sustrato sigue de cerca la temperatura del aire (Mastalerz, 1977). El efecto principal del incremento en la temperatura del sustrato se expresa en el mayor crecimiento de raíces, absorción de agua y elementos minerales. Por otra parte, la actividad de los microorganismos se incrementa notablemente permitiéndole a la planta una mejor disponibilidad de elementos provenientes de la descomposición de la materia orgánica. Joiner (1983) sintetiza los efectos de la temperatura así: “afecta todos los aspectos de la absorción y utilización de los nutrimentos”. Existe una relación directa entre la tasa de transpiración y la absorción pasiva de elementos. Como los nutrimentos son absorbidos primariamente contra gradientes de concentración, su absorción depende de la respiración. Aumentos de 10 °C de la temperatura (dentro de rangos óptimos) incrementan la respiración 2,2 veces, aumentando también la absorción de solutos en el mismo factor. Por tanto concluye: “aumentos en la temperatura implican incrementos en la cantidad y frecuencia de aplicación de los fertilizantes, en función de la intensidad de la luz”. ¿Cuántas veces hemos atribuido a deficiencias en la fórmula de fertilización, los efectos que dependen de otro factor como la temperatura? El uso de una cubierta implica que la energía solar pasa a través de un filtro, cuyas características y accidentes determinan largamente la calidad y cantidad de luz que llega 231
a ser interceptada por la planta. La estructura del invernadero, la calidad y componentes del plástico, la edad y el estado de limpieza son factores que afectan la transmisión de luz fotosintéticamente activa. Mediciones realizadas por el CIAA3 (ASOCOLFLORES, 1997) en la Sabana de Bogotá, indican que se puede desperdiciar hasta un 46% de la luz que llega a los invernaderos (con plásticos de 2 años de edad) y 29% (en plásticos de 6 meses de edad), comparados con la luz exterior. Kraus y Kraybill (1918), citados por Joiner et al (1983), realizaron un trabajo básico sobre las relaciones entre la intensidad de la luz y la nutrición de las plantas. Sus conclusiones apuntan a que aspectos tales como la calidad, el crecimiento vegetativo, la floración y frutescencia y la calidad de postcosecha están determinados por el balance entre la síntesis de carbohidratos (los cuales dependen de la intensidad de la luz) y los niveles de nutrición en la planta, especialmente de nitrógeno. La energía solar y la temperatura determinan la cantidad de carbohidratos disponibles para el crecimiento de la planta, mientras que los niveles de nitrógeno y de humedad determinan cómo van a ser usados aquellos (Mastalerz, 1977). Las plantas usan los carbohidratos para producir proteínas que se materializan en un mayor crecimiento y/o para almacenarlos como tejido de reserva o incorporarlos estructuralmente. La predominancia de uno u otro proceso determinará cómo crece y se desarrolla la planta. Por ejemplo, plantas crecidas con bajas intensidades lumínicas y altos niveles de nutrición y humedad, en condiciones normales de temperatura, serán débiles y vegetativas, ya que los carbohidratos disponibles en la fotosíntesis serán usados en la síntesis de proteínas, las cuales serán utilizadas, a su vez, en la construcción de tejido nuevo, en desmedro de la acumulación de reservas de carbohidratos, que son vitales para la calidad y duración en postcosecha. El caso opuesto, tenderá a producir plantas más balanceadas en cuanto a crecimiento y consistencia. La implicación práctica de estos comportamientos relacionados con la energía solar que está disponible en un momento dado, se concreta en la posibilidad de dirigir de alguna manera, mediante la manipulación del riego y de los niveles de fertilidad, el balance de producción de carbohidratos hacia un mayor crecimiento y división celular (expresados en la síntesis de proteínas) o, por el contrario, hacia una mayor acumulación de materia seca (expresada en el almacenamiento de carbohidratos que han sido producidos en el proceso fotosintético). Como cada fase del crecimiento de la planta tiene requisitos diferentes, en cuanto a uso y disponibilidad de carbohidratos, la manipulación de estos factores se debe realizar de acuerdo a estas necesidades. No sólo la fertilización, sino también la humedad que se debe suministrar a un cultivo, están íntimamente ligadas con la energía solar. Furuta et al (1963), citado por Mastalerz (1977), afirman que la cantidad de agua transpirada por las plantas y evaporada del sustrato (evapotranspiración) está altamente correlacionada con la energía solar radiante, particularmente cuando la humedad está fácilmente disponible. Como resultado, debe ser posible medir el flujo solar radiante con un dispositivo adecuado, e irrigar los cultivos de flores de acuerdo con la cantidad de energía radiante que ellos reciben. Otro factor de gran importancia, al cual no se le ha dado mayor atención en Colombia, 3
CIAA: Centro de Investigaciones y Asesorías Agroindustriales. UJTL.
232
y que posiblemente, cuando está deprimido, se convierte en un importante factor limitante, afectando consiguientemente la productividad y calidad de nuestras flores, es el dióxido de carbono, CO2. En ambientes protegidos, como los invernaderos, los factores que contribuyen a crear una deficiencia de CO2 se magnifican grandemente. Esta depresión en los niveles de CO2 afecta el rendimiento fotosintético y, por lo tanto, la productividad y calidad de los cultivos. En mi experiencia personal he encontrado niveles entre 100 y 200 ppm, cuando precisamente la disponibilidad de luz es máxima, usualmente entre las 10 a.m. y las 2 p.m. del día, horas en que también la temperatura se encuentra con facilidad por fuera de los límites fisiológicos recomendados. Niveles de 50 a 70 ppm (Salisbury y Ross, 1992) pueden considerarse (para plantas C-3) como el punto de compensación en el cual el dióxido carbónico consumido en la fotosíntesis es igual al producido en la respiración; cuando este nivel se alcanza, las reservas de carbohidratos se deprimen y el crecimiento de la planta se reduce grandemente. Sin embargo, niveles entre 100 y 150 ppm, pueden considerarse como el punto en donde el CO2 es limitante y donde no habrá acumulación neta de materia seca (Porter y Grodzinski, 1985 ; Mastalerz, 1977). Las plantas juegan un papel activo en la moderación de su propio ambiente a través de la fotosíntesis, de la respiración, y de la absorción y disipación de energía; la presencia de plantas vecinas y de cubiertas y estructuras de protección afectan dramáticamente los niveles de CO2 (Porter y Grodzinski, 1985). El estudio de perfiles microclimáticos (Figura 5), comprendidos entre la superficie del suelo y la parte superior del follaje, muestran que la velocidad del viento y la intensidad de la luz son mayores a medida que se alejan del suelo y se acercan al ápice de las plantas; la temperatura, en cambio, decrece en la medida en que se aleja de la parte apical (más caliente) y se acerca al suelo (más fría). La concentración de vapor de agua es máxima a nivel del suelo y decrece con la altura del follaje. El CO2 presenta una concentración mínima a la altura en que la intercepción de luz es máxima y donde la máxima caída en la velocidad del viento ocurre, siendo máxima a nivel del suelo y por encima del follaje. En invernaderos cerrados las concentraciones de CO2 fluctúan a lo largo de las 24 horas como resultado de la actividad fotosintética y la respiración de ambos, plantas y organismos del suelo. Suelos que han sido enmendados con materia orgánica, contribuyen de manera significativa al requerimiento total de CO2 por parte del cultivo. Prácticas que incrementen la temperatura del suelo y la retención de humedad (“mulchs” artificiales u orgánicos) favorecen la producción de CO2 derivado del suelo (Porter y Grodzinski, 1985). Durante el día, el follaje es el vertedero neto del CO2 producido por el suelo y la atmósfera, los cuales funcionan como fuente. En la noche, las hojas son la fuente de CO2, y la atmósfera es el vertedero para el CO2 derivado del suelo y de éstas (Porter y Grodzinski, 1985). Existen varias maneras artificiales de enriquecer un invernadero con CO2. Sin embargo, además de su sistema de aplicación, su costo y posibles efectos colaterales, de acuerdo con las características de cada fuente, deben ser evaluados cuidadosamente antes de tomar 233
Altura
Velocidad del viento
FIGURA 5.
Temperatura
Intensidad lumínica
H2O vapor
CO2
Perfiles verticales representativos de velocidad del viento, temperatura, intensidad de luz, concentración de vapor de agua, y concentración de CO2 a nivel del follaje del cultivo. Los valores de cada parámetro incrementan de izquierda a derecha. La línea (-----) indica la parte superior del follaje. Tomado de Porter y Grodzinski, 1985.
una decisión. Pero la manera más natural de mejorar la distribución del CO2 es a través de una buena circulación del aire, la cual reduce además la temperatura y la humedad del follaje. La densidad de siembra — factor muy importante en el cálculo de la determinación de la cantidad de nutrimentos que se deben aportar a un cultivo — juega un papel decisivo en este punto, pues facilita o entorpece el movimiento del aire y con éste, el del CO2. La humedad relativa tiene un efecto claro en la transpiración de la planta. Ajustes en la humedad relativa son importantes cuando se quiere reducir el requerimiento de agua por parte del cultivo (Mastalerz, 1977). No obstante, su control es de gran importancia en todo lo que tiene que ver con el manejo de plagas y enfermedades. La velocidad del viento juega también un papel importante en la transpiración. En algunos casos la aumenta y en otros la dismunuye. Salisbury y Ross (1992) describen este proceso: “Con una condición de baja radiación solar y con presencia de estomas abiertos, se incrementa la transpiración, especialmente si la temperatura de la hoja está por debajo de la temperatura del aire. Pero cuando existen condiciones de alta radiación y presencia de estomas cerrados, el viento la disminuye. Bajo tales condiciones, la temperatura de la hoja está por encima de la del aire, lo cual supuestamente debería causar una alta tasa de transpiración (para refrigerar la hoja) si los estomas estuvieran abiertos; pero el viento, en 234
realidad, enfría la hoja y este enfriamiento es más efectivo reduciendo la transpiración, que el efecto logrado por el mismo viento al barrer la humedad de la capa de aire inmediatamente adyacente a la superficie de la hoja, cuyo efecto es el de aumentar la evaporación”. Los variados diseños de invernaderos en Colombia se comportan diferentemente en cuanto a los patrones de humedad relativa y a la circulación del aire se refiere. Es pues muy importante entenderlos para tratar de ajustar estos factores que, por afectar la transpiración, están afectando la absorción de nutrimentos. 4.5 La planta
El actor principal en este escenario, centro de todo el esfuerzo agronómico, humano y empresarial, juega por supuesto un papel de la mayor trascendencia en lo relacionado con los procesos de la nutrición. Particularmente en floricultura, la variedad es clave, no sólo por las exigencias del mercado, ni por su adaptación a un ambiente dado, que hace el proceso técnico de cultivo viable, sino por la gran diversidad que de ellas encontramos en una misma operación florícola. No es inusual encontrar 40 o más variedades diferentes de una misma especie en un cultivo de regular tamaño. También es frecuente encontrar 2 o más especies en cultivo, con igual número de variedades cada una, lo cual genera una respetable cifra de interacciones en su manejo. Otros cultivos agrícolas de importancia económica manejan números bastantes más moderados. Esto, por supuesto, complica la administración de un sistema de fertilización, generalmente limitado en el manejo de distintas fórmulas de fertilización. De allí en adelante, se complica inmensamente el logro de una nutrición equilibrada y adecuada a las necesidades particulares de cada variedad. En la práctica lo que hacemos es una simplificación, a veces más administrativa que agronómica, basada en el tamaño de las variedades más importantes, 4 ó 5, por especie, que se convierten en patrón para tomar decisiones de fertilización. Claro que existen ventajas, como en todo, al manejar grandes números. Con frecuencia encontramos ciertas variedades indicadoras que muestran rápidamente un problema específico y que, por tanto, funcionan como alarma para el resto. Esta ventaja no se debe desaprovechar, aunque implique un seguimiento dispendioso el comportamiento específico de cada variedad, ya que posibilita acciones correctivas rápidas, que de otra manera no serían posibles. Pero el gran valor de ésta variedad de variedades, redundante como pueda sonar, es la posibilidad de rotar el suelo, sino con otra especie, al menos con otra variedad diferente que quizás pueda compensar en alguna extensión los efectos del monocultivo. Afortunadamente, este aspecto, generado por las exigencias del mercado, está respaldado por el creciente esfuerzo, de parte de los hibridadores de cultivos ornamentales, en encontrar variedades cada vez mejor adaptadas a nuestro medio, que puedan representar en el futuro una solución, al menos parcial, al problema de la rotación de cultivos. El conocimiento del origen y de la geografía, de la historia y del desarrollo de las especies cultivadas, arroja luz sobre muchos comportamientos y requerimientos específicos, espe235
cialmente de carácter fisiológico y nutricional. A continuación, se revisan brevemente algunos aspectos importantes sobre las tres principales especies cultivadas en Colombia, rosas, claveles y crisantemos, incluyendo algunas menciones sobre su origen. Rosas
El género consiste en plantas relacionadas y distribuidas ampliamente por la mayoría del hemisferio norte. Fósiles de rosas primitivas han sido reportados en Colorado y Oregón con una antigüedad de cerca de 30 millones de años. Hoy se encuentran cerca de 200 especies botánicas diferentes. Hay evidencias de que las rosas fueron cultivadas en Africa del Norte hace cinco mil años. Sin embargo, los ancestros de las modernas especies incluyen unas 10 especies. Las más importantes rosas para cultivo bajo invernadero tienen un origen relativamente reciente dentro de los grupos floribunda e hybrid tea. El más reciente tipo es el grandiflora (Stewart, 1969). Las rosas tienen un ciclo de producción largo, mayor de 4 años. Por ésta razón, la preparación inicial del suelo y su posterior mantenimiento, son vitales para el logro de una producción sostenida en cantidad y calidad. Esto significa que el suelo tiene que ser manejado desde la superficie, ya que las posibilidades de voltear el suelo están determinadas por el ciclo y se reducen a lo que se pueda lograr en los caminos, donde las raíces son escasas. Todas las prácticas que, de alguna manera, compacten el suelo deben evitarse. Por el contrario, aquellas que apuntan al mejoramiento de la estructura y al mantenimiento de la fertilidad, deben promoverse. El tipo de riego puede afectar la estructura y en el caso del riego manual (con “codo” o “cacho”) existe el peligro del sellamiento superficial, por el efecto de la intensidad de la descarga, que degrada la estructura. Resulta entonces conveniente usar riego por goteo que, a pesar de sus limitaciones, tiene un efecto más benévolo sobre la estructura del suelo. El uso de fertilizantes que endurecen el suelo, como el magnesio aplicado en exceso (Willis, 1985), o aquellos que no se solubilizan y forman “costra” debe ser moderado o encontrar sustitutos válidos. Fertilizaciones repetitivas con fertilizantes con tendencia a causar excesiva fluctuación en el pH deben evitarse, dada la dificultad de aplicar correctivos para encalamiento. Por el contrario, el uso de materia orgánica y sus derivados puede aliviar, corregir y prevenir en algún grado estos problemas. Las rosas, ya lo habíamos mencionado, son particularmente sensibles a los bicarbonatos. También lo son a concentraciones altas de sales que provocan defoliación en algunas variedades. Sin embargo, la defoliación ocurre también como un ajuste a las condiciones de flujo radiante en ciertas épocas del año (Mastalerz, 1977). Igualmente, es importante mencionar su tolerancia a altas intensidades lumínicas y su gran respuesta al CO2. Déficits de agua o excesos producen problemas foliares como necrosis o clorosis, ésta última ligada a la deficiencia de hierro. Incrementos en la temperatura diurna hasta 29 °C aumentan la productividad de las rosas, siempre que haya un suministro importante de CO2. De lo contrario, es necesario comenzar a ventilar cuando la temperatura esté cercana a los 26 °C. Las rosas inician y desarrollan flores en un rango amplio de temperaturas. 236
La temperatura del suelo afecta el crecimiento de la raíz y de la parte aérea en forma diferente; la raíz crece mejor a temperaturas entre los 56 y 60 °F, mientras que la parte aérea a temperaturas entre los 64 y los 67 °F (Mastalerz, 1977). Estas consideraciones se deben tener muy en cuenta cuando se confeccionan los programas de fertilización para optimizar la respuesta de la planta.
TABLA 1.
Criterios para la interpretación del análisis foliar para rosas.*
Elemento (%)
Nivel crítico
Rango normal
Nivel tóxico/Exceso1
Nitrógeno
2,00
2,80 - 1,44
> 5,011
Fósforo
0,15
0,20 - 0,30
0,38
Potasio
1,00
1,80 - 2,60
3,50
Calcio
0,60
0,80 - 1,50
> 1,611
Magnesio
0,18
0,20 - 0,35
> 0,361
Azufre
0,16 - 0,21
Sodio
0,40
Cloro
1,00
Elemento (ppm) Cobre
2
5 - 15
100
Zinc
10
15 - 50
150
Manganeso
25
30 - 250
500
Hierro
50
75 - 150
> 1511
Boro
25
30 - 60
200
* Reproducido con el permiso del Soil and Plant Laboratory, Inc. Santa Clara, California, U.S.A. 95052-0153 (408)727-0330. 1 Tomado de R.P. Vetanovetz, 1996. Tissue Analysis and Interpretation. In: Water, Media, and Nutririon for Greenhouse Crops. Edited by: David Wm. Reed. Ball Publishing, Batavia, Illinois U.S.A.
Claveles
La historia de los claveles como planta cultivada se remonta a los primeros días de la jardinería en Europa. El clavel moderno guarda escasa semejanza con su progenitor sil237
vestre, posiblemente originario del litoral mediterráneo del sur de Europa. El clavel cultivado actualmente se cree que proviene de Francia. La variedad “William Sim”, se produjo en Maine en 1938 y muchas variedades modernas cultivadas hoy proceden de esta variedad (Hooper, 1967). El clavel tiene un ciclo de producción no tan largo como el de las rosas, pero sí lo suficiente como para ser considerado largo: 2 años. En general, las mismas consideraciones hechas para las rosas se aplican al clavel en cuanto a su manejo desde de la superficie. No obstante, el clavel presenta una mayor densidad de plantas por metro cuadrado. El clavel es considerado, entre las ornamentales, como una planta más bien tolerante en lo que respecta a la nutrición. La naturaleza del follaje no permite distinguir con facilidad variaciones en el color como la clorosis, obvias en otros cultivos. No obstante, el clavel puede mostrar síntomas altamente característicos de deficiencias minerales (Winsor, 1967). Dependiendo del tipo de suelo, el clavel resulta más o menos sensible a las sales, presentando reducciones en producción cuando es sometido a salinidad entre 59 y 89 mmhos cm-1 x 10-5 y es cultivado en suelos arenosos. Estos niveles no causan daño si el suelo es arcilloso, debido al efecto buffer creado por las arcillas (Mastalerz, 1977). En épocas de alta radiación solar se recomienda una fertilización básicamente nítrica; en épocas de baja radiación se recomienda una relación 2:1, NO3- a NH4+ (Joiner, 1983). Un problema frecuente en los claveles es el agrietamiento del cáliz, el cual disminuye con el aumento en la concentración de nitrógeno (Winsor, 1967). No obstante, este problema está asociado con fluctuaciones entre las temperaturas diurnas y nocturnas, especialmente con temperaturas nocturnas bajas. Por otra parte, se sabe que las bajas temperaturas incrementan el número de pétalos y de estructuras petaloides produciendo un crecimiento adicional en el centro de la flor. En estas condiciones, un cambio en el régimen de temperatura induce el agrietamiento (Mastalerz, 1977). Adiciones de B, cuando el suministro de nitrógeno es moderado (100 mg/l), reducen el agrietamiento; sin embargo, cuando el N es suplido a niveles de 250 mg/l, la adición de B sólo mejora ligeramente el problema (Joiner, 1983). Derworth y Tammen (1969), citados por Joiner (1983), indican que la pudrición basal del tallo está relacionada con bajos niveles de P y Ca, y altos niveles de N. Mastalerz (1977) anota que, a diferencia de las rosas, los claveles presentan reducción en productividad y calidad, si la temperatura de crecimiento es alta (30 °C), aunque la tasa de crecimiento es mayor cuando el flujo de energía radiante es mayor. Nuevamente resulta claro que el juego de todas las variables implicadas en la producción debe considerarse globalmente, antes de tomar decisiones de control. En la Tabla 2 aparecen los valores óptimos de análisis de tejido foliar. Crisantemos
Los crisantemos actuales (llamados también flores perennes del otoño) son híbridos complejos derivados de varias especies que crecen salvajes en China y Japón. Dos mil años
238
TABLA 2.
Criterios para la interpretación del análisis foliar para clavel.*
Elemento (%)
Nivel crítico
Rango normal
Nivel tóxico/Exceso1
Nitrógeno
3,00
3,30 - 4,80
> 5,261
Fósforo
0,15
0,20 - 0,40
> 0,361
Potasio
1,80
2,50 - 3,50
> 6,111
Calcio
0,50
1,00 - 2,00
> 2,111
Magnesio
0,18
0,22 - 0,40
> 0,561
Azufre Sodio Cloro Elemento (ppm) Cobre
2
4 - 20
> 361
Zinc
15
25 - 75
> 811
Manganeso
20
40 - 300
> 8001
Hierro
30
50 - 150
> 1561
Boro
20
30 - 100
> 7001
* Reproducido con el permiso del Soil and Plant Laboratory, Inc. Santa Clara, California, U.S.A. 95052-0153 (408)727-0330. 1 Tomado de R.P. Vetanovetz, 1996. Tissue Analysis and Interpretation. In: Water, Media, and Nutririon for Greenhouse Crops. Edited by: David Wm. Reed. Ball Publishing, Batavia, Illinois U.S.A.
han pasado desde que el hombre comenzó a cultivarlos. Hay evidencias de su cultivo en China en el año 500 A. C., siendo introducidos al Japón entre los años 724 y 749 D. C. En 1843 La Royal Horticultural Society envió a Robert Fortune a China para colectar plantas, trayendo consigo tres años más tarde, el Chusan Daisy, padre de las modernas cultivariedades de Pompón (Gosling, 1979). El ciclo de producción de los crisantemos es uno de los más cortos en plantas ornamentales, usualmente 12 a 14 semanas de siembra a cosecha. Esto posibilita manejar el suelo desde la profundidad, pues la preparación del suelo y la incorporación de nutrimentos se hace de una manera relativamente simple, permitiendo ajustar fácilmente enmiendas y correctivos. Pero su velocidad de crecimiento y sensibilidad a factores como las enferme-
239
dades del suelo, temperatura, radiación solar, falta de aireación , y susceptibilidad a la salinidad, lo convierten en un cultivo que requiere de un cuidadoso manejo, especialmente relacionado con la nutrición. Por ejemplo, los crisantemos son sensibles a altas concentraciones de NH4+, en tanto que el suministro de K resulta crítico durante el crecimiento vegetativo (Joiner, 1983). El cultivo de las flores comienza cuando las plantas madres son sembradas y ésto es particularmente cierto con la nutrición en crisantemo; la fase de enraizamiento (2 semanas) y el
TABLA 3.
Criterios para la interpretación del análisis foliar para crisantemo.*
Elemento (%)
Nivel crítico
Rango normal
Nivel tóxico/Exceso1
Nitrógeno
3,80
4,50 - 5,50
> 6,761
Fósforo
0,25
0,30 - 0,60
> 1,211
Potasio
3,50
4,00 - 6,50
> 6,611
Calcio
0,50
1,00 - 2,00
> 2,111
Magnesio
0,15
0,30 - 0,60
> 0,711
Azufre como sulfato
0,12
0,25 - 0,60
Azufre total
0,15
0,30 - 0,70
Sodio
0,60
Cloro Elemento (ppm) Cobre
5
8 - 20
> 811
Zinc
7
20 - 80
> 561
Manganeso
30
80 - 300
800
Hierro
40
100 - 500
> 5261
Boro
20
35 - 80
100
Molibdeno
200 - 2.500
* Reproducido con el permiso del Soil and Plant Laboratory, Inc. Santa Clara, California, U.S.A. 95052-0153 (408)727-0330. 1 Tomado de R.P. Vetanovetz, 1996. Tissue Analysis and Interpretation. In: Water, Media, and Nutririon for Greenhouse Crops. Edited by: David Wm. Reed. Ball Publishing, Batavia, Illinois U.S.A.
240
desarrollo del esqueje en la planta madre determinan, en buena parte, las características del crecimiento posterior (Machin, 1983). Son igualmente sensibles a la radiación solar. Exceso de carbohidratos pueden producir necrosis en órganos florales, especialmente en condiciones que favorecen altas tasas de evaporación. Aunque las temperaturas también están envueltas por su efecto en el balance entre fotosíntesis y respiración, la radiación solar es el principal factor que influye en el crecimiento de los crisantemos (Mastalerz, 1977). Esto confirma, una vez más, las estrechas conexiones y dependencias entre el ambiente, la planta, el clima, el suelo y la acción del hombre que, sin duda, aunque pueda y en algunos casos deba manejarlas como partes, siempre deberá tener en mente que pertenecen a un complejo siempre cambiante. En la Tabla 3 aparecen los valores óptimos de análisis de tejido foliar. 4.6 El hombre
La dirección y velocidad de los procesos de la naturaleza pueden ser grandemente modificadas por el hombre, dependiendo de su percepción de lo que significa la vida. El sistema de creencias, que está en la cúspide del conocimiento y que antecede incluso a la filosofía, resulta definitivo en el manejo de estos vectores. Como lo argumenta Rifkin en su ensayo sobre la entropía, la economía mundial se halla en las fases de una transición histórica, desde una base de energía extraíble consistente en combustibles sólidos y metales escasos, a una era solar cuya principal fuente de energía serán los recursos renovables. Sir Albert Howard (1943), en su An agricultural testament, nos dice, por otra parte, que la rueda de la vida está hecha de dos procesos — crecimiento y descomposición — (Growth and decay), ciclo gigante del modelo fuente-vertedero, cuyo eterno reciclaje de doble vía crea la delgada capa — la piel del mundo como la llaman los indios — que nosotros llamamos suelo, escenario de vida y muerte, en donde la acción-reacción gobierna sin restricción alguna, cobrando inmutable el antojo de los interminables deseos y necesidades de nuestra mente. En ésta residen la intención y el conocimiento de ir en una u otra dirección y de acelerar o disminuir la velocidad de los procesos. Los elementos y las relaciones están ahí. De su buen uso e interpretación podremos decir si nuestras acciones estarán aportando al manejo sostenible de los recursos a nuestro cargo, o por el contrario, apresurando su entropía. BIBLIOGRAFÍA CITADA ASHMEAD, H.D. 1986. The absortion Mechanism of Amino Acids Chelates by Plant Cells. In: Foliar feeding of plants with amino acid chelates. Ashmead, H. D., Ashmead, H. H., Miller, G. W., Hsu, H. H. editors. Noyes publications, Park Ridge, New Jersey, U.S.A. 370 p. ASOCOLFLORES, 1997. Noticias del CIAA. Boletín No. 107. 20 p.
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244
VI Frutales
NUTRICIÓN DE LOS FRUTALES CADUCIFOLIOS Y FUNDAMENTOS TÉCNICOS PARA SU FERTILIZACIÓN María Elena Anaya Maya*
1. INTRODUCCIÓN Las especies y variedades de frutales de hoja caduca, al igual que otras especies arbóreas perennes, permanecen hasta por medio siglo plantados en el mismo lugar, dependiendo de su capacidad productiva (genética de la especie) y de su adaptabilidad al medio ambiente en el que se encuentran. Este hecho, que aparentemente puede verse como algo natural y simple, tiene una gran connotación en el manejo de un proyecto de frutales, del cual se espera obtener una rentabilidad positiva y razonable al mediano y largo plazo. El buen criterio que se tenga para la selección del terreno en el cual se quiere establecer un huerto con frutales caducifolios, considerando los aspectos fundamentales sobre: especie y variedad, tipo de suelo (física y químicamente), factores climáticos: precipitación (disponibilidad de agua-riego), etc., deberá estar en conexión con el ejercicio inicial de medir los alcances del proyecto mismo en el lugar seleccionado (Figura 1), a través de un diseño de manejo óptimo del huerto que permita el uso de una tecnología adecuada, con una identificación permanente, tanto de los lotes como de los árboles (mapa del huerto, registros), con un sistema de monitoreo mediante muestreos foliares, edáficos e indicadores visuales, y así poder establecer un programa de nutrición y fertilización acorde con el potencial de productividad de la especie seleccionada, y sus condiciones particulares. 2. DESARROLLO Y FUNCIÓN DE LAS RAÍCES EN LOS FRUTALES CADUCIFOLIOS El sistema radical es la parte menos visible pero igual en importancia a las estructuras aéreas de estos árboles. Las raíces sirven de anclaje, realizan la absorción de agua y * Ingeniera Agrónoma.
246
Alcance proyecto
TRADICIONAL
CONVENCIONAL
ÓPTIMO
DETERMINACIÓN DE LA ESPECIE Y SUS REQUERIMIENTOS
CONDICIONES PARTICULARES
Características físicas del suelo y disponibilidad de nutrimentos
Genética de la especie
Factores climáticos
Edad de los árboles
POTENCIAL DE PRODUCTIVIDAD TECNOLOGÍA APLICADA DISEÑO MANEJO ÓPTIMO DEL HUERTO PROGRAMA DE FERTILIZACIÓN 1. Identificación permanente de los árboles 2. Muestreos foliares y edáficos 3. Implementación de un sistema de registro 4. Indicadores visuales Período N, N 3,5
P
< 0,10
0,10 - 0,13
0,14 - 0,20
0,21 - 0,30
> 0,30
K
< 0,70
0,70 - 1,1
1,2 - 2,0
> 2,0
Ca
< 0,80
0,80 - 1,3
1,4 - 2,1
2,2 - 3,7
> 3,7
Mg
< 0,13
0,13 - 0,29
0,30 - 0,50
0,51 - 0,90
> 0,90
S
< 0,10
0,10 - 0,16
0,17 - 0,26
> 0,26
Na
< 0,01
0,01 - 0,02
> 0,02
Cl
< 0,05
0,05 - 0,10
> 0,10
Elementos menores Fe
< 60
60 - 200
200
Mn
< 25
25 - 59
60 - 120
121 - 220
> 220
Zn
< 10
10 - 19
20 - 50
> 50
Cu
50
B
< 10
10 - 19
20 - 40
> 40
> 90
* Van Der Zwet y Childers, 1982.
requieren cantidades considerables de carbohidratos. De este modo, no es de sorprenderse que la eficiencia en la extracción de nitrógeno sea alta sólo cuando el árbol realice la fotosíntesis (Faust, 1989). Weinbaum y colaboradores (1978), citados por Faust (1989), estudiaron y midieron la extracción de nitrógeno a través de la eficiencia en la utilización de este elemento (NUE), en árboles de ciruelo, durante nueve períodos de diez días, y definieron que NUE es: NUE =
fertilizante nitrogenado absorbido/árbol/10 días fertilizante nitrogenado total aplicado/árbol/10 días
A través de los resultados obtenidos se vió que el nitrógeno no es tomado por estos
256
frutales antes de que inicie el crecimiento de yemas, disminuye cuando las hojas están en senescencia, y cesa cuando estas caen finalmente (Tabla 5), Faust (1989). Debido a que el nitrógeno no puede ser tomado por el árbol frutal antes de que inicie el crecimiento de brotes, las actividades iniciales tempranas dentro de este en primavera,
TABLA 4. Concentración óptima de nutrimentos en hojas de frutales caducifolios.*
% en peso seco
ppm
N
P
K
Ca
Mg
Fe
B
Zn
Cu
Mn
Manzano
2,0
0,2
1,5
1,8
0,4
85
35
25
6
25
Albaricoque
2,0
0,1
2,8
1,5
0,4
100
45
35
30
30
Cerezo
3,0
0,3
2,5
1,5
0,4
180
45
30
10
30
Duraznero
3,2
0,3
2,3
2,0
0,6
120
45
30
10
80
Peral
2,5
0,2
20,
1,5
0,4
120
45
30
10
60
Ciruelo
2,5
0,2
2,5
2,5
0,4
120
35
30
10
50
* Kenworthy y Martin (1966); Shear y Faust (1980).
TABLA 5. Extracción de Nitrógeno por el árbol del ciruelo.*
Estado fenológico
Período de aplicación KNO3
NUE %
Dormancia
Enero 16 - 26
4,75
Hinchamiento de yemas
Marzo 5-15
4,34
Crecimiento de brotes
Abril 2 - 12
30,52
Terminación crecimiento de brotes
Mayo 14 - 24 Julio 9 - 19 Agosto 6 - 16 Septiembre 10 - 20
39,02 32,73 35,91 32,73
Caída de hojas
Octubre 22 - noviembre 1
16,14
Dormancia
Diciembre 3 - 13
3,66
* Weinbaum y colaboradores, 1978, en Faust 1989.
257
están determinadas por las reservas de nitrógeno dentro del frutal, las cuales son almacenadas en forma de proteínas de reserva (Swietlik y Faust, 1984; Titus y Kong, 1982). La velocidad de la hidrólisis de tales proteínas dependerá de la temperatura a la cual se presenta el rebrote en los frutales caducifolios (Faust, 1989). La mayoría de las respuestas de los frutales caducifolios a la nutrición con nitrógeno pueden ser clasificadas dentro de tres grupos: a) Respuestas vegetativas. b)Respuestas que involucran los frutos. c) Respuestas que involucran las características de los frutos. Aparentemente, la aplicación de nitrógeno incrementa el tamaño de las hojas y el índice de fotosíntesis temprano, el cual al parecer, mejora la iniciación de yemas florales. La deficiencia de nitrógeno provoca crecimiento lento, hojas pobremente desarrolladas, escasas y cloróticas; defoliación prematura, floración precoz y abundante, pero con un porcentaje bajo de fructificación; frutos pequeños y coloreados, de maduración prematura y caída precoz. Por el contrario, un exceso de este elemento sensibiliza los árboles al ataque de enfermedades y plagas. De los frutales caducifolios los más sensibles a un exceso son el manzano y el peral, siendo el duraznero y el ciruelo menos susceptibles. 5.2 Calcio
Uno de los elementos minerales quizás más importante en la determinación de la calidad de los frutos en lo referente a conservación, es el calcio. Muy importante en las especies peral y manzano, dado que sus frutos deben ser almacenados durante períodos largos de tiempo, y el efecto del calcio sobre la capacidad de almacenamiento no puede ser sustituida por otros factores (Faust, 1989). Es así como los frutos con altos contenidos de calcio, pueden ser transportados mejor y permanecer en buenas condiciones durante bastante tiempo. La concentración de calcio en el tejido necesaria para lograr estos resultados es usualmente superior a las concentraciones que acumulan normalmente los frutos. La nutrición cálcica es compleja, debido al hecho de que el calcio se requiere sobretodo en el fruto. Consecuentemente, este elemento no sólo necesita ser tomado por el árbol frutal, sino además ser transportado hasta el fruto. Russel y Clarkson (1976), citados por Faust (1989), encontraron a través de sus investigaciones que tanto la extracción de calcio como de magnesio está restringida a un área justo detrás de los ápices de las raíces. El proceso de acumulación de calcio ha sido más estudiado en peral y en manzano, que en cualquier otro caducifolio. En general, la acumulación de este se da sólo durante la primera fase del crecimiento del fruto (Faust, 1989). Los síntomas de deficiencia de calcio en las hojas solamente pueden verse si la deficiencia es inducida en condiciones experimentales de cultivo en arena. Aún bajo condiciones de 258
deficiencia, los síntomas sólo se pueden observar si los frutales están en un crecimiento rápido (Shear, 1971, citado por Faust, 1989). Parece ser que, en la mayoría de las condiciones donde se cultivan estos frutales hay suficiente Ca++ para satisfacer la formación de las paredes celulares en las hojas y en la madera frutal (Faust, 1989). Dentro de los frutales caducifolios, la especie más susceptible a la deficiencia de este es el manzano, el cual se vuelve sensible a la incidencia del «bitter pit» en los frutos, ante un suministro bajo de calcio y/o un desequilibrio de éste con otros elementos como el potasio y el magnesio. En general, estos frutales pueden tornarse bastante susceptibles a la incidencia de «chancros» si la nutrición cálcica es insuficiente o deficiente. Además pueden presentar secamiento en algunas de sus ramas y un debilitamiento en el sistema leñoso. Por otra parte, el crecimiento en los rebrotes terminales de las raíces se reduce al extremo de frenar el crecimiento radical. 5.3 Potasio
El Potasio es el catión más abundante en el citoplasma. Cumple funciones muy importantes en la estabilización del pH, la osmoregulación, la activación de enzimas, la síntesis de proteínas, el funcionamiento de los estomas, la fotosíntesis y la extensión y expansión celular. A diferencia del calcio, el magnesio, el nitrógeno, y el fósforo, el potasio (K+) se acumula en grandes cantidades en los frutos. Es así como en el género Prunus, los síntomas de deficiencia de este elemento, se desarrollan usualmente cuando los árboles tienen una cargo de frutos excesiva (Faust, 1989). Durante medio siglo se ha sabido que una deficiencia de K+ puede reducir la transpiración en árboles de manzano (Childers y Cowart, 1935), similar a otras plantas. La apertura de estomas requiere una acumulación de potasio en las células guarda, y una deficiencia de este puede hacer que estos se cierren, lo cual hace que la transpiración se reduzca. En los frutales de hoja caduca, la carencia de potasio se manifiesta de forma similar, con un enrollamiento de los bordes de las hojas, de afuera hacia adentro, tornándose luego en un necrosamiento marginal. Por otra parte, los frutos se vuelven inconsistentes, bajos en aroma y pierden la capacidad de tolerar bajas temperaturas en los períodos de conservación de frutos a 0 °C durante tiempos largos. El crecimiento de los frutales caducifolios se ve también bastante afectado cuando el nivel de concentración de potasio en las hojas está por debajo del 1%. Batjer y Degman (1940) presentaron los resultados obtenidos en experimentos bajo invernadero, en los cuales con dichos niveles bajos el crecimiento se redujo, reflejándolo en la altura total de estos frutales, la longitud lineal de las ramas, el diámetro del tronco y el crecimiento total lineal. Un exceso en el suministro de potasio, conduce a un efecto antagónico con otros elemen-
259
tos como: magnesio calcio, hierro y boro, siendo el primero el más frecuente y acentuado. De otra parte, los frutos pierden su aptitud de conservación prolongada a 0 °C. 5.4 Fósforo
Una de las funciones más conocidas del fósforo tiene que ver con el mecanismo de transferencia de energía incluyendo la generación de ATP y la formación de azúcares y ésteres. Adicionalmente, este tiene también una función reguladora en muchos procesos enzimáticos en donde el Pi controla el indice de reacción. En los frutales de hoja caduca el fósforo juega un papel importante en el desarrollo radical, en la floración y en el cuajado de los frutos. Además se le considera un «antídoto» del exceso de nitrógeno. En estos frutales no se han llegado a observar síntomas de deficiencia en las hojas. Lo que se afecta es la concentración en los frutos. Es así como los niveles de fósforo en el árbol de manzano han sido correlacionados positivamente con la firmeza de los frutos y, negativamente con el trastorno con temperaturas bajas (Sharples, 1980, citado por Faust, 1989). Por lo tanto, es imperioso mantener niveles de fósforo suficientemente altos dentro del árbol. La concentración de fósforo en las hojas de las otras especies de frutales caducifolios (duraznero, ciruelo, y cerezo) es similar, esencialmente, como en el manzano, teniendo el peral un contenido algo inferior a éste. Por lo general, un suministro excesivo de fósforo en estos frutales, tiende a acentuar la deficiencia de nitrógeno, y en contraste, los frutales cultivados bajo condiciones de nitrógeno en abundancia, tienden a responder bien a las adiciones de fósforo (Faust, 1989). Por otra parte, los frutales de hoja caduca poseen micorrizas en su sistema radical, las cuales ayudan en la absorción del fósforo como elemento nutricional para éstos. Es así como la endomicorriza crece a la vez entre e intracelularmente en la corteza de la raíz de los frutales caducifolios. La más común es la vesículo arbuscular (VAM) la cual es un hongo simbiótico obligado, y no tiene mucha especificidad. La micorriza incrementa con frecuencia el crecimiento de estos frutales. En la mayoría de los casos el incremento en la extracción de fósforo es el efecto inicial detectado en dicho crecimiento. Por lo general, las respuestas de crecimiento debidas al efecto de la micorriza en los frutales caducifolios, no se observan cuando hay un suministro de fósforo en cantidades suficientes al suelo (Hopner y colaboradores, 1983, citado por Faust, 1989). En términos generales, cuando se suministra fósforo, el efecto de la micorriza en el incremento del crecimiento de los frutales caducifolios es mínimo a casi nulo, debido a que se disminuye sensiblemente el proceso de infección de las raíces por el hongo. 5.5 Magnesio
El cloroplasto contiene cerca del 10% - 20% de magnesio. Además, un 25% del total de las proteínas de las células de la hoja se encuentra también en el cloroplasto. Por esta razón el magnesio es uno de los constituyentes más importantes de la clorofila. Entre
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otras funciones, este elemento juega un papel importante en la transferencia de los fosfatos ricos en energía, para el metabolismo del ATP. El sustrato en la mayoría de las ATPasas es Mg-ATP. Lo anterior explica porqué una deficiencia de éste afecta particularmente el tamaño, la estructura y la función en el cloroplasto, incluyendo la transferencia de electrones al fotosistema II (Marschner, 1986, citado por Faust, 1989). La deficiencia de magnesio provoca una clorosis internerval en las hojas adultas, y sólo en casos extremos se torna necrótica, y las hojas finalmente se caen. Como este es un ión móvil en los frutales, en el caso de una deficiencia es transportado desde las hojas adultas hasta las hojas nuevas. Por consiguiente, las primeras en verse atectadas por la clorosis y posterior caída son las hojas mayores (Faust, 1989). Los frutos requieren cantidades considerables de magnesio. Mientras que en las hojas de manzano la concentración de calcio, con base en el peso seco, es cerca de 5 veces más que la de magnesio en el fruto, la concentración de magnesio en este es el doble de alta a la de calcio. Si los frutales caducifolios tienen un suministro pobre de magnesio, aquellos que tengan frutos mostrarán los síntomas de deficiencia siendo más acentuados en las hojas cercanas a estos. Los árboles deficientes en magnesio también producen frutos pequeños. La fotosíntesis total de estos frutales se ve severamente afetada por la defoliación. De esta forma, el tamaño del fruto en árboles pobres en magnesio dependerá más de un factor que afecte la fotosíntesis (Faust, 1989). Entre los frutales caducifolios el más sensible a la carencia de magnesio es el manzano, el cual manifiesta una clorosis en algunas zonas del limbo de la hoja, guardando simetría con la nervadura principal de esta. Después de un período de 24 a 48 horas de presenter clorosis aparece un necrosamiento del tejido en la zona antes clorótica de las hojas mayores (Trocme y Gras, 1979). Las deficiencias prolongadas de este elemento en el manzano provocan un secamiento de los tejidos primarios en la corteza de los troncos y de las ramas principales, tomando coloraciones pardas y violáceas. En los frutos se desmejora la calidad y, en casos extremos, caen prematuramente al iniciar apenas su crecimiento. Las otras especies de frutales caducifolios, en condiciones deficientes en magnesio, pueden presentar similitud en la sintomatología con el manzano, pero son menos susceptibles que éste. En el duraznero se presenta además de los otros síntomas, una clorosis marginal en las hojas jóvenes con coloraciones amarillas a rojizas, en las variedades de pulpa blanca y, en las de pulpa amarilla, una coloración amarillo-brillante (MacLung y colaboradores, l953). Por otra parte, estos frutales se pueden volver muy sensibles a las quemaduras causadas por las aplicaciones de pesticidas, al realizar una absorción muy rápida de estos, y debido a una nutrición escasa en magnesio.
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La toxicidad por magnesio no ha sido observada como tal en los frutales de hoja caduca. Sin embargo, se pueden desarrollar y/o acentuar algunos desórdenes motivados por una concentración alta de magnesio, como es el caso de “bitter pit” en manzano, el cual se previene con un suministro adecuado de calcio, y se acentúa con niveles altos de nutrición magnésica. 6. UTILIZACION DE NUTRIMENTOS MENORES POR LOS FRUTALES CADUCIFOLIOS 6.1 Hierro
El hierro es un constituyente esencial de los sistemas de reducción tanto en las plantas como en los árboles frutales. Tales sistemas son las hemoproteínas y las sulfoproteínas Fe-S. Los citocromos, los más importantes de las hemoproteínas, se encuentran en el cloroplasto y en la mitocondria. Es un componente de la enzima aconitasa, la cual cataliza la isomerización del citrato a isocitrato. Esto es muy importante en estos árboles frutales, ya que la inhibición de esta enzima provoca la acumulación de ácidos orgánicos en ellos (Faust, 1989). Las deficiencias de hierro en estos frutales muestran diversos grados de clorosis intervenal en las hojas (Korcak, 1987, citado por Faust, 1989). La expresión de esta clorosis puede ser confundida por la aparición simultánea de deficiencias de otros micronutrimentos. Cuando se presentaron múltiples deficiencias de Mn, Zn, y Fe, inducidas en semilleros de árboles de manzano, la manifestación predominante fue la deficiencia de hierro (Zhou y colaboradores (1986), citados por Faust, 1989). 6.2 Boro
La forma apropiada para que este sea tomado por las plantas es el ácido bórico. Una porción sustancial de boro existe en las plantas superiores como complejo estable del éster cis-borato, en la pared celular. En los frutales caducifolios el boro interviene en la absorción de agua, en el de los cationes especialmente el calcio, en la formación de la pectina de las membranas celulares, y en el metabolismo de los glúcidos. Existen diversos rangos de deficiencia de boro bajo los cuales responden estos frutales, con incrementos en la severidad de los síntomas. El rango normal de concentración de B en las hojas de las ramas medias del manzano está entre 35 - 40 ppm. Si está alrededor de 25 ppm, ya es insuficiente, y se observarán tan sólo problemas secundarios que involucran al calcio (Faust, 1989). La deficiencia se desarrolla en el fruto cuando la concentración de B en las hojas está entre 14 y 21 ppm (Oberly, 1963, citado por Faust, 1989). Cuando la concentración de B está por debajo de 12 ppm, se manifiestan síntomas en la parte vegetativa del manzano, muy visibles. Otras especies de estos frutales le siguen en el mismo orden de importancia: en el duraznero un rango de 10 ppm corresponde a una deficiencia severa, el de 11-17 ppm deficiente, uno de 18-30 ppm insuficiente, el rango 262
30-59 ppm óptimo, el de 60-80 ppm alto y el rango de 81-155 ppm excesivo (Kamali y Childers, 1970, citados por Faust, 1989). En el árbol de manzano, si la deficiencia de B es aguda, mostrará muerte descendente de las ramas al finalizar la época de verano, venas amarillas y rojas en las ramas terminales, y muerte de pequeñas zonas de la corteza cerca de las puntas, seguido de una muerte progresiva del cambium y la parte interna de esta; los entrenudos se acortan formando usualmente, una «roseta» de hojas (Burrell, 1940, citado por Faust, 1989). En el peral, las ramas son cortas, con hojas terminales reducidas y las hojas basales frenan su desarrollo. Los síntomas de deficiencia de boro se ven con frecuencia en los frutos antes que se manifiesten en las ramas y/o las hojas. En el manzano, el efecto suave de una deficiencia de este se manifiesta con el aplanamiento del fruto. Si la deficiencia es ligeramente más severa, se produce una zona corchosa interna, redonda o irregular, con áreas de color café dentro de la zona central del fruto, la cual se ve claramente al hacer un corte de este. Las masas celulares muertas se tornan secas, duras y corchosas (Boynton y Oberly, 1966, citados por Faust, 1989). En el peral, se presentan áreas similares de color café pero muy cerca de la superficie del fruto, y si se desarrollan en la fase temprana de crecimiento de este, la superficie encima de las manchas se deprime. En el duraznero, el pardeamiento interno se desarrolla con frecuencia alrededor de la cavidad del hueso, y en el ciruelo sólo se observan los frutos mal formados pero sin pardeamiento (Benson y colaboradores, 1966, citados por Faust, 1989). Existe un margen muy pequeño entre la toxicidad y la suficiencia de boro. Por ejemplo en el manzano, el efecto de una toxicidad puede verse a las 70 ppm (Faust, no publicado), y en el duraznero a las 80 ppm (Kamali y Childers, 1970, citados por Faust, 1989). La toxicidad causada por B en el manzano se manifiesta en una maduración precoz del fruto, una caída prematura de estos, una vida corta de almacenamiento con los respectivos desórdenes fisiológicos (Haller y Batjer, 1946; Phillips y Johnson, 1943, citados por Faust, 1989). En los ciruelos, se produce un engrosamiento de las hojas, un encorchamiento en las nervaduras de estas, nudos alargados, producción de goma, necrosamiento de la corteza, y muerte de los ápices de las ramas (Benson y colaboradores, 1966, citados por Faust, 1989). Con frecuencia, la toxicidad con boro se produce a través del agua de riego. Esencialmente el agua de riego debe estar libre de B. Una cantidad tan baja como 1,5 ppm de B en el agua para riego, puede provocar toxicidad (Eaton y colaboradores, 1941, citados por Faust, 1989). 6.3 Zinc
El zinc actúa como un componente metálico de las enzimas, o como un cofactor para un número enorme de estas. La incorporación del Zn en la deshidrogenasa del alcohol es muy importante para los frutales caducifolios. La madurez total del fruto contiene siempre una superabundancia de piruvato el cual se transforma en acetaldehído, que es rápi263
damente convertido a etanol por la deshidrogenasa del alcohol. El acetaldehído es una forma tóxica para las células y provoca el pardeamiento en los frutos. De este modo, es de vital importancia que su conversión en alcohol se realice, previniendo dicho efecto (Faust y colaboradores, 1969). El síntoma más importante de una deficiencia de Zn es “la hoja pequeña”, asociada con una reducción del contenido de auxinas en los ápices de los brotes. Chandler (1979), citado por Faust (1989), observó que los frutales caducifolios son más susceptibles a la deficiencia de Zn que muchos cultivos anuales. Encontró que el cerezo es más susceptible que el manzano, y éste más sensible que otros frutales de hoja caduca. El síntoma más característico de esta deficiencia es el arrosetamiento de las hojas y de los brotes terminales. Las hojas producidas son pequeñas, moteadas, de apariencia anormal, angostas y agrupadas en forma de racimos hacia el extremo de las ramas (Boynton y Oberly, 1966, citados por Faust, 1989). Cuando la deficiencia de Zn es incipiente, y el síntoma de arrosetamiento no es evidente, se observan hojas angostas y empequeñecidas. Niveles de Zn en las hojas por debajo de 25 ppm con base en el peso seco de estas, son indicativos de deficiencia (Boynton y Oberly, 1966, citados por Faust, 1989). 6.4 Manganeso
El papel del manganeso en las plantas es presumiblemente como elemento estructural de las metaloproteínas, en donde actúa como un sitio de enlace activo, o sirve como sistema de reducción (Marschner, 1986). Dentro de las pocas enzimas que contienen Mn, la superóxidodismutasa es la más importante, ya que esta protege los tejidos celulares del efecto de deterioro provocado por los radicales libres de oxigeno al formarse H202 y 02. La deficiencia de Mn en los frutales caducifolios, se expresa típicamente como una clorosis intervenal en las hojas adultas, algo parecida a la provocada por el Fe. En casos de deficiencia severa, las hojas pierden por completo el color y se produce una defoliación fuerte, ayudada también por el viento (Thorne y Wann 1950, citados por Faust, 1989). Las hojas normales del peral, el manzano, el duraznero y el cerezo tienen un rango alrededor de 70-85 ppm de manganeso. Por el contrario, las hojas que muestran clorosis por deficiencia de este elemento, contienen por lo general menos de 17 ppm, y con frecuencia llegan tan bajo como 5 ó 6 ppm. En suelos ácidos, los frutales caducifolios manifiestan más una toxicidad por Mn que una deficiencia de este. La toxicidad está asociada con frecuencia a la deficiencia de Fe, y las manchas de color café en las hojas cloróticas por deficiencia de hierro que contienen usualmente niveles altos en Mn, indican su toxicidad. La clorosis se desarrolla en las hojas adultas, y no está asociada con la pérdida de vigor en estas (Boynton y Oberly, 1966, citados por Faust, 1989). La toxicidad de Mn en manzano se manifiesta con clorosis en las hojas, caída prematura de estas, reducción en la formación de yemas florales, reducción en el crecimiento, y una necrosis interna en la corteza.
264
La reducción de los síntomas de toxicidad por Mn en el manzano, la ejerce el calcio, el cual tiene una influencia tanto en la absorción como en la translocación de éste en el frutal (Fucik y Titus, 1965, citados por Faust, 1989). La práctica más efectiva para proteger a estos frutales contra una posible toxicidad por manganeso, es llevar el pH del suelo a un rango de 6 - 6,5 antes de sembrarlos porque cuando el desarrollo de los árboles jóvenes sea insignificante, se verán permanentemente disparejos y con una deficiencia en el crecimiento que no podrá ser corregida (Faust, 1989). 6.5 Azufre
El azufre es un constituyente de los aminoácidos: cistina, cisteína y metionina. Ambos, forman parte de las proteínas y de los precursores de otros productos secundarios que contienen S. El azufre es un componente estructural de las coenzimas, ferredoxina, biotina y pirofosfato de tiamina. A pesar de que este cumple funciones tan importantes dentro de las células de los frutales caducifolios, desde el punto de vista de producción puede no serlo. Solamente dos zonas en el mundo, Australia y el centro del estado de Washington, han reportado deficiencias de S. La deficiencia de este es muy parecida a la provocada por deficiencia de nitrógeno: las hojas toman un color amarillo pálido, siendo más acentuado en las hojas jóvenes, que en las hojas basales de las ramas (Benson, 1962, citado por Faust, 1989). La concentración normal de azufre en las hojas medias terminales del duraznero sobre peso seco fue de 0,3% (Thomas y colaboradores 1954, citados por Faust, 1989). A su vez, Benson y colaboradores (1963), citados por Faust (1989), recomiendan utilizar las hojas terminales para el análisis foliar en la determinación del nivel de S en el manzano. De acuerdo con ellos, la utilización de las hojas terminales en este análisis foliar es un método más sensible para la determinación de azufre, que el uso de hojas medias terminales. Las hojas terminales deficientes en S contenían 100 ppm de S, mientras que las normales 150 ppm (Faust, 1989). 6.6 Cobre
Tanto en las raíces como en el xilema, el cobre se presenta en forma de complejo. Las funciones del Cu como elemento nutricional en las plantas están principalmente en las reacciones de reducción de las oxidasas terminales. En los frutales de hoja caduca se conoce muy poco sobre las funciones específicas de este. El síntoma más representativo de la deficiencia de Cu es la muerte descendente de las ramas que están creciendo vigorosamente. Normalmente aparecen manchas de color café en las hojas terminales, seguido de un desarrollo de áreas necróticas en éstas, y finalmente la parte superior de las ramas, entre 7 -30 cm, muere (Dunne 1946, citado por Faust, 1989).
265
La concentración de Cu en las hojas de manzano, con base en peso seco, está entre 1 - 4 TABLA 11. Guía general para la fertilización NUTRIMON de algunas hortalizas en ppm, en árboles con muerte descendente, y de 3 -12 ppm en árboles sanos; la del peral Colombia* está entre 3,2 - 5,1 ppm en árboles afectados, y entre 10 - 41 ppm en árboles sanos; en ciruelos, está entre 3 - 4 ppm en árboles deficientes, y entre 7 - 9 ppm en árboles sanos (Faust, 1989). 6.7 Molibdeno
En las plantas superiores el molibdeno juega un papel muy importante sólo en dos enzimas, la nitrogenasa y la nitrato reductasa (Marschner 1986, citado por Faust, 1989). Muy poca información hay sobre la nutrición con Mo en los frutales de hoja caduca. Los síntomas de deficiencia fueron inducidos a través de soluciones nutritivas con manzano (Fernández y Childers, 1960) y en el portainjerto Mirabolan (Hoagland, 1941), citados por Faust (1989). Inicialmente apareció una clorosis media uniforme en las hojas jóvenes seguida de una quemazón en el ápice de las hojas adultas, la cual fue progresando a lo largo de las márgenes o bordes de las hojas, y finalmente se caían. Cuando el nivel de molibdeno en las hojas del manzano estuvo en 0,16 ppm, se encontraba normal; cuando la deficiencia fue visible, el nivel de Mo fue de 0,05 ppm (Fernández y Childers, 1960, citados por Faust, 1989). 6.8 Arsénico
La incidencia de daños por As, en frutales caducifolios, se debe al efecto residual en el suelo, de las aspersiones pesticidas realizadas en los huertos (Blodgett, 1941; Lindner, 1943, citados por Faust, 1989). Usualmente, la toxicidad se presenta cuando se hace resiembra del huerto, debido a que las raíces de los árboles jóvenes aún no han penetrado el suelo a bastante profundidad. El albaricoque es relativamente sensible, pero los ciruelos y los durazneros son más tolerantes. La toxicidad se presenta en el albaricoque, cuando la concentración de As en la hoja con base al peso seco es de 6 ppm, mientras que los ciruelos no presentan toxicidad ni aún a 13 ppm (Benson y colaboradores, l966, citados por Faust, 1989). Los síntomas aparecen en el follaje como manchas marginales intervenales de color café a rojizo, y las hojas tienen una abscisión prematura. 6.9 Aluminio
A través del mundo, los suelos ácidos con aluminio son una limitante para los frutales caducifolios. Es así como por debajo de un pH de 4,0 el Al se encuentra en forma Al+++, y provoca una toxicidad en estos frutales. Se limita el crecimiento radical y así mismo el crecimiento del árbol. La presencia de Al en las raíces, disminuye la extracción de Ca, Mg, K, P, Zn, M, y de Fe, tanto en manzanos como en durazneros (Kirkpatrick y colaboradores l975, citados por Faust, 1989). Al parecer, un nivel de 3 - 4 ppm de Al en la solución del suelo genera desbalance en la nutrición de estos frutales, siendo el manzano más resistente que el duraznero. 266
7. SÍNTOMAS DE ALGUNAS DEFICIENCIAS NUTRICIONALES
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FOTOGRAFÍA 1. Deficiencia de nitrógeno en una hoja de duraznero. A la derecha una hoja normal. FOTOGRAFÍA 2. Deficiencia de potasio en una hoja de duraznero. A la derecha una hoja normal.
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FOTOGRAFÍA 3. Deficiencia de potasio en la hoja de manzano. FOTOGRAFÍA 4. Deficiencia de magnesio en un árbol de duraznero en estado juvenil.
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FOTOGRAFÍA 5. Deficiencia de magnesio en hojas de manzano. FOTOGRAFÍA 6. Árbol de manzano en estado crítico para la próxima cosecha. Las hojas vertedero ceden todos sus nutrimentos a los frutos; dado que el suministro del mineral es insuficiente, las hojas del siguiente ciclo manifestarán una deficiencia extrema, y por lo tanto, posiblemente no habrá frutos.
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FOTOGRAFÍA 7. Deficiencia de magnesio en hojas de peral. FOTOGRAFÍA 8. Moteado corchoso en frutos de manzano causado por un desequilibrio en la relación Ca:Mg:B, en donde el calcio y el boro son deficientes.
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FOTOGRAFÍA 9. Deficiencia de boro en el tronco de un árbol de manzano. FOTOGRAFÍA 10. Deficiencia de cobre en las hojas de duraznero. A la derecha una hoja normal.
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FOTOGRAFÍA 11. Deficiencia de azufre en el tercio superior de una rama de duraznero. FOTOGRAFÍA 12. Deficiencia de zinc en hojas de peral (arriba) y en hojas de cerezo (abajo).
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FOTOGRAFÍA 13. Deficiencia de zinc en una rama principal de duraznero. FOTOGRAFÍA 14. Deficiencia de hierro en hojas de manzano var. Gloria van Holland (arriba) y var. Cox's Orange Pippin (abajo).
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FOTOGRAFÍA 15. Deficiencia de hierro en hojas de duraznero. A la derecha una hoja normal. FOTOGRAFÍA 16. Deficiencia de hierro en hojas de peral.
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FOTOGRAFÍA 17. Deficiencia de manganeso en hojas de manzano (arriba) y duraznero (abajo). FOTOGRAFÍA 18. Deficiencia de hierro en un árbol adulto de duraznero en campo.
8. FUNDAMENTOS PARA LA FERTILIZACIÓN Tomando como punto de partida los factores relevantes para la fertilización de cultivos perennes arbóreos expuestos por el Dr. H. VON UEXKULL: • Producción de largo alcance (durante 20 a 80 años). • Sistema radical menos eficiente para asimilar nutrimentos. • Cultivos sin labranza: no facilita la corrección de problemas físicos y químicos en el suelo. • La distribución e incorporación del fertilizante en el suelo no es sencilla. • Eficiencia mayor en la utilización del agua y elementos nutricionales del subsuelo. • Generalmente, mayor requerimiento de K y Mg y menor de N y P, comparado con cultivos de ciclo corto. • Pueden desarrollarse en suelos con limitantes físicas y químicas. La práctica de la fertilización en los frutales de hoja caduca debe realizarse con base en un buen diagnóstico nutricional, elaborado mediante la interpretación del análisis del suelo en donde se encuentra el huerto, el análisis foliar de las especies y variedades cultivadas, la edad y el estado de desarrollo de los árboles y sus requerimientos nutricionales; los rendimientos esperados en relación con las características físicas del suelo y, las variables 271
microclimáticas de mayor importancia en la zona donde se tiene el proyecto: precipitación y temperaturas máxima y mínima diarias, irradiancia (Q), e incidencia de vientos. 8.1. Análisis de suelos
En las especies de frutales caducifolias se presenta una limitante en la obtención de un buen análisis de suelos, debido a que las recomendaciones para tomar las muestras están orientadas hacia los primeros 30 cm dentro del perfil del suelo, siendo muy poco representativas de este en el huerto donde pueden permanecer sembrados hasta sesenta o más años (Childers, 1983, 1994). Es importante recordar, que las raíces de absorción se encuentran ubicadas tanto en el primer horizonte del suelo como también en los siguientes, llegando a explorar profundidades hasta de 1 metro, en condiciones de elementos minerales deficientes en el primero (Faust, 1989). Por lo anterior, es necesario replantear los níveles de profundidad para la toma de muestras del suelo en estos frutales, así: en un mismo punto del terreno tomar dos muestras independientes y a dos niveles de profundidad: 0,0 - 0,40 cm y 40 cm - 80 cm. Esto es válido para frutales de hoja caduca en estado joven, como para los que ya están en producción. 8.2 Análisis foliar
El análisis del contenido mineral en las hojas y aún en los frutos, junto con el análisis físico y químico del suelo constituyen el indicador más adecuado de la demanda nutricional en un huerto con frutales de hoja caduca. Para la recolección de las muestras foliares se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones de tipo general en estos frutales (Dr. Warren C. Stiles, Cornell University, Pomology, Ithaca, N.Y. 14850; Childers, 1983, 1995). a) El método y la época de recolección de las muestras debe ser uniforme para poder hacer las comparaciones respectivas. Se debe especificar el momento del muestreo, por ejemplo, 100 días después de la floración plena, y la ubicación de las hojas muestreadas, siendo de gran utilidad para comparar los resultados con los patrones de referencia. Recolectar 50 a 60 hojas al azar en coda lote, recién llegadas a su estado adulto y a la altura de la parte media del árbol y empacándolas en bolsas de papel. b)El análisis foliar no distingue entre la cantidad de un elemento que se encuentra fisiológicamente activo con la cantidad presente por contaminación. c) Los tipos de portainjertos (patrones), las variedades, el estado de crecimiento y los niveles de cosecha del frutal como también la variabilidad del suelo y las condiciones ambientales influyen de diversas formas en los contenidos de minerales en las hojas, por lo que deben tenerse en cuenta en la interpretación de los resultados obtenidos con los análisis foliares y /o de frutos. d)El análisis foliar es una herramienta muy útil en el diagnóstico de posibles causas de deficiencias, mediante el monitoreo del estado nutricional del huerto año tras año, para poder realizar los correctivos oportunamente, evitando que se conviertan en 272
desbalances nutricionales serios. Cuando el crecimiento está muy reducido por la deficiencia de algunos elementos, las concentraciones de todos, incluyendo los deficientes pueden aparecer como si estuvieran en niveles normales. En este caso se requiere de mayor información adicional como las pruebas de campo para los elementos en sospecha, para poder realizar un diagnóstico acertado. 8.3 Potencial de productividad
En los frutales caducifolios, al igual que otros cultivos, el potencial de productividad está ligado a los siguientes factores (Guerrero, 1994): a) Potencial genético: variedades mejoradas de gran productividad. Un potencial productivo alto conlleva a una mayor demanda de elementos minerales, y esta a su vez, a un mayor requerimiento en el suministro de ellos mediante la práctica de fertilización, debido a que el suelo tiene una capacidad de abastecerlos determinada. b) Condiciones del suelo: tiene que ver entre otros muchos, con factores como: Profundidad efectiva (espacio radical); Morfología del perfil; Textura, Estructura; Disponibilidad de agua; Aireación; Drenaje; Temperatura; Porosidad; Condiciones químicas adversas. c) Condiciones climáticas: dentro de los más importantes, tiene que ver con: Irradiancia (intensidad y duración lumínica); Precipitación pluvial: cantidad y distribución; Temperatura: máxima y mínima.
TABLA 6. Contenido de nutrimentos en hojas de duraznero.* N %
P %
K %
Mg %
Ca %
S ppm
Fe ppm
Mn ppm
B ppm
Zn ppm
Cu ppm
Mo ppm
2,5 a 3,36
0,15 a 0,30
1,25 a 3,00
0,25 a 0,54
1,9 a 2,5
100 a 150
124 a 152
20 a 142
20 a 80
15 a 30
4,0 a 11,9
0,5 a 1,0
* Childers, Morris, Sibbett, 1995. Valores por debajo de los rangos están con deficiencias y valores por encima del máximo están con excesos.
TABLA 7. Contenido de nutrimentos en hojas de manzano.*
N %
P %
K %
Mg %
Ca %
S %
Fe ppm
Mn ppm
B ppm
Zn ppm
Cu ppm
1,8 a 2,4
0,08 a 0,30
1,3 a 1,8
0,35 a 0,50
1,3 < bajo < 1,0 deficiente
0,2
50
35 a 50
35 a 50
35 a 50 < 20 deficiente
7,5 a 12
* Childers, Morris, Sibbett, 1995. Una relación de N/K de 1:25 a 1:50 indica un mejor balance y más adecuado para el manzano.
273
d) Edad de los árboles: Es de gran importancia llevar la historia de cada lote dentro de todo el proyecto puesto que no siempre se cuenta con árboles de la misma edad, y esto implica un manejo adecuado de la tecnología para cada lote y en general para la totalidad del huerto. e) Tecnología aplicada: El mayor o menor nivel tecnológico en el manejo de un huerto con frutales de hoja caduca tiene una incidencia enorme en los resultados esperados, siendo asi que la mayor o menor respuesta de estos árboles a la fertilización dependerá de que se cumplan todos los factores que intervienen en su producción. 8.4 Requerimientos nutricionales
Debido a que la demanda nutricional en las cuatro especies de frutales de hoja caduca que ha contemplado este trabajo tiene que ver con su potencial genético, su capacidad productiva, y estos a su vez con las condiciones físicoquímicas del suelo, las condiciones microclimáticas y la tecnología que se emplee, siendo muy específicos para cada proyecto, se dejan a continuación algunas referencias sobre sus contenidos normales en los diferentes elementos minerales (Tablas 6 a 9).
TABLA 8. Contenido de nutrimentos en hojas de peral.* N %
P %
K %
Ca %
Mg %
Mn ppm
Fe ppm
Cu ppm
B ppm
Zn ppm
Deficiente por debajo
1,7
0,10
0,4
0,50
0,18
20
40
1
25
10
Bajo
1,7 - 2,4
0,13
0,7
0,60
0,24
25
50
2
30
15
Normal
2,4 - 2,6
0,60
3,0
2,50
1,00
200
400
50
75
80
Exceso por encima
3,0
0,65
4,0
3,00
2,00
450
500
100
100
300
* Childers, Morris, Sibbett, 1995.
TABLA 9. Contenido de nutrimentos en hojas de ciruelo.* N %
P %
2,3 a 2,8 0,1 a 0,3
K %
Mg %
Ca %
1,1
0,25
1,0
S ppm
Mn ppm
B ppm
Zn ppm
125 a 175 53 a 93 33 a 50 25 a 50
* Childers, Morris, Sibbett, 1995. Contenidos por debajo de los rangos están con deficiencias y por encima del máximo están con excesos.
274
Cu ppm 7 a 10
Fe ppm
Mo ppm
50 a 100 0,7 a 1,0
BILIOGRAFÍA CITADA
AMÉZQUITA, C.E. 1994. Cualidades del suelo para la fruticultura. Fertilidad de suelos, diagnóstico y control, nueva edición. pp 507 -523. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. BENTON, J.J. 1978. The Role of soil testing and leaf analysis in the orchard. Department of Horticulture, University of Georgia, Athens, Ga. BOWLING, D.J.F. 1980. Mineral Nutrition of fruit trees. Uptake and Transport of Nutrients: chap. 18: 151-163. CHILDERS, N.F. 1988. Modern Fruit Science. Soil management for peach, apple, plum and pear. chap. 5: 59 -74; chap. 13: 184, 190 - 193; chap. 14: 217 - 222; chap. 15: 249 - 252. Ninth Edition. Horticultural publications, Gainesville, Florida U.S.A. CHILDERS, N.F., MORRIS, R.J. and SIBBETT, S. G. 1995. Modern Fruit Science. Soil management for peach, apple, plum and pear. chap. 5: 71 - 89; chap. 13: 216 218; chap. 14: 247 - 252; chap. 283 - 286. Tenth Edition (complete revision). Horticultural Publications, Gainesville, Florida U. S. A. CHILDERS, N.F. and SHERMAN, W.B. Editors 1988. The Peach. Section XII: Nutrition, Fertilizers. pp 549 - 605. Horticultural Publications, Gainesville, Florida, U.S.A. FAUST, M. 1980. Mineral Nutrition of fruit trees. Modern concepts in fruit nutrition, chap. II: 11 - 16. Department of Agriculture, U.S.A. FAUST, M. 1989. Physiology of Temperate Zone Fruit Trees. chap II: 54 - 123. First Edition. John Wiley and Sons, N.Y., U. S. A. GUERRERO, R.R. 1994. Fundamentos Técnicos para la Fertilización de Cultivos. Fertilidad de suelos, diagnóstico y control. cap. II: 247 - 274. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, nueva edición. MINISTERIO DE AGRICULTURA, 1976. Síntomas de carencias en frutales, 75 páginas. Tercera Edición, Madrid, España. PLANK, C.O. 1988. Plant Analysis Handbook for Georgia, Cooperative Extension Service, University of Georgia; Peach Production Handbook, 1989. The University of Gorgia College of Agriculture, Athens. RUÍZ, R.Sch. 1995. Nutrición. Cap 12: 151-173. El duraznero en Chile. LEMUS, S.G. (Editor). INIA, La Platina, Santiago de Chile. Primera edición. SHELTON, J.E. 1983. North Carolina Apple Production Manual. Developing an orchard fertilization program. Department of Soil Science. Department of Horticultural Science, North Carolina State University. 275
TROCME S. Y GRAS R. 1979. Suelos y Fertilización en fruticultura. 388 páginas en total. Segunda Edición. Madrid, España. VAN DER ZWET T. and CHILDERS N. F. 1982. The Pear. Nutrition and leaf analysis, section V: 261 -281. First Edition. Horticultural Publications, Gainesville, Florida, U. S. A.
276
VII Pastos mejorados
FERTILIZACIÓN DE PASTOS MEJORADOS Javier Bernal Eusse*
1. INTRODUCCIÓN El uso de fertilizantes en las explotaciones ganaderas de clima frío se inició con la introducción de especies forrajeras altamente productivas y con la adopción de sistemas de manejo tecnificados. Otros aspectos que explican la creciente utilización de fertilizantes son: a) La creciente demanda de alimentos. b)El aumento acelerado del precio de la tierra. c) El paulatino agotamiento de la fertilidad de los suelos. d)La necesidad de sistemas de producción de leche y carne altamente eficientes para ser rentables. En un programa de manejo de pastos, la fertilización es la práctica que produce los mejores resultados, en el tiempo más corto, cuando otros factores del suelo no son limitantes para el desarrollo de las plantas. La fertilización balanceada aumenta la calidad y cantidad del forraje, y por consiguiente, se incrementa la capacidad de mantenimiento y producción por unidad de área. Para obtener una buena respuesta a la fertilización es necesario tener en cuenta varios factores relacionados con el suelo, el clima y la planta. Además, se debe considerar la cantidad y clase de fertilizante, la frecuencia, dosis, método y época de aplicación. 2. PRINCIPALES PASTOS DE CLIMA FRÍO Las especies forrajeras de clima frío crecen bien en altitudes de 2.200 msnm en adelante. En alturas superiores a 3.200 m solamente crecen bien algunas especies nativas que co* Ingeniero Agrónomo, Ph.D.
278
múnmente tienen un bajo valor nutritivo. El clima frío se caracteriza por temperaturas promedias inferiores a 15 ºC y temperaturas superiores no mayores de 22 ºC. Durante ciertas épocas del año se presentan con frecuencia heladas, que son temperaturas por debajo o alrededor del punto de congelación; las heladas limitan el cultivo de algunas especies susceptibles a las bajas temperaturas. Dentro de las especies forrajeras de clima frío se encuentran gramíneas y leguminosas perennes, así como forrajes temporales. Las principales especies se describen a continuación. 2.1 Raigrases (Lolium spp.)
El nombre genérico de raigrás (ryegrass), se aplica primordialmente a dos especies cultivadas del género Lolium. Una de estas especies, el Lolium multiflorum Lam. se conoce como raigrás anual o italiano, y el Lolium perenne L., como raigrás inglés o perenne. De estas dos especies se han seleccionado muchos cultivares y se han hecho diferentes cruces que han dado origen a un gran número de híbridos y variedades que reciben distintos nombres comerciales. El raigrás italiano es originario de la zona del mediterráneo, sur de Europa, norte de África y Asia menor. El raigrás perenne es originario de la zona templada del Asia y norte de África. Los raigrases se introdujeron a Colombia hace aproximadamente 40 años y se han adaptado muy bien al clima frío. Son resistentes a las heladas y se pueden cultivar incluso en alturas de hasta 3.600 msnm y temperaturas promedias de 6 a 8 ºC. Con alturas mayores y temperaturas inferiores el desarrollo es muy pobre. En las zonas de clima frío moderado, situadas entre 1.800 y 2.200 msnm, que presentan temperaturas promedias entre 15 y 18 ºC, y donde las temperaturas máximas pueden llegar a 25 ºC o aún más, los raigrases se establecen rápidamente y tienen buena producción inicial, pero las plantas se “agotan” muy pronto, desapareciendo en un período corto de tiempo. En estas zonas las enfermedades, especialmente la roya, atacan con bastante intensidad, contribuyendo a acortar aún más la vida útil de la pradera. Desde el punto de vista de suelos, los raigrases presentan un amplio rango de adaptación. Sin embargo, para una buena producción se requieren suelos de mediana a alta fertilidad, o aplicar una fertilización bien balanceada de acuerdo con el diagnóstico de su fertilidad. En suelos muy pesados o encharcables tienden a desaparecer en un período relativamente corto. Para estas zonas se recomiendan raigrases anuales, bien sea diploides o tetraploides. En suelos livianos se desarrollan bien, pero son fácilmente arrancados por los animales. Las mejores producciones se obtienen en suelos francos o franco arcillosos. Desde el punto de vista químico, se adaptan bien a suelos ácidos, siempre y cuando que el pH no sea demasiado bajo y el aluminio demasiado alto. Con frecuencia es necesario encalar . En condiciones naturales, los raigrases no son muy eficientes para extraer magnesio (Mg), azufre (S), cobre (Cu), zinc (Zn) y boro (B), cuyos contenidos generalmente fluctúan entre medianos y bajos; por lo regular presentan buenos contenidos de proteína cruda (PC), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca) y sodio (Na), especialmente si se fertili279
TABLA 1. Contenido de proteína y minerales en diferentes especies de raigrás.*
% Variedad
Proteína Ca
P
Mg
K
S
Raigrás 1
19,88
0,53
0,43
0,24
3,92
0,34
Tetrelite2
20,80
0,44
0,38
0,19
3,22
0,29
Aubade3
21,31
0,55
0,43
0,19
3,94
0,39
ppm Variedad
* 1 2 3
Na
Mn
Fe
Cu
Zn
B
Raigrás 1
2.376
104
185
8
39
9
Tetrelite2
1.608
128
266
9
42
10
Aubade3
701
105
216
10
31
5
INPEC LTDA. Promedio de 48 análisis de variedades de raigrás diferentes a Tetrelite y Aubade. Promedio de 36 análisis. Promedio de 28 análisis.
zan periódicamente. En la Tabla 1 se incluyen los contenidos de minerales de algunas variedades de raigrás. Las concentraciones relativas de la mayor parte de los elementos menores se disminuyen durante la época de lluvia, debido a un mayor desarrollo del pasto, con la consiguiente dilución de los elementos en una mayor cantidad de materia seca. Todos los raigrases presentan altos requerimientos de N, elemento que normalmente representa el factor limitante para su desarrollo. En suelos salinos las plantas tienden a florecer desde muy pequeñas y mueren en forma temprana. Los raigrases son muy exigentes en humedad, especialmente los tetraploides anuales. Para un normal desarrollo se requieren entre 12 y 25 mm. de precipitación o riego por semana. En casi todas las zonas de clima frío es necesario aplicar riego, por lo menos durante algunos períodos del año. Los raigrases no soportan el nivel freático demasiado alto, el encharcamiento prolongado ni el exceso de humedad en el suelo. En suelos muy húmedos se restringe el desarrollo de las raíces y las plantas mueren tempranamente. El raigrás italiano se considera como una planta anual, pero bajo buenas condiciones de manejo se comporta como bianual, o inclusive, como una planta perenne de corta duración. Se desarrolla en matojos y cada planta individual alcanza hasta 60 a 90 cm de altura 280
y el follaje es abundante. En las condiciones de Colombia produce buena cantidad de semilla. El raigrás inglés es similar al italiano; es una especie perenne de corta duración. Se desarrolla en macollas de 30 a 60 cm de un color verde brillante, hojas angostas y menor producción de forraje que el italiano. Bajo las condiciones de Colombia, produce muy poca semilla y ésta es de muy baja fertilidad. Los raigrases han sido sometidos a una serie de prácticas de mejoramiento, la principal de las cuales ha sido la obtención de los raigrases tetraploides, proceso que consiste en duplicar el número normal de cromosomas de la especie, mediante un tratamiento especial. Los raigrases tetraploides (4n) producen más forraje que los que contienen el número normal de cromosomas, que se llaman diploides (2n), pero presentan algunos problemas de manejo, tales como mayores requerimientos de nutrimentos y agua y, además, son bajos en fibra y energía. Además de los tetraploides, se han hecho cruces entre raigrás anual y perenne, que producen raigrases híbridos como el Tetrelite, con características intermedias entre el anual y el perenne. En el manejo de los raigrases existen dos grandes tendencias, manejarlos como cultivo puro o manejarlos mezclados con otras especies de gramíneas y/o leguminosas. Cuando se siembra puro, se hace una preparación tradicional del suelo y se siembran 100 lb/ha, equivalentes a unas 70 lb por fanegada o cuadra. Cuando se maneja en mezclas, se rompen los potreros con una renovadora de praderas, “rotavator” de cuchillas planas, arado cincel o rastrillo sin traba y se siembran 20 a 25 lb/ha de semilla de raigrás, mezclada con otras especies, como azul orchoro, tréboles y alfalfa. Los raigrases son exigentes en fertilización, especialmente en N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn y B. Se debe hacer una fertilización de establecimiento que incluya todos los nutrimentos que se encuentren deficientes, según el análisis de suelos, y repetirla cada seis meses o cada año, según las condiciones de suelo, clima o desarrollo del cultivo. Entre pastoreos se debe hacer una fertilización de mantenimiento que incluya N y, si es necesario, P, S y Mg; se pueden utilizar fertilizantes como 30-6-0, urea, 25-15-0-2-3, y otros, en cantidades que varían con las condiciones del suelo. Cuando se hacen fuertes aplicaciones de fertilizantes completos, se aumenta ligeramente el contenido de proteína, N, P, y K, pero el contenido de Mg desciende dramáticamente en los tetraploides, indicando que se puede presentar un problema a nivel de la nutrición de los animales, como se observa en la Tabla 2. Si se considera que el forraje producido es de alta digestibilidad y buena calidad, la producción de leche será alta y, por lo tanto, las necesidades de Mg del animal elevadas. En consecuencia una fertilización alta, sin incluir Mg, es un riesgo potencial grande para los animales que inician lactancia, pues fácilmente se puede presentar una hipomagnesemia, especialmente en los animales de mayor producción. La fertilización debe ser balanceada, incluir todos los elementos deficientes en una zona y se debe programar en dosis y frecuencias de aplicación que cubran los requerimientos de la planta. 281
TABLA 2. Contenido de proteína y algunos minerales en raigrases diploides y tetraploides.*
Variedad
Dosis de fertilizante kg/ha
% PC
N
P
K
Ca
Mg
Ceniza
0
17,4
2,78
0,23
2,04
0,20
0,25
11,07
100
17,5
2,80
0,23
2,06
0,24
0,27
10,91
200
19,4
3,10
0,26
2,08
0,24
0,09
12,33
400
21,6
3,45
0,26
2,24
0,28
0,04
12,76
0
14,3
2,28
0,18
2,00
0,24
0,15
11,46
100
14,8
2,36
0,22
2,02
0,28
0,18
11,49
200
15,0
2,40
0,25
2,04
0,28
0,17
10,63
400
17,8
2,84
0,22
2,07
0,29
0,17
11,76
Tetraploide
Diploide
* Bernal (1994).
Los raigrases se pueden utilizar en pastoreo, corte para suministrar verde, para producir heno, henolaje o para ensilar. El pastoreo debe ser rotacional con cerca eléctrica. Tanto el corte como el pastoreo no se deben hacer por debajo de 5 a 7 cm, para evitar la remoción de los alimentos de reserva que se localizan en la base de los tallos. Cuando se aplica fertilización de mantenimiento y riego, la recuperación es muy rápida y se pueden obtener cortes entre 28 y 35 días, para los raigrases anuales, y entre 30 y 40 para los perennes. Cuando se retrasa la utilización del pasto, se presenta incidencia de enfermedades, como la roya, y de insectos como el chinche chupador de los pastos (Collaria columbiensis). La calidad del forraje producido se puede considerar alta y suficiente para satisfacer en gran proporción los requerimientos nutricionales de animales en crecimiento y producción. En la Tabla 3 aparecen algunos parámetros de calidad de los raigrases tetrelite y aubade. 2.2 Pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum, Hoestch)
Es una de las gramíneas más comunes y mejor adaptadas a la zona de clima frío. No prospera bien en suelos pobres, es tolerante a la sequía pero muy susceptible a las heladas y al exceso de humedad. Es originario del África y de condición perenne.
282
TABLA 3. Valor nutritivo de Tetrelite y Aubade.*
Variedad
Tetrelite
Edad (días)
% PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa Celulosa
Lignina
25
21,21
87,56
51,14
28,50
22,64
21,50
4,0
35
19,13
82,30
49,92
34,44
15,48
24,20
5,0
45
17,22
76,74
48,48
36,06
12,42
24,02
5,4
55
13,98
76,06
46,94
33,98
12,94
25,12
5,7
Heno
16,65
80,84
54,09
35,58
18,50
26,18
6,3
32
28,00
89,06
46,64
22,00
22,64
17,36
3,1
40
18,81
86,55
45,48
29,78
15,70
22,44
5,5
45
11,00
87,60
47,46
25,55
17,65
22,05
3,5
60
12,25
67,10
60,57
27,78
18,14
22,98
4,8
Aubade
* Laredo (1985). PC: Proteí na cruda; DIVMS: Digestibilidad “in vitro” de la materia seca; FDN: Fibra en detergente neutro; FDA: Fibra en detergente ácido.
Las plantas se extienden superficialmente, ya que posee rizomas gruesos y suculentos que pueden alcanzar hasta un metro. Tiene raíces profundas; en los nudos de los rizomas se forman raíces, retoños y ramificaciones. Forma césped denso; algunos tallos crecen erectos o semierectos y alcanzan alturas de 50 a 60 cm. Las hojas alcanzan de 10 a 20 cm de largo y 8 a 15 mm de ancho. Las partes florales son muy inconspicuas; los estambres son blanquecinos, brillantes y efímeros; aparecen al principio de la mañana y desaparecen con el calor del sol. Las semillas se producen en las axilas de las hojas donde quedan ocultas, de ahí el nombre de clandestinum dado a la especie. Se utiliza para pastoreo, heno, henolaje, ensilaje, prados ornamentales y campos de deporte. Se propaga vegetativamente por medio de estolones; por semilla sexual puede propagarse a través del tubo digestivo de los animales que las consumen en abundancia. Las semillas permanecen viables en el suelo por mucho tiempo y se han encontrado plántulas en suelos cultivados por 10 años. Las malezas normalmente no son un problema serio, sin embargo se deben controlar durante el establecimiento, o después de un sobrepastoreo, cuando se pueden presentar invasiones de “lengua de vaca”. El kikuyo solo, responde bien a la aplicación de N y, en algunos casos, se ha logrado 283
duplicar la producción con la aplicación de 50 kg N/ha después de cada pastoreo. Cuando se encuentra mezclado con tréboles o alfalfa, se tienen buenos resultados al aplicar P y K periódicamente.En épocas secas se debe aplicar riego cada 10 días aproximadamente. Resiste el pastoreo continuo, pero cuando está sembrado en mezcla con otras especies y se quiere obtener una buena producción, se debe pastorear en rotación, con períodos de descanso entre 6 y 8 semanas, dependiendo de la humedad disponible. Con un período de rotación adecuado se pueden mantener poblaciones manejables de Collaria columbiensis, la plaga más limitante para su producción, en las zonas de clima frío el país. Los animales se deben retirar cuando el pasto tenga entre 5 y 10 cm de altura. El pastoreo con cerca eléctrica es muy recomendable en esta especie. Cuando ha sido mal manejado se acolchona y se rebaja significativamente la producción, por lo tanto es económico renovarlo periódicamente. La renovación es una práctica que consiste en pastorear bajo el potrero, sacar los animales, aplicar cal dolomítica, al voleo si se requiere, escarificar levemente, fertilizar y resembrar con tréboles y otras especies de gramíneas como raigrases y orchoro. En praderas mejoradas se presenta espontáneamente, y puede llegar a dominar los pastos introducidos, cuando estos no se manejan adecuadamente. Cuando se cosecha en el estado apropiado produce forraje abundante y de buena calidad. En producción de leche se han obtenido cargas de 3,75 animales/ha, con una producción de 15 kg de leche, con 4% de grasa. La producción de carne, en novillos normando cruzados, ha sido de 795 g/mes y 3,18 animales/ha. La calidad del forraje es buena cuando se rompe el césped regularmente y se abona bien, como se puede observar en la Tabla 4. 2.3 Azul orchoro (Dactylis glomerata L)
Puede desarrollarse a alturas desde los 1.500 msnm, pero por debajo de 2.000 m su producción es muy escasa; en el límite de los páramos crece bien pero su desarrollo es muy lento. Es resistente a heladas y sequía. Produce en casi todos los suelos, pero el rendimiento es mucho mayor en los fértiles, profundos y bien drenados. Es originario de Eurasia y del Norte de África. Es una planta perenne, de crecimiento robusto, plantas individuales en matojos. Los tallos florales alcanzan hasta 1.3 m; produce muchos tallos con hojas plegadas y vainas comprimidas; la inflorescencia es conspicua, semejante a una panícula con numerosos racimos de espiguillas reducidas.Cuando se deja envejecer los tallos se tornan duros, fibrosos y poco apetecibles. Produce buena cantidad de semilla. Se usa principalmente en pastoreo, en mezcla con otras gramíneas y leguminosas. En algunos casos se utiliza para corte verde, heno, henolaje y ensilaje. Se adapta mejor al pastoreo en rotación. La siembra debe hacerse en suelos bien preparados. Se siembran 30 a 40 kg/ha de semilla de orchoro, mezclada con una cantidad igual de raigrás, y 5 a 7 kg de trébol rojo, ó 3 a 5 kg de trébol blanco. Después de la siembra se debe cubrir la semilla con un rodillo, 284
TABLA 4. Calidad del forraje del pasto kikuyo.*
Edad (días)
Como % de materia seca PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
40
11,89
41,59
63,84
36,64
27,20
25,42
7,5
50
14,63
53,42
65,65
31,78
33,88
24,38
4,9
60
16,62
79,18
57,48
32,70
24,78
26,76
4,2
Mezclas
17,96
77,85
54,28
31,74
22,54
31,74
4,5
Edad (días)
Como % de materia seca
ppm
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
40
0,48
0,34
0,30
0,12
3,52
0,02
213
109
11
28
50
0,42
0,28
0,28
0,10
2,15
0,04
712
357
11
20
60
0,76
0,32
0,10
0,13
2,65
0,03
437
425
8
58
Mezclas
0,55
0,37
0,28
0,13
2,03
0,09
350
455
13
38
* Laredo (1.985).
“cultipacker” o ramas arrastradas por el tractor. La semilla no debe quedar muy profunda, máximo 2 cm. El orchoro es un pasto de muy lento desarrollo inicial, por lo cual se debe hacer buen control de malezas durante el establecimiento. Se debe hacer aplicación de enmiendas y fertilización de establecimiento y, posteriormente, fertilización de mantenimiento de acuerdo con el análisis de suelos. No es una especie demasiado exigente en fertilizantes cuando se pretende una producción moderada. La aplicación de riego, cada 10 días durante la época de sequía, ayuda a mantener una producción constante durante todo el año. El orchoro es una especie que tiende a ser perenne, pero cuando se pastorea continuamente o se sobrepastorea, desaparece en un período más o menos corto de tiempo, quedando solamente algunas plantas aisladas dentro del potrero. Se recomienda el pastoreo rotacional con períodos cortos de ocupación, de 2 a 5 días, y períodos de descanso de 35 a 42 días. El ganado debe introducirse cuando el pasto tenga entre 30 y 40 cm de altura y se debe retirar cuando tenga 10 a 15 cm, para no agotarlo. Cuando se maneja adecuadamente, después de algunos meses de establecido, puede llegar a producir cantidades de forraje similares a las del raigrás. 285
En condiciones naturales se pueden obtener de 1,5 a 2,5 ton/ha de forraje seco por corte, cada seis a ocho semanas; con fertilización se pueden obtener 2 a 4 ton/ha de materia seca. La capacidad de sostenimiento ha variado entre 1,44 y 1,85 animales/ha, con producciones de leche entre 19,5 y 20,5 kg/ha/día. La calidad del forraje es buena . Algunas características del forraje se incluyen en la Tabla 5.
TABLA 5. Calidad del forraje del pasto azul orchoro.*
Edad (días)
Como % de materia seca PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
Prefloración
11,60
70,88
64,74
38,30
26,44
33,86
4,8
40 lluvia
18,38
89,43
52,14
30,70
21,44
23,78
4,7
40 sequí a
22,31
91,36
50,46
29,44
21,02
28,08
4,7
Edad (días)
Como % de materia seca
ppm
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
Prefloración
0,45
0,29
0,16
0,10
2,38
0,02
156
125
10
29
40 lluvia
0,45
0,22
0,05
0,14
1,36
0,04
225
100
6
17
40 sequí a
0,45
0,29
0,27
0,14
4,49
0,03
350
250
13
66
* Laredo (1.985).
La producción de semilla, en nuestro medio, es abundante pero desuniforme; prácticamente toda la semilla que se siembra en Colombia es importada. 2.4 Festuca alta (Festuca arundinacea, Schreb.)
Es una especie perenne, resistente a la roya, a las heladas, a la sequía y aún al exceso de humedad, que presenta una zona óptima de crecimiento entre 2.500 y 3.000 msnm Las plantas son altas, con raíces profundas y numerosos tallos. Forman un césped tupido y uniforme; presentan numerosas hojas basales y tallos florales hasta de 1,5 m de altura. La inflorescencia es una panícula, donde las semillas crecen de tres a cinco por cada espiguilla. La semilla es corta y curva, de tamaño y forma similares a la del raigrás. La festuca es una gramínea esencialmente para pastoreo, que puede cultivarse sola o en mezcla con otros pastos y leguminosas. Se puede utilizar para heno, henolaje y ensilaje. Produce abundante forraje en condiciones favorables de humedad y fertilidad. 286
Para su establecimiento se requiere una buena preparación del terreno y un adecuado control de malezas. Cuando se siembra sola, se utilizan 30 a 40 kg/ha de semilla regada al voleo, o de 20 a 30 kg/ha si se siembra en surcos separados 20 a 30 cm. Cuando se siembra en mezcla se puede usar de 15 a 20 kg de semilla de festuca, 20 a 30 kg de semilla de raigrás y 3 a 5 kg de trébol rojo y blanco. Las malezas se deben controlar durante el establecimiento. La fertilización de establecimiento y mantenimiento debe ser similar a la aplicada para otras especies introducidas, como los raigrases, y siguiendo los mismos criterios, basados en los resultados del análisis de suelos. Responde bien a la aplicación de riego durante la sequía. Del manejo depende en gran proporción la producción de carne y leche. En rotación se debe pastorear cuando aparezcan las primeras espigas y se debe retirar el ganado cuando el pasto tenga entre 7 y 10 cm. Sin fertilización produce de 8 a 10 ton/ha/año de forraje seco, con fertilización y riego se puede duplicar esta producción. La producción de semilla es desuniforme y no es una práctica económica en nuestro medio. En la Tabla 6 aparecen algunos datos relativos a la calidad del forraje de la festuca alta. 2.5 Falsa poa (Holcus lanatus L)
Fue introducida de Europa. Crece espontáneamente en las praderas naturales y a lo largo de carreteras y canales, generalmente en mezcla con pasto oloroso. Produce muy bien en los suelos pobres, ácidos y ricos en materia orgánica. Es una especie muy valiosa en condiciones de páramo. Generalmente crece en plantas aisladas o formando pequeños grupos. Es perenne. Las hojas basales son pilosas; tallos erectos que pueden alcanzar 60 a 70 cm de altura. Las inflorescencias son panículas compactas y densas de 6 a 15 cm; se desarrollan durante todo el año. Las semillas se diseminan fácilmente, dejando la panícula desnuda. Las variedades importadas producen poca semilla. Se utiliza principalmente en pastoreo. Es una especie muy utilizada para producción de leche y para pastoreo con ovinos. Es de gran valor para la conservación de suelos pendientes y erodables. Mezclada con tréboles produce un forraje de buena calidad. Se reproduce por semilla sexual a razón de 15 kg/ha, regándola al voleo sobre terreno bien preparado. Es un pasto rústico que responde bien a bajas tasas de fertilización de mantenimiento. Se puede pastorear en forma continua, pero el forraje disponible es poco abundante. En mezcla con otras especies se debe pastorear en rotación. No se debe dejar madurar, pues las variedades nativas producen gran cantidad de tallos florales que no son consumidos por el ganado y se pierde mucho forraje por pisoteo. Si se siembra una variedad importada se presenta menos floración y se obtiene más forraje de superior calidad. En zonas de páramo responde bien al encalamiento y la aplicación de fuentes de P de baja solubilidad, como la roca fosfórica. Cuando se hace una fertilización completa, res287
TABLA 6. Calidad del forraje de la festuca alta.*
Edad (días)
Como % de materia seca PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
40
18,11
87,32
51,76
28,66
23,10
23,04
3,8
40
19,68
89,59
52,06
30,42
21,64
22,72
6,1
40
20,04
88,86
51,34
29,16
22,18
23,10
3,9
Edad (días)
Como % de materia seca
ppm
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
40
0,37
0,20
0,15
0,11
4,76
0,05
325
200
9
41
40
0,40
0,16
0,07
0,16
5,48
0,05
250
150
7
49
40
0,43
0,18
0,08
0,14
1,98
0,02
150
250
5
14
* Laredo (1.985).
ponde bien a las aplicaciones de N. En estas zonas se obtienen buenas producciones con ovinos y es muy utilizada para levante de terneras. En producción de leche, carga hasta dos animales adultos por hectárea. Además de su gran adaptación y rusticidad, el forraje producido es de muy buena calidad y parece como una de las especies más promisorias para mejorar la producción y productividad de las praderas de páramo. La calidad del forraje se incluye en la Tabla 7. 3. LEGUMINOSAS DE CLIMA FRÍO Las leguminosas han sido reconocidas como fuente de excelente forraje y como mejoradoras de la fertilidad del suelo, en razón de su habilidad para fijar N del aire y para incorporar grandes cantidades de materia orgánica. Debido a sus características fisiológicas especiales, tienen también requerimientos nutricionales específicos diferentes de los de las gramíneas. La mayor parte de las leguminosas cultivadas en clima frío son especies originadas en zonas templadas, que han mostrado buena adaptación a las condiciones de altura y temperatura que caracterizan los climas fríos del trópico. A continuación se describen brevemente las leguminosas forrajeras más cultivadas en el clima frío en Colombia. 288
TABLA 7. Calidad del forraje de la falsa poa.*
Edad (días)
Como % de materia seca PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
30
17,68
80,00
49,52
28,24
21,28
21,28
2,6
45
20,13
83,43
52,50
27,54
23,64
23,64
3,1
60
18,38
87,42
44,34
24,66
19,68
21,40
2,3
90
17,76
87,52
42,58
26,06
16,62
23,24
2,7
Prefloración
11,95
67,34
60,94
36,10
24,84
29,64
3,4
Floración
6,73
68,48
62,62
40,80
21,82
31,42
3,7
Edad (días)
Como % de materia seca
ppm
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
30
0,21
0,17
0,10
0,12
2,95
0,02
130
165
3
10
45
0,32
0,22
0,16
0,13
2,96
0,10
140
286
8
24
60
0,20
0,32
0,14
0,13
4,00
0,05
185
410
7
28
90
0,38
0,29
0,16
0,12
3,03
0,09
225
375
8
26
Prefloración
0,30
0,25
0,07
0,10
3,11
0,09
270
475
6
18
Floración
0,36
0,21
0,27
0,12
1,48
0,01
100
178
3
12
* Laredo (1.985).
3.1 Alfalfa (Medicago sativa L)
La alfalfa es una planta originaria del Asia, ampliamente difundida en Europa desde hace varios milenios. Se trajo a América desde las primeras colonizaciones. Es llamada “la reina de las leguminosas” por su amplia adaptación, magnífica producción de forraje de alta calidad, habilidad para mezclarse con las gramíneas, persistencia, capacidad para fijar N del aire, alta gustosidad y facilidad para manejarla en corte o pastoreo, sus excelentes características para producir heno, henolaje, ensilaje y para fabricación de harina y concentrados. Se adapta bien desde el nivel del mar hasta 3.200 msnm en las condiciones de Colombia. Aunque produce bien en clima cálido y medio, tradicionalmente se ha sembrado en 289
clima frío donde presenta menos problemas de enmalezamiento y enfermedades. Se cultiva tanto sola como mezclada con las principales gramíneas como kikuyo, raigrases, orchoro y otros. En el páramo, su comportamiento ha sido aceptable cuando se le suministran las condiciones de suelo y humedad adecuadas. Todas las variedades exigen suelos fértiles, bien drenados, no sujetos a inundaciones y ojalá con un nivel freático de un metro o más de profundidad. En algunas zonas como Ubaté y Cucunubá se ha encontrado creciendo bien en suelos con nivel freático muy cercano a la superficie y pH bajo, lo que da una idea de la gran capacidad de adaptación de la especie. La alfalfa es una especie de hábito erecto o semierecto, aunque existen variedades de hábito postrado (creeping). La raíz es muy profunda lo cual le da resistencia a la sequía. Las plantas crecen de 50 a 200 cm de altura. Las hojas son trifoliadas. Las flores moradas se presentan en racimos de 10 a 20 flores cada uno. Las vainas espiraladas tienen de dos a cinco semillas. Se usa para corte con el fin de suministrarla fresca al ganado, heno, henolaje, ensilaje, para deshidratar con el fin de producir harina que se puede utilizar directamente, o como materia prima para concentrados. Para la siembra exige suelos muy bien preparados y con buen drenaje. En algunos casos se justifica sembrarla en eras levantadas a la manera de flores u hortalizas. La semilla se debe inocular con nitrocultivo antes de la siembra. La mayor parte de las semillas comerciales vienen preinoculadas, pero si no lo están se inocula con el nitrocultivo o se mezcla con tierra de una plantación antigua que presente buena nodulación. La densidad de siembra recomendada es de 100 lb/ha, cuando se hace al voleo, y un poco menos si se hace en surcos a 20 cm, cuando se trata de un cultivo puro; en mezcla con gramíneas, la densidad de siembra se puede rebajar a unas 20 lb/ha. El control de malezas es muy importante durante el establecimiento y durante toda la vida útil del cultivo. El control puede ser manual, mecánico o químico. El control manual consiste en deshierbas a mano o con azadón; es lento y costoso pero en ocasiones es el único medio recomendable para suprimir algunas malezas como kikuyo y lengua de vaca. Un método muy utilizado, especialmente durante el establecimiento y en algunos casos durante el rebrote, consiste en guadañar la alfalfa cuando ha alcanzado una altura de unos 20 cm. Un corte a 10 ó 15 cm estimula el crecimiento de la alfalfa e impide que las malezas florezcan y se propaguen. El control químico se puede hacer aplicando herbicidas preemergentes inmediatamente después de la siembra o hasta tres días después de ella. Cuando se aplican estos productos, el suelo debe tener un buen contenido de humedad. El control previo a la siembra, que consiste en la destrucción de la vegetación preexistente, con un producto no selectivo como el glifosato, produce muy buenos resultados durante el establecimiento del cultivo. Cuando se presenta enmalezamiento con gramíneas como kikuyo en cultivos ya establecidos, se puede utilizar un herbicida graminicida altamente selectivo como el Fusilade, después del corte, que destruye la gramínea sin afectar la alfalfa. Las malezas de hoja ancha se deben eliminar mecánicamente. La alfalfa es exigente en nutrimentos. La mayoría de los suelos de clima frío requieren aplicación de enmiendas como cal dolomítica, roca fosfórica, en cantidades que depen290
den del grado de acidez del suelo. Debe aplicarse por lo menos una tonelada de correctivo por cada miliequivalente de aluminio activo encontrado en el suelo. La aplicación debe ser previa a la siembra y el correctivo debe ser incorporado con arado o rastrillo. El pH y la aplicación de correctivos son muy importantes en clima frío; el pH ideal es alrededor de 7,0; el boro y otros elementos menores parecen ser limitantes en algunos de estos suelos. Las cantidades de elementos mayores e intermedios requeridas son altas, especialmente de P, K, Ca, S y Mg. Estos elementos se deben aplicar al momento de la siembra y repetir la aplicación al comienzo de cada época de lluvia, complementados con cantidades suficientes de B, Zn, Cu y Mo. El fertilizante de mantenimiento lo constituyen materiales ricos en P y K como DAP (18-46-0) KCl (0-0-60) y similares, que se pueden aplicar en dosis de 50 a 100 kg/ha después de cada corte. También se obtienen buenos resultados con la aplicación de fertilizantes foliares completos. El agua adicional, suministrada durante los períodos secos, aumenta la aprovechabilidad de los nutrimentos del suelo por la planta y, por lo tanto, estimula el crecimiento y la producción de forraje. La irrigación aumenta los requerimientos de nutrimentos. Para el manejo de la alfalfa, además de la fertilización, el control de malezas y el riego, se deben tener en cuenta otros factores, tales como la intensidad y frecuencia de corte o pastoreo. En clima frío, la alfalfa florece desuniformemente y de manera esporádica, de suerte que el porcentaje de floración no puede tomarse como un índice que determine la época de cosecha. El corte se debe realizar cuando los rebrotes de la corona hayan alcanzado unos 5,0 cm, para evitar pérdidas de calidad, por defoliación y lignificación, cuando la planta se cosecha demasiado madura. La producción de forraje depende del manejo. En condiciones naturales se pueden obtener producciones que varían entre 0,35 y 2,50 ton/ha de heno por corte, con un promedio general de 1,4 ton/ha, lo que equivale a una producción de 8,4 a 9,8 ton/ha/año. Con aplicación de fertilizantes, se han obtenido producciones que varían entre 2,00 y 4,10 ton/ha/corte, de forraje seco. Con buenas condiciones de humedad y fertilización se han obtenido 25 ton/ha/año de forraje seco, equivalentes a 125 ton/ha, de forraje verde. Las hojas de alfalfa tienen un elevado valor nutritivo y con frecuencia se secan, se muelen y se incluyen en los concentrados como fuente de vitamina A y de otros nutrimentos, en niveles de 2,5 a 5% del concentrado. Durante la gestación y la lactancia, se incluye con frecuencia en proporciones del 10% de la ración. En los lugares donde se puede cultivar alfalfa con facilidad se le considera un forraje clave para rumiantes de alto rendimiento en carne o leche, por ser un forraje rico en vitaminas, minerales, de muy buena gustosidad y alta digestibilidad cuando se cosecha antes de la plena floración; la planta madura pierde calidad. En algunos casos el pastoreo de alfalfa puede producir timpanismo en algunos animales. Se recomienda cortar la alfalfa y dejarla marchitar cuando se presenta este problema con alguna frecuencia. En la Tabla 8 aparecen algunas medidas de la calidad del forraje de la alfalfa.
291
TABLA 8. Calidad del forraje de la alfalfa.*
Edad (días)
Como % de materia seca PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
45 lluvia
23,63
82,39
33,56
30,14
5,42
21,12
8,7
45 sequí a
18,75
82,16
32,32
18,28
3,62
19,46
9,6
Prefloración1
42,25
99,85
21,90
18,28
3,62
14,58
4,8
Prefloración2
25,98
82,73
33,92
24,98
8,96
18,44
6,6
Edad (días)
Como % de materia seca
ppm
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
45 lluvia
1,29
0,31
0,25
0,17
1,90
0,27
300
113
13
59
45 sequí a
2,39
0,24
0,46
0,17
1,43
0,90
325
190
12
42
Prefloración1
1,30
0,64
0,22
0,12
3,20
0,03
169
172
14
69
Prefloración2
1,24
0,49
0,21
0,14
2,75
0,03
425
137
14
26
* Laredo (1.985). 1 Boyacá. 2 Cundinamarca.
3.2 Trébol rojo (Trifolium pratense L)
Es una especie muy bien adaptada a las condiciones de Colombia. Es más resistente a la sequía que el trébol blanco. Las plantas son persistentes pero no perennes, erectas o semierectas con tallos decumbentes. Las hojas y tallos son peludos. Los folíolos son por lo general elípticos y tienen una mancha blanquecina en forma de V. Las flores son violáceas y las cabezuelas globosas u ovoides terminales, sentadas sobre una o dos hojas terminales con estípulas. Se utiliza en pastoreo en mezcla con gramíneas, pero también se puede utilizar para corte, para heno o ensilaje y como abono verde, caso en el cual se siembra solo. Se puede sembrar a mano o con máquina en mezcla con gramíneas, utilizando 5 a 10 kg/ha de semilla. En mezcla con raigrases se pueden obtener 1,8 a 2,0 ton/ha de forraje seco por corte, del cual 35 a 40% está representado por el trébol. Cuando se aplica N, después de los cortes, la producción total de forraje disminuye y la proporción de trébol puede llegar a ser de solamente 8%. En mezcla con kikuyo, las producciones son sensiblemente iguales o mayores a las de la mezcla con raigrases.
292
Aunque no se tienen datos sobre la fertilización de trébol rojo puro, se deben mantener niveles apropiados de P, K, Ca, Mg, S y elementos menores, debido a que el trébol es exigente en estos nutrimentos. Aunque es resistente a la sequía, responde bien a la aplicación de riego. Debido a su hábito de crecimiento, resiste un pastoreo fuerte, ya que los animales no pueden remover fácilmente sus alimentos de reserva. El crecimiento es lento después de la siembra, pero una vez establecido se pueden cosechar hasta 12 ton/ha de materia seca anualmente, equivalentes a unas 60 ton de forraje verde. La calidad del forraje es buena, tal como se puede observar en la Tabla 9, que incluye datos, tanto para trébol rojo como para trébol blanco. La producción de semilla es abundante pero ésta madura en forma desuniforme y es diseminada por el ganado y por aves. La semilla comercial es importada de países de zona templada. 3.3 Trébol blanco (Trifolium repens L)
Es una especie muy bien adaptada hasta alturas de 3.200 msnm En muchas regiones crece espontáneamente en suelos bien fertilizados con P. Requiere suelos fértiles, pero crece bien en gran diversidad de tipos de suelo, cuando la humedad es adecuada. Las plantas son persistentes y perennes, rastreras, glabras y estoloníferas. Emite raíces en los nudos. Las hojas son trifoliadas con folíolos ovales, generalmente con manchas blanquecinas en forma de V. Las flores, en cabezuelas axilares sobre pedúnculos tan largos como las hojas o aún más, son blancas o rosadas. Se utiliza en pastoreo en mezcla con gramíneas. Tiende a comportarse como perenne, pero muchas plantas desaparecen durante el verano, debido a enfermedades de los estolones. Es menos resistente a la sequía que el trébol rojo. Se siembra de manera similar a éste, pero utilizando menores densidades de siembra, de 4 a 7 kg/ha. Responde bien a la aplicación de riego y a la fertilización con los mismos nutrimentos recomendados para trébol rojo. Debido a la presencia de estolones, el trébol blanco puede ser más intensamente pastoreado que el trébol rojo. La capacidad que tiene el trébol blanco para convivir con el kikuyo, debe ser aprovechada al máximo, para mantener praderas bien balanceadas. Las plantas se establecen lentamente, pero una vez establecidas producen cantidades de forraje similares a las del trébol rojo. El forraje es de excelente calidad, como se observa en la Tabla 9. Las variedades de hoja pequeña se utilizan para pastoreo y las de hoja grande, tipo “ladino”, se utilizan para henificación. 4. FORRAJES TEMPORALES Debido al alto costo de los granos para la alimentación animal y a la competencia entre el consumo humano y el animal, cada día se hace más necesario tratar de producir en la propia finca la mayor cantidad posible de alimento. Para esto se siembran especies de 293
TABLA 9. Calidad del forraje de los tréboles rojo y blanco.* Edad (días)
PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
Trébol rojo - Como % de materia seca 35
28,26
80,52
33,46
24,14
9,32
21,48
8,8
45
20,56
83,97
41,28
30,68
10,60
20,74
9,3
Trébol blanco - Como % de materia seca 35
25,46
85,88
36,54
29,08
7,46
23,50
8,8
45
23,19
82,50
36,85
30,20
6,24
22,04
7,4
Edad (días)
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Trébol rojo - Como % de materia seca 45
1,01
0,29
0,45
0,11
1,13
0,37
0,31
0,14
Zn
18
45
12
34
ppm 2,99
0,24
200
125
Trébol blanco - Como % de materia seca 45
Cu
ppm 2,86
0,77
275
150
* Laredo (1985).
ciclo corto y alto rendimiento, que permiten obtener un forraje abundante durante ciertas épocas del año; este forraje se puede suministrar inmediatamente a los animales, o conservarlo mediante prácticas de ensilaje, henificación o henolaje, para suministrarlo durante las épocas de escasez de forraje. Algunas de las especies utilizadas con este fin son: 4.1 Maíz (Zea mays L)
Se cultiva en todos los climas, es un cereal básico para la alimentación humana en Colombia y muchos otros países. Se cultiva con frecuencia para producir forraje verde o ensilar. Es muy gustoso y de gran valor nutritivo. Se debe cosechar cuando el grano se encuentre en estado lechoso y las hojas estén todavía verdes y tiernas. Sólo se puede obtener una cosecha de cada siembra; para reducir la proporción de tallos y aumentar la de hojas se incrementa la población hasta 60.000 plantas/ha. Todas las variedades se pueden cultivar para forraje, pero las de mayor rendimiento son las regionales de porte alto; los híbridos, por su porte reducido, generalmente producen menos cantidad total
294
de forraje, aunque pueden producir mayor cantidad de grano. Un buen cultivo de maíz forrajero está en capacidad de producir entre 60 y 80 ton/ha de forraje fresco. Cuando se cultiva el maíz para grano (seco o en mazorca), los tallos y el forraje remanentes se pueden utilizar para alimentar ganado, pero su calidad es baja. En estos casos es necesario suplementar los animales con un material de buena calidad, como por ejemplo heno de alfalfa. Cuando se cosecha maíz para forraje, la fertilización nitrogenada se debe incrementar en un 25 a 30%, aproximadamente, para promover un mayor desarrollo vegetativo y para satisfacer la mayor demanda debida al incremento en la población de plantas por hectárea. La calidad del maíz cosechado para forraje, en diferentes estados de desarrollo, se incluye en la Tabla 10. Se puede observar que el valor del maíz como forraje radica en suministrar a los animales la planta entera, cuando todavía se encuentra verde. Cuando se ensilan los tallos, solamente se tiene un volumen de materia seca de muy baja calidad.
TABLA 10. Calidad del forraje del maíz.*
Como % de materia seca
Edad (días) y parte de la planta
PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
Ensilaje
6,80
68,15
61,58
32,94
28,64
22,46
8,9
Verde
11,81
76,68
51,58
40,28
11,30
28,24
8,2
Tallos 100
4,64
49,04
64,10
44,20
19,90
33,12
9,0
Hojas 100
12,34
63,29
62,06
40,42
21,64
27,44
5,7
Planta completa 100
8,75
64,55
60,72
38,08
22,64
29,18
6,2
Como % de materia seca
ppm
Edad (días) y parte de la planta
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
Ensilaje
0,26
0,21
0,11
0,10
1,50
0,03
800
325
7
24
Verde
0,31
0,15
0,18
0,14
1,81
0,02
300
650
5
14
Tallos 100
0,11
0,11
0,21
0,08
1,89
0,06
200
112
4
16
Hojas 100
0,38
0,26
0,26
0,10
1,00
0,11
550
125
7
14
Planta completa 100
0,19
0,30
0,22
0,08
1,77
0,08
268
100
8
25
* Laredo (1985).
295
4.2 Avena forrajera (Avena sativa L)
Se adapta a una gran variedad de suelos, pero produce mejor en los de mediana a alta fertilidad, profundos y bien drenados. Es una planta anual de crecimiento en matojos; macolla bien y produce numerosos tallos que alcanzan 1,5 m o más, según la fertilidad del suelo; inflorescencias en panícula abierta, hasta 2,5 cm de longitud. Espiguillas pendulosas, lema con o sin arista, recta o torcida parcialmente. Generalmente se emplea para corte y ensilaje. Se puede usar para heno, particularmente cuando se mezcla con tréboles, vicia o arveja forrajera. La siembra se debe hacer en terreno bien preparado, en surcos o al voleo. Se utilizan de 80 a 100 kg/ha de semilla, utilizando la densidad mayor cuando la siembra se hace al voleo. En mezcla con vicia (Vicia atropurpurea) se siembran 50 kg/ha de avena y 15 kg/ha de vicia, cantidades similares se pueden utilizar cuando se mezcla con arveja forrajera. A la siembra se debe hacer una fertilización de establecimiento, utilizando un fertilizante completo; cuando la planta alcanza unos 25 cm de altura y está macollando, se refuerza con una aplicación de N, que puede ser de alrededor de 50 kg/ha. En cada caso particular, la fertilización se debe determinar de acuerdo con el análisis de suelos. Es una especie que puede durar hasta un año y producir dos o tres cortes, pero se recomienda hacer solamente un corte, aproximadamente a los 110 días después de la siembra, cuando el grano se encuentre en estado de leche, especialmente si se usa para ensilaje. Cuando se usa para pastoreo o para suministrar verde diariamente al ganado, puede emplearse a partir del momento en que aparece la espiga o cada que alcanza 40 cm de altura. Si se cosecha para ensilar en el estado de leche, puede suministrar entre 30 y 40 ton/ha de forraje verde; cuando se mezcla con una leguminosa como la vicia, el rendimiento puede ser aún mayor. Si se utiliza el ensilaje de avena como principal componente de la dieta, se debe suplementar con concentrado, puesto que la calidad del forraje es intermedia, como se observa en la Tabla 11. Otras especies que se utilizan como forrajes temporales en clima frío son el trigo y cebada forrajeros, triticale, algunas variedades de fríjol, pasto elefante var. “Taiwán”, etc. 5. MEZCLAS DE GRAMÍNEAS Y LEGUMINOSAS Las mezclas de gramíneas y leguminosas son conocidas desde hace mucho tiempo y se han utilizado ampliamente tanto en la zona templada como en el trópico. La asociación de gramíneas y leguminosas presenta una serie de características favorables que hacen que actualmente se esté reconsiderando su utilización. Hasta hace algunos años se prefería cultivar las gramíneas solas, con grandes aplicaciones de N, especialmente en las zonas de clima frío dedicadas a la producción de leche. En los últimos años, el alto costo alcanzado por los fertilizantes ha obligado a desarrollar tecnologías alternas, dentro de las cuales se destaca la posibilidad de fijar N del aire a través de las leguminosas, mediante su simbiosis con bacterias el género RHIZOBIUM, que forman nódulos en las raíces de las leguminosas. 296
TABLA 11. Calidad del forraje de la avena.*
Edad (días)
Como % de materia seca PC
DIVMS
FDN
FDA
Hemicelulosa
Celulosa
Lignina
90
10,06
67,06
61,52
38,50
23,02
30,24
6,8
100
9,62
66,47
66,10
46,02
20,08
29,98
7,8
110
9,54
71,06
51,20
21,82
29,38
34,72
5,5
120
8,23
68,09
48,82
21,02
27,80
37,24
6,9
Ensilaje
12,00
68,72
64,26
43,42
20,84
31,15
4,2
Verde
14,06
72,98
62,18
42,92
19,26
22,47
4,0
Edad (días)
Como % de materia seca
ppm
Ca
P
Mg
S
K
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
90
0,18
0,15
0,06
0,12
1,39
0,06
32
38
2
15
100
0,13
0,18
0,06
0,09
1,39
0,07
45
20
3
11
110
0,27
0,23
0,12
0,11
0,68
0,07
52
32
4
15
120
0,20
0,09
0,03
0,08
0,26
0,08
25
25
3
14
* Laredo (1985).
Para establecer una mezcla de gramíneas y leguminosas es necesario considerar las ventajas y desventajas de las mezclas y observar una serie de normas técnicas. 5.1 Ventajas de las mezclas
a) Las mezclas suministran una dieta balanceada a los animales, a diferencia de las dietas con base en una sola especie, donde generalmente se presenta desbalance entre proteína y energía. b)Se puede disminuir, o incluso suprimir, la fertilización nitrogenada cuando la leguminosa constituye aproximadamente el 30% de la mezcla y se encuentra fijando N del aire activamente. c) Las mezclas toleran la sequía mejor que la gramínea sola, pues mientras ésta presenta un sistema radical superficial, la leguminosa emite raíces profundas que le permiten extraer agua de los estratos inferiores del suelo. 297
d)Cuando la gramínea y la leguminosa son compatibles y presentan ciclos vegetativos de aproximadamente la misma duración, la cantidad de forraje que se cosecha, por corte o pastoreo, es superior y de mejor calidad al que se cosecha cuando se cultiva una sola especie. e) La producción de leche o carne es superior con una mezcla bien balanceada que con una especie sola. f ) La dieta es más balanceada, en cuanto a minerales, y se presentan menos problemas reproductivos. 5.2 Desventajas de las mezclas
a) Es necesario aumentar la fertilización con P, K, Ca, Mg, S y elementos menores, debido a los altos requerimientos de las leguminosas por estos nutrimentos en relación con las gramíneas. b)Se debe inocular la semilla de las leguminosas con bacterias apropiadas del género Rhizobium, para asegurar una buena fijación de N. Muchas semillas comerciales importadas vienen pre inoculadas; en algunos casos se consigue el inóculo comercialmente. c) Se limita el uso de herbicidas, principalmente los que controlan malezas de hoja ancha, a los cuales son muy susceptibles las leguminosas. En el caso de los pastos de clima frío, ésta limitante no es muy importante. d)Se corre el peligro de “meteorismo” o “timpanismo” en el ganado, cuando ciertas especies de leguminosas como la alfalfa y los tréboles predominan en la mezcla. En este caso no se deben pastorear las mezclas demasiado húmedas en la mañana, o cuando los animales tengan demasiado apetito. Las especies de clima frío más apropiadas para mezclar son los raigrases de todas clases, festuca alta, azul orchoro, tréboles blanco y rojo y alfalfa. 6. REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES La demanda nutricional de las diferentes especies forrajeras es muy variable y depende, en general, de tres factores principales: a) Su capacidad para extraer nutrimentos del suelo. b)El requerimiento nutricional interno de la planta. c) El potencial de producción de la especie. Las plantas difieren mucho en su habilidad para extraer nutrimentos del suelo. Las gramíneas, por ejemplo, son más eficientes para extraerlos que las leguminosas; por esta razón, en suelos muy pobres como los Llanos Orientales, o algunos páramos, aparece una cubierta vegetal de gramíneas en forma natural, pero crecen muy pocas o ninguna leguminosa. 298
La diferencia entre especies para extraer nutrimentos también es muy grande; mientras algunas se adaptan a condiciones de infertilidad, como falsa poa y festuca alta, otras exigen suelos fértiles para desarrollarse normalmente, como los raigrases. La Tabla 12 muestra la extracción de nutrimentos de distintas especies de clima frío, con niveles intermedios de producción. En ella se observa que, bajo condiciones tropicales, la extracción de K supera la de N, pero su relación es aproximadamente 1:1. Las demandas de P2O5 son bastante inferiores a las de N y K2O, de donde resulta que, desde el punto de vista cuantitativo, la relación promedia de extracción nutricional N - P2O5 - K2O, para las especies consideradas, es del orden: 3,5 - 1,0 - 4,0.
TABLA 12. Extracción anual de nutrimentos de algunas especies de clima frío.* Extracción de nutrimentos kg/ha/año
Rendimiento forraje seco ton/ha/año
N
P2O
K2O
Mg
S
Kikuyo
14
389
83
415
-
-
Festuca alta
8
151
73
207
14
-
Azul orchoro
7
224
61
201
22
28
Raigrás inglés
8
240
95
268
45
-
Raigrases (tetrelite, aubade, etc.)
16
432
110
480
-
-
Alfalfa
25
890
134
672
60
57
Tréboles
15
336
100
403
34
34
Especie
* Fried y Broeshart (1965) y Mendoza (1980), citados por Guerrero (1993).
El nivel de rendimiento de forraje es el factor determinante de los consumos nutricionales. En la Tabla 13 se compara el rendimiento promedio de extracción de varias especies de gramíneas en Colombia (las mismas incluidas en la Tabla 12), con tres niveles de producción considerados como alto, medio y bajo, para un promedio de estas mismas especies, en Estados Unidos, con excepción de kikuyo. De éstos datos, se concluye que la composición de las especies y la cantidad de nutrimentos extraídos depende de la especie y es independiente del sitio donde se cultiven, para niveles similares de producción. De la información de la Tabla 13, según Guerrero (1993), se puede deducir lo siguiente: a) La práctica de fertilización adquiere mayor significado en aquellas especies con alto potencial genético de producción.
299
TABLA 13. Composición promedia y extracción de nutrimentos para un promedio de varias gramíneas con diferentes niveles de producción en Colombia y Estados Unidos.* Forraje seco (ton/ha/año) Composición promedia % 10,61
Elemento
82
10
12
Colombia
EE.UU
Extracción de nutrimentos (kg/ha)
N
3,02
2,75
320
220
330
440
P
0,28
0,35
30
28
42
56
K
3,06
2,50
324
200
300
400
Ca
0,45
0,45
48
36
54
72
Mg
0,18
0,25
19
20
30
40
S
0,20
0,25
21
20
30
40
* Calculados con base en datos de Guerrero (1993), Laredo (1985) y Wedin (1974). Los datos se presentan en forma elemental para P y K. 1 Promedio de rendimiento de kikuyo, festuca, orchoro, y raigrases en Colombia. 2 Niveles de producción de forraje de festuca, orchoro y raigrases en EE.UU.
b)En la medida que los niveles de tecnificación en el manejo de la explotación ganadera permitan alcanzar altos rendimientos de forraje, la práctica de la fertilización adquiere mayor importancia y justificación. c) En la identificación de la dosis apropiada de fertilización debe tomarse en cuenta el nivel esperado de producción de forraje, en función de las condiciones del suelo, medio ambiente, tecnología aplicada y potencial genético de productividad de la especie forrajera. 7. VALOR NUTRITIVO DE LOS FORRAJES En producción de pastos se ha dado mucha importancia a la cantidad de forraje producida, lo cual es evidentemente correcto, pero muy poca importancia a la calidad de ese forraje, factor que también es muy importante. Los objetivos principales de la fertilización son aumentar la producción y mejorar la calidad del forraje ofrecido a los animales; el primero se alcanza más fácilmente. La concentración de proteína, fibra, carbohidratos solubles y minerales, así como la digestibilidad o aprovechabilidad del forraje por el animal, son parámetros que juegan un papel trascendental en la nutrición del ganado, y por consiguiente en su productividad. El valor nutricional de un forraje depende de la especie, de las condiciones de fertilidad del suelo, de los factores climáticos, del estado de desarrollo y de los factores de manejo del pasto. 300
Un pasto se considera de buena calidad si reúne las siguientes condiciones: a) Contiene todos los nutrimentos esenciales disponibles, en proporciones balanceadas. b)Tiene alta digestibilidad. c) Es gustoso o agradable para el animal. Existen características hereditarias que determinan, en gran proporción, el valor nutritivo de un forraje. Otros factores que influyen en el valor nutritivo son la parte de la planta que se utilice, hojas o tallos y la edad de la planta. Las leguminosas se caracterizan por contener un nivel más alto de proteínas y fósforo que las gramíneas, pero su contenido de carbohidratos solubles es generalmente más bajo. Los factores de manejo que influyen en la calidad del forraje son, principalmente, el sistema y frecuencia de pastoreo, que determinan la edad de la planta al momento de ser cosechada y la fertilización. Pastoreos frecuentes producen forraje de alta calidad pero poca producción de materia seca; al aumentar los intervalos entre pastoreos, se aumenta la cantidad de forraje, pero se disminuye la calidad. La intensidad del pastoreo también afecta el valor nutritivo del forraje; pastoreos muy intensos disminuyen la calidad del forraje cosechado, pastoreos ligeros aumentan la calidad pero implican desperdicio de forraje. La fertilización en general aumenta el contenido de proteína y minerales de los pastos, aumentando, por consiguiente, su valor nutritivo. En algunos casos, la fertilización tiene como consecuencia un aumento en la cantidad de forraje producido, pero no en el contenido porcentual de los elementos. En este caso se mejora el factor de cantidad pero no el de calidad. Los factores externos que influyen en la calidad del forraje son el suelo y el clima. Existe una relación íntima entre el suelo, la planta y el animal. La planta es un reflejo de lo que contiene el suelo, y el animal un resultado de los nutrimentos que contiene la planta, cuando ésta es la única fuente de alimentación. En la relación suelo - planta - animal se pueden presentar tres tipos de problemas, en cuanto a nutrición mineral se refiere. Existe un primer grupo de minerales de los cuales el animal tiene un mayor requerimiento que la planta; por lo tanto, ésta no aporta la cantidad adecuada y hay necesidad de suplementarlos directamente al animal. Entre estos figuran el sodio, cloro, cobalto, yodo, selenio, zinc, cobre y, en casos especiales, el hierro. En el segundo grupo se clasifican algunos elementos que la planta acumula sin perjuicio para su crecimiento y producción, pero pueden ser tóxicos para el ganado. A este grupo pertenecen el molibdeno, el selenio y los nitritos y nitratos. En el tercer grupo se pueden catalogar aquellos elementos que se encuentran en la planta en una concentración similar a las necesidades el animal. Cuando se presenta deficiencia de estos elementos, tanto el rendimiento de la planta como el del animal se ven afectados. A este grupo pertenecen el fósforo, el calcio, el magnesio y el azufre, que
301
son requeridos por plantas y animales en cantidades relativamente altas. Es importante recordar que un 90% de los suelos de Colombia son deficientes en fósforo y un 50% son potencialmente deficientes en azufre (Guerrero, 1987). Sin embargo, la deficiencia de azufre se ha acentuado y, actualmente, puede ser potencialmente del 80%, aún en el clima frío (Guerrero, 1996). En la Tabla 14 se presentan los niveles críticos de minerales en los suelos, en forrajes y sus requerimientos por los animales.
TABLA 14. Producción de materia seca de gramíneas de clima frío bajo fertilización nitrogenada en la Sabana de Bogotá.*1
Especie
Raigrás
Orchoro
Kikuyo
Dosis de N kg/ha/corte
Materia seca ton/ha/corte
Trébol %
0
1,9
47
25
2,1
26
50
2,8
16
0
1,9
36
25
2,0
16
50
2,7
8
0
2,4
45
25
2,7
26
50
2,8
28
* Promedio de 19 cortes. 1 Adaptado de Chaverra y otros (1967).
8. RESPUESTA DE LOS PASTOS DE CLIMA FRÍO A LA FERTILIZACIÓN La respuesta de los pastos a la fertilización se puede considerar desde diferentes puntos de vista. El efecto más notable de la fertilización está representado por un incremento en la producción de materia seca, que es la respuesta que generalmente se analiza para demostrar los beneficios obtenidos con esta práctica. En segundo lugar se afecta la calidad del forraje, medida por diferentes parámetros como son el contenido de los distintos nutrimentos utilizados por el animal, como proteína, minerales o por las variaciones en la digestibilidad del pasto; en este punto es necesario considerar algunos riesgos que 302
puede acarrear la fertilización, especialmente cuando no se hace en forma técnica, y que pueden afectar adversamente los animales. El tercer efecto se manifiesta por un incremento en el rendimiento, el cual puede estar representado por un aumento en la producción de carne o leche por animal, o por un incremento en la capacidad de carga, o por ambos. En cuarto lugar, la fertilización debe mejorar la rentabilidad de la explotación, es decir, debe aumentar los ingresos del productor, mediante un adecuado retorno económico, como consecuencia de la práctica aplicada. 8.1 Producción de forraje
Desde hace mucho tiempo se ha estudiado el efecto de la fertilización, especialmente la nitrogenada, sobre la producción de materia seca de los pastos, con especial énfasis en las gramíneas, que son el grupo de especies que presentan una respuesta más dramática. Los estudios iniciales se concentraron en la Sabana de Bogotá y el altiplano de Nariño, como se puede observar en las Tablas 14 y 15.
TABLA 15. Respuesta de tres gramíneas a la aplicación de nitrógeno en Pasto, Nariño.*
Especie
Dosis de N kg/ha/corte
Forraje verde ton/ha/corte
0
4,52
50
10,97
100
17,01
150
20,75
0
15,20
50
24,20
100
27,27
150
30,97
0
7,76
50
12,20
100
16,23
150
19,60
Azul orchoro
Raigrás anual
Raigrás inglés
* Wieckzoreck y Bernal (1968).
303
También se estudió la respuesta a otros elementos diferentes como P, K, elementos menores y encalamiento, especialmente con especies como la alfalfa, que tiene requerimientos nutricionales muy diferentes a las gramíneas. Algunos resultados obtenidos con este tipo de fertilización aparecen en las Tablas 16 y 17. En épocas más recientes, con la introducción de nuevas variedades de pastos de clima frío, especialmente raigrases, se ha continuado la investigación, con el objeto de determi-
TABLA 16. Respuesta de la alfalfa a la fertilización y al riego en la Sabana de Bogotá.* Producción de materia seca1 ton/ha/corte
Tratamientos kg/ha/corte P2O5
K2O
Con riego
Sin riego
0
0
2,31
1,54
0
100
2,38
1,90
100
0
2,43
2,15
100
100
3,15
1,77
* Chaverra y otros (1967). 1 Promedio de 20 cortes.
TABLA 17. Respuesta de la alfalfa a la aplicación de fósforo, potasio, cal y elementos menores. Pasto, Nariño.* P2O52 kg/ha
K2O2 kg/ha
E.M.2 ton/ha
Cal2 ton/ha
Materia seca1 ton/ha/corte
0
0
0
0
1,76
0
0
0
4
1,88
0
50
0
4
2,03
100
0
0
4
1,87
100
50
0
4
2,07
100
50
0
4
2,77
* Wieckzoreck y Bernal (1968). 1 Promedio de 11 cortes. 2 P2O5 y K2O aplicados después de cada corte; cal y elementos menores aplicados anualmente.
304
nar la eficiencia de estas especies para aprovechar el N aplicado. En la Sabana de Bogotá, Izquierdo (1981), citado por Guerrero (1993), encontró efectos lineales sobre los rendimientos de raigrás aubade cuando aplicó 50 ó 75 kg/ha/corte de N, según se observa en la Figura 1. El efecto fue positivo y de tendencia lineal, aunque la respuesta, como era previsible, fue más intensa durante los períodos de lluvia.
Invierno
Verano
3,5
Forraje seco (ton/ha/corte)
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0 0
50
75
Dosis de nitrógeno (kg/ha/corte)
FIGURA 1.
Respuesta de pasto Raigrás Aubade a la fertilización nitrogenada en Subachoque (Cundinamarca). Izquierdo, F.P. (1981).
En un suelo derivado de cenizas volcánicas (Typic distrandept), Zurita y Vanegas (1986), citados por Guerrero (1993), estudiaron los efectos de aplicación de N y P, en particular mediante la aplicación del fertilizante 25-15-0, comparado con otros tres fertilizantes nitrogenados (urea, nitrato de amonio y sulfato de amonio), y encontraron que los mayores rendimientos se obtenían con el 25-15-0, en las variedades de raigrás tetrelite y terli, en cuatro de los cinco cortes efectuados. Los mayores rendimientos se obtuvieron con 50 kg de N/ha después de cada corte, como se puede ver en la Tabla 18. Orrego y Restrepo (1986), citados por Guerrero (1993), estudiaron el comportamiento del raigrás tetraploide anual (Tetrablend 444) con dosis crecientes de 25-15-0. El rendimiento de forraje seco se incrementó considerablemente al aumentar las dosis de fertilizante hasta 300 kg/ha/corte; los mayores rendimientos se obtuvieron cuando se aplica305
TABLA 18. Efecto de cuatro fuentes de nitrógeno, en tres dosis, sobre la producción de materia seca de los raigrases tetrelite y terli, en cinco cortes, en un Typic distrandept de Cundinamarca.* Fuente de variación
Producción de materia seca (ton/ha) 1 Inv.
2 Inv.
3 Ver.
4 Ver.
5 Inv.
Promedio
Tetrelite
2,70a
2,39a
1,68a
1,05a
0,82a
1,73
Terli
2,83a
2,52a
1,56a
1,20a
0,80a
1,78
Urea
2,63a
2,52a
1,69a
1,46a
0,72b
1,80
NAM
2,67a
2,24a
1,56a
1,00a
0,71b
1,64
SAM
2,78a
2,52a
1,46a
0,93a
0,78b
1,69
25-15-0
2,98a
2,54a
1,76a
1,11a
1,02a
1,88
0
2,45b
1,94b
1,16b
0,79b
0,51b
1,37
50
2,85a
2,60a
1,73a
1,47a
0,94a
1,92
100
2,99a
2,81a
1,97a
1,11a
0,97a
1,97
Variedad
Fuente
Dosis de N kg/ha/corte
* Zurita y Vanegas (1986). Promedios con la misma letra no son significativamente diferentes. NAM: Nitrato de Amonio. SAM: Sulfato de Amonio. Inv: Invierno. Ver: Verano.
ron 25 kg/ha adicionales de KCl, en particular con la dosis más alta de 25-15-0, como se observa en la Tabla 19. Los pastos de clima frío, especialmente los raigrases, responden bien a la aplicación de fertilizantes completos como el 15-15-15, aún en dosis altas. En la Tabla 20 aparecen los rendimientos obtenidos con tres variedades de raigrás, dos tetraploides y un diploide, a la aplicación de dosis crecientes de fertilizante completo (15-15-15). La mayor respuesta se obtuvo con el raigrás italiano, variedad “Gulf ”, un diploide de excelente adaptación a las condiciones de Colombia, que actualmente ha sido sustituido por el “Rust Master”, una variedad de condiciones similares. La fertilización con S ha producido magníficos resultados, no solamente en el raigrás puro sino también en las mezclas con tréboles, como se puede observar en la Tabla 21. La respuesta a la aplicación de S fue significativa, pero no así la de P ni la interacción de ambos elementos. 306
TABLA 19 Efecto de dosis crecientes de 25-15-0 sobre el rendimiento de forraje seco del raigrás tetrablend 444.* Tratamiento kg/ha/corte 25-15-0
Rendimiento forraje seco ton/ha/corte KCl
0
0
0,95
100
0
1,58
100
25
1,51
200
0
2,07
200
25
2,10
300
0
2,48
300
25
2,67
* Orrego y Restrepo (1986).
El S ha sido utilizado con éxito en la fertilización de colza forrajera. Bernier y Torres (1986), citados por Guerrero (1993), cultivaron esta especie en un eutropept de la Sabana de Bogotá, para evaluar el efecto de varios tratamientos fertilizantes sobre la producción de forraje. Según los resultados consignados en la Figura 2 , cualquiera que sea la fertilización básica con N - P - K, el incremento en la dosis de S de 20 a 60 kg/ha, agregado como sulfato de calcio, produjo aumentos significativos en el rendimiento de forraje seco, cuyos niveles guardaron una relación directa con el contenido de S foliar. Los máximos rendimientos se obtuvieron cuando este contenido fue superior al 0,30% (Figura 3), lo cual es lógico, pues muchas especies del género Brassica , al cual pertenece la colza, presentan altos requerimientos de este elemento. De los resultados reseñados resulta evidente que la fertilización nitrogenada y, eventualmente, las combinaciones NP, NS, NPK, son fundamentales para mantener altos rendimientos en pasturas mejoradas y debidamente manejadas, mediante aplicaciones repetidas después de cada uno ó dos cortes o pastoreos. Esta práctica es la que se conoce como fertilización de mantenimiento. Adicionalmente se ha encontrado que los pastos mejorados requieren una fertilización básica del tipo N - P - K, frecuentemente acompañada de elementos menores y enmiendas, que debe efectuarse durante el establecimiento de la pradera y repetirse por lo menos anualmente, dependiendo de la especie y de la evolución de la fertilidad del suelo.
307
TABLA 20. Producción de forraje de tres variedades de raigrás con diferentes dosis de fertilizante completo.*
Variedad
Dosis de fertilizante kg/ha de 15-15-15
Forraje seco1 ton/ha/corte
0
1,60
100
1,65
200
1,94
400
2,12
0
1,44
100
1,83
200
1,73
400
1,91
0
1,55
100
2,26
200
2,48
400
2,37
Tetrablend 120
Tetrablend 30
Raigrás italiano Var, Gulf
* Adaptada de Bernal (1994). 1 Promedio de tres cortes.
8.2 Calidad de forraje
Se ha especulado mucho acerca del efecto de la fertilización sobre la calidad del forraje. Los resultados reportados son muy variables. El elemento más debatido ha sido el N, pues existe una serie de reportes contradictorios en relación con los efectos de este elemento sobre la calidad del forraje y la salud de los animales. Numerosos experimentos realizados en Colombia y el exterior prueban que la fertilización nitrogenada aumenta la producción de forraje, sin afectar adversamente ni la calidad del pasto ni el consumo o la producción por parte de los animales. En algunos pocos casos no se ha presentado respuesta a la aplicación de N, o ésta es negativa, especialmente cuando se aplica a mezclas de gramíneas y leguminosas, donde se deprime la producción de la leguminosa (Tabla 14). La respuesta a la fertilización nitrogenada depende del tipo de suelo, niveles de fertilidad de éste, balance entre los distintos nutrimentos disponibles, especie de forraje y condiciones climáticas. 308
N P2O5 K2O 37 75 25
N P2O5 K2O 112 75 75
N P2O5 K2O 112 25 25
16
Forraje seco (ton/ha/corte)
14 12 10 8 6 4 2 0 20
60 Dosis de S (kg/ha)
FIGURA 2.
Respuesta de la colza forrajera (Brassica sp) a la aplicación de Azufre en un suelo de Cundinamarca. Adaptado de Bernier y Torres (1986).
Según Noller y Rhykerd (1974), se han reportado disminuciones de hasta el 7% en el contenido de materia seca del forraje, cuando se fertiliza con N, debido a un incremento en el contenido de agua en la planta. El efecto general de la aplicación de N es un aumento en producción de materia seca y proteína por unidad de área, así como la producción de grandes cantidades de hojas, cuando se dispone de suficiente humedad. El efecto estimulatorio que ejerce el N, especialmente en la producción de hojas, tiene como resultado inmediato una disminución en el contenido de los carbohidratos de reserva, especialmente fructosana. Los mismos autores reportan que altas dosis de N estimularon el crecimiento de los raigrases y el orchoro, lo cual resultó en un mayor número de cortes. Cuando los pastos se cosecharon a una altura determinada, los pastos con altas dosis de N, que se cortaron más frecuentemente, tuvieron contenidos más bajos de carbohidratos estructurales, pectina, celulosa y hemicelulosa. Además, los forrajes con alto nivel de fertilización tuvieron mayor digestibilidad y el contenido de hemicelulosa se redujo en 20%. En otros estudios se ha reportado que la fertilización nitrogenada reduce el contenido de fibra y lignina del ensilaje de maíz, mientras la fertilización con P y K no presenta ningún efecto. 309
16
Forraje seco (ton/ha/corte)
14 12 10 8 6 4 2 0 0,20
0,25
0,30
0,35
S - Foliar (%)
FIGURA 3.
Relación entre el contenido de Azufre foliar y los rendimientos de forraje de la colza forrajera (Brassica sp) en un suelo de Cundinamarca. Adaptado de Bernier y Torres (1986).
En Colombia se ha reportado un aumento sustancial en el contenido de proteína debido a la aplicación de N, como se aprecia en la Figura 4 (Izquierdo, 1981). El contenido de proteína en el forraje de raigrás aubade pasó de 12 a 25% cuando se cortó cada 25 días, y de 11 a 18% cuando se cosechó cada 35 días; el aumento fue mucho menor, de 9 a 12%, cuando se cosechó cada 45 días. En el citado estudio se concluyó que el corte o pastoreo cada 25 ó 35 días permite obtener mayor cantidad de forraje y de mejor calidad que la frecuencia de cosecha cada 45 días. La fertilización nitrogenada también influye sobre la digestibilidad y el consumo de forraje por los animales. Soto y colaboradores (1980), citados por Guerrero (1993), demostraron que con la aplicación de 50 ó 100 kg/ha/N/corte se incrementó la proporción de pasto digerido, siendo la digestibilidad promedia mayor cuando la edad del rebrote del kikuyo era de 39 a 50 días, en comparación con el rebrote de 78 días (Tabla 22). La fertilización también incrementó el consumo de forraje del kikuyo, como se observa en la Tabla 23, indicando que la fertilización nitrogenada mejora tanto la digestibilidad como la gustosidad (palatabilidad) y el consumo voluntario del rebrote. Otros elementos diferentes al N también pueden afectar la calidad del forraje, en algunos casos mejorándola y, en otros, disminuyendo los contenidos de nutrimentos, o produciendo compuestos que pueden afectar negativamente a los animales. A este respecto,
310
Corte cada 35 días
Corte cada 25 días
Corte cada 45 días
Contenido de proteína en el forraje (%)
24 22 20 18 16 14 12 10 8 0
50
75
Dosis de nitrógeno (kg/ha/corte)
FIGURA 4.
Efecto de la fertilización nitrogenada sobre el contenido de proteína en el forraje de Raigrás Aubade a diferentes intervalos de corte, en Subachoque (Cundinamarca). Izquierdo, F.P. (1981).
una de las prácticas más frecuentes es el encalamiento para mejorar las condiciones de pH del suelo. En la mayor parte de los casos el encalamiento incrementa los contenidos de Ca, Mg y P del forraje, especialmente cuando se hace con cal dolomítica. Las sobredosis de cal agrícola puede tener como consecuencia una disminución en la concentración de Mg en el forraje, especialmente en especies como los raigrases que se caracterizan por absorber cantidades bajas de este nutrimento. El encalamiento mejora los contenidos de micronutrimentos en el forraje debido a que estos se encuentran como impurezas de las cales, especialmente Mn, Zn, Co, Cu, B y Mo; pero más importante aún es el efecto de la cal sobre el pH, que modifica la disponibilidad de algunos nutrimentos. El P en el forraje está muy relacionado con el Ca; frecuentemente el P se encuentra en menor concentración que el Ca dentro de la planta, además el número de suelos deficiente en P es mayor que el de suelos deficientes en Ca. En muchos estudios realizados en diferentes países se ha encontrado un aumento significativo en el contenido de P de los forrajes, especialmente de las leguminosas, cuando se fertiliza con P o con P y cal. La fertilización fosfórica también se ha encontrado que aumenta los contenidos de proteína
311
TABLA 21. Producción de forraje seco de la mezcla de raigrases y trébol blanco con diferentes niveles de aplicación de azufre y fósforo.* Tratamientos (kg/ha) P2O5
0
75
150
Forraje seco (kg/ha) S
Trébol
Raigrás
Total
0
385
1.600
1.985
10
586
1.500
2.086
25
642
1.279
1.921
50
676
1.569
2.245
75
626
1.426
2.052
0
451
1.438
1.899
10
583
1.571
2.154
25
478
1.379
1.857
50
588
1.562
2.150
75
702
1.584
2.287
0
449
1.300
1.749
10
592
1.542
2.134
25
598
1.515
2.113
50
660
1.788
2.448
75
504
1.532
2.036
* Munévar y Rozo (1983), citados por Bernal (1994).
y Ca de los forrajes. El efecto del P en la absorción de N depende de la disponibilidad de éste, pero están estrechamente correlacionados. Aparentemente la fertilización con P no tiene ningún efecto sobre la absorción de microelementos por los pastos. Más importante que el contenido total de K en un forraje es el efecto que tiene sobre la disponibilidad de otros minerales. Fertilizaciones potásicas muy altas disminuyen los contenidos de Na, Ca y Mg en las plantas. El elemento que más se afecta es el Mg, que se
312
TABLA 22. Efecto de la fertilización nitrogenada y de la edad del rebrote sobre la digestibilidad (%) del forraje del pasto kikuyo.*
Dosis de N kg/ha/corte
Edad del rebrote (días) 78
50
39
Promedio
0
41,75
53,42
56,38
50,46
50
49,19
57,26
61,84
56,10
100
51,63
57,89
62,98
57,60
Promedio
47,46
56,19
60,40
-
* Soto y otros (1980), citados por Guerrero (1993).
puede reducir hasta en un 30% en presencia de cantidades altas de K; sin embargo, cuando se utilizan las cantidades adecuadas de K, para una óptima producción de forraje, no se afecta la absorción de Mg ni la de microelementos. No se ha podido comprobar que las aplicaciones de K afecten la digestibilidad de la materia seca ni la gustosidad de los pastos, solo o combinado con N. La digestibilidad de la alfalfa sí se puede mejorar con aplicaciones de K. El Mg es muy importante por su papel en el control de la tetania de los pastos (hipomagnesemia), pero no afecta ningún otro parámetro de calidad del forraje. El S está muy relacionado con el metabolismo del N, tanto en la planta como en el animal. Contenidos adecuados de S aumentan el contenido de proteína de los forrajes, ayudan a
TABLA 23. Efecto de la fertilización nitrogenada y la edad del rebrote sobre el consumo voluntario de forraje de pasto kikuyo (9./kg.W.75/día).*
Dosis de N kg/ha/corte
Edad del rebrote (días) 78
50
39
Promedio
0
51,31
67,00
64,58
60,96
50
61,78
66,60
72,58
66,99
100
60,49
67,00
74,77
67,42
Promedio
57,86
66,87
70,64
-
* Soto y otros (1980), citados por Guerrero (1993).
313
prevenir las intoxicaciones por nitritos y nitratos y mejoran la digestibilidad de la fibra y la materia seca, debido a un mejor funcionamiento de las bacterias del rumen. Se han realizado muchos estudios combinando fertilización con NPK o NPK + Mg y con la incorporación de mezclas de microelementos (Zn, B, Cu, Mn, Mo), y se ha encontrado que, cuando se incluye la mezcla de microelementos, se aumenta el contenido de estos en el forraje, se mejora la digestibilidad de la materia seca y se aumenta la producción de forraje. La fertilización, principalmente la nitrogenada, se ha relacionado con algunos desórdenes metabólicos en los animales, básicamente cuando la fertilización se reduce a la aplicación de este elemento en altas cantidades. Cuando se hace una fertilización balanceada, considerando los requerimientos nutricionales de la especie de forraje cultivada, los del animal de acuerdo con su raza, estado fisiológico y producción esperada, y las deficiencias del suelo, de acuerdo con el análisis respectivo, normalmente no se presentan problemas de consumo, metabólicos o de producción en los animales. Los principales desórdenes que se pueden presentar en los animales, y que han sido relacionados con fertilización nitrogenada, son: a) Hipomagnesemia: Conocida como tetania de los pastos, es un desorden metabólico relacionado con una deficiencia de Mg, y algunas veces también Ca, en el suero sanguíneo. Se ha sugerido una posible relación entre N en la planta y la absorción de Mg; estudios realizados con ovinos indican que los altos niveles de N no afectan la disponibilidad de Mg. Desde el punto de vista de composición del forraje, existe bajo peligro de hipomagnesemia, si el forraje contiene 0,25% de Mg en base seca y el K se encuentra en un nivel moderado. b)Envenenamiento por nitratos: Cuando se acumulan nitratos en las plantas , el forraje se vuelve tóxico y puede producir una serie de desórdenes metabólicos. Los nitratos se convierten en nitritos en el rumen y en esa forma penetran en la corriente sanguínea, donde reaccionan con la hemoglobina produciendo un compuesto incapaz de transportar oxígeno a los diferentes tejidos del animal. Cuando los nitratos en el forraje son altos se presentan reabsorciones fetales y abortos y, finalmente, muerte del animal por anoxia. No existe unanimidad en cuanto a los niveles tóxicos de nitratos; algunos sostienen que niveles de 0,21% pueden ser peligrosos, mientras que otros afirman que solamente son peligrosos cuando representan más del 1% de la materia seca del forraje. Los mayores contenidos de nitratos se han reportado después de una sequía prolongada, cuando se hacen aplicaciones fuertes de N al comienzo de las lluvias. El tipo de fertilizante nitrogenado utilizado es muy importante para la acumulación de nitratos. Zurita y Vanegas (1986), citados por Guerrero (1993), estudiaron el efecto de cuatro fertilizantes (urea, nitrato de amonio, sulfato de amonio y 25-15-0) sobre la acumulación de nitratos en el forraje de los raigrases tetrelite y terli en un suelo Andept de la Sabana de Bogotá. En la Tabla 24 se observa que, con la aplicación de sulfato de amonio, se obtuvieron los más bajos niveles de nitratos en el pasto, así como los más 314
altos niveles de proteína. Este resultado es lógico, puesto que uno de los elementos básicos para la formación de proteína y la disminución de los niveles de nitratos es el S, constituyente de los aminoácidos azufrados. Este efecto fue particularmente acentuado en la iniciación de las épocas de lluvias, que efectivamente son críticas en cuanto a la intoxicación por nitratos. En recientes estudios se comprobó que la aplicación del fertilizante 30-6-0 disminuyó la concentración de nitratos en un 30% aproximadamente, cuando se comparó con el Fertipasto, en kikuyo. (La concentración disminuyó de 3.250 ppm a 2.500 ppm en San Pedro, Antioquia (Bernal, datos sin publicar, 1997). Estos resultados sugieren que la fertilización nitrogenada, al iniciar las lluvias, puede agravar el problema de la acumulación de nitratos en los pastos, en particular cuando se utilizan dosis superiores a 50 kg de N/ha/pastoreo, excepto cuando la fertilización nitrogenada se acompaña con aplicación de S, como en el caso del sulfato de amonio. c) Envenenamiento por ácido cianhídrico: Muchas plantas forrajeras pueden acumular un glucòsido cianogénico llamado durina, que al descomponerse en el tracto digestivo de los rumiantes origina ácido cianhídrico o prúsico (HCN), veneno de alta poTABLA 24. Efecto de diferentes fertilizantes nitrogenados (50 kg/ha/N/corte) sobre la acumulación de nitratos y el contenido de proteína en el forraje de los raigrases tetrelite y terli en la Sabana de Bogotá.* Corte 1 Inv.
Corte 2 Inv.
Corte 3 Ver.
Fertilizante NO3 ppm
Prot. %
805
14,4
Nitrato de Amonio
1.281
Sulfato de Amonio
Urea
25-15-0
NO3 ppm
Prot. %
NO3 ppm
Prot. %
753
15,4
768
16,3
13,8
1.997
13,6
1.274
15,3
758
17,0
496
15,3
710
16,9
1.294
14,3
1.957
15,4
1.343
17,8
Corte 4 Ver.
Corte 5 Inv.
Promedio
Fertilizante NO3 ppm
Prot. %
NO3 ppm
Prot. %
NO3 ppm
Prot. %
Urea
223
16,0
2.033
18,5
858
16,1
Nitrato de Amonio
479
13,9
2.771
16,5
1.560
14,6
Sulfato de Amonio
74
16,6
1.900
20,4
787
17,0
25 - 15 - 0
976
16,4
2.523
19,7
1.619
16,7
* Zurita y Vanegas (1986), citados por Guerrero (1993).
315
tencia. Entre las plantas forrajeras de clima frío, que presentan este problema, se encuentra el kikuyo. El HCN se presenta en cantidades altas después de una helada o de una sequía severa, en los rebrotes y partes más tiernas de las plantas, especialmente si han sido fuertemente fertilizadas con N. El problema se puede evitar dejando madurar la planta, o suministrando simultáneamente un forraje ensilado o heno, libres del problema, para producir un efecto de dilución. Los síntomas de intoxicación son similares a los de envenenamiento por nitratos, pero el antídoto diferente; para HCN se utiliza azul de metileno. Cuando existan dudas se debe examinar el contenido de ácido prúsico en el forraje. El nivel crítico es de 3.500 ppm en base seca. d)Timpanismo: Una de las ventajas de la fertilización nitrogenada es la disminución en la incidencia de timpanismo, comparado con las praderas que no reciben N, donde el contenido de tréboles es mayor. Como la fertilización nitrogenada tiende a disminuír la población de leguminosas, igualmente tiende a disminuir el peligro de timpanismo. 8.3 Efecto de la fertilización sobre la producción animal.
La producción animal se mide por medio de la capacidad de carga y de la producción por animal. Estos dos factores determinan la producción por unidad de área que es la medida TABLA 25. Efecto de la fertilización nitrogenada sobre la producción de forraje verde del raigrás aubade y sobre la capacidad de carga en diferentes frecuencias de corte.* Frecuencia de corte días
25
35
45
Dosis de N kg/ha
Forraje verde kg/ha
Número de cortes/año
Forraje disponible kg/año
Capacidad de carga1 animales/ha
0
3.200
14
31.360
1,4
50
11.100
14
108.878
4,9
75
14.240
14
139.552
6,3
0
5.510
10
38.570
1,7
50
16.140
10
112.980
5,1
75
18.660
10
130.620
5,9
0
4.830
8
27.048
1,2
50
16.030
8
89.768
4,0
75
20.860
8
116.816
5,3
* Izquierdo (1981), citado por Guerrero (1993). 1 Para los cálculos se asumen un 30% de pérdidas de forraje y un consumo uniforme de 60 kg/animal/día de forraje verde.
316
que realmente interesa al productor. La fertilización tiene ambos efectos, en algunos casos incrementa la capacidad de carga, en otros aumenta la producción por animal y en otros mejora ambas cosas. En la Sabana de Bogotá, Izquierdo (1981), citado por Guerrero (1993), calculó los efectos de la fertilización nitrogenada (urea) sobre la capacidad de carga del raigrás aubade. Encontró que, con períodos de corte cada 25 días, la fertilización nitrogenada triplicó o cuadruplicó la disponibilidad de forraje, y la capacidad de carga pasó de 1,4 animales/ha/ año sin N, a 6,3 animales/ha/año con la aplicación de 75 kg/ha/corte de N. Con mayores frecuencias de corte los efectos fueron algo inferiores (Tabla 25). El beneficio de la fertilización no solamente se mide por el incremento en la capacidad de carga, se puede medir por la producción de carne, leche o lana por unidad de área. En Colombia se ha determinado el beneficio de la fertilización mediante la producción de carne y lana con ovinos, y de carne y leche con bovinos, en las condiciones de clima frío. En la Tabla 26 aparecen las capacidades de carga y producciones de carne y lana, bajo diferentes sistemas de fertilización con ovinos, bajo condiciones de páramo. Como se puede observar, los pastos nativos, sin fertilización, únicamente mantienen los animales y producen un poco de lana, pero no se puede esperar una producción significativa de carne; cuando se fertilizan las praderas y se incorporan especies mejoradas, la producción de carne aumenta significativamente. Uno de los efectos más estudiados de la fertilización es la producción de leche con diferentes pastos de clima frío. En la Tabla 27 se incluyen los resultados obtenidos con tres especies de clima frío, ampliamente cultivadas, cuando se aplican diferentes dosis de fertilización nitrogenada. La capacidad de carga, para raigrás anual, que fue la especie que presentó una mayor respuesta, pasó de 1,33 animales/ha y 15,96 l/ha/día de produc-
TABLA 26. Producción de ovejas Romney Marsh en praderas naturales y mejoradas. San jorge, Soacha y Cundinamarca.*
Tratamiento1
Capacidad de carga animales/ha
Ganancia diaria g
Producción de carne Producción de lana kg/ha/año kg/ha/año
A
4,0
3,1
4,5
14,2
B
10,1
52,5
193,5
32,6
C
10,9
46,8
186,2
38,4
D
9,8
69,3
247,9
32,6
E
11,6
52,9
224,0
55,3
* Adaptado de Chaverra y otros (1974), y Morales y otros (1968). 1 A. Pastos nativos sin fertilizació n. B. Pastos nativos, 1 ton/ha de Escorias Thomas. C. Pastos nativos, 50 kg/ha de N + 50 kg/ha de K2O + 1 ton/ha de Escorias Thomas. D. Pastos mejorados, 1 ton/ha de Escorias Thomas. E. Pastos mejorados 50 kg/ha de N + 50 kg/ha de K2O + 1 ton/ha Escorias Thomas.
317
ción de leche, a 4,33 animales/ha y 51,96 l de leche ha/día, con la aplicación de 100 kg/ ha de N después de cada pastoreo. En producción de carne, se midieron la capacidad de carga y la producción de carne con machos normando cruzados, utilizando diferentes niveles de tecnología. Tomando en cuenta los resultados de varios ensayos, se encontró que, al aplicar un nivel adecuado de tecnología, se podían obtener rendimientos interesantes en las praderas de clima frío, como se puede ver en la Tabla 28. De los resultados incluídos en esta última tabla se puede deducir que la sola fertilización no es suficiente para alcanzar altos niveles de TABLA 27. Efecto de la fertilización nitrogenada sobre la producción de materia seca, capacidad de carga y rendimiento de leche para tres gramíneas de clima frío en la Sabana de Bogotá.* Especie
Kikuyo
Raigrás anual
Azul orchoro
Materia seca ton/ha
Incremento producción %
Capacidad carga animales/ha
Producción leche1 l/ha/día
0
1,14
100
1,90
22,80
25
1,54
135
2,56
30,72
50
1,86
163
3,10
37,20
75
2,12
186
3,53
42,36
100
2,26
198
3,77
45,24
0
0,80
100
1,33
15,96
25
1,20
150
2,00
24,00
50
1,60
200
2,67
32,04
75
2,00
250
3,33
39,96
100
2,60
325
4,33
51,96
0
0,74
100
1,23
14,76
25
0,96
130
1,60
19,20
50
1,12
151
1,87
22,44
75
1,26
170
2,10
25,20
100
1,12
151
1,87
22,44
Dosis de N kg/ha
* Bernal (1996). Adaptado de Lotero (1974). 1 Promedio de 12 cortes. Intervalo entre cortes, 60 días. Sin riego. La producción con 0 N es el nivel 100. 1 Unidad Animal = 1 vaca de 400 kg con cría. Consumo 2,5 % del peso vivo en materia seca = 10 kg/MS/día.
318
TABLA 28. Capacidad de carga, ganancia díaria de peso y producción de carne en potreros, según distintas alternativas de manejo.*
Sistema manejo
Producción de carne kg
Carga animales/ha
animales/día
ha/año
Continuo
1,40
0,400
204
Continuo + control malezas
1,90
0,400
277
Alterno
2,50
0,520
475
Alterno + fertilización
3,00
0,500
548
Rotación
3,40
0,490
609
Rotación + fertilización
5,10
0,470
876
* Bernal (1996).
producción y que su efecto se puede maximizar cuando va acompañada de prácticas como la rotación de potreros y el control de malezas. 8.4 Significado económico de la fertilización.
El principal objetivo de la fertilización es aumentar la rentabilidad de la explotación ganadera, mediante un incremento en la producción, sin aumentar los costos considerablemente. La relación entre lo que se invierte en fertilizante y la ganancia que se obtiene en forma marginal es lo que se denomina como relación Beneficio/Costo (B/C), que no es más que los pesos que se obtienen por cada peso que se invierte en la fertilización. Cuando esta relación es positiva, es decir, que por cada peso que se invierte se obtiene un retorno superior a un peso, la fertilización es una práctica rentable. Mientras más grande sea esta relación mayor es el beneficio que se obtiene con la práctica. Cuando la relación es igual a 1,0, la práctica no reporta beneficios económicos, aunque puede mejorar aspectos agronómicos de la pradera; cuando esta relación es negativa, se pierde dinero con la fertilización; esta circunstancia solamente se da cuando las dosis de fertilizante son demasiado altas, o cuando la especie fertilizada no tiene la capacidad genética para responder a las dosis aplicadas. Tomando como base los datos incluídos en la Tabla 27, donde se registra el aumento en la capacidad de carga, y estimando una producción promedía de 12 l/animal/día, se puede calcular el incremento en producción de leche debido a la fertilización, como aparece en la Tabla 29. En la tabla anterior se observa cómo la producción de leche aumenta al incrementar la dosis de N, en kikuyo y raigrás, pero en orchoro solamente aumenta hasta dosis 319
de 75 kg/ha/N/pastoreo, lo cual confirma el concepto de que la dosis apropiada de fertilizante depende en gran parte de la especie. En último término, lo que importa es la magnitud de la respuesta económica obtenida con la fertilización. En la Tabla 30 se incluyen los cálculos de rentabilidad de esta práctica, con costos actualizados a junio de 1997. En ella se observa que las especies responden de manera muy diferente desde el punto de vista de la relación B/C; mientras especies como kikuyo y orchoro presentan su máxima relación con fertilizaciones bajas, de alrededor de 25 kg/ha de N, después de cada pastoreo, especies con una mayor capacidad genética para producir forraje, como el raigrás, responden bien a dosis superiores, cerca-
TABLA 29. Incremento de leche debido a la fertilización.*
Especie
Kikuyo
Dosis de N kg/ha
Incremento leche l/ha/día
Incremento leche1 l/ha/60 días
0
-
-
25
7,92
475,2
50
14,40
864,0
75
19,56
1.173,6
100
22,40
1.346,6
0
Raigrás anual
-
25
8,04
482,4
50
16,08
964,8
75
21,00
1.260,0
100
36,00
2.160,0
0
Azul orchoro
-
-
-
25
4,44
266,4
50
7,68
460,8
75
10,44
626,4
100
7,68
460,8
* Bernal (1996). 1 Los perí odos entre cortes o pastoreos fueron de 60 dí as, por esta razón se calcula la leche producida en este perí odo.
320
nas a los 100 kg/ha/N, después de cada pastoreo. Sin embargo, el ingreso marginal neto aumentó en todas las especies con las dosis crecientes de N, excepto con el azul orchoro, para dosis muy altas de N, donde el costo del fertilizante y el valor de la leche marginal producida fueron prácticamente iguales, y la relación B/C muy cercana a 1,0. En muchos casos es viable aumentar las dosis de fertilizante, aunque la relación B/C no sea la máxima, debido a que el ingreso marginal justifica la inversión, como ocurre, por ejemplo, al comparar la aplicación de 25 y 100 kg/ha de N en kikuyo. Con 25 kg/ha se obtiene una relación B/C de 7,74 y un ingreso marginal de $147.295, mientras que con 100 kg/ha de N se obtiene una relación B/C de solo 5,19, pero un ingreso marginal de $395.140. Los costos son susceptibles de variación, pero mientras el fertilizante y el producto final suban o bajen en la misma proporción, la relación B/C tenderá a ser constante. Si el precio de la leche o del fertilizante sufren cambios bruscos hacia arriba o hacia abajo, la relación B/C se podrá mover a favor o en contra del productor, lo cual requerirá un replanteamiento en la práctica de la fertilización. La rentabilidad también se puede mejorar con animales de mayor capacidad genética de producción, pues los del ejemplo analizado eran de producción promedia de 12 l de leche/animal/día. Esta también se puede mejorar con un incremento en el precio de la leche al productor. Si se compara la rentabilidad y la relación B/C de 1997 con la de 1996, ha descendido ligeramente, lo cual indica que, en el último año, el precio de los fertilizantes ha aumentado más que el de la leche. Otros resultados adicionales de la fertilización son: a) Produce óptimos resultados en corto tiempo. b)Permite aprovechar al máximo el potencial genético del hato. c) Aumenta la cantidad de forraje disponible por unidad de superficie. d)Incrementa la capacidad de carga. e) Aumenta la resistencia de las especies a la sequía, las heladas y las hace tolerantes a plagas y enfermedades. f ) Acorta el período de recuperación del pasto en praderas en rotación. g) Promueve un aumento significativo en la calidad del forraje. h)Permite incrementar la producción de carne y leche por animal y por unidad de superficie. 9. MODALIDADES DE FERTILIZACIÓN Como ya se ha visto, las especies forrajeras, particularmente las gramíneas, responden muy bien a la fertilización, en términos de la cantidad de forraje producido por unidad de superficie. Esta respuesta positiva se debe principalmente al N, el cual, como ya se describió, genera resultados espectaculares. Sin embargo, la mayor cantidad de forraje 321
producida lleva necesariamente a una mayor extracción o demanda de otros nutrimentos, particularmente P, K, S, Mg, Ca y microelementos. En consecuencia, si el suelo no dispone de suficientes cantidades de estos elementos y no son añadidos en la fertilización, se perderá una parte del efecto del N aplicado, y además, disminuirá acentuadamente el valor nutritivo del forraje. Las praderas necesitan dos tipos de fertilización: fertilización de establecimiento y fertilización de mantenimiento. El objetivo de la fertilización de establecimiento es el de corregir los problemas de fertilidad y acidez, con el fin de promover un pronto y vigoroso establecimiento y un rápido desarrollo de la pastura. Con la fertilización de manteni-
TABLA 30. Resultado económico de la fertilización.*
Especie
Kikuyo
Raigrás anual
Azul orchoro
Dosis de N kg/ha
Valor leche adicional $
Costo de N $
Ingreso marginal $
Relación B/C
0
0
0
0
25
19.025
166.320
147.295
7,74
50
38.050
302.400
264.350
6,95
75
57.075
410.760
353.685
6,20
100
76.100
471.240
395.140
5,19
0
0
0
0
25
19.025
168.840
149.815
7,87
50
38.050
337.680
299.630
7,87
75
57.075
441.000
383.925
6,73
100
76.100
756.000
679.900
8,93
0
0
0
0
25
19.025
93.240
74.215
3,90
50
38.050
161.280
123.230
3,24
75
57.075
219.240
162.165
2,84
100
76.100
161.280
85.180
1,12
* $761 por kilo de N ($17.500 bulto de urea de 46% de N), y $350 por litro de leche en finca; precios de junio de 1997.
322
0
0
0
miento se restituyen al suelo aquellos elementos removidos por el producto final (carne, leche o lana), o se reciclan los concentrados por el animal en las excretas, que tienden a producir áreas fértiles e infértiles dentro de la pradera, con el objeto de alcanzar un óptimo nivel de productividad en la explotación. 9.1 Fertilización para establecimiento.
La fertilización de establecimiento tiene como objetivo generar en el suelo óptimas condiciones de fertilidad, con el fin de que el desarrollo inicial de la pradera sea vigoroso y abundante. Gran parte de la vida útil de una pradera depende de un abonamiento adecuado durante su establecimiento. En la fertilización para establecimiento, el P juega un papel destacado, especialmente debido a que es un elemento determinante del desarrollo radical. La deficiencia de P durante el establecimiento comprometerá muy seriamente el futuro de la pastura. Otro aspecto importante a considerar en este tipo de fertilización es el control de la acidez, en lo relativo al exceso de Al y a la deficiencia de Ca y Mg. Adicionalmente, será necesario corregir las deficiencias de S y microelementos. La aplicación del fertilizante para establecimiento debe efectuarse en la siembra o presiembra, al voleo, incorporado, cuando la siembra se hace al voleo, o en bandas si el sistema de siembra utilizado es en surcos. 9.2 Fertilización de mantenimiento
La fertilización de mantenimiento está encaminada a devolver al suelo los nutrimentos extraídos por los pastos, con el objeto de que la producción de forraje no decaiga aceleradamente, y de esta manera se conserve un buen nivel de productividad en el hato. El elemento clave en la fertilización de mantenimiento es el N. Sin embargo, se ha visto que es necesario hacer aplicaciones frecuentes de abono compuesto NPK, al menos anualmente, adicionando también elementos secundarios y menores que eventualmente alcancen niveles deficitarios. En la fertilización de mantenimiento, el fertilizante nitrogenado, o el abono compuesto alto en N, deben dosificarse en aplicaciones repetidas a lo largo del año. Si no se dispone de riego, las aplicaciones serán estacionales, coincidiendo con las épocas de lluvias, especialmente al comienzo de éstas y aproximadamente un mes antes de que terminen. Si se dispone de riego, se pueden hacer aplicaciones después de cada uno o dos pastoreos. Junto con el N se pueden agregar pequeñas cantidades de P, como las contenidas en el 25-15-0-2-3 ó el 30-6-0, práctica que en los pastos de clima frío ha producido excelentes resultados. Otra fuente de gran importancia en la fertilización de mantenimiento es el sulfato de amonio (SAM), especialmente en suelos deficientes en S y/o en suelos con pH igual o superior a 6,0. Con el fin de regular la dosis de S, la mezcla apropiada del sulfato de amonio con otras fuentes (urea, Nitrón 30, 30-6-0, 25-15-0-2-3), o su aplicación alterna, es altamente deseable. 323
9.3 Fertilización foliar
Además del sistema normal de nutrición a través de las raíces, las plantas también pueden asimilar nutrimentos a través de las hojas, mediante la fertilización foliar. Para que se presente una absorción significativa de nutrimentos a través de las hojas, es necesario que éstos se encuentren en una forma fácilmente asimilable desde el punto de vista químico. Los compuestos orgánicos que forman los minerales con el ácido Etilén-Díamino-TetraAcético (EDTA), se denominan quelatos y son fácilmente absorbidos por las plantas superiores. Teniendo en cuenta que muchas veces es necesario hacer aplicaciones suplementarias de nutrimentos a cosechas de gran valor como los frutales, o aplicaciones de emergencia o
TABLA 31. Guía general para la fertilización de pastos de clima frío.*
Tipo de fertilización
Establecimiento
Plan de fertilización**
Fertilizante y dosis bultos/ha
A1
13-26-6 (4 a 8) o DAP (3 a 6)
B
15-15-15 (4 a 8)
C2
25-15-0 (4 a 8) 1. 25-15-0 (3 a 6)
Sistema de aplicación
Al voleo, Siembra o presiembra incorporado o bandas
2. KCl (1 a 4)4
Después de cada 1 ó 2 pastoreos Una vez al año
B5
1. Sulfato de amonio (3 a 6) 2. 15-15-15 (4 a 8)4
Después de cada 1 ó 2 pastoreos Una vez al año
C6
1. Sulfato de amonio/urea (3 a 6)2 2. 15-15-15 (4 a 8)4
Después de cada 1 ó 2 pastoreos Al voleo Una vez al año
D6
1. 25-15-0/Sulfato de amonio (3 a 6)/(3 a 6) 2. 15-15-15 (4 a 8)4
Después de cada 1 ó 2 pastoreos Una vez al año
E6
1. 30-6-0/Sulfato de amonio (3 a 6)/(3 a 6) 2. 15-15-15 (4 a 8)4
Después de cada 1 ó 2 pastoreos Una vez al año
A3
De mantenimiento
Época de aplicación
* El plan de fertilización específico para cada caso debe ser formulado por el profesional de Asistencia Técnica, con base en el análisis de suelos y la consideración de los demás factores ambientales y tecnológicos de la explotación. ** Los planes indicados son aplicables únicamente a pastos mejorados manejados en rotación en explotaciones debidamente tecnificadas. 1 Alternativa recomendada para suelos muy pobres en P aprovechable y con disponibilidad alta o moderada de K. 2 Recomendable para suelos con una buena disponibilidad de K. 3 Puede prescindirse de la aplicación de KCl en suelo con buena disponibilidad de K. 4 Debe considerarse en caso necesario la aplicación anual de dosis apropiadas de elementos secundarios y menores. 5 Alternativa recomendable para suelos con pH superior a 6 y/o con problemas de exceso de Na intercambiable. 6 Alternativas que suponen la aplicación alternada de los dos fertilizantes indicados. En algunos casos se pueden aplicar en mezcla. Especialmente recomendables en suelos con menos de 15 ppm de S disponible (extracción con Ca(H2PO4)2 0,008 M). NOTA: En caso de suelos fuertemente ácidos debe complementarse con aplicación de enmiendas calcáreas. Además debe considerarse la aplicación de elementos secundarios y microelementos, en caso necesario.
324
325
> 6,0
> 2,5
> 4,0
-
-
-
> 20
> 20
> 2,5
> 3,0
> 0,5
> 0,4
Calcio %2
Magnesio%
Relación Ca:Mg
Azufre
Relación N:S
Relación N:P
Hierro ppm
Manganeso ppm
Cobre ppm
Zinc ppm
Boro ppm
Molibdeno ppm 0,1 - 0,4
0,1 - 0,5
2,5 - 3,0
1,5 - 2,5
2 - 20
2 - 20
-
-
-
2,0 - 4,0
1,5 - 2,5
3,0 - 6,0
0,15 - 0,30
15 - 30
-
Medio
Niveles críticos en el suelo
< 0,1
< 0,1
< 2,5
< 1,5
31
> 290
> 360
-
-
> 0,54
> 2,0
> 0,42
> 0,77
> 3,08
> 0,44
> 4,0
Alto
-
10 - 30
26 - 70
10 - 31
48 - 290
70 - 360
10:1
10:1
0,25 - 0,54
1,0 - 2,0
0,26 - 0,42
0,24 - 0,77
1,96 - 3,05
0,21 - 0,44
2,9 - 4,0
Medio
-
< 10
< 26
< 10
< 48
< 70
-
-
< 0,25
< 1,0
< 0,26
< 0,24
< 1,96
< 0,21
< 2,9
Bajo
Niveles críticos en el forraje
6,0
-
40
10
20
50
-
10:1
0,20
-
0,20
0,54
0,80
0,38
-
6,0
-
20 - 30
7 - 14
10 - 15
25
-
10:1
0,1 - 0,15
-
0,10
0,18 - 1,04
0,60 - 0,80
0,18 - 0,70
-
Vaca lechera produciendo Ganado de carne 17-23 kg leche
Requerimientos de los animales
1 Nitrógeno y azufre varían de acuerdo con el contenido de materia orgánica del suelo, la cual a su vez varía con las condiciones de la humedad y temperatura. Los requerimientos de nitrógeno (proteína), varían mucho por los distintos tipos de animales. 2 El calcio varía de acuerdo con el tipo de animal, mientras el magnesio permanece constante, de ahí que no se pueda establecer una relación Ca:Mg, para el animal.
> 0,30
> 30
-
Alto
Potasio
Fósforo
2
Nitrógeno %1
Elemento
TABLA 32. Niveles críticos de minerales en suelos, forrajes y requerimientos por los animales.
reforzamiento a cosechas de ciclo corto, que no serían lo suficientemente efectivas o rápidas a través de las raíces, se acude a aplicaciones foliares. En pastos, debido al corto intervalo entre pastoreos, se ha generalizado la fertilización foliar. La fertilización foliar se justifica, entre otros, en los siguientes casos: a) En presencia de algunas condiciones de suelos adversas, como suelos arenosos, alcalinos o suelos con mal drenaje. b)Cuando se necesita corregir rápidamente la deficiencia de un nutrimento. c) Cuando la aspersión foliar no implica costos adicionales de aplicación porque se hace simultáneamente con la de pesticidas. 10. PLANES DE FERTILIZACIÓN El plan de fertilización más apropiado para una pastura debe ser generado por un profesional idóneo, con base en el análisis de suelos de los diferentes lotes que componen la explotación y considerando la especie forrajera, propiedades químicas, físicas y morfológicas de los suelos, el medio ambiente, la producción esperada, el tipo de animal que se va a alimentar y los factores tecnológicos específicos de la explotación. En la Tabla 31 se incluyen algunas alternativas de fertilización, que pueden ser utilizadas como una guía general. BIBLIOGRAFÍA CITADA BERNAL E., J. 1981. Los raigrases tetraploides, una solución para la producción lechera.Agricultura Tropical. Vol. 33 (8): 15 - 20. –––––––––– 1985. Algunas características agronómicas de los raigrases. Semillas (4): 28 - 32; (5): 19 - 33. –––––––––– 1986. Manual Pastos y Forrajes. CONFAGAN - FADEGAN - JUNAC. 235 p. –––––––––– 1987. Los raigrases, pastos para producción de leche. Despertar Lechero. Colanta (2): 7 - 15. –––––––––– 1994. Pastos y Forrajes Tropicales. Producción y Manejo. 3a. Ed. Banco Ganadero. 575 p. BERNAL E., J. y GRANDA D., H.M. 1997. El chinche de los pastos (Collaria columbiensis). ANALAC - FEDEGAN. 25 p. BERNIER P., M. y TORRES B., J. 1986. Efecto de la fertilización con NPK y S sobre la producción y calidad e la colza forrajera (Brassica sp.). Tesis de Ingeniero Agrónomo. Bogotá. Universidad Nacional, Facultad de Agronomía, 68 p. 326
BUITRAGO A., O. y CRUZ G., M. 1983. Niveles óptimos de fertilización compuesta en tres variedades de raigrases tetraploides. Tesis de Ingeniero Agrónomo. Tunja, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de Ciencias Agropecuarias. 75 p. BURBANO V., G. y SÁNCHEZ B., J. 1986. Respuesta del pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum) a fuentes de nitrógeno y a un abono compuesto en el Altiplano de Pasto. Tesis de Zootecnista. Pasto, Universidad de Nariño, Facultad de Zootecnia, 61 p. CÁRDENAS, A. y RUEDA V., J. 1983. Adaptabilidad y niveles óptimos de fertilización en las variedades de raigrases tetraploides Tetrablend 30, Tetrablend 120 y raigrás italiano. Tesis de Ingeniero Agrónomo. Tunja. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Agropecuarias. 68 p. CARRILLO C., W. y AVELLA J., J. 1985. Respuesta del kikuyo (Pennisetum clandestinum, Hoestch) a varias fuentes y niveles de nitrógeno en Tuta y Firavitoba, Boyacá. Tesis de Ingeniero Agrónomo. Tunja. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de Ciencias Agropecuarias. 142 p. CHAVERRA G., H., DÁVILA S., V., VILLAMIZAR R., F. y BERNAL E., J. 1967. El cultivo de los pastos en la Sabana de Bogotá. ICA - SAC. 64 p. FRIED, H. y BROESHART, H. 1967. The soil - plant system. In relation to inorganic nutrition. New York. Academic Press. 358 p. GUERRERO R., R. 1987. Disponibilidad de Azufre en suelos agrícolas de Colombia. En: IV Congreso Colombiano de la Ciencia del Suelo. Neiva, Agosto 18-22/1987. Resúmenes. __________ 1993.Fertilización de pastos mejorados. En: Fertilización de cultivos en clima frío. 2a. Reimpresión. Abonos Nutrimón: 157 - 175. __________ 1996. Respuestas de los cultivos a la fertilización con Azufre en la agricultura colombiana. IFA-PPI, Conferencia regional para Latinoamérica y el Caribe, México, D.F. Junio 25-28. 1996. ICA, 1967. Día de campo sobre ciencias animales, ganado de carne, lechería, ovinos. CNIA. Tibaitatá. 64 p. ICA, 1971. Día de campo pastos y forrajes. Medellín. 16 p. IZQUIERDO F., P. 1981. Efecto de la frecuencia de corte, la fertilización nitrogenada y la densidad de siembra sobre la producción de materia seca del raigrás aubade (Lolium hibridum). Tesis de Zootecnista. Bogotá. Universidad Nacional. Facultad de Zootecnia. 105 p. 327
LAREDO C., M.A. 1985. Tabla de contenido nutricional de los pastos y forrajes de Colombia. ICA - Colanta. __________ 1986. Los minerales y el comportamiento productivo del ganado de carne. Carta Ganadera 23 (2). LOTERO C.,J. 1976. Fertilización de pastos. En: Curso de Pastos y Forrajes. ICA. Compendio No. 11. pp. 97 - 128. __________ 1980. Fertilización en pastos y forrajes. In Suelos y Fertilización de Cultivos. ICA. Regional No. 4. Compendio No. 38. pp. 359 - 386. NOLLER, C.H. y RHYKERD, C.L. 1974. Relationship of nitrogen fertilization and chemical composition of forage to animal health and performance. In: Forage Fertilization. American Society of Agronomy. pp. 363 - 394. MENDOZA M.,P. 1980. Fertilización de praderas en Colombia. Suplemento Ganadero 1 (4): 19 - 30. MUNÉVAR M., F. y ROZO E., de. 1982. Influencia del azufre en el rendimiento de la mezcla de raigrás y trébol blanco inoculado con Rhizobium en un andisol de la Sabana de Bogotá. Suelos Ecuatoriales. 12 (1): 160 - 168. ORREGO G.,H. y RESTREPO L.,C. 1986. Producción de materia seca y composición química del tetrablend 444 (Lolium hibridum), bajo diferentes niveles de fertilización. Tesis de Ingeniero Agrónomo. Medellín. Universidad Nacional. Facultad de Ciencias Agrícolas. 99 p. SOTO, L., LAREDO C., M.A., y ALARCÓN M., E. 1980. Digestibilidad y consumo voluntario del pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum, Hoescht) en ovinos bajo fertilización nitrogenada. Revista ICA 15 (2): 79 - 90. VILLAMIZAR R.,F. y BERNAL E.,J. (Sin fecha). Fertilización de pastos. En: Curso de pastos y forrajes. ICA. PP. 82 - 101. WEDIN, W.F. 1974. Fertilization of cool season grasses. In: Forage Fertilization. American Society of Agronomy. pp. 95 - 118. ZURITA V., J. y VANEGAS C., C. 1986. Efecto de diferentes fuentes y dosis de nitrógeno sobre la producción de forraje y la acumulación de nitratos y nitritos en los raigrases tetrelite y terli. Tesis de Ingeniero Agrónomo. Bogotá. Universidad Nacional, Facultad de Agronomía. 119 p.
328
VIII Enmiendas orgánicas
LAS ENMIENDAS ORGÁNICAS Hernán Burbano Orjuela*
1. INTRODUCCIÓN La agricultura hace parte de las actividades humanas que actúan sobre el medio en que se lleva a cabo y modifica las relaciones entre los seres vivos, con miras a la obtención de productos de diferente naturaleza, aunque fundamentalmente alimenticios. El modelo predominante de agricultura, intensiva y productivista, ha traído consigo una alteración drástica de los recursos naturales que utiliza y, por ello, el suelo acusa problemas de degradación que comprometen su potencialidad. La erosión, la compactación, la salinización, la pérdida de la capa arable y por lo mismo la pérdida de la materia orgánica, así como el avance cada vez más fuerte de la desertización, son pruebas irrefutables del fenómeno de degradación. De otra parte, la escuela en que se han formado los profesionales del sector agrario e incluso los especialistas en suelos, ha hecho que se conciba y se realice un manejo del suelo en donde se privilegia la dinámica de los fenómenos de la química mineral, sin caer en cuenta que, por su naturaleza, el suelo tiene otra serie de atributos de orden físico y biológico que responden por el comportamiento integral de ese cuerpo natural. En este orden de ideas, se cree que resulta conveniente, que los propios profesionales y los agricultores tengan presente que es posible hacer el cruce entre la tecnología propia de esa agricultura industrial y esas prácticas ancestrales que hacían uso de lo orgánico, con miras a producir cultivos y a mantener la productividad del suelo, no porque esto obedezca a una “moda”, sino porque se pueden conseguir resultados importantes. Por varias de las razones señaladas, es que este documento hace un análisis de las enmiendas orgánicas, no para dar fórmulas o recetas acerca de su utilización, sino más bien para ofrecer los fundamentos técnico-científicos que puedan ayudar a tomar decisiones pon* Ingeniero Agrónomo, M. Sc. en Suelos. Consultor y Asesor Independiente, fax (927) 231147, Pasto, Colombia. E-mail:
[email protected]
330
deradas, cuando en el campo se considere conveniente el uso de dichas enmiendas. Con esta intención, es que se hace una presentación general del suelo, la materia orgánica y sus efectos sobre el suelo, así como de las enmiendas de posible utilización, como el estiércol, el purín, el “compost”, el “mulch” y los abonos verdes. 2. EL SUELO: CONCEPTO, ORIGEN Y CARACTERÍSTICAS GENERALES El suelo no es un medio inerte y estable, sino que es el resultado de la acción del clima y de los seres vivos sobre la superficie de la tierra durante un período de tiempo. Es un medio muy complejo, en permanente evolución, que nace, crece y puede morir. En otras palabras, se puede decir que el suelo es y funciona como un organismo vivo, que mantiene un conjunto de procesos, pese a la idea que prevalece en la agricultura industrial contemporánea en el sentido de que el suelo es un mero soporte físico para las plantas. Por el contrario, el suelo se puede considerar como un sistema bioquímico dinámico en cambio continuo, en el cual los constituyentes orgánicos e inorgánicos coexisten en las fases gaseosa, líquida y sólida. Así, el suelo es el medio donde las plantas se desarrollan ya que, a excepción de la luz, les aporta los otros cinco factores esenciales para su crecimiento, como son el soporte mecánico, el agua, los nutrimentos, el calor y el aire. La formación de un suelo se hace bajo la conjunción de dos fracciones claramente diferenciadas: la fracción mineral y la fracción orgánica. Los minerales originales procedentes de la roca madre se alteran bajo la acción de agentes físico-químicos (temperatura, agua, ácido carbónico) y biológicos (raíces de las plantas, microorganismos), lo que conduce a la formación de dos tipos de materiales: arcilla y cationes minerales. La fracción orgánica está constituida por materiales de origen animal o vegetal que se acumulan en el suelo, sobre los que actúan infinidad de microorganismos que los descomponen y transforman en otras sustancias: compuestos minerales (agua, dióxido de carbono, nitratos, sulfatos, etc.) y un compuesto orgánico muy estable, el humus, que posteriormente se transforma con lentitud en compuestos minerales. Las partículas de arcilla y de humus, electronegativas, se unen entre sí por intermedio de cationes minerales (calcio, magnesio, hierro, aluminio), formando el complejo arcillosohúmico, que debido a su fuerte estabilidad y a su estructura en agregados resiste la acción erosiva del agua. Si no fuera por este puente de unión que forman los cationes, las partículas de arcilla y de humus serían arrastradas por el agua, sin posibilidad de formar el suelo. El suelo alcanza su madurez cuando los diferentes factores que intervienen en su formación (roca originaria, clima, organismos vivos, topografía y tiempo) crean un tipo de perfil equilibrado y adaptado a esos factores. El hombre debe conservar este equilibrio o ayudar al suelo en su formación o en su restauración hasta convertirlo en un suelo maduro. Como resultado de todos los procesos enunciados previamente, el suelo se encuentra integrado por cuatro componentes de mayor importancia que son los materiales minera331
les, la materia orgánica, el agua y el aire. La fase sólida del suelo –mineral y orgánicageneralmente conforma hasta el 50% del volumen total del mismo. El resto lo ocupa la fase líquida –agua- y la fase gaseosa –aire-, manteniendo estas últimas fases una proporción complementaria. La participación de los materiales orgánicos en los suelos es variable, con un rango que va del 1% hasta el 10 por ciento. 3. LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO La materia orgánica del suelo es un complejo sistema de sustancias, en un estado dinámico permanente, que se produce por la admisión de restos orgánicos en el mismo, principalmente de origen vegetal y en menor cantidad de origen animal, y su permanente transformación bajo la acción de factores biológicos, químicos y físicos. Esto explica el hecho de que la materia orgánica del suelo esté formada por los residuos orgánicos en diversos estados de descomposición, productos del metabolismo de los microorganismos que utilizan dichos residuos como fuente de energía, productos secundarios de síntesis en forma de plasma bacteriano y sustancias húmicas. En el suelo la materia orgánica se encuentra en un estado continuo de evolución y su contenido tiende a adquirir el equilibrio, cuando las cantidades de carbono que entran en el sistema son iguales a la cantidad que sale del mismo por diversas vías, tal como se puede apreciar en la Figura 1. CO2
CO2 Hojas Frutos Ramas Troncos Raíces Exudados
}
Materia orgánica
Asimilación (biomasa del suelo) Mineralización rápida Humificación Deshumificación o Mineralización lenta
Erosión Lixiviación FIGURA 1.
CO2
Erosión Lixiviación
Formación y transformaciones de la materia orgánica del suelo (Costa, 1988, modificado).
El suelo, entonces, recibe una cierta cantidad de materiales orgánicos frescos en forma de ramas, troncos, hojas, etc. Parte de esta materia prima es asimilada (inmovilizada) por la biomasa del suelo, otra se mineraliza por acción de los microorganismos en el contexto de los ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, fósforo, azufre, entre otros, una tercera fracción se humifica para dar lugar mediante síntesis a una materia orgánica rela-
332
tivamente estable y, por último, una parte más o menos importante de esta última se descompone y se mineraliza parcialmente, con lo que ocurre el proceso de deshumificación. Cabe señalar que todos estos procesos son reversibles y que en el caso de la mineralización y de la inmovilización, ocurren simultáneamente, sólo que el predominio del uno sobre el otro dependerá de las condiciones propias del suelo y del medio en general. Además, hay que considerar otras pérdidas o salidas que se producen durante estos procesos y que se deben a la erosión y a la lixiviación de productos solubles y a la exportación debida a la producción de cultivos. El CO2 que se desprende proviene de la respiración de la microflora y de la microfauna (bacterias, actinomicetos, hongos, algas, protozoarios), del aportado por las raíces de las plantas superiores, de las reacciones de descarboxilación, y por los carbonatos alcalino térreos bajo el efecto de los ácidos orgánicos originados en la biodegradación en la cual la celulosa pasa a azúcares solubles y éstos a su vez a ácidos orgánicos. El grueso de estas reacciones se realiza siempre con el concurso de enzimas, en atención a que son de naturaleza bioquímica. La materia orgánica del suelo se puede dividir en dos grupos: sustancias no húmicas y sustancias húmicas. El primer grupo está conformado por compuestos bien definidos químicamente, incoloros y que no son exclusivos del suelo. La mayoría son sencillos, de bajo peso molecular, utilizados generalmente por los microorganismos como sustrato y por ello de existencia transitoria en el suelo. A este grupo pertenecen hidrocarburos, hidratos de carbono, alcoholes, auxinas, aldehidos, resinas, aminoácidos y ácidos aromáticos y alifáticos. Junto con la atmósfera del suelo se pueden encontrar gases como el etileno y el sulfihídrico entre otros. Este grupo en los suelos minerales representa entre el 10 y el 30% de la materia orgánica. Los compuestos húmicos tienen un “corazón” de anillos aromáticos simples o condensados, anillos heterocíclicos y quinoideos ligados y entreligados por enlaces carbono-carbono, éter, amino y nitrógeno. Los anillos llevan una variedad de grupos funcionales como los carboxil, hidroxil, fenólicos y carbonil. Ligados a ese “corazón” están aminoácidos, péptidos, azúcares y fenoles, los cuales posteriormente forman enlaces cruzados. El resultado es una estructura tridimensional similar a una esponja que rápidamente absorbe agua, iones y moléculas orgánicas en forma intercambiable y, en adición, puede ligar químicamente compuestos adecuados a sus grupos reactivos funcionales. El material húmico es, en consecuencia, un estado dinámico de equilibrio y su síntesis es compensada por una gradual mineralización del material existente. Estos compuestos representan del 70 al 90% de la materia orgánica del suelo. De acuerdo con sus características de solubilidad, las sustancias húmicas pueden ser fraccionadas en ácido fúlvico, ácido húmico y humina, y aunque se sabe de qué elementos están constituidos, su estructura química es de tal complejidad y variación, que solamente se conocen aspectos parciales de la misma. En la actualidad y con propósitos más aplicados, se considera que la materia orgánica del suelo se puede dividir en tres componentes funcionales: materia orgánica del suelo acti-
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va, conformada por los microorganismos del suelo y sus productos metabólicos, con un tiempo de reciclaje corto que va de 1 a 5 años; materia orgánica del suelo lenta, material de difícil degradación e inaccesible a los microorganismos del suelo, con un tiempo de reciclaje que va de 20 a 50 años; materia orgánica del suelo pasiva, material inerte que prácticamente no se descompone, con un tiempo de reciclaje que va de los 200 a los 1.500 años. Esto, como se comprenderá, nos da una idea del efecto de largo plazo que tiene la materia orgánica en la perspectiva de la sostenibilidad del recurso suelo y de las actividades que sobre éste se realizan. 4. EFECTOS DE LA MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO La materia orgánica en razón de su naturaleza tiene múltiples efectos sobre el suelo, como que actúa sobre las características físicas, químicas y biológicas del mismo. Por eso es que pretender reducir la importancia de la materia orgánica a la adición de nutrimentos, cuando menos resulta desacertado. En el mismo sentido se tiene que visualizar la adición de materiales orgánicos al suelo, ya que éstos progresivamente se van incorporando a las diversas fracciones de la materia orgánica. 4.1 Beneficios generales de las fracciones de la materia orgánica
Los materiales orgánicos en descomposición contribuyen a la fertilidad y productividad del suelo en la medida en que hacen aportes de: a) Sustancias agregantes del suelo, que lo vuelven grumoso, con bioestructura estable a la acción de las lluvias. b)Ácidos orgánicos y alcoholes, que durante su descomposición sirven de fuente de carbono para los microorganismos de vida libre; fijadores de nitrógeno, posibilitando así, su fijación. c) Sustancias de crecimiento, como triptófano y ácido indolacético, con posibilidad de vida a los microorganismos, especialmente a los fijadores de nitrógeno, productos que además tienen un efecto muy marcado sobre el desarrollo vegetal. d)Alimentos para los organismos que son activos en la descomposición, produciendo antibióticos que protegen a las plantas de problemas sanitarios y contribuyen así a la salud vegetal. e) Sustancias intermediarias producidas en su descomposición, que pueden ser absorbidas por las plantas y aumentan su crecimiento. Si además la materia orgánica es humificada, trae beneficios adicionales, entre los que se pueden mencionar: - Aumenta la capacidad de cambio catiónico (CIC) del suelo. - Aumenta el poder de amortiguación o poder “buffer”, o sea, la resistencia que opone el suelo a las variaciones bruscas del pH, condición especialmente importante para suelos sometidos a programas de fertilización mineral convencional. 334
- Contribuye a la respiración, a la mayor absorción de fósforo y a la sanidad vegetal por la presencia de fenoles. Está demostrado que también en la descomposición de la materia orgánica se forman sustancias de crecimiento y el mejoramiento físico del suelo es común al humus y a la materia orgánica en descomposición. De los diversos tipos de sustancias orgánicas, sólo el humus logra influir en las propiedades químicas del suelo, aunque la paja, durante su descomposición, tenga mayor influencia sobre la física del suelo. Pero no solo la capacidad de intercambio catiónico sube con el tenor del humus, también el poder “buffer”, que evita un choque muy fuerte del encalamiento o la fertilización sobre la microvida, y evita igualmente desequilibrios minerales, ocasionados fácilmente por una fertilización mineral, hechos que perjudican seriamente la producción vegetal. El aumento de la capacidad de intercambio catiónico significa que la planta estará mejor nutrida, porque el suelo consigue mantener más nutrimentos en formas cambiables y disponibles para la planta. No se consiguen buenos rendimientos en suelos con una CIC muy baja. 4.2 Efectos de la materia orgánica sobre las características físicas del suelo
La materia orgánica tiene variados efectos sobre las características físicas del suelo y entre éstos es de especial significación el que tiene que ver con la estructura o bioestructura, por eso se hace especial énfasis en este aspecto. Los principales efectos son los siguientes: - Mejora la estructura del suelo incrementando la agregación de las partículas del mismo, razón por la cual los suelos sueltos tienden a volverse más compactos y los suelos pesados tienden a volverse más esponjosos. Sobre el particular, Primavesi (1984) introdujo el concepto de bioestructura del suelo que consiste en su forma grumosa, estable al agua, en la capa comprendida entre 0 y 20 centímetros de profundidad. Puede haber una buena agregación en la capa más baja, pero como ésta no resulta estable al agua, se deshace cuando entra en contacto con el agua lluvia. Los agregados de formación química son “agregados primarios” de los cuales, los microorganismos del suelo forman los “grumos “ o “agregados secundarios”, cuya estabilidad depende de la presencia de materia orgánica. La estructura, formada de grumos o agregados estables al agua, depende de coloides o “pegamento orgánico” producido por bacterias, filamentos de algas e hifas de hongos. En consecuencia, es temporal y depende de su renovación periódica. Se dice que lo que hace producir al suelo es la bioestructura. Está formada por grumos de 0,5 a 2,0 mm de diámetro, estables al agua. Depende íntimamente de la materia orgánica y de la vida en el suelo. La micro, meso y macrofauna, así como los microorganismos y las raíces de las plantas superiores influyen sobre los grumos o agregados. 335
La materia orgánica tiene un papel fundamental con respecto a la conservación de la estabilidad estructural, así: favorece la tendencia a formar agregados, porque ejerce una acción “cementante” sobre éstos y disminuye el efecto erosivo del agua. Cuando se descompone el humus se pierde la estructura del suelo. Descomponiéndose los restos vegetales se forma la estructura durante la primera fase de descomposición. Lo que tiene fuerza de agregación, en este caso, no es el humus, pero sí el producto intermediario de la descomposición bacteriana, los ácidos poliurónicos, un producto incoloro o blancuzco, incapaz de dar color al suelo, pero capaz de flocularlo. Hay una diferencia considerable entre la materia orgánica descomponible y la materia orgánica humificada. El humus es un producto de descomposición parcial con posterior síntesis. Cuando se forma en un suelo con pH por encima de 5,6 es una sustancia agregadora de grumos. Cuando se descompone, también se descomponen las uniones orgánicas entre las partículas del suelo y, por consiguiente, la estructura biológica decae al deshacerse los agregados mayores. El suelo se vuelve amorfo. La pérdida del humus es, en consecuencia, la pérdida de la bioestructura del suelo y, paralelamente, la pérdida de gran parte de su productividad. La paja y cualquier materia orgánica muerta, aunque todavía intacta, no tienen efecto sobre la estructura del suelo. Sólo durante su descomposición es que se forman sustancias agregantes y estabilizantes para los grumos, sobre todo, los ácidos poliurónicos producidos por Cytophagas, que ejercen gran efecto. Cuanto más intensa es la descomposición del material vegetal muerto, tanto mayor será su efecto agregante sobre el suelo. Es por eso que el estiércol endurecido de corral, aun siendo un compuesto, no tiene el mismo poder agregante que la paja adicionada al suelo. De esta forma, cuanto mayor sea la descomposición de los restos vegetales y cuanto más activa la formación de sustancias intermediarias de descomposición, tanto mayor efecto tendrá sobre la estructura del suelo, y tanto más benéfico será. La diferencia fundamental entre el humus y los restos orgánicos es que el humus ya constituye un producto intermediario de descomposición, mientras que en los restos vegetales, éstos todavía deben ser producidos. Cuando, merced a la acción de las bacterias, disminuye la cantidad de materia orgánica todavía sin descomponer, el efecto sobre el suelo es benéfico. Cuando disminuye la cantidad de materia orgánica ya humificada, el efecto es perjudicial. - Aumenta la capacidad de absorción y retención de agua del suelo. - Aumenta la permeabilidad al agua y al aire del suelo. - Reduce la evaporación y mejora el balance hídrico en el suelo. - Aumenta la absorción de calor solar, debido al color oscuro de las sustancias húmicas, por lo que produce un incremento en la temperatura del suelo, pero también, reduce las oscilaciones térmicas en el suelo. - Aumenta la resistencia del suelo contra la erosión, ya que los agregados formados superficialmente impiden el arrastre de las partículas finas. A su vez el suelo queda 336
protegido contra el impacto de las gotas de lluvia, que de esta forma provocan menor desprendimiento de partículas finas, susceptibles de arrastre posterior. - Facilita el drenaje y el laboreo del suelo. 4.3 Efectos de la materia orgánica sobre las características químicas del suelo
Los efectos de la materia orgánica humificada sobre las características químicas del suelo se manifiestan, directa o indirectamente, en la disponibilidad de elementos minerales para los cultivos. A continuación se señalan los efectos más importantes: - Aumenta el poder de amortiguación del suelo y así regula el pH del mismo. Este aumento del poder “tampón” es fundamental, por los efectos negativos que conllevaría la variación brusca del pH sobre la vida microbiana, la disponibilidad o el bloqueo de algunos elementos minerales y finalmente sobre las especies vegetales cultivadas. - Aumenta la capacidad de intercambio catiónico, la cual depende directamente de la naturaleza de su complejo coloidal, sustancias húmicas y arcillas, fundamentalmente. Las sustancias húmicas, gracias a sus numerosos radicales funcionales -COOH y -OH sobre todo, tienen una alta capacidad de cambio, con lo cual aumenta la capacidad del suelo para retener nutrimentos catiónicos e intercambiarlos con la solución del mismo. El resultado es que se potencia el suministro de nutrimentos a la planta y se evita, en parte, la pérdida de éstos por lixiviación. - Aporta elementos nutritivos, sin que ello quiera decir que la materia orgánica en este sentido resulte mejor que los fertilizantes minerales, ya que la acción de aquella no sólo se limita a suministrar nutrimentos sino que está ligada a la dinámica del medio vivo. Además, influye indirectamente en los ciclos movilización-inmovilización de elementos como el nitrógeno, el fósforo, el azufre, etc. También impide la retrogradación del fósforo con la formación de fosfohumatos, aumenta la síntesis de sustancias nitrogenadas en el vegetal y favorece la asimilación del nitrógeno por la planta. - Promueve la complejación y quelación, porque las sustancias húmicas tienen la capacidad para unirse a ciertos cationes minerales como el cobre, el manganeso, el hierro, el zinc, etc. y formar quelatos, unión que no sólo permite una mayor disponibilidad de estos elementos, sino que impide su pérdida. - Regula la nutrición de la planta, en la medida en que el humus junto con la arcilla forma el complejo arcilloso-húmico. - Moviliza los elementos nutritivos bloqueados, aportados por la fertilización mineral, lo cual representa un aprovechamiento de recursos ya existentes en el suelo. - Regula la salinidad en el suelo, ya que muchos iones salinos quedan adsorbidos en la superficie del complejo arcilloso-húmico. - Estimula el desarrollo radical a través de algunas sustancias y con ello se hace más efectiva la absorción de nutrimentos por la planta.
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- Disminuye los efectos negativos de los agentes tóxicos, tales como los pesticidas y los metales pesados. 4.4 Efectos de la materia orgánica sobre las características biológicas del suelo
El suelo es un medio muy favorable para la vida y en su interior prolifera una gran cantidad de organismos, que por su tamaño se dividen en macro y microorganismos. Entre los primeros merecen una mención especial las lombrices de tierra, que por su actividad favorecen la fertilidad del suelo. La tierra trabajada por las lombrices contiene mayor cantidad de elementos nutritivos, retiene mejor el agua, resiste más la erosión y se hace más permeable a las raíces de las plantas. Entre los microorganismos del suelo se destacan las bacterias, los hongos y los actinomicetos. Las bacterias constituyen el grupo más numeroso, variado y activo de los microorganismos del suelo. Su proliferación depende de las condiciones del medio y de la abundancia de alimento. Participan en numerosas reacciones bioquímicas, lo que les permite transformar las sustancias del suelo para que puedan ser introducidas en la vida vegetal. Los hongos del suelo son aerobios, por lo que necesitan un suelo bien aireado. Tienen un sistema enzimático muy activo que les permite degradar compuestos orgánicos muy resistentes, tales como la lignina, compuesto fundamental del humus. Cuando los cultivos se tratan con fungicidas para combatir hongos parásitos se dificulta el ataque de los hongos del suelo a los residuos procedentes de esos cultivos y la germinación del cultivo siguiente. La materia orgánica tiene un efecto muy favorable sobre la biología del suelo porque: - Incrementa la cantidad y diversidad de microorganismos, puesto que proporciona carbono para la formación de estructuras orgánicas y como fuente de energía, nitrógeno para la síntesis de las proteínas y otros elementos nutritivos esenciales para la vida. - Aumenta considerablemente la fauna del suelo, sobre todo de lombrices, que actúan tan favorablemente sobre la estructura y aireación del suelo. La materia orgánica que tiene una proporción equilibrada de carbono y nitrógeno favorece la proliferación de microorganismos encargados de descomponerla. Cuando la relación carbono/nitrógeno (C/N) es muy alta, la materia orgánica suministra mucha energía en comparación con el nitrógeno. Si esa relación es muy baja, ocurre lo contrario. Sea cual fuere el caso, hay poca proliferación de microorganismos y la materia orgánica se descompone con lentitud. Cuando la relación C/N está comprendida entre 15 y 20, la descomposición se produce con bastante rapidez. Si esa relación sube por encima de 40-50 o baja alrededor de 10, la descomposición ocurre más lentamente. El carbono de la materia orgánica se transforma en calor, agua y dióxido de carbono, mientras que el nitrógeno pasa a formar parte de los microorganismos o permanece en el
338
suelo. Cuando mueren estos microorganismos y se descomponen, su nitrógeno pasa al humus y al suelo que queda enriquecido con dicho elemento. Lo mismo puede ocurrir con elementos como el azufre y el fósforo. La dinámica de la descomposición de la materia orgánica tiene unas consecuencias prácticas importantes, como las que se citan a continuación: - Cuando se incorpora un cultivo de leguminosas como abono verde (relación C/N entre 15 y 20), la descomposición es muy rápida, liberándose cantidades importantes de nitrógeno que se incorporan al suelo. - Cuando se aporta el estiércol, su descomposición se produce a una velocidad media, incorporándose al suelo una parte del nitrógeno liberado. - Cuando se entierra un rastrojo de cereales, con relación C/N superior a 50, los microorganismos acaparan todo el nitrógeno liberado de la materia orgánica y el que se halla en el suelo, razón por la cual éste queda momentáneamente pobre en dicho elemento. Si se siembra a continuación, resulta conveniente hacer un aporte suplementario de nitrógeno, con el fin de que haya suficiente para los microorganismos y para el cultivo. 5. LAS ENMIENDAS ORGÁNICAS La utilización de grandes dosis de abonos químicos ha hecho olvidar el papel fundamental de los aportes orgánicos. El empobrecimiento de los suelos en humus es un hecho evidente que tiene consecuencias netas sobre la fertilidad, la estructura, la vida microbiana, la estabilidad de la estructura, etc. Prácticas habituales como la quema de rastrojos han producido y producen impactos duraderos e irreversibles, como la destrucción de la materia orgánica y la microestructura del suelo, y erosión y pérdida de fertilidad en muchos suelos. Por ello, el manejo de la materia orgánica de los suelos es de capital importancia en los métodos sostenibles de producción de cultivos. Las enmiendas orgánicas son el conjunto de materiales orgánicos que se incorporan al suelo con diversos propósitos: para mejorar sus cualidades físicas de estructura, aireación, absorción y retención de agua y para aportar algunos elementos que mejoren la nutrición de la planta y que ayuden a aminorar el efecto dañino de las enfermedades y plagas. Así, las enmiendas abarcan materiales tan diversos como los excrementos de origen animal, el bagazo y/o subproductos vegetales e incluso los desperdicios urbanos, industriales y de crustáceos. A continuación se presentan los aspectos de mayor interés relacionados con algunas de las enmiendas orgánicas que es posible utilizar, con la idea de tratar de mantener la fertilidad integral del suelo. 5.1 El estiércol
Históricamente, el uso de altas cantidades de estiércol animal ha sido reconocido como uno de los mejores métodos para la fertilización de los cultivos y para el mantenimiento 339
de la productividad del suelo y de su materia orgánica. En efecto, por muchos siglos antes de la era de los fertilizantes comerciales, el estiércol animal constituía la más importante y, a menudo, la única fuente de nutrimentos para la planta fuera de los suministrados por el propio suelo. Así se mantenía o incluso se mejoraba la fertilidad del suelo. El estiércol es uno de los residuos agrícolas más importantes. Por su uso, parte de la porción no utilizable de los cultivos puede entrar en el suelo para ejercer allí una acción mucho más importante de lo que pudiera creerse por su contenido de nutrimentos. El mundo ha entrado ya en una era en la cual la prevención del desgaste agrícola es cada vez más necesaria. Por esto, el cuidado de una finca pide un manejo más cuidadoso, así como un uso más prudente del estiércol que se produce, ya que hoy en día, con mayores recursos tecnológicos la utilización del estiércol es una práctica que se puede optimizar. El estiércol es la mezcla de la cama de los animales y sus deyecciones sólidas y líquidas, que ha sufrido fermentaciones más o menos avanzadas en el establo y después en el estercolero. Básicamente está formado por materiales hidrocarbonados, compuestos nitrogenados y una gran población microbiana. Se considera estiércol a aquel material que puede ser manejado y almacenado como sólido, mientras que los purines lo son como líquidos. El estiércol además de contener heces y orines puede estar compuesto por otros muchos elementos, como son las camas, generalmente paja, pero también a veces contiene aserrín, virutas de madera, papel periódico o productos químicos, también suele incluir restos de los alimentos, así como agua procedente de los bebederos, de la limpieza de los establos o de lluvia, y todo tipo de materiales que puedan entrar en un establo. Aunque el término estiércol se aplica a los desechos de todos los animales de la finca, por lo general se utiliza para los excrementos producidos por el ganado vacuno. El estiércol animal puede contribuir en forma significativa a suplir las necesidades de nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrimentos. La disponibilidad total, sin embargo, dependerá del tamaño y tipo de explotación animal y los métodos utilizados para guardar y esparcir el estiércol. La mayor parte del estiércol es retornado al suelo. Sin embargo, sus nutrimentos a menudo son utilizados en forma ineficiente como resultado de un mal almacenamiento o técnicas de aplicación deficientes. Las pérdidas de nutrimentos en el estiércol almacenado, debido a escurrimiento superficial, volatilización y lixiviación, pueden ser tan altas que sólo una fracción de los nutrimentos originales llega a ser aplicada a los cultivos. Un transporte y esparcimiento deficientes aumentan estas pérdidas. Sin embargo, las técnicas que pueden aumentar la eficiencia en el uso de nutrimentos pueden resultar costosas. El costo de una aplicación adecuada, por ejemplo, puede resultar superior al costo de los nutrimentos adicionales con relación a una aplicación más ineficiente. Los efectos de las técnicas de aplicación del estiércol sobre las pérdidas de nitrógeno, sin incluir las pérdidas durante el almacenamiento pueden alcanzar entre 10 y 30% dependiendo si el estiércol aplicado es sólido o líquido, ó si se aplica al voleo con o sin incorporación. En muchos casos, el estiércol no se aplica en el momento de la temporada de barbecho o cultivo que permita una utilización óptima de éste como fertilizante. 340
La cantidad de nutrimentos disponibles a partir del estiércol depende en gran medida de cómo se almacene y maneje. Dentro del conjunto de nutrimentos que contiene este material, el nitrógeno es el elemento que se pierde más fácilmente; de hecho, las pérdidas son inevitables, sin importar la forma en que el estiércol se almacene o se aplique. Las pérdidas de fósforo y potasio son menos probables, excepto directamente por escurrimiento superficial y por lixiviación, cuando el estiércol se almacena al aire libre y sin ninguna protección. En la Tabla 1 se entrega una lista de los contenidos aproximados de nutrimentos de distintos tipos de estiércol, como resultado de diferentes métodos de almacenamiento y manejo.
TABLA 1. Contenido aproximado de nutrimentos en diferentes estiércoles.*
Tipo de ganado
Almacenamiento/ Manejo
Nutrimentos kg/ton N total
Amonio NH4
Fosfato P2O5
Potasio K2O
Cerdo
Só lido SC Só lido CC Lí quido F Lí quido L
10 8 36 4
6 5 26 3
9 7 27 2
8 7 22 4
Vacuno de carne
Só lido SC Só lido CC Lí quido F Lí quido L
21 21 40 21
7 8 24 42
14 18 27 9
23 18 34 5
Vacuno de leche
Só lido SC Só lido CC Lí quido F Lí quido L
9 9 24 4
4 5 12 25
4 4 18 4
10 10 29 5
Pavos
Só lido SC Só lido CC
27 20
17 13
20 16
17 13
Caballos
Só lido CC
14
4
4
14
* Anó nimo, 1992. SC = sin cama; CC = con cama; F = fosa; L = laguna.
Los residuos fecales animales contribuyen al mantenimiento de la fertilidad del suelo. De ahí que tenga interés determinar el valor económico de los nutrimentos que aporta el estiércol y que se puede calcular según el porcentaje de NPK, referido al valor comercial de los fertilizantes químicos. La información de la Tabla 2 puede servir para este propósito. Cuando se aplica el estiércol al terreno no todos los nutrimentos son asimilables de inmediato por las plantas. El fósforo y el potasio se encuentran retenidos y sólo tras su liberación puede ser asimilados. Para el caso del nitrógeno el proceso es más complejo. Las plantas sólo pueden utilizar aquel nitrógeno que se encuentra en forma mineral, y
341
dado que el estiércol contiene nitrógeno tanto en forma mineral como orgánica, no podrá ser utilizado por los cultivos en su totalidad en forma inmediata, sino que habrá que esperar a que se mineralice la fracción orgánica para que las plantas puedan asimilarlo. Como la mineralización es un proceso continuo que se produce durante todo el año y como los cultivos sólo utilizan el nitrógeno mineral en las épocas de producción, aquel nitrógeno que se mineralice fuera de los períodos en los que puede ser aprovechado por las plantas sufrirá pérdidas. Además, la demanda de nitrógeno por los cultivos no es igual durante todo su crecimiento, ya que inicialmente es pequeña, crece cuando el desarrollo es rápido y disminuye cuando el cultivo llega a la madurez.
TABLA 2. Producción de estiércol y sus principales características según el tipo de ganado.* Peso vivo kg
Estiércol kg/día
Contenido de nutrimentos g/día
Humedad %
N
P2O5
K2O
27 45 91 186 258
10 20 37 75 105
22 38 77 147 208
77 118 154 195
58 87 113 144
66 104 131 169
Ganado de leche 68 113 227 454 635
5,4 9,1 18,6 37,2 52,2
87,3 87,3 87,3 87,3 87,3 Ganado de carne
227 340 454 567
13,6 20,4 27,2 34,0
88,4 88,4 88,4 88,4
* Livestock Waste Facilities Handbook, citado por Pedraza, 1996.
Por lo tanto, la eficiencia de utilización del nitrógeno del estiércol no es de un 100%, sino que se ve restringida, siendo varios los factores que la afectan, entre los que cabe destacar: la forma, las condiciones, la época de aplicación y el tipo de cultivo. El nitrógeno presente en el estiércol se puede dividir en tres fracciones. - Nitrógeno mineral (N). Es el nitrógeno que se encuentra en la forma mineral y que, por tanto, es directamente asimilable por las plantas; su eficiencia sería del 100%, pero puede sufrir pérdidas en la aplicación del estiércol al terreno. - Nitrógeno orgánico mineralizable el primer año (N01). Es la parte del nitrógeno orgánico que durante el primer año va a pasar a forma mineral y sobre el que van a ocurrir pérdidas durante los períodos en que los cultivos no están en producción. - Nitrógeno orgánico mineralizable en años subsiguientes (NOS). Es aquel nitrógeno orgánico que en condiciones de equilibrio se va a ir mineralizando lentamente y que 342
también puede sufrir pérdidas en los períodos en los cuales los cultivos no están en producción. En la Tabla 3 hay un ejemplo en el que se puede observar el porcentaje para cada una de estas fracciones en los distintos tipos de estiércol. TABLA 3. Proporciones de nitrógeno procedente del estiércol en las diferentes fracciones mineral y orgánica mineralizable.* Fracciones de nitrógeno % Tipo de estiércol Nitrógeno mineral Nm
N mineralizable el primer año N01
N mineralizable en los años siguientes N0S
Vacas
40
30
30
Aves
70
20
10
Cerdos
50
22
28
Terneros
80
9
11
Purín de cerdos
94
3
11
* Iglesias Martínez, 1994.
El nitrógeno es el elemento que más se tiene en cuenta para el desarrollo de las diferentes técnicas de manejo del estiércol, aunque esto no quiere decir que los otros elementos no sean importantes; lo que sucede es que el nitrógeno durante el proceso de mineralización –en la etapa en que se transforma en amoníaco (amonificación)- se volatiliza con facilidad y disminuye así el valor del estiércol como fertilizante. Del total del nitrógeno que aporta el estiércol durante la primera temporada de aplicado, la cantidad que se mineraliza varía entre un 25 y un 35 por ciento (Tabla 4). En la segunda, tercera y cuarta temporada después de la aplicación, equivale al 50, 25 y 12,5 por ciento de lo mineralizado en la primera temporada, para llegar al cabo de la cuarta temporada a valores que oscilan entre el 47 y el 65 por ciento. En lo que respecta al fósforo y potasio presentes en las excretas animales, se puede decir que prácticamente todo su contenido queda disponible para la plantas en el primer año de aplicación. Uno de los factores de éxito de una explotación ganadera está asociado a un manejo adecuado de los nutrimentos minerales y, especialmente, del nitrógeno. En atención a este criterio (Figura 2) se debe tratar de optimizar la utilización de los residuos animales y la fijación del nitrógeno atmosférico que realizan las leguminosas, la que alcanza niveles importantes sobre todo cuando se trata de especies forrajeras. 343
TABLA 4. Mineralización del nitrógeno del estiércol de vacas de leche y de ganado de carne en la primera temporada después de su aplicación al suelo.* Manejo del estiércol
Mineralización %
Sólido: sin cama con cama
35 25
Líquido: anaeróbico aeróbico
30 25
* Pedraza, 1996.
Las pérdidas del nitrógeno presente en el estiércol pueden ser: - Pérdidas en la aplicación al terreno. Se considera que cuando se aplica el estiércol, aproximadamente un 20% del nitrógeno que se halla en forma mineral se puede perder sobre todo por volatilización. Estas pérdidas dependen principalmente de la temperatura y de la forma en que se aplica; se podrían disminuir considerablemente si en lugar de esparcirlo sobre la superficie del terreno se pudiera inyectar. - Actividad residual de los cultivos. Una vez extraída la cosecha, los restos de los cultivos continúan consumiendo parte del nitrógeno mineralizado. - Lixiviación. Tanto el nitrógeno mineral como el mineralizado pueden sufrir arrastres ENTRADAS
SALIDAS PRODUCTOS > Leche > Carne > Lana
Concentrados > Nitrógeno de la atmósfera
Ensilaje Heno
Estiércol Orines
>
Nitrógeno mineral Fertilizante Fijación por leguminosas
FIGURA 2.
> Nitrógeno del suelo MATERIA ORGÁNICA >
PÉRDIDAS > Volatilización de amonio > Denitrificación > Lixiviación
Balance del nitrógeno en una granja lechera con respecto a las entradas y salidas del elemento y a su almacenamiento en el suelo (Pedraza, 1996).
344
con el agua lluvia, especialmente en las épocas en que los cultivos no utilizan el nitrógeno. - Denitrificación. Se trata del proceso por el cual el nitrógeno que se encuentra en forma mineral pasa a forma gaseosa y se pierde en la atmósfera. Este proceso lo llevan a cabo los microorganismos. La eficiencia en la utilización del nitrógeno depende también del tipo de cultivo, ya que en función de la duración de su período de crecimiento, el tiempo en el cual se puede aprovechar el nitrógeno mineralizado será mayor o menor. Por consiguiente, las posibles pérdidas serán mayores en el caso de cultivos que permanezcan poco tiempo sobre el terreno. Por eso, es la época de aplicación la que afecta en mayor medida la eficiencia de utilización del nitrógeno. Cuando el estiércol acaba de descomponerse, es común que se presente algo suelto, especialmente si contiene considerable cantidad de paja. Los primeros cambios microbianos son, por lo tanto, de naturaleza aerobia, con transformaciones que casi siempre son rápidas y que van acompañadas de bastante calor. Los compuestos nitrogenados sencillos son los primeros en transformarse, en tanto que los constituyentes más complejos se ven poco afectados. Ocurre un fuerte desprendimiento de anhídrido carbónico. La urea de la orina se transforma por actividades aerobias y se hidroliza rápidamente, y el carbonato que se produce es inestable y pronto produce amoníaco, cuyo olor en los establos demuestra estos cambios: CO(NH2)2 + 2H2O —> (NH4)2CO3 CO3(NH4)2 + 2NH3 —> CO2 + H2O Si las condiciones son favorables para la nitrificación, y este es el caso, pueden presentarse los nitratos abundantemente. Como estos compuestos nitrogenados son muy solubles y sujetos a una adsorción, aunque pequeña, pueden ocurrir pérdidas considerables por lavado. Por tanto, en los estados iniciales y mejor aireados de descomposición el estiércol casi puede agotar su nitrógeno en forma amoniacal y de nitrato. En la transformación del estiércol el oxígeno gaseoso se usa gradualmente en la medida en que se expulsa o se produce anhídrido carbónico. La descomposición pasa, entonces, de aerobia a anaerobia, cada vez resulta más lenta y la tendencia de la temperatura es a bajar. Se considera que pueden entrar a participar nuevos organismos, aunque los que intervinieron en condiciones aerobias, probablemente aún son efectivos. Los productos resultantes cambian considerablemente y, a pesar de que el anhídrido carbónico todavía se produzca en grandes cantidades, en lugar de amoníaco la materia nitrogenada se convierte, así sea parcialmente, en productos corrientes de putrefacción. Como consecuencia de la gran pérdida de agua durante los procesos de descomposición, es que ocurre una considerable disminución del volumen del estiércol. Los excrementos frescos pierden del 20 al 40% del volumen por descomposición parcial, y casi el 50% a medida que se van descomponiendo más completamente. Se dice con frecuencia que, si el estiércol se almacena adecuadamente, esta pérdida rápida 345
de anhídrido carbónico y agua puede elevar los porcentajes de los elementos nutritivos presentes. Esto puede ser verdad para el potasio y el fósforo. Aunque en la práctica, las pérdidas originadas en el lavado y en la fermentación a veces son tan acentuadas como para poner al estiércol bien descompuesto en desventaja respecto a su abastecimiento total de nutrimentos. Esta es la situación respecto al nitrógeno, elemento sujeto a pérdidas por volatilización y por lavado. En muchos casos, el estiércol bien descompuesto es más deseable que el material fresco. Esto ocurre sobre todo si el estiércol fresco tiene mucha paja. La adición de paja a un suelo puede desequilibrar la relación carbono:nitrógeno y mermar o impedir la formación de nitratos. El estiércol con paja tiende aparentemente a producir igual efecto, y un cultivo inmediato a su aplicación puede mostrar deficiencia –hambre- de nitrógeno. Bajo tales condiciones, el estiércol bien descompuesto es más indicado. Cuando se usa en aplicación superficial, en lo posible, se debe utilizar el estiércol bien descompuesto. Por tener la relación C/N importantes repercusiones de tipo práctico, a continuación se ilustra con un ejemplo. Es el caso de un suelo cultivado con una buena condición de nitrificación, en donde los nitratos están presentes en cantidades relativamente grandes y, por supuesto, la relación C:N es pequeña. En general, los organismos desintegradores actúan con un bajo nivel de actividad y las producciones de CO2 se reducen al mínimo (Figura 3). En otro caso, cuando el suelo recibe grandes cantidades de residuos orgánicos con una alta relación C:N, del orden de 50:1, va a ocurrir un cambio rápido, en atención a que la flora heterotrófica –bacterias, hongos, actinomicetos- se vuelve muy activa y se reprodu-
INCREMENTOS
Actividad de descomposición de organismos y evolución del CO2
Nuevo nivel de NO3 en el suelo
NO3 Nivel en el suelo
Residuos con amplia relación C/N añadidos al suelo
FIGURA 3.
Período de depresión de NO3 TIEMPO
Relación cíclica entre el estado de descomposición de los residuos orgánicos y la presencia de nitrógeno en el suelo (Buckman y Brady, 1966).
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ce aceleradamente, con una congruente alta tasa de producción de CO2. En estas circunstancias, el nitrógeno en forma de nitrato prácticamente desaparece del suelo, como resultado de la inusitada y alta demanda de este elemento por los microorganismos que lo requieren para formar sus tejidos. Al cabo de cierto tiempo el nitrógeno está en muy baja cantidad o desaparece, aún en forma amoniacal, por lo que las plantas se ven privadas de las formas asimilables. Cuando se produce la desintegración, la relación C:N de los materiales vegetales decrece, ya que el carbono se va perdiendo y el nitrógeno se conserva. Esta condición persiste hasta que la humificación quede casi completa, momento en el cual la actividad de los organismos descomponedores va siendo menor, debido a la falta de carbono de fácil oxidación. A medida que estos valores disminuyen y que el CO2 se expulsa, el nitrógeno deja de estar en mayor cantidad y puede empezar la nitrificación. Vuelven a aparecer cantidades de nitrato y las condiciones originales prevalecen de nuevo, excepto algún tiempo después en que el suelo es rico tanto en nitrógeno como en humus. La magnitud de tales fenómenos, fase importante del ciclo del carbono, se presenta en la Figura 3. La aplicación frecuente del estiércol enriquece el suelo en nitrógeno, aunque hay que entender que el nitrógeno orgánico no está disponible de inmediato para las plantas. De todas maneras si representa la base de una fertilidad a largo plazo. También favorece la solubilización o movilización del fósforo. Aunque de otra parte también se sabe que puede empobrecer el suelo en cobre, incluso hasta niveles de deficiencia. En muchos casos se puede observar poca diferencia entre el efecto del abono mineral o inorgánico y el del orgánico. Sin embargo, no se trata de sustituir el fertilizante mineral, sino de aumentar o potenciar su efecto, o más bien de favorecer unas condiciones de sinergia. Del aumento de la capacidad de intercambio catiónico, de la agregación del suelo y de la presencia de sustancias de crecimiento, resultan condiciones más importantes que los propios elementos nutritivos adicionados por el abono orgánico. La materia orgánica, inclusive el estiércol fermentado, tiene efecto regulador sobre el pH. El suelo ácido se acidifica más por efecto de los restos orgánicos descompuestos en ácidos fúlvicos. No obstante, en condiciones favorables, o sea en presencia de calcio y fósforo, la actividad microbiana aumenta el pH durante la descomposición de la materia orgánica, tanto por la amonificación que ocurre en el suelo, como por las excreciones alcalinas de las bacterias. En suelos alcalinos la materia orgánica promueve su acidificación porque: - Aumenta la infiltración del agua y la lixiviación de las sales. - Produce ácido carbónico, que es uno de los agentes más poderosos de desalcalinización. En consecuencia, la paja que se incorpora superficialmente al suelo o el abono de corral fermentado con paja, poseen un efecto correctivo y obran como enmienda sobre el suelo, fundamentalmente porque: 347
- Aumentan el pH de los suelos ácidos y bajan el de los suelos alcalinos. - Eliminan la toxicidad del manganeso. - Limitan la toxicidad del aluminio intercambiable, porque lo transforman en humatos de aluminio, que no son tóxicos para las plantas. El efecto sobre el pH no sólo es propio de la paja y del abono de corral, sino también de otros productos de origen vegetal como la vinaza, el bagazo de caña, o cualquier otra sustancia orgánica que pueda servir de alimento para la microflora. La aplicación de estos materiales activa todos los procesos biológicos que favorecen la fijación de nitrógeno por vía no simbiótica, la solubilización del fósforo ya mencionada y el trabajo de los microorganismos y la meso y la macrofauna, que mejoran sustancialmente la fertilidad del suelo y la nutrición vegetal. De todas maneras el estiércol está sujeto a una determinada variabilidad en su composición y en las proporciones de nitrógeno, fósforo y potasio, en razón de factores tales como: clase de animal, edad, condición e individualidad de los animales, tipo de alimento consumido, cama utilizada y almacenamiento y manejo previos a la utilización, aunque para efectos de cálculo y estudio de su dosificación se suelen manejar unos promedios porcentuales de 0,5 de N, 0,25 de P2O5 y 0,5 de K2O, sin olvidar que también contiene Ca, Mg, S y probablemente todos los elementos menores. Si el estiércol se mira con la óptica de un fertilizante y se compara con los fertilizantes minerales convencionales, pueden resultar las siguientes características importantes: - Variabilidad y humedad. La primera es propia de su naturaleza y origen; la humedad, si el estiércol está bien descompuesto o fresco, puede variar del 50 al 80%, según sus condiciones. - Baja concentración de elementos nutritivos. Con los valores promedios de los tres elementos mayores que se acaban de dar, una tonelada de estiércol proporciona únicamente 5, 2,5 y 5 kilogramos de N total, P2O5 y K2O, respectivamente, contenidos muy bajos en comparación con los que corresponden a los fertilizantes minerales. Esto se trata de compensar con los altos niveles de aplicación de los abonos orgánicos. - Sólo una parte de los nutrimentos aplicados en el estiércol es asimilable. En general, sólo alrededor de la mitad del nitrógeno, una sexta parte del fósforo y poco más de la mitad del potasio pueden ser aprovechados por la planta. Así, una tonelada de estiércol aporta en promedio cerca de 2,5 kilogramos de N, 0,4 kilogramos de P2O5 y 2,5 kilogramos de K2O. - Condición no equilibrada de nutrimentos. Si el fósforo de muchos suelos es no sólo pobre sino más inaprovechable y, además, el fósforo añadido en los fertilizantes se adsorbe fuertemente o se fija al complejo de cambio, el estiércol con una relación 5-15 no es tan buena opción con fines directos de fertilización y por ello es que se considera que tiene una relación no equilibrado de nutrimentos. - Efecto residual. El lapso durante el cual se puede observar el efecto de una aplicación 348
de estiércol, sobre el crecimiento de un cultivo, es sorprendente. Hay datos de estudios
TABLA 11. Guía general para la fertilización NUTRIMON de algunas hortalizas en en Rohamsted, Inglaterra, en los cuales el efecto de ocho años de aplicación de 32 t/ha Colombia*
se observó 40 años después, caso muy especial, ya que de ordinario se obtienen cantidades aprovechables de estiércol, desde el punto de vista nutricional, sólo durante tres o cuatro años después de la última aplicación.
El estiércol, desde que se produce hasta que es utilizado, puede sufrir una serie de pérdidas en el contenido de nutrimentos, que se pueden clasificar así: - Pérdidas gaseosas. El estiércol contiene elementos que pueden volatilizarse, por ello, si este material no se almacena en forma adecuada, se pierden. Estas pérdidas pueden alcanzar un 10% del nitrógeno. - Pérdidas por lavado. El estiércol suele almacenarse al aire libre y, por lo tanto, al llover, el agua puede arrastrar los componentes nutritivos. Por esa vía se puede perder un 20% de nitrógeno, un 5% del fósforo y más del 35% del potasio. - Pérdidas por infiltración. Estas pérdidas se producen cuando los líquidos del interior de la pila de estiércol pasan al suelo. Para que no se produzcan estas pérdidas, se sugiere que el estiércol se almacene sobre un piso duro, que se compacte y que se cubra para evitar el lavado por la lluvia. El manejo comprende los pasos que sigue el estiércol desde el establo hasta su distribución en el campo. Si se mantiene constantes las demás variables, sería el manejo dado al estiércol el que marcaría la calidad agronómica del producto resultante. Un mal manejo se va a traducir fundamentalmente en: - Pérdidas de elementos fertilizantes. Buena parte de las pérdidas en elementos minerales y orgánicos del estiércol están relacionados con temperatura, humedad y aireación por exceso o por defecto. - Incorporación al suelo de un gran número de semillas de “malas hierbas”, que han sido predigeridas por los animales y se encuentran intactas en las deyecciones. - Inoculación de ciertas poblaciones de microorganismos patógenos, presentes en las heces, tanto al suelo como en las aguas de riego o subterráneas. - Fuente de sustancias tóxicas para los vegetales, por desequilibrios en la composición mineral, por reacciones unidas a estados de anaerobiosis locales, por una carga excesiva de metales pesados, etc. Hay teorías que exponen diferentes formas de manejo según se requiera potenciar una u otra propiedad del estiércol. En general, todas coinciden en la importancia de la cama, la alimentación, las condiciones de higiene, etc., en la idea de que un animal sano, en condiciones adecuadas, dará un producto sano. Las divergencias empiezan cuando el estiércol debe mantenerse en un montón durante el tiempo que dura su maduración. Las técnicas de maduración deben procurar favorecer la mineralización del estiércol y disminuir las pérdidas. La pila debe hacerse y compactarse a los 2 ó 3 días de realizada, para evitar que continúe la fermentación aeróbica oxidativa iniciada y que haya pérdidas 349
de nutrimentos. Con la compactación, la bioquímica del proceso es anaerobia en ausencia de aire, y su evolución hasta la maduración del material, dura de 2 a 3 meses. En otros casos se utiliza el “compostaje” para madurar el estiércol. Así, se favorece la formación de un material prehumificado, fácilmente mineralizable y con una importante carga bacteriana. Aunque el “compostaje” se analizará con detalle posteriormente, consiste en hacer una pila con una mezcla homogénea de estiércol, regarlo si es necesario debe mantener una humedad equilibrada para las exigencias del metabolismo microbianoy no compactarlo, de manera que se produzca una fermentación aerobia durante todo el proceso, incluso, si fuera necesario, se voltea la mezcla para airear el montón. Este proceso de maduración dura de 3 a 6 meses. Si se quiere utilizar el estiércol fresco también hay que tener en cuenta ciertas recomendaciones: no conviene dejarlo en el campo durante mucho tiempo en pequeños montones, es preferible mezclarlo con el suelo mediante una labor superficial a 10 - 15 cm tan pronto se haya transportado; se aplica al suelo con una anticipación de 4 a 6 meses respecto a la siembra; no es aconsejable el uso de estiércol fresco en suelos arcillosos. Un resumen de estos criterios se recoge en la Tabla 5. El siguiente sistema de preparación o acondicionamiento del estiércol resulta muy sencillo y práctico. a) Se utiliza estiércol recogido periódicamente del corral con piso de tierra donde se reúne todas las noches ganado de leche. Este estiércol se recoge seco y se amontona bajo techo, y sobre el mismo se encierran todos los días terneros menores de un año cuya orina es absorbida ávidamente por el material así almacenado. Se utiliza nitrato de amonio, escorias Thomas y roca fosfórica. b) Antes de recoger el estiércol se espolvorea cada vez el abono fosfórico, calfos o roca, de manera que al hacerse la pila bajo techo se mezclen para propiciar la descomposición de estos materiales. c) Después de un reposo de aproximadamente seis meses se considera que el estiércol está listo para su utilización como abono. En estas condiciones se pica en el mismo sitio, con azadón, para romper la compactación causada por el pisoteo de los terneros y para facilitar su distribución en el campo. d) Los cultivos plantados en suelos nuevos, recientemente desmontados, prácticamente no tienen problemas de sanidad. A medida que la bioestructura del suelo se desmejora, aumenta la susceptibilidad de las plantas a plagas y enfermedades, lo mismo que los parásitos. La sanidad vegetal, de una u otra manera, está ligada a la salud del suelo. e) Por lo anterior, la adición de materia orgánica al suelo, cuando mejora su bioestructura, es una medida de la mejoría de la salud vegetal, no sólo porque mejora la estructura grumosa sino porque también contribuye a la diversificación de la microvida y de la fauna edáficas. f ) No obstante, la adición de material orgánico de suelos ácidos a suelos igualmente ácidos, no es una medida de saneamiento, ya que beneficia a los microorganismos 350
TABLA 5. Recomendaciones generales para el manejo del estiércol.*
Localización
Establo
Estercolero
Campo
Recomendaciones Las camas deben ser abundantes y absorbentes, según la especie y el régimen de explotación, deben cambiarse frecuentemente. El suelo de las cuadras debe ser impermeable, con un foso para la recogida de purines. Las condiciones higiénicas y de habitabilidad del lugar serán las adecuadas para el buen desarrollo de los animales, condición indispensable para obtener un buen producto. Conviene que el suelo sea impermeable y al igual que el establo disponga de un foso para la recogida de los purines y las aguas de riego o lluvia. El riego del montón de estiércol debe hacerse con los propios purines para aprovechar mejor los nutrientes. El montón de estiércol debe airearse y regarse según lo indique la evolución de la fermentación, teniendo presente que se hace un proceso parecido al compostaje de otros residuos orgánicos. El clima de la zona impone los períodos de riego, la orientación del montón y si debe protegerse o no. No conviene dejarlo esparcido mucho tiempo en pequeños montones, es preferible mezclarlo con el suelo a una profundidad de 10 ó 15 cm tan pronto se haya transportado. Su distribución en el campo será lo más homogénea posible. Si el estiércol es fresco, debe mezclarse superficialmente en el terreno, con una anticipación de 4 a 6 meses a la siembra y con unas buenas condiciones de temperatura y humedad. Los estiércoles denominados “fríos”, de vacuno o cerdo, son lentos, y exigen una anticipación de 3 a 4 meses a la siembra. Los denominados “calientes”, equino, ovino, aves, son más rápidos, siendo suficiente un plazo de 1 a 2 meses. En general, es necesario esparcirlo pronto, de forma que su descomposición se encuentre muy avanzada en el momento de la siembra o plantación. La cantidad a aportar dependerá de la clase de suelo, características del estiércol, disponibilidad del mismo y del lugar que ocupan los cultivos en la rotación. Se tiene presente el correspondiente balance de materia orgánica, pudiendo aplicar dosis de conservación o dosis de corrección. En suelos calizos, que movilizan rápidamente la materia orgánica, la aplicación del estiércol debe ser frecuente y baja en suelos con tendencia a la acidez. La aplicación de estiércol debe acompañarse de encalamiento según el pH del suelo, pero nunca se realizará al mismo tiempo que la aplicación del estiércol, ni de manera total, es decir, que se debe fraccionar. Si el terreno es muy arcilloso se aplicará estiércoles muy maduros y en cantidad. En suelos ligeros –arenosos- las aplicaciones serán más frecuentes, pudiendo ser menos abundantes y con el estiércol menos maduro.
* Labrador Moreno, Guiberteau Cabanillas, López Benitez y Reyes Pablos, 1993.
patógenos, merced a la formación de ácidos fúlvicos, y contribuye así al aumento de enfermedades vegetales. g) Los ácidos húmicos que resultan del estiércol fermentado de corral, aumentan de tal forma la microflora benéfica a las raíces que, por ejemplo, las arvejas plantadas en estas condiciones, permanecen exentas de nemátodos. h) Por ello, los restos orgánicos pueden contribuir a una mayor o menor presencia de problemas sanitarios, según los ácidos que se forman en su descomposición y transformación. i) Las fuentes de contaminación por estiércol son, por un lado, el estercolero o la pila donde se almacena antes de su aplicación y, por otro, es el estiércol una vez que se ha aplicado al suelo. 351
j) Como ya se ha señalado, tanto al almacenar el estiércol como una vez aplicado al suelo sufre pérdidas, que son el origen de la contaminación que puede originar este producto y, por lo tanto, si se controlan las pérdidas se controla la contaminación producida. k) La principal forma de contaminación del estiércol es la polución del agua con nitratos, agua que tiene la posibilidad de ser utilizada posteriormente para consumo como “potable”, aunque no hay que olvidar la posible contaminación que pueden producir los malos olores que desprenden esta clase de productos. l) Otro aspecto a tener en cuenta es que los desechos de animales y otros productos orgánicos son descompuestos rápidamente por los microorganismos, creándose así la necesidad de oxígeno, demanda biológica de oxígeno (DBO). La Tabla 6 muestra valores que ilustran esta situación. Además, cuando estos materiales sellan la superficie del suelo, la concentración de oxígeno del suelo disminuye lo que trae como consecuencia un aumento del anhídrido carbónico y de otros productos gaseosos. Además, la disminución del oxígeno del suelo hace que el potencial redox disminuya, lo que resulta en un cambio en la bioquímica del mismo.
TABLA 6. Demanda biológica de oxígeno (DBO) en algunos desechos.*
Desecho
DBO mg O2/l
Escurrimientos de silos
90.000
Estiércol de cerdo
35.000
Orina de bovino
19.000
Estiércol de bovino
5.000
Desechos domésticos
500
* Lynch, 1982.
m)La cantidad y frecuencia de los aportes de estiércol depende de varios factores, unos relacionados con el producto en sí, otros con el lugar que ocupa este aporte en el plan de manejo de los cultivos en la finca, con la disponibilidad del producto para el agricultor, y con las características climáticas y edáficas del agroecosistema. n) Con la óptica exclusiva del aporte de nutrimentos a través del estiércol, que no es la mejor, una técnica para su aplicación requiere un análisis del contenido de nutrimentos del producto que se va a utilizar, a fin de contar con una orientación sobre las concentraciones de nitrógeno, fósforo y potasio. Si no hay esta posibilidad se pueden tomar los valores promedios a los cuales ya se hizo referencia. 352
ñ) La información que existe permite afirmar que, en general, los niveles de aplicación de estiércol al suelo son altos y que es frecuente recomendar niveles que varían entre las 5 y las 50 toneladas por hectárea. o) Se debe tener en cuenta que las aplicaciones de altas cantidades de estiércol pueden ocasionar daño, incluída la salinización y/o sodificación del suelo. Además, un exceso de estiércol disminuye el oxígeno en el suelo e incrementa el anhídrido carbónico, hecho que afecta negativamente el crecimiento de las plantas y de los microorganismos del suelo. Por ello, la aplicación de estiércoles se debe hacer en forma sistemática año por año, para mantener una buena cantidad de materia orgánica mineralizada y disponible para las plantas. p) La relación C/N también afecta el desarrollo de las especies vegetales y de los microorganismos, si es muy amplia. Es el caso de los estiércoles con restos de paja o viruta proveniente de las camas de las vacas. La relación de la paja de trigo es de 80/1 y la de la viruta y aserrines de 200/1, resulta adecuada la de una leguminosa como la alfalfa que va de 10 a 20/1. q) Las bacterias del suelo tardan en descomponer la materia orgánica que tiene una relación C/N muy amplia y durante ese lapso utilizan el nitrógeno del suelo, compiten con los cultivos en crecimiento y originan lo que se conoce como “hambre de nitrógeno”. En consecuencia, la aplicación de estiércol al suelo y la siembra inmediata de un cultivo, se debe acompañar de una dosis de fertilizante nitrogenado mineral, para un normal desarrollo de las plantas y de los microorganismos del suelo. r) En la aplicación del estiércol al terreno se deben tener en cuenta, además de la dosis, la finura del material y la uniformidad en la distribución, como que estos factores contribuyen al incremento de la eficacia de este material. Se puede emplear una esparcidora de estiércol, utilizar un camión que transporta el estiércol que se distribuye con pala por los operarios, o aprovechar el sistema de riego. Si bien en el caso de pequeños predios todo se hace manualmente. s) La incorporación o no del estiércol al suelo con el arado depende en gran medida del cultivo sobre el cual se usa. En praderas y pastos se esparce superficialmente. En otros cultivos se incorpora con el arado, práctica que se hace necesaria, si el estiércol es basto y no está bien fermentado. Cuando el estiércol es fino y está bien descompuesto se puede desmenuzar con la rastra sobre la superficie del suelo. En consecuencia, el método de aplicación dependerá del cultivo, del suelo y de la condición del estiércol. 5.2 El purín
Del manejo del estiércol del ganado resultan dos productos que también se utilizan en el campo. El primero es el purín que está constituido por los orines que fluyen de los alojamientos del ganado o los líquidos que escurren del montón de estiércol, recogidos en una fosa convenientemente situada. El otro es el “lissier”, que es una mezcla de deyecciones sólidas y líquidas del ganado, recogidas y diluidas con agua.
353
Sin embargo, de manera coloquial, a lo que no es estiércol sólido como tal se le designa como “purín”; y a éste, según la cantidad de agua incorporada se le denomina: - Estiércol fluido. Cuando tiene del 14 al 18% de materia seca. - Estiércol líquido. Cuando tiene del 20 al 30% de agua y del 9 a 12% de materia seca. - Estiércol diluido. Cuando tiene un 50% de agua. Tanto uno como otro son productos muy fermentables y de composición heterogénea, ya que dependen de las mismas características que se consideraron previamente para el estiércol. En líneas generales, en estos productos de la explotación ganadera se encuentran: materias sólidas minerales - tierra mezclada -, materias sólidas orgánicas, materias disueltas, - sales solubles, urea y amoníaco -, metales pesados, antibióticos, hormonas y desinfectantes. En relación con su valor fertilizante, tan sólo se pueden dar cifras muy generales debido a su heterogeneidad. Registran un contenido en cenizas del 24 al 50% de la muestra seca; el nitrógeno excretado se considera que es un 20% del ingerido en la dieta; con respecto al potasio, los animales eliminan con los orines el 90% del ingerido en forma de sales solubles, y con relación al fósforo, del 70 al 80% del fósforo del purín está constituido por compuestos minerales poco solubles, especialmente bajo la forma de fosfato de calcio. En general es conveniente equilibrar su composición mediante la adición de fosfatos naturales y caliza. Los graves problemas ambientales y para la salud que origina el vertido de estos productos al medio, agua o suelo y el costo económico de la depuración de los mismos, hace que la “estabilización” de los purines para su uso agrícola sea la solución más razonable. Esta “estabilización” se consigue mediante una fermentación aerobia de la mezcla, es decir, sometiendo al producto que estará recogido en una fosa a un enérgico “batido”, con el fin de introducirle aire. Con esto no sólo se consigue la homogeneidad de los elementos fertilizantes minerales y orgánicos contenidos en el purín, sino que también se asegura la disminución, a niveles aceptables, de la carga patógena y la oxidación de los compuestos responsables de los malos olores. Después del proceso, el material estabilizado puede usarse eficazmente como fertilizante, incorporándose al suelo de igual manera que un fertilizante mineral equivalente, considerándose que al ser un líquido muy fermentable las pérdidas de nitrógeno en forma amoniacal pueden ser enormes y que debe aplicarse en concentraciones moderadas y a diluciones adecuadas de 1:10 a 1:20 según la capacidad del suelo para incorporarlo y metabolizarlo ventajosamente. Para su aplicación se tiene en cuenta que siendo el nitrógeno el elemento dinámico de la fertilización, se tomará como dosis máxima la calculada para proveer del nitrógeno necesario. Se debe evitar su distribución sobre suelos saturados de agua, así como sobre terrenos con fuerte pendiente, muy permeables, muy ligeros o con una capa freática muy superficial; también hay que evitar su distribución en tiempo lluvioso o con posibilidad de lluvia; excluir su aporte en productos hortícolas para consumo en crudo; distanciar su aplica-
354
ción lo más posible del corte o pastoreo de la praderas y evitar dejar el suelo mucho tiempo “desnudo” tras su aplicación. Todas estas recomendaciones están encaminadas a evitar las pérdidas de elementos minerales por lixiviación - mayores en los suelos arenosos que en los arcillosos -, la posible salinización del suelo - si las condiciones edáficas y climáticas son adversas - y el peligro que para la salud representaría una carga patógena - principalmente coliformes - en un purín mal manejado. En resumen, se debe partir de un producto con buen manejo, con un aporte y distribución correctos, teniendo en cuenta las extracciones de los cultivos y el lugar que ocupan en la rotación. Su aplicación agrícola, en el caso de cultivos anuales, se realiza antes de las siembras o en las primeras fases durante todo el año. Una vez distribuido, conviene enterrar superficialmente con un pase de grada o cultivador. El purín resulta útil para el riego de los montones de estiércol en “compostaje”. 5.3 El “compost”
El “compostaje” ha sido empleado por los agricultores desde hace siglos, como un medio de aporte complementario de desechos orgánicos económicos y disponibles en sus predios. El proceso de “compostaje” se puede definir como una descomposición aeróbica y termofílica de los residuos orgánicos por las poblaciones microbianas quimiorganotróficas que existen en los propios residuos, bajo condiciones controladas, y que produce un material parcialmente estabilizado de lenta descomposición, cuando hay condiciones favorables. Las poblaciones de bacterias, hongos y actinomicetos utilizan la materia orgánica como fuente de carbono y energía, además de nitrógeno, fósforo y otros nutrimentos necesarios para el crecimiento y para la síntesis de proteínas. Son muchos los materiales que sirven para preparar este tipo de abono: toda clase de plantas frescas y secas, terrestres y acuáticas; paja, aserrín; sobras de comida, cáscaras; sangre seca de matadero, huesos molidos, pelos, cabezas y partes de pescados; estiércol animal. En cambio, los plásticos, vidrios, tarros y otros materiales de lenta descomposición, como trozos de madera y ramas gruesas, no sirven para tal propósito. Mientras más variada sea la mezcla de materiales que se ocupen para hacer el abono, más rico resultará en nutrimentos. El “compostaje” es un tratamiento seguro de los residuos orgánicos e importante para la protección del medio ambiente. De ahí el creciente interés por el “compostaje” como uno de los caminos posibles de tratamiento. La Figura 4 muestra una versión simplificada de todo el proceso. Los residuos orgánicos suelen consistir de una amplia gama de diferentes materiales (sustratos), desde los más sencillos como aminoácidos, proteínas, azúcares, grasas, hasta los más complejos y recalcitrantes, celulosa, hemicelulosa y lignina. 355
HUMEDAD
OXÍGENO
M
Microorganismos
A
PRODUCTOS EN DESCOMPOSICIÓN
RIA TE
CO2 H2O
NUEVOS MICROORGANISMOS
Solubles Proteínas Hemicelulosas
Lignina
ENERGÍA Muertos Celulosa
CALOR A
Parte mineral
N O RG Á
IC
Microorganismos
COMPOST
FIGURA 4.
El proceso de “compostaje” y sus interacciones (López-Real, 1995).
En el “compostaje”, esta fase sólida del material orgánico sirve de soporte físico, matriz de intercambio de gases, fuente de nutrimentos orgánicos e inorgánicos, portador de agua, medio de microorganismos autóctonos, vertedero para los productos residuales metabólicos y aislante térmico. La principal forma del metabolismo microbiano es la respiración aeróbica. Uno de los residuos metabólicos, el calor, tiende a ser retenido en la matriz y ocasiona un aumento de temperatura característico del proceso. Las pérdidas tienen lugar a través de la conversión de la materia orgánica en dióxido de carbono y agua. El “compostaje” es útil, pues, en el manejo de residuos ya que puede transformar rápidamente un material putrescible en un producto final, el “compost”, estabilizado, almacenable, transportable y utilizable como abono. La temperatura puede alcanzar un pico alrededor de 70-80 °C. El aumento de temperatura representa una retención del calor producido por la explosión del crecimiento microbiano que degrada los sustratos simples en el residuo. Sin embargo, en esta fase se han producido cambios importantes en la flora microbiana. Durante el aumento inicial de la temperatura se estimula el crecimiento de la microflora mesófila y se establece un gradiente de retroalimentación positivo entre la generación de calor, la temperatura y el crecimiento. Esta retroalimentación se convierte en negativa por encima de 40-45 °C e induce una disminución del crecimiento de la microflora mesófila. Estas temperaturas inician, sin embargo, una nueva explosión de actividad por parte de microorganismos termófilos autóctonos. Ello conduce a una repetición, a temperaturas más altas, del gradiente de retroalimentación positivo. En algún momento los sustratos simples han 356
sido metabolizados y dejan los materiales más resistentes que se degradan a ritmos mucho más lentos. A medida que baja la actividad microbiana se pierde más calor del sistema del que se genera. El material se enfría. Si en este momento se voltea la pila se reinicia el mismo proceso debido a la presencia de materiales poco degradados que se hallan situados en los bordes de la masa original. El proceso de “compostaje” es, por tanto, una compleja interacción entre el sustrato, los microorganismos, la aireación y la producción de agua y de calor. Es importante entender cómo influyen estos factores en el ecosistema microbiano para mejorar la eficiencia del “compostaje”. A un nivel empírico es obvio que demasiada agua excluye aire y conduce a condiciones anaeróbicas; muy poca agua provoca el cese de la actividad microbiana. Demasiado carbono produce una limitación del nitrógeno en la actividad microbiana. Estos son los condicionamientos obvios del proceso. También existen otros más sutiles pero igualmente fundamentales. Es importante recordar que el “compostaje” es un proceso biológico y aeróbico. Por esta última razón, los mecanismos de aireación son fundamentales para la eficiencia del proceso. Esta eficiencia puede definirse de muchas maneras y cubrir muchos objetivos, desde la maximización de la degradación a la eliminación de patógenos, al control de los olores, a la producción y estabilización del producto. En definitiva, el “compostaje” consta de dos fases: estabilización y maduración. Durante la primera se alcanza altas temperaturas, al principio con participación de microbios quimiorganotróficos mesofílicos se oxida la materia orgánica de fácil descomposición y se genera calor que favorece el desarrollo de los microbios termofílicos y la inactivación de los patógenos. Al disminuir la fuente de energía, cae la temperatura y los mesofílicos se reactivan, la materia orgánica ya se ha estabilizado y sólo permanece la de difícil degradación. Luego se inicia la fase de maduración, con lenta degradación de la materia orgánica remanente. El “compostaje” se puede hacer en pilas con o sin aireación forzada, o en reactores con control de aireación, humedad, temperatura y tiempo de retención. En estos últimos, el proceso se puede completar entre 5 y 7 días, en tanto que, en las pilas, puede tomar de 3 a 8 semanas, o hasta más, para producir un compuesto satisfactorio. La siguiente descripción, relativamente sencilla, ayuda a visualizar la forma de preparar el “compost” en la finca, en la perspectiva de utilizar una amplia variedad de desechos de naturaleza orgánica, lo que significa entrar al ciclo del carbono y permitir en consecuencia el propio ciclaje de la materia orgánica. Antes de reunir y formar la pila de abono, se tienen que juntar los desechos orgánicos que se van a utilizar. Posteriormente se debe marcar la superficie donde se construirá la abonera. Sus dimensiones dependerán de la cantidad de materiales orgánicos que se pueda conseguir. En términos prácticos, una carretilla llena de desechos, alcanza para establecer una abonera de 60 cm por 60 cm. Por ello, si se quiere hacerla en una superficie más grande se debe disponer de una mayor cantidad de materiales. 357
Posteriormente, hay que limpiar la superficie marcada y soltar un poco la tierra. En el centro del cuadrado que se demarca, y si se trata de una abonera pequeña, se debe colocar un palo de unos 10 centímetros de diámetro y de un metro de largo. Si se quiere hacer una abonera más grande, se colocan varios palos de mayor longitud. En cualquier caso, el palo no debe quedar muy apretado porque al final se tiene que retirar. Mientras tanto, con los materiales orgánicos que se han juntado, con excepción del estiércol, se debe hacer una mezcla. Esta tiene que contener restos frescos y secos en forma proporcional y, además, deben estar picados. En el cuadro previamente demarcado y alrededor del palo, se deben colocar 15 cm de la mezcla de materiales orgánicos. Sobre ésta, 5 cm de estiércol y, sobre éste, 2 cm de tierra. Posteriormente se riega en forma suave. En estas condiciones los materiales deben ir quedando sueltos; es decir, no hay que apretarlos. Se continúa repitiendo la secuencia de las capas hasta que se agoten los materiales orgánicos disponibles. A continuación, sobre el montón, hay que colocar una capa delgada de tierra, se riega y se cubre con paja, ramas o cualquier otro material que sirva para protegerlo del sol y del agua. Cuando ya se tiene todo listo se procede a sacar el palo, a fin de que en el centro del montón quede un hoyo que hace las veces de chimenea. Por este orificio circula el aire y salen los gases que se producen al interior del montón de abono en preparación. Todo el material dispuesto como se acaba de indicar se mantiene húmedo aunque no mojado. En época muy soleada se protege colocando encima un sombrío que se puede hacer con ramas. Durante la época de lluvias también se protege con ramas o con un plástico, sin dejarlos en forma permanente porque se impide la aireación. Después de tres o cuatro semanas se debe comenzar a voltear el material una vez por semana, cuando ya no es necesario volver a colocar el palo en el centro del montón. El abono estará listo para ser usado después de un período que va de tres a seis meses, dependiendo de las condiciones climáticas propias del lugar y de los materiales utilizados. Al interior del montón se produce una transformación de los materiales orgánicos, de tal suerte que ya no es posible reconocer las partes que le dieron origen. Este producto es rico en nutrimentos y otros principios orgánicos que ayudan a mejorar la estructura del suelo haciéndolo más esponjoso y que también permiten aumentar los microorganismos que habitan en el suelo. En la Figura 5 se presenta una secuencia de los pasos que se acaban de describir para la fabricación del “compost” en la finca. Los factores que afectan el proceso de “compostaje” y que se deben tener en cuenta durante su fabricación son: - Temperatura. Es función de la actividad microbiana y puede disminuir, si hay falta de oxígeno o de humedad, o bien como exceso de humedad. La disminución de la humedad también es función de la temperatura.
358
- Humedad. La humedad óptima para la máxima eficiencia del proceso está entre 50 y 60%, en peso. Por debajo de 40% de humedad, la descomposición es aeróbica, más lenta, en tanto que, por encima de 60%, la cantidad de poros libres de agua es muy pequeña, con dificultad para la difusión de oxígeno, por lo que el resultado es la anaerobiosis.
1
4
2
3 FIGURA 5.
5 Secuencia de los pasos para la fabricación del “compost” (González, 1992, modificado).
359
- Aireación. La concentración de O2 necesaria para que no haya limitación del proceso está alrededor del 5 al 10%, en los macroporos. Igual si hay una concentración relativamente alta de O2 en los macroporos, los microporos se pueden encontrar en anaerobiosis, dependiendo de la humedad del material en “compostaje”. - Relación C:N. La relación carbono:nitrógeno ideal para un “compostaje” rápido está entre 25 y 35. Relaciones menores pueden resultar en pérdidas de NH3 por volatilización, en tanto que relaciones mayores resultan en un “compostaje” más lento. - pH. El valor óptimo está entre 6,0 y 7,5. Los valores extremos inhiben la actividad microbiana durante el proceso de degradación, por lo que deben ser corregidos, para no aumentar los costos del procesamiento. - Tamaño de las partículas. La disminución del tamaño de las partículas puede aumentar la superficie para el ataque microbiano. Por ello, el exceso de partículas muy pequeñas puede conducir a la compactación y a la formación de gran cantidad de microporos, y favorecer así el desarrollo de condiciones anaeróbicas. El “compostaje” de residuos semisólidos, como lodos de sistemas de tratamiento biológico, exige la mezcla con un material que de cuerpo o volumen, necesario para asegurar la estructura y porosidad adecuadas para la realización del proceso. Entre los materiales biodegradables, es común la utilización de residuos como viruta de madera o cáscara de árboles, debiendo ser repuesta la cantidad degradada en cada reutilización. También pueden ser utilizados con este propósito materiales no biodegradables, tales como, esferas porosas de arcilla, plástico, caucho, etc. Las ventajas derivadas de la utilización del proceso de “compostaje” son: - No hay producción de gases con olores desagradables. - Hay disminución del volumen, peso y tenor de humedad, con relación al material no compostado, por lo que se facilita el almacenamiento, transporte y disposición del residuo. - Hay inactivación de organismos patógenos. - Hay posibilidad de utilización del producto final –“compost”- en agricultura, contribuyendo al reciclaje de los nutrimentos contenidos en el residuo. La utilización de este compuesto en agricultura es extremadamente ventajosa, funcionando como un fertilizante nitrogenado de liberación lenta con acción residual prolongada, de forma que la eficiencia de absorción por las plantas aumenta, resultando en mayor productividad, en comparación con los fertilizantes nitrogenados solubles. Su utilización puede aumentar la retención de agua en el suelo. Aunque la utilización del “compost” como fertilizante se extiende a todos los cultivos, su uso tiene especial interés para horticultura intensiva, también sobre pastos y en suelos en los que se desea activar la vida edáfica. También es un excelente mejorador de las condiciones físicas del suelo. El beneficio del “compost” puede ser relativamente mayor en países en desarrollo, donde 360
hay falta de fertilizantes químicos minerales, o su precio es elevado, y donde la degradación del suelo es intensa. 5.4 El “mulch”
El mulching o acolchado es una práctica agrícola que consiste en cubrir el suelo o colocar dentro del mismo, materiales orgánicos e inorgánicos, con el propósito de proteger y fertilizar el suelo. Se ha venido practicando en horticultura, arboricultura y fruticultura, aunque hoy en día la tendencia es ampliar su utilización. La práctica se hace sobre suelos en descanso y con cultivos establecidos, sean transitorios o permanentes. Con otro enfoque esta práctica consiste en esparcir sobre el suelo los residuos vegetales que resultan de las desyerbas, podas, zoqueos y desperdicios de cosecha con el propósito de formar una cubierta protectora contra la erosión. Es evidente que en este caso se hace énfasis en el efecto protector del “mulch” para defender al suelo de este fenómeno, por cuanto los residuos vegetales colocados sobre el suelo absorben la fuerza de las gotas de agua y eliminan el efecto de la salpicadura. Se recomienda, además, que los productos de las desyerbas se deben esparcir uniformemente sobre el suelo, con excepción de los provenientes de gramíneas y malezas, que se deben sacar del lote y quemar para evitar su nuevo establecimiento e invasión. Al realizar podas en café, cacao, árboles frutales y de sombrío, el material resultante se debe picar porque de esa forma se obtiene un buen producto para conformar el “mulch”. En regiones muy secas se propicia la retención de humedad con cobertura de aserrín, cisco de arroz, tamo y otros materiales, especialmente para cultivos de alto rendimiento como los frutales y las hortalizas. Una estrategia para aumentar la disponibilidad de residuos de cosecha que sirvan para el “mulch”, consiste en establecer variedades de cultivos que produzcan más biomasa o fertilizar los cultivos para incrementar dicha biomasa. Los residuos podrán permanecer por más tiempo en el suelo mejorando su calidad, como sería el caso de seleccionar plantas que posean compuestos que puedan resistir la descomposición, o tratar los residuos con productos químicos que impidan una rápida descomposición. Por supuesto, que esta clase de esfuerzos sólo se justifica en casos muy especiales. Hoy en día han cobrado gran importancia los sistemas de producción agroforestal y el cultivo en callejones, condiciones en las cuales se produce una gran cantidad de biomasa, especialmente hojarasca, que cae en forma natural al suelo o que se cosecha para luego aplicarse al suelo. Las especies leguminosas juegan un papel muy importante en estos sistemas. En estas condiciones se presenta otra posibilidad o variante a la práctica del mulching. Entre las diversas variables que determinan la descomposición del “mulch” está la composición química del propio material. La Tabla 7 ilustra sobre el particular con respecto a diversos residuos, entre ellos algunos de cosecha. Aquellos materiales con altas cantidades de N, P, Ca, Mg y K podrán descomponerse rápidamente mientras que los que tienen altas cantidades de sílice o grupos metoxílicos (OCH3) van a sufrir una descomposición mucho más lenta. No es que unos materiales sean mejores que otros, lo que importa es el 361
TABLA 7. Composición química de algunos residuos utilizados para “mulch”.*
C orgánico
N-total
P-total
Ca+Mg+K
Sílice
Almidón
OCH3
Mulch % Paja de maíz
47,0
0,73
0,07
1,12
2,08
3,20
0,7
Tusas de maíz
48,0
0,66
0,11
0,59
1,82
4,37
0,9
Paja de arroz
41,0
0,77
0,15
1,75
8,22
3,42
1,1
Cáscara de arroz
46,0
0,89
0,45
1,57
10,40
15,03
2,0
Paja de pasto elefante
43,0
0,62
0,05
1,65
3,68
6,00
1,9
Mezcla de vainas de leguminosas
45,0
1,70
0,19
2,36
0,0
3,60
0,8
Aserrín
48,5
0,31
0,03
1,30
0,0
2,20
5,1
Tallos de yuca
47,0
0,70
0,11
2,19
0,0
4,20
1,0
* Ayanaba, 1982, parcial.
uso que se les va a dar. Los primeros resultarán de mayor interés si se quiere un aporte rápido de nutrimentos, en tanto que los segundos pueden tener mayor interés por su acción sobre las características físicas del suelo o en función de un aporte de nutrimentos a mediano o largo plazo, en el contexto del manejo sostenible del recurso suelo. El espesor de la capa de “mulch” es muy variable y depende del material y del tipo de suelo. Es imprescindible, si se trata de un material orgánico, que deje pasar el agua y el aire y que no se compacte ni aporte semillas de malezas. Los efectos benéficos del “mulch” son diversos y tienen relación con todas las características del suelo. En lo físico, en razón de la cubierta protectora; en lo químico, al producirse la transformación o mineralización del material aplicado; y biológicos, al conseguir un acción integral que mejora las condiciones físicas, aumenta la cantidad de nutrimentos disponibles y favorece los fenómenos de antibiosis. Los efectos físicos que se derivan de la utilización del “mulch” guardan relación con la conservación de la humedad del suelo, el control de la escorrentía y de las pérdidas causadas por erosión, la reducción de las malezas y la competencia con éstas, el control de la temperatura del suelo, y el mejoramiento de su estructura. Para que haya erosión deben intervenir consecutivamente tres fenómenos físicos: el impacto de las gotas – energía actuante -, el desprendimiento de microagregados y partículas – erodabilidad, estabilidad estructural -, y el transporte de los materiales desprendidos 362
por el agua de escorrentía cuyo volumen y daño depende de la velocidad de infiltración del agua por el suelo y del grado y longitud de la pendiente. La anulación de la energía actuante que causa el desprendimiento de los agregados es la mejor práctica de conservación de suelos, ya que evita que se inicie el proceso erosivo. Los residuos orgánicos superficiales cumplen esa función, porque anulan el impacto directo de las gotas de agua lluvia sobre el suelo y permiten que el agua ingrese al suelo en forma lenta y puedan infiltrarse dentro de éste en un mayor tiempo de contacto suelo – agua, ya que además el propio “mulch” se convierte en una barrera contra la escorrentía. Con relación a los efectos químicos que trae consigo la aplicación de “mulch” se puede señalar el incremento del humus y de la capacidad de intercambio catiónico del suelo, la acción sobre los procesos de mineralización o inmovilización de los nutrimentos, y la inducción de deficiencias y toxicidades en las plantas. Los residuos orgánicos superficiales al mejorar la cantidad de agua almacenada, la temperatura, la aireación y el suministro de nutrimentos del suelo, desarrollan un microambiente especialmente adecuado para que los microorganismos del suelo cumplan con sus funciones a fin de mantener el potencial de fertilidad del suelo. La bondad de la práctica del “mulch”, al influir positivamente sobre las características químicas, físicas y biológica del suelo, necesariamente repercute de manera favorable sobre el rendimiento de los cultivos y sobre el almacenamiento del agua en el suelo. Esto se puede observar en el caso de un cultivo de maíz que recibió niveles crecientes de residuos orgánicos (Tabla 8). Continuando con los efectos que tiene el “mulch” sobre la biología del suelo, éstos se traducen en el incremento de la actividad de los microorganismos y animales del suelo, la disminución o incremento de los nemátodos y hongos fitopatógenos, y la fitotoxicidad que pueden producir. Los siguientes casos pueden ilustrar lo que se acaba de expresar. Hay un aumento de la actividad biológica por la aplicación del “mulch” al suelo, que se puede reflejar en el predominio de inmovilización con deficiencia temporal de nutrimentos para los cultivos. La descomposición del material depende, en términos generales, de la relación carbono:nitrógeno o de la relación lignina:nitrógeno. Además, la clase y concentración de los nutrimentos liberados dependen del oxígeno en el medio que forma el “mulch”; así, la descomposición anaeróbica resulta principalmente en la producción de humus, ácidos orgánicos, gases y minerales, en tanto que la descomposición aeróbica, que es más completa, produce anhídrido carbónico, agua, minerales y menos materiales de naturaleza húmica. Es de esperar que la población bacterial aumente en los primeros estados de descomposición; los hongos y los actinomicetos predominan en las últimas etapas o durante la descomposición de materiales orgánicos resistentes o maduros. Se puede restringir la producción de nitratos, resultado que indica un predominio de la inmovilización. Sin embargo, en otros casos también se reporta predominio de la mineralización. Algunas investigaciones indican que la aplicación de “mulch” lleva a un aumento en la nodulación y fijación simbiótica de nitrógeno en el cultivo de la soya. 363
TABLA 8. Efecto de los niveles crecientes de “mulch” sobre la conservación del agua, los rendimientos y la toma de N (kg) por el cultivo del maíz.*
Residuos %
Agua aprovechable mm
Rendimiento ton/ha
0
178
50
Nitrógeno tomado de Fertilización
Residual
Residuos
Suelo
2,64
4
5
0
73
198
3,34
7
6
0
97
100
223
3,67
7
6
2
114
150
232
3,93
11
6
1
124
* Power y otros, citados por Amézquita, 1994, parcial. El % en peso de los residuos producidos por el cultivo anterior. El efecto residual es el del fertilizante del cultivo anterior.
La práctica del mulching puede causar disminución de la población de nemátodos fitopatógenos, por acción directa de los productos de descomposición, como algunos alcaloides o ácidos grasos volátiles, por efectos indirectos que estimulan poblaciones enemigas que parasitan y se alimentan de nemátodos. A lo anterior se puede agregar la alteración de la fisiología del hospedero. Los residuos de cosecha pueden afectar a los patógenos de las plantas a través del incremento de la “capacidad de amortiguación biológica” del suelo, que de esta manera regula la proporción de cada población; disminución directa del número de patógenos, particularmente durante la descomposición anaeróbica; conversión del patógeno en un hospedero en el lapso de un cultivo no adecuado; y aporte de alimento para el patógeno. Hay resultados acerca del efecto positivo sobre patógenos como Sclerotium rolfsii Sacc., Rhizoctonia sp., Fusarium oxysporium, Phymatotrichum y Phytophtora. Se informa también del efecto negativo con respecto a patógenos como Thielaviopsis basicola y Rhizoctonia sp. El “mulch” estimula la descomposición de los residuos aplicados y del humus del suelo. Generalmente hay un incremento temporal de humus que representa el efecto neto de las dinámicas de las tasas de aporte y el incremento de la tasa de descomposición. Además, la adición de materiales orgánicos es importante para aumentar o al menos para mantener la capacidad de intercambio catiónico de los suelos. La utilización de abonos verdes o de “mulch” de leguminosas se suele hacer con la finalidad de restaurar o mantener los niveles de nitrógeno en el suelo, para la producción de cultivos. Estudios realizados en los últimos años, han mostrado que el factor clave que determina la tasa de descomposición de esta clase de materiales es el tipo de compuesto de carbono antes que el contenido total del mismo, hecho que se acepta cuando se maneja la relación C:N. Se estima, más específicamente, que hay una relación indirecta entre la tasa de descomposición y la relación lignina:N. Los materiales orgánicos con una alta relación lignina:N tienen una baja calidad como “mulch” y una baja descomposición. 364
Tomando en consideración lo expresado previamente se puede afirmar que: - La utilización de abonos verdes o “mulch” de “alta calidad” lleva a liberar suficientes cantidades de nutrimentos para sostener el desarrollo de los cultivos, pero sirve de poco para mantener los niveles de la materia orgánica del suelo. - La utilización de abonos verdes o “mulch” de “baja calidad” no suministra nutrimentos en cantidad suficiente para las necesidades de los cultivos, pero sí contribuye el mantenimiento y formación de la materia orgánica del suelo, la cual, a su vez, libera nutrimentos a una tasa constante pero baja. En el corto plazo, la primera alternativa es la de mayor interés aunque, para la sostenibilidad al largo plazo, la segunda alternativa o la combinación de las dos puede ser lo mejor. Un tipo particular de “mulch” es el que se conoce como “mulch” “vivo” que consiste en un sistema de producción de cultivos en el cual un cultivo alimenticio se establece dentro de un cultivo de cobertura de bajo crecimiento, sin que el suelo se entre a disturbar demasiado. El cultivo de cobertura ahoga las malezas y protege el suelo. De acuerdo con trabajos de investigación, los resultados muestran que, después de dos años, las leguminosas de cobertura utilizadas con esta finalidad incrementan el nitrógeno, disminuyen la densidad aparente, y mejoran la retención de humedad y la actividad biológica del suelo sometido a esta práctica. 5.5 Los abonos verdes
Cuando se habla de los abonos verdes se hace referencia a la utilización de cultivos de crecimiento rápido, que se cortan y se entierran en el mismo lugar donde han sido sembrados, y que están destinados, especialmente, a mejorar las propiedades físicas del suelo y enriquecerlo en “humus joven” de evolución rápida; así como a mantener o mejorar la actividad microbiana del suelo. En un sentido amplio, los abonos verdes son aquellas cosechas que se destinan a mejorar las condiciones del suelo, ya sea que se incorporen o se dejen permanecer en la superficie hasta tanto pueda realizarse la incorporación. Generalmente, los cultivos destinados a tal propósito se mezclan con el suelo cuando aún están verdes y por eso su denominación. En forma ocasional estos cultivos se dejan madurar antes de incorporarlos por medio del arado. Aunque se puede utilizar un número enorme de especies vegetales, las familias de plantas más utilizadas como abono verde son: - Las leguminosas que resultan las más apropiadas dada su capacidad para fijar el nitrógeno atmosférico en favor de los cultivos siguientes. Se utilizan especies como la alfalfa (Medicago sativa), el lupino (Lupinus sp.), el trébol rojo (Trifolium pratense), los tréboles dulces (Melilotus sp.), el fríjol terciopelo (Stizolobium deeringianum), el kudzú tropical (Pueraria javanica), la canavalia (Canavalia ensiformis (L) D.C.), la crotalaria (Crotalaria juncea L.), el guandul (Cajanus cajan (L) Milss). - Las gramíneas se siembran casi siempre para abono verde en asociación con legumino365
sas, lo cual permite obtener una masa de vegetación mayor que con leguminosas solas, quedando, por tanto, mejor ocupado el terreno. Se emplean especies como el centeno (Secale cereale), la cebada (Hordeum sativum), la avena (Avena Sativa), el pasto gordura (Melinis minutiflora). - Las crucíferas tienen un desarrollo muy rápido, y proporcionan un buen abono verde cuando se dispone de poco tiempo. Son capaces de utilizar las reservas minerales mejor que la mayor parte de las plantas por la extensión de su sistema radicular y por acumular importantes cantidades de elementos en su parte aérea. Como especies utilizadas están la colza (Brassica napus), el rábano forrajero (Raphanus raphanistum), etc. Cada abono verde, tanto si es como cultivo principal como si es cultivo asociado, tiene unas características específicas, como su biomasa, su rapidez de crecimiento, los residuos que aporta, la incompatibilidad con el cultivo anterior o siguiente en la rotación y los diferentes requerimientos de carácter edáfico, etc. Por lo tanto, todo se debe tener presente a la hora de elegir las especies más indicadas para abono verde. Además, aunque el cultivo de las plantas de abono verde no presenta grandes diferencias con el mismo para su aprovechamiento normal, sí debemos tener presente algunas puntualizaciones como: utilizarlo con una mayor densidad de siembra, de 20 a 50% más que en condiciones normales; incorporarlo al suelo en un estado avanzado de producción de biomasa, preferentemente en la floración o justo al inicio de la formación del grano; incorporarlo superficialmente, siendo preferible utilizar una picadora de restos de cosecha o la grada de disco que pica la vegetación y al mismo tiempo producen un pequeño volteo de la tierra. Pasados unos días, con el cultivador, los restos ya más descompuestos se mezclan con el suelo a una profundidad de 10 y 15 cm; a veces es conveniente aportar sobre el abandono verde los fertilizantes destinados para el cultivo siguiente. El abono verde puede tener diversos efectos sobre el suelo. Puede incrementar la cantidad de materia orgánica o de nitrógeno asimilable del suelo; puede disminuir las pérdidas de nitrógeno mineral por lavado; y puede concentrar elementos nutritivos probablemente deficientes en la superficie del suelo. Estos abonos también mejoran las condiciones físicas del suelo, porque incrementan la actividad microbiana, y ayudan a solubilizar varios nutrimentos minerales del suelo. Si los abonos verdes se utilizan adecuadamente, pueden aumentar la materia orgánica del suelo o las reservas de nitrógeno disponible del suelo, aunque rara vez suelen tener ambos efectos al mismo tiempo. La materia orgánica sólo aumenta de manera significativa si se adiciona al suelo material bastante resistente a la descomposición, y esta clase de material es típicamente pobre en nitrógeno. A la vez, el nitrógeno disponible sólo aumenta si se aplica material de fácil descomposición rico en nitrógeno, como las plantas verde jóvenes. Por ello, el efecto de un abono verde va a depender de su estado de desarrollo cuando se incorpora. En este punto quizás convenga destacar la importancia que tiene la relación carbono:nitrógeno del material a utilizar, igual que en el caso del “mulch”. Las leguminosas justamente se prefieren porque presentan una relación baja, que se califica de adecuada.
366
Para ilustrar el último planteamiento, en la Tabla 9 se presentan los valores de la relación carbono:nitrógeno no sólo de especies vegetales que se utilizan como enmiendas para el suelo, sino también de otros compuestos y sustancias de naturaleza orgánica Con un enfoque diferente, otros autores ponen en tela de juicio algunos de los efectos mencionados para los abonos verdes, porque consideran que no van más allá del suministro de nitrógeno orgánico y de algunas sustancias de crecimiento, aunque mencionan como efectos y características de estos materiales, los siguientes: Sólo es fuente de nitrógeno y no de materia orgánica o humus. Se descompone en un lapso de 3 a 4 semanas, puede consumir las fuentes de carbono existentes en el suelo, y produce un empobrecimiento en materia orgánica. Temporalmente, enriquece el suelo en nitrógeno y permite la producción de sustancias de crecimiento, por lo que puede beneficiar al siguiente cultivo. No mejora la bioestructura del suelo, o si la hace es por poco tiempo. - Puede propiciar la presencia de muchos hongos, algunos de los cuales son patógenos y están en posibilidad de atacar al cultivo. - No siempre es una práctica rentable, ya que en ocasiones se pierde un año de cultivo, y no tiene efecto prolongado. Como criterios para la utilización de estos abonos están los siguientes. Sea cual fuere la planta utilizada, los mejores resultados se consiguen cuando se entierra en la etapa media de madurez, o sea, antes de la floración o poco después de esta etapa. La razón es que a esa edad las plantas se mantienen turgentes y jugosas y se descomponen más fácilmente que si son cortadas en una etapa posterior de su ciclo de vida. Sólo se justifica su utilización en terrenos muy pobres; su uso debe encajar dentro de la rotación de las cosechas, de manera que crezcan en el período entre la recolección de una cosecha y la siembra de otra, en que normalmente no se utiliza el terreno; no debe sembrarse otro cultivo hasta dos o tres semanas después de haber enterrado el abono verde, para evitar deficiencias de nitrógeno, especialmente cuando el cultivo no es una leguminosa; es preferible sembrar después del abono verde un cultivo limpio como maíz, papa o algodón y no cereales de grano pequeño. Trabajos de investigación realizados en Colombia, sobre abonos verdes, consideran que uno de los limitantes que surgen es el relacionado con el uso de la tierra, en la idea de no perder un período de siembra únicamente con el establecimiento del abono verde, situación que se agrava aún más en regiones de clima frío en donde los ciclos de vida de los cultivos transitorios son muy amplios. Por eso, es importante seleccionar para los abonos verdes especies muy precoces en su crecimiento, que se puedan sembrar e incorporar simultáneamente con los sistemas productivos durante el crecimiento de los cultivos. La otra posibilidad que han evaluado es la incorporación de los abonos verdes en sólo una parte del área disponible, que en principio podría ser un tercio de la misma, e ir cambiando gradualmente esa fracción de terreno hasta cubrir el área total. Además, sugieren hacer muy serios estudios de costos de esta práctica, para justificar su utilización, frente a las alternativas convencionales de manejo de la fertilidad del suelo. 367
TABLA 9. Valores de la relación carbono:nitrógeno en diferentes materiales.*
Material
Relación C:N
Paja de arroz
100
Paja de trigo
70
Forraje verde de leguminosas
20 - 30
Forraje verde de gramíneas
30 - 40
Estiércol fresco
25 - 30
Estiércol descompuesto
15 - 25
Ácidos húmicos
10 - 12
Protoplasma microbiano
4 - 12
Proteína vegetal
3-5
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