LA MATERIA ORGANIC A Y LOS MICROORGANISMOS

LA
,
MATERIA ORGANICA Y LOS MICROORGANISMOS
DELSUELO
Jose Espinosa
lnstituto de la
1. INTRODUCCION
Se considera que la poblaci6n mundial se duplicara en
los pr6ximos 50 aftos y la necesidad de producir alimentos
para esta poblaci6n en crecimiento se incrementara
concordantemente. Por otro lado, existe muy poca
posibilidad de incorporar mas tierra arable a la producci6n,
con la excepci6n de los suelos acidos y de baja fertilidad
de las sabanasy selvas tropicales. En consecuencia, este
necesario incremento en la producci6n de alimentos debe
provenir de la intensificaci6n de la producci6n en las tierras
aptas,buscando obtener rendimientos mas altos por unidad
de superficie (Cassman, 1990; Borlaug y Dowswell, 1994).
Esta necesidad de incrementar la producci6n de
alimentos, sin un cambio apreciable en la superficie de
tierra arable, representa un reto formidable. Es obvio que
para satisfacer estanecesidadse debe incrementar tambien
la utilizaci6n de nutrientes, debido a que los requerimientos
nutricionales de los cultivos son bastante rigidos. Un incremento del doble en rendimiento requiere el doble de
nutrientes (Cassm~, 1990).
El manejo de la fertilidad del suelo gobiema la nutrici6n
de la planta y esto a su vez tiene efecto directo sobre el
crecimiento y rendimiento asi como en otros factores como
la susceptibilidad alas enfermedades (Cassman, 1990).
El manejo de nutrientes debe entonces encaminarse no
solamente a lograr rendimientos altos sino tam bien a
mantener 0 elevar la fertilidad del suelo. Por supuesto la
meta [mal es la de utilizar esteconocimiento para integrarlo
con todas las otras practicas de manejo de cultivos en la
busquedade rendimientos altos sostenidosy en la busqueda
de la mayor eficiencia de los insumos utilizados.
En los ultimos anos, la justa preocupaci6n por preservar
el ambiente ha llevado a ciertos sectores a asegurar
err6neamente que la agricultura de producci6n es
demasiado dependiente en insumos provenientes de fuera
de la finca. Se ha hablado y escrito mucho acerca de la
agricultura de bajos insumos como un sin6nimo de
agricultura sostenible. Este tipo de agricultura, que tiene
su sitio en determinadas circunstancias, no tiene la
capacidad para producir suficientes alimentos y
simplemente las necesidades de una poblaci6n mundial en
crecimiento no podrian ser satisfechas si el suplemento de
alimentos se reduce. Finalmente, esta siendo claro que
agricultura sostenible es aquella que produce rendimientos
adecuadosy es responsable con el ambiente. Por supuesto
esto significa USafmas y no menos nutrientes incrementado
al maximo su eficiencia.
Hoy en dia, los esfuerzos estan mas bien encaminados
a conciliar la necesidad de producir mas alimentos con la
preservaci6n ambiental. Se estan consolidando conceptos
como el de "Sistemas Integrados de Nutrici6n de Plantas"
(Roy, 1993): promovido por la FAO y el "Manejo de
Nutrientes a Precisi6n"(Reetz and Fixen, 1994). El concepto
de Sistemas Integrados de Nutrici6n de Plantas se define
de la siguiente forma "Sistema que buscamantener 0 ajustar
la fertilidad del suelo y el suplemento de nutrientes a un
nivel6ptimo para mantener (sostener) la productividad de
los cultivos a traves de la optimizaci,6n de los beneficios
de todas las fuentes posibles de nutrientes, actuando de
maDera integrada. La combinaci6n
apropiada de
fertilizantes minerales, estiercoles, residuos de cultivos,
compost y de plantas fijadoras de N, varia de acuerdo al
sistema de uso de la tierra y de acuerdo a las condiciones
ecol6gicas, sociales y econ6micas".
Es dificil distinguir entre fertilidad y productividad del
suelo. La fertilidad del suelo es el resultado de la compleja
interacci6n entre propiedades fisicas, quimicas y biol6gicas,
entonces, un suelo fertil es aquel que tiene la combinaci6n
precisa de estaspropiedades y que puede sostenerdiferentes
niveles de productividad de acuerdo a las condiciones
especificas de un sitio en particular.
El definir productividad del suelo es tambien dificil
debido a que la productividad esta controlada por diverso~
factores. Entre los factores extemos se encuentran la lluvia
temperatura y la duraci6n del cicIo de producci6n y entr~
los factores intemos se encuentra el suelo. Las condiciones
de suelo que influyen en la productividad incluyen la
X CongresoNaciona/ Agronomico /1/ Congresode Sue/os1996
119
I
Relacion entre la fertilizacion
profundidad, que controla la exploraci6n de lag falces, lag
caracter!sticas fisic~s,. que co?trol~
lag relaciones sueloagua-aue,
la actlvldad
blol6g1ca,
que controla
la
descomposici6n de log residuos vegetales y animales y el
reciclarniento de nutrientes y finalmente lag propiedades
qulmicas que afectan la acidez y la disponibilidad de
nutrientes. Ademas de toda esta variedad de factores, aun
en suelos con identicas caracteristicas, la destreza del
manejo juega un papel muy irnportante en la determinaci6n
de la productividad del suelo (Johnston, 1994).
Las propiedades biol6gicas estan controladas en gran
parte por la poblaci6n de microorganismos vivos en el suelo,
conocida tambien como masa microbiana. En general el
contenido de carbono (C) de log microorganismos vivientes
comprende solamente alrededor dell al 8% del C total de
la materia organica (MO) del suelo, pero la supervivencia
y funcionalidad
(actividad)
de muchos de estos
microorganismos es vital para mantener la fertilidad del
suelo. La actividad microbiana depende de la humedad y
temperatura del suelo, pero mucho mas de la disponibilidad
de C facilmente accesible que es utilizado como fuente de
energia. De esta manera la biomasa del suelo interviene en
la descomposici6n de residuos de plantas y animales y en
el reciclaje de nutrientes, contribuyendo de esta forma a la
acumulaci6n de humus en el suelo. En cualquier suelo, la
acumulaci6n de humus tiende a equilibrarse con el tiempo
y la cantidad final de humus depende de la cantidad y
calidad del material organico afiadido y su tasa de
descomposici6n.Todo esto a su vez dependede las practicas
de manejo del suelo.
Las condiciones de manejo de agricultura de producci6n
utilizan apreciablescantidadesde fertilizantes para sostener
rendimientos altos. Sin embargo, es interesante indicar que
el uso de fertilizantes
minerales tiene un efecto
significativarnente positivo, no solarnenteen el rendirniento,
sino tarnbien en la actividad de log microorganismos y en
la acumulaci6n total de MO en el suelo. Este articulo
pretende analizar brevemente el efecto del uso de
fertilizantes minerales y enmiendas en la poblaci6n
microbiana y el contenido de MO del suelo.
mineral, la materia ...
2. RELACION
CION
Y LA
ENTRE LA FERTILIZAPOBLACION
MICROBIANA
DEL SUELO
Existen movimientos y agrupacionesque califican a log
fertilizantes minerales como nocivos para la poblaci6n
microbiana, llegando incluso a afirmar que log fertilizantes
minerales pueden esterilizar el suelo. Todas estas
aseveraciones estan completamente alejadas de la verdad
y la evidencia cientifica acumuladadurante log ultimos afios
indica exactamente 10 contrario (Malavolta et al., Lopes,
1991).
Los resultados de investigaci6n
cientifica han
demostrado que la fertilizaci6n afecta positivamente la
biomasa del suelo al promover una cantidad mayor de
falces, exudados y residuos proveyendo asi de una mayor
cantidad de substrato que sirve de sustento al crecimiento
microbiano (Martyniuk y Wagner, 1978; Sarathchandraet
al., 1988; Kirchner, et al., 1993). Cualquier practica de
manejo que incremente la acumulaci6n total de C incrementa el tamafio y la actividad de la masa microbiana
(Buchanarn, 1990). Los datos de Kirchner et al. (1993)
presentados en la Tabla 1 ilustran este concepto.
Los datos de la Tabla 1 demuestran que se increment6
la poblaci6n y actividad de log microorganismos en lag
parcelas fertilizadas en comparaci6n con lag que no
recibieron fertilizante nitrogenado. Este incremento se debe
en parte al mayor crecimiento del cultivo como resultado
de la fertilizaci6n.
Este incremento en crecimiento
promovi6 la acumulaci6n de mayor cantidad de residuos
10que permiti6 que exista una fuente mayor de substratos
para el crecimiento de log microorganismos (Kirchner et
al., 1993). Se ha demostrado que la masa microbiana se
incrementa a medida que se incrementa el crecimiento de
lag falces (Lynch y Panting, 1980). La rotaci6n de cultivos
Y la inclusi6n de leguminosas en la rotaci6n permite un
incremento aun mayor en la cantidad y la actividad de la
biomasa del suelo.
Tabla 1. Efecto de la fertilizaci6n sobre la biomasa del suelo (0-7.5 cm), en un periodo de 13 meses,
en un Ultisol de Georgia (Adaptado de Kirchner et al., 1993).
kg N/ha
Labranza*
C de la biomasa (mg/kg de suelo)
cero
71.7
"
0
140
cero
85.1
140
residuo incorporado
91.5
* Maiz sembrado en todas las parcelas.
120
X CongresoNaciona/Agron6mico / II Congresode Sue/os1996
Jose Espinosa
La sugerenciade queel uso de fertilizanteselimina la
poblaci6nmicrobianadel suelo es refutadapor los datos
presentadosanteriormentey por datos de investigaci6n
obtenidosen diferentessitios en el mundo (Malavolta et
al., Lopes,1991).Sehapensadoqueunode los fertilizantes
que mayor efectopodria teneren la poblaci6nmicrobiana
del suelo es el amoniaco anhidro. Cuando se inyecta
amoniacoanhidro en el sueloseelevaconsiderablemente
el pH y la concentraci6n de amonio en la banda de
inyecci6n. Estudios conducidospor Eno y Blue (1954)
demostraronclaramente que la inyecci6n de amoniaco
anhidrono afectala poblaci6nmicrobianadel sueloaunen
la bandade inyecci6n(Tabla2).
Otra de las aflrlnaciones sin fundamentocientifico,
expresadaen los ultimos tiempos, indica que el uso
prolongadode fertilizantesagotael suelodebidoal posible
efecto negativo en las propiedadesfisicas, quimicas y
biol6gicasdel suelo,particularmentecuandoseusaamonio
(NH4)comofuentedeN. Por supuestoquequienha estado
vinculadocon agriculturade producci6nconoceque esta
afirmaci6ncarecede fundamentocientifico. La agricultura
deproducci6nadecuadamente
Ilevadaha usadofertilizantes
durante muchos afios y los suelos en los cuales se ha
producidoson ahoratanto 0 masfertiles queen el pasado.
Existe abundanteevidenciacientifica para confirmar esta
afirmaci6n.Uno de los trabajosmascompletosal respecto
Tabla 2. Innuencia de la aplicaci6n de amoniaco anhidro en la poblaci6n microbiana en la banda de
inyecci6n (Eno y Blue, 1954).
Dias despuesde la
Poblaci6ncomparadacon lotessin inyecci6n
aplicaci6n
Hongos
0
25
% 12
~
Bacterias
Actinomicetos
27
3
51
488
105
10
62
297
216
24
41
314
244
"
Aplicaci6n de 120 kg N/ha en bandas ubicadas a 40 cm.
se condujo en Kansasparamedir el efectode 20 afios de
usode diferentesfuentesde fertilizantenitrogenado(NH4,
NH4NO3,ureay soluci6nurea-NH4NO3)
enlaspropiedades
del suelo (Darusman, Stone and Whitney, 1991). Los
resultadosde esteestudiosepresentanen la Tabla 3.
I
Estosdatosdemuestranquela fertilizaci6nnitrogenada
no tuvo efectos negativos en las propiedades 0 en la
productividaddel suelo. Se observaun incrementoen la
acidezdel suelo, fen6menoque es igual cuandose USan
fuentesorgAnicasdeN. Los rendimientosdegranologrados
en las parcelasfertilizadas,al final del estudio,fueron el
doble de aquellos obtenidos en las parcelastestigo. La
acidezpuedeser controlada efectivamentecon el uso de
cal agricolay la utilizaci6n de estaenmiendaes efectiva
para sostenerla productividad y beneficia los procesos
biol6gicosdel suelocomo sediscutea continuaci6n.
Tabla 3. Efecto de 20 aDOS
de fertilizaci6n con diferentes fuentesde N en las propiedadesdel
suelo (adaptado de Darusman, Stone and Whitney, 1991).
Propiedaddel suelo
Tratamientosl
Testigo
Densidadaparente
Contenidoagua15 bares(%)
Materia organica(%)
pH
Contenidode P (ppm)
Rendimientorelativo (%)
Cambio
Fertilizad02
1.60
1.59
no
12.50
12.60
no
2.0
6.2
38
47
2.1
5.2
26
100
no
si
si
si
1
Mediade4 localidades
2
Media de los tratamientos con NH4, NH4NO3,urea y soluci6n urea-NH4NO3.Todas las
parcelas recibieron P y K de acuerdo con el analisis de suelos.
X CongresoNaciona/ Agronomico I II Congresode Sue/os1996
121
Relacion entre la fertilizacion
3. EFECTO
DEL ENCALADO
POBLACION
MICROBIANA
EN LA
mineral. la materia"
se encala el suelo se precipita el Al+3en forrnas insolubles
~ue y~ no afectan el crecimiento del sistema r~di~ular e
mmedlatamente se observa la respuesta en creCImiento y
rendimiento de los cultivos. De igual maDerael Al+3afecta
DEL
SUELO
negativamente el crecimiento y desarrollo de los
microorganismos del suelo y la eliminacion de este factor
limitante afecta significativamente la poblacion microbiana
del suelo.
Se ha sugerido de igual maDera que la correccion de la
acidez del suelo con cal afecta negativamente la poblacion
microbiana del suelo. Nuevamente la evidencia experimental indica 10contrario. En la Tabla 4 se presentan los datos
obtenidos por Volkwe,iss y Tedesco (1984) que ilustran el
efecto del encalado de suelos acidos de Brasil en la
poblacion microbian~ del suelo.
'
~l e!ecto de encalado ~n la respuesta en creci~iento y
rendimiento de las legummosas puede ser dramatico. Esto
se debe a la eliminacion del Al+3 del suelo 10 que perrnite
El principal factor limitante en suelos acidos es la alta
concentraci6n de Al+3 en la solucion del suelo. En esta
condicion las plantas tienen un crecimiento muy pobre ya
que el Al+3 inhibe la division de las celulas de las falces y
por 10tanto el crecimiento y desarrollo radicular. Cuando
que la nodulacion en las falces y por 10tanto la fijaci6n de
nitr6~~no atmosferico sea mayor. U~ ejemplo de esta
condIcI6n se presenta en la Tabla 5 que Ilustra el efecto del
encalado en la concentracion de Al+3 en el suelo asi como
el peso .d~ nodulos y el re~dimie?to de grano fresco de
haba (Vlclafaba) en un Andisol acido de Ecuador (INIAP,
1992).
Tabla 4. Efecto del encalado de suelos acidos de Brasil en la poblaci6n microbiana (Volkweiss y Tedesco,
1984).
Tratamiento
Farroupilha
Sin cal
20
Con cal
480
Born Jesus
Localidad
San Jeronimo
millones
100
de bacterias/g de suelo
890
190
1000
Born Retiro
340
1290
Tabla 5. Efecto del encalado en la concentraci6n de AI+J en el suelo y en peso de n6dulos y el rendimiento
de haba (V;c;afaba) en un Andisol de Ecuador (INIAP, 1992).
CaCO3
t/ha
0
1.5
3.0
4.5
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
4. FERTILIZACION
Al+H
meq/l00g
Peso de n6dulos
gi4 planta
Rendimiento
t/ha
2.1
1.5
1.6
1.5
0.6
0.4
0.2
0.2
0.1
1.9
5.9
18.1
25.8
39.2'
33.6
38.0
28.5
24.1
13.9
12.8
17.1
18.9
19.2
21.6
21.5
20.6
19.8
MINERAL Y ACU-
MULACION
DE MATERIA
EN EL SUELO
ORGANICA
.
.
La materIa orgamca (MO) del suelo no se puede
caracterizar facilmente, sin embargo, se conoce que esta
122
constituidade un amplio fango de compuestos cuya
naturaleza especifica esta determinada por el tipo de
residuos animales .y veget.ales in.co~porados que. se
descomponenen un CIcIocontInuo. Principalmente consiste
de proteinas y los productos de su descomposici6n,
carbohidratos acidos organicos grasas resinas y otros
compuestos.'
"
X CongresoNaciona/Agronomico / J[ Congresode Sue/os1996
Jose Espinosa
Es
ampliamente
reconocida
contribuci6n
MO
sostenibilidad
de
menta
la
la
al
la
del
agua,
cambios
la
suelo
para
rapidos
de
y
EI
permita
mantener
0
critico
para
(Malavolta
et
es
incrementar
al.,
de
Lopes,
para
sostenible
1991;
y
Johnston,
los
es
un
.
d
contrano
d
.
C
e
Izantes
econ6mica
I
sue
ertl
I
'
a
I
a
Uno
de
estos
ha
sido
producci6n
e
'
cons
por
10
se
t
I
I
a
Irma,
I
a
e
de
la
L
.
t
a
u
pro
J.
I
'
I
de
y
de
. .
La
acumulacl6n
UCtIVI
d
los
han
a d
d
e I
sue
a
las
cultivos
a
I
t
mcremen
a
can
t
a
' d
I
. b
n
intensiva
a
d
d
I
uyen
a
de
I
d
os
e
fen
' d
rest
f
'
.
de
d
n
a
cultivos
t
Imlen
viejo
una
ormacl
no
fi
super
d
n
condena
y
Icla
'
en
la
por
el
los
Estados
fuente
rotaci6n
de
para
de
cultivos
y
mantener
la
I o.
de
MO
en
el
suelo
con
y
como
efecto
los
de
maiz
en
monocultIvo
sm
. 1 '
lzacl6n
ertl
,
es
del
'.
cultlvo
e.
I
MO
una
y
La
e
a
Mor-
Illinois
excelente
fertilizantes
e.
sto
os
. 6
plazo.
constituyen
mas
de
del
largo
.
MO
6
IzacI
"
uos
acumula
efecto
parcelas
parcelas
sido
de
se
el
Universidad
beneficios
adecuado
humus
experimentos
la
respecto
productividad
evaluar
Estas
de
importante
con
la
como
por
Canada
d
el
conocido
manejo
y
necesario
traves
estudios,
MO
que
un
plazo
maS
mantener
1991)
opes,
uso
lorma
a
es
largo
de
es
continuos.
manejo
a
a
suelo
MO
residuos
perdida)
conducido
anos
del
C
uye
menos
L
.
es
t
con
I
fi
el
la
y
los
ti
I
t
que
neamen
t
0
t
mmera
,
falces
err
es
ea.,
.
es
t
I
Ita
.
mcremen
vez
que
.
avo
t
Izan
su
0
incrementar
(M
0
1'
6
mmera
de
I
.
I
e
1'
lertl
fi
en
row,
de
tendencia
Debido
en
informaci6n
Al
e
cultivos.
Unidos
1994).
d
los
y
la
(0
experimento
Varvel,
suelo
acumulaci6n
114
rentable
1994;
del
determina
lentamente
que
MO
la
manejo
suelo
de
que
de
permite
energia
niveles
producci6n
a
de
no
del
los
lograr
y
manejo
factor
incre-
retenci6n
suelo
fuente
EI
la
reduce
de
apropiado
la
en
MO
nutrientes,
del
una
y
La
capacidad
manejo
de
fertilidad
suelo.
tamp6n
pH
la
retener
la
capacidad
microorganismos.
factor
del
incrementa
mejora
importancia
de
productividad
habilidad
compactaci6n,
la
mantenimiento
en
rotacl6n
la
parcelas
de
maiz,
Morrow,
avena
y
se
alfalfa
con
presenta
en
y
la
.
d
y
,
sm
.
fertlllzacl6n,
Figura
1.
,
e
.
.
suelos
a
perderMO,
4
~
DMCsF
[]RsFIMCcFIRcF
3
<
5::2
z
<
(9
~
0
2
~
~
W
t-
<
~
1
0
1955
1980
1982
1984
1985
1988
ANOS
Figura
las
1.
parcelas
Efecto
del
Morrow,
monocultivo,
Universidad
rotacion
de
y
Illinois
aplicacion
(Reetz
de
et
al.,
fertilizantes
(desde
1955)
en
el
contenido
de
MO
de
1990).
X Congreso
Naciona/
Agronomico
/ II Congreso
deSue/os
1996
'j
123~
Relacion entre la fertilizacion
Los datos obtenidos en un periodo de 114 afios de
manejo de las parcelas Morrow ilustran el hecho de que un
hueD manejo de la fertilizaci6n mejora los rendimientos y
como consecuencia incrementa tambien el contenido de
MO en el suelo. Las principales conclusiones obtenidas en
las parcelas Morrow se sumarizan a continuaci6n (Reetz et
ai., 1990):
.
L a pro duc t IVI
. .dadd e Ios cu ItlVOS
se re duce
fi .1'
d
t .I '
cuan 0 no se u I lzan ertl Izantes,
-
-
Las rotaciones sin adici6n de fertilizantes ayudan
a mantener los niveles de C y N organicos pero
no mantienen alta productividad.
-
L as ad..
d
.I
.
IN
K lClones e. materIa es orgamcos
I ' ,ca I' 'dP
,(
y
nu
son necesarlaspara mantener os DIve es e
tr '
t
1
d
. .d d d I
I
ten es y a pro
UCtlVI
a
e sue o.
mineral, la materia ,..
En cualquier suelo, la acumulaci6n de humus tiende a
equilibrarse con el tiempo y la cantidad final de humus
depende de la cantidad y calidad del material organico
aftadido y su tasa de descomposici6n. Todo esto a su vez
depende de las practicas de manejo del suelo.
En suelos de clima templado la acumulaci6n de humus
es
lenta
debido .al efecto de las bajas
..
. " temperaturas
. de
mVlemo que detlenen la descomposlclon de los reslduos.
.
.,
Esto permrte una estable acumulaclon de humus en el suelo,
En suelos tropicales esta descomposici6n es mas rapida
debido a la mayor temperatura y a la mayor dinamica de
los suelos que pueden producir todo el afto. Esto incrementa el riesgo de perdida de MO pOToxidaci6n bio16gica
(labranza) cuando el maneJono permlte aportes de reslduos
."
'.
que
..
puedan
reponer
esta
perdlda.
En suelos
,
troplcales
debe
,
- Cuando sehaDagotado los nutrientes, la adici6n
mclulrse pOTsupuesto la enorme perdlda de MO debldo a
erosi6n causadapOTmal manejo del suelo y de los residuos
de fertilizantes puede revertir la tendencia de
reducci6n de MO en el suelo.
0 simplemente pOTproducci6n de rendimientos muy bajos
que no pueden acumular suficientes residuos,
La combinaci6n de rotaci6n y fertilizaci6n
I
d .'
I
L
.t bt
perm I e 0 ener os fen lmlentos maS a tos. a
I
d ' ' 6 d &' . 1'
..
,
.
El uso aproplado de fertlllzantes en suelos troplcales
' ,
'"
.
-
,(
a lCI
n
e lertl
Izantes
I
comp
I
etamente
e
~
no
d
electo
ogra
I
e
compensar
'
a rotacl
- La rotaci6n y la fertilizaci6n
6
es, mas que en nmgun
.
de
n,
mantener
otro suelo, el medlo
,
0 mcrementar
el
contemdo
de
mas economlCO
MO
(Malavolta
. .
produceD los
rendimientos mas altos y ademasmantienen los
contenidos mas altos de C y N organicos en el
suelo.
et ai., Lopes, 1991). Datos que demuestranelefecto pOSltlVO
del uso de fertilizantes y enmiendas, en el contenido de
MO, en un Oxisol de Brasil y en un Andisol de Ecuador se
presentan en las Tablas 6 y 7.
Tabla 6. Efecto de la aplicaci6n de fertilizantes minerales y organicos en el contenido de MO de un oxisol
del Cerra do, Brasil (Moraes, 1981).
Profundidad de la muestra
Tratamiento
0-10 cm
10-20 cm
20-30 cm
Materia Organica (%)
Testigo
Estiercol
Estiercol +NPK + Cat
NPK + Cat + Micronutrientes
d.m.s.
C,V(%)
2,43
4.53
4.60
3,89
0.55
5.80
EI mal manejo del suelo y del agua son los principales
factores que causan severa degradaci6n del suelo. La
degradaci6n se defme como la reducci6n en la habilidad
del suelo para cumplir con sus funciones como medio para
el crecimiento de la planta, como regulador del regimen de
agua y como filtro ambiental (Pia Sentis, 1994). Muchos
124
2.33
3.00
2,63
2.17
0.52
7.00
2.17
2.50
2.33
2.33
0.33
5,10
de los factores ligados a la degradaci6n del suelo estan
estrechamenterelacionadoscon las propiedadesy funciones
de la MO en el suelo. En suelos tropicales una de las
principales perdidas de MO es la erosi6n debido a que no
se utilizan elementales normas de conservaci6n de suelos
(Malavolta et ai., Lopes, 1991; Pia Sentis, 1994).
X CongresoNaciona/Agron6mico /11 Congresode Sue/os1996
Jose Espinosa
Tabla 7. Efecto de la aplicacion de fertilizantes mineralesen el rendimiento de arroz y maiz y en la acumulacion
de MO en un Andisol de la zona de Quevedo,Ecuador (INIAP, 1993).
Testigo
NPK
1982
Maiz*
5615
Maiz
5179
1987
Arroz
kg/ha
6000
Maiz
3459
1992
Arroz
1985
Maiz
5.8
M.O.
5711
6844
6793
5718
4115
6.1
%
Arroz
5.6
6.5
* Todos los alios se lograron dos cosechasde una rotation maiz-soyay arroz-soya.
Tabla 8. Rendimiento de papas cultivadas en un suelo franco arenoso con tres niveles de materia organica
(Johnston, 1994).
M.O. (%)
1.2
0
24
100
33
N aplicado(kg/ha)
200
t/ha
44
300
41
2.0
3.5
28
28
39
40
43
50
57
61
El usointeligentede fertilizantesmineralesy organicos
incrementa el contenido de MO y con ello todas la
condicionesbeneficasque permitensostenerla fertilidad
y la productividad del suelo. De hecho,el efecto de la
aplicacionde fertilizantes mineralesen el rendimientoes
mayor a medidaque mayor es el contenidode MO en el
suelo.Los ejemplosde la Figura 2 y la Tabla 8 ilustran
esteconcepto.
Los datosde la Figura 2 indicanclaramenteque en el
mismotipo de suelo,contenidosmasbajosde P enel suelo
logranaltosrendimientosde papacuandoel contenidode
MO es alto, mientras que cuandoel contenidode MO es
el contenidodeMO esmayor.Estosresultadosindicanque
el humus juega un papel esencial al mantener la
productividaddel sueloy deestaformaO;ptimizar
logefectos
beneficos de la aplicacionde fertilizantesminerales.
bajo son necesariasconcentracionesmas altasde P para
lograr log mismos rendimientos. Este tipo de
comportamientosedebeal efectodel humusdel sueloen
retention de aguay en el mejoramientode la estructura
del suelo. Los cultivos que crecen en suelos de mala
estructurarequierendemayorconcentrationdenutrientes
en la solution del suelo para producir adecuadamente
(Johnston 1994).
,
...
. .
..
La dlscuslonanterIormdlca~l~amentela Importancla
del humus paraman~e?er
la fertllIdad y pOTsupuestopara
~ostenerla prod~ctIvldad del suel? POTest.arazon es
lffiportante.el consl~erartodaestr~tegla
demaneJodesuelos
que permlta afi~dlr MO para mcrementar 0 al menos
mantenerla cantIdadtotal de humusen el suelo.Una forma
eficientede lograrestepropositoesa travesde la utilizaci6n
inteligente de la mejor combinaci6n de fertilizantes
De igual forma, log datosde la Tabla 8 indican que
existeuna mejorutilization del N aplicadoal suelocuando
minerales, materiales organicos y enmiendas en lag
condicionesparticularesdel sistemade manejoen uso.
Los datosdocumentadosen la Figura 2 y en la Tabla 8
son dog de la infmidad de ejemplosdocumentadosque
demuestranel efecto positivo de mantenercierto nivel
~ritic? de MO e~ el su~l? Sin embargo,es ~uy dificil el
ldentlficar ~stemyel cntlco ya qu.ee! contem~ode humus
va:ia apr~clablemente
~onla~~arlaclonesentlpOde suelo,
clIma y sistemade cultIvo utIlIzado.
X CongresoNaciona/ Agronomico /11 Congresode Sue/os1996
125
Relacion entre la fertilizacion
mineral, la materia ...
.
50
.
.
.
.
.
"CO
..'
.c
~
~
c..
~
c..
I.
40
I.
LU
0
0
IZ
~
~
0
Z
LU
~
.
30
.
.'
.
.
..
20
I.
10
0
10
20
30
40
50
60
P EXTRAIDO
Figur~
2. Relacion
con dlferente
e?tre
contemdo
5. ECONOMIA
P extrai~o
de materIa
con,s~lucion
organlca
CON
Olsen
(Jahnston,
0
10
BICARBONATO
y el rendimiento
20
30
40
50
60
(mg P Ikg)
de papa
en el mismo
suelo
franco
arenoso
1944).
DEL USO DE LOS
FERTILIZANTES
MINERALES
La discusi6n anterior demuestra claramente que el usa
sistematico de toda fuente de material organico para
mantener los niveles de MO en el suelo es una practica de
manejo que perrnite sostener la ferti1idad y productividad
del s~~lo. Par otro lado, es tambien reconocido que cuando
se utlllzan solamentematerialesorganicospara satisfacer
las necesidadesnutricionales de 10scultivos es necesario
ap1icaral campo grandesvolUmenesde estiercoles,residuos
vegetales 0 animales, etc. En la mayoria de sistemas
agricolas esta no es una soluci6n econ6micamente viable
yen muchos casasno es ambientalmente aconsejablecomo
10 indican los datos de la Figuras 3 y 4 (Valverde, 1994).
Muchos aftos de investigaci6n, en suelos derivados de
cenizas volcanicas (Andisoles), ban deterrninado que una
dosis promedio de nutrientes para lograr rendimientos
satisfactorios de papa es de 200-300-100 kg/ha deN-P o K20 respectivamente. El alto requerimiento de P se debe
fundamentalmente a que los suelos derivados de cenizas
volcanicas fijan irreversiblemente
este nutriente y
solamentese logran rendimientosaceptab1es
aplicandoal
Los datos de las Figuras 3 y 4 demuestranque 1a
fertilizaci6n mineral, basada en las necesidades
suelo un minima de 300 kg/ha de P2°5 (Espinosa, 1991).
En el caso del ejemplo de 1aFigura 3 seria necesario aplicar
27 t/ha de estiercol vacuno (con un contenido de 1.1%
de P2°5) para poder satisfacer las necesidades de P del
cultivo (asumiendo que todo el P del estiercol sea
inmediatamente disponible). Los datos de la Figura 3 indican que la aplicaci6n de 20 t/ha de estiercol no son
suficientespara satisfacerlas necesidadesde P y el costa
del material, transporte y aplicaci6n no son rentab1es
nutricionales del cu1tivo y en las propiedades del suelo
(Figura 4).
permite lograr altos rendimientos, de la forma ma~
econ6mica, porque puede satisfacer adecuadamente los
requerimientos nutricionales del cu1tivo sin necesidad de
manejarvolUmenes
altosdematerialy sincausarproblemas
Par otro lado, la aplicaci6n de 20 t/ha de estiercol aporta
al suelo 380 kg/ha de N (estiercol con un contenido de
1.9%N) 0 sea180kg/ha en excesode los necesariospara
ambientales.
i26
X Congreso Naciona/ Agron6mico I II Congreso de Sue/os 1996
JoseEspinosa
60
'iO
~
~
0-
50
~
40
0
30
0W
C
IZ
W
~
(5
20
z
W
CI:
10
0
0
5
10
20
200-300-100
ESTIERCOL VACUNO (t/ha)
100-150-50
+ 5 t/ha ESTIERCOL
N-P20S-K2O (kg/ha)
Figura 4. Tasa marginal de retorno para fertilizaci6n mineral y organica en el cultivo de papa. Sabaiiag, Ecuador
(Valverde 1994).
250
00
0
~
200
x
~
-
~
0
IW
Z
0
§
,,) ',,1"
"b
150
.
100
L1W
'
,
Z
w
CD
50
*
0
100
150
200
COSTa TOTAL DE TRATAMIENTOS
250
300
(s/./ ha x 10000)
Figura 3. Efecto de la aplicaci6n de fertilizantes minerales y organicos en el rendimiento de la papa. Sabaiiag,
Ecuador (Valverde, 1994).
X Congreso Nacional Agronomico III Congreso de Sue/os 1996
127
Relacion entre la fertilizacion
producir rendimientosadecuados.Esteexcesode N tiene
mineral, la materia ...
INIAP,19?3..
r:epartamento
de Sue.losy Fertiliz~tes, Estaci6nTropical
un alto riesgo de lixiviarse. En el caso de utilizar 27 tIha de
.
estlercol
para
buscar
.
satlsfacer
.
necesidades
las
de
P,
se
aportan tam bien 513 kgiha de N 10 que genera un exceso
de 313 kg. Evidentemente esta no es la forma mas rentable
y ambientalmente
responsable
..
. de lograr rendimientos
d
satlsfactonos
de
papa
en
este
tlpo
I
e
sue
Plchllmgue.Info~e tecmco199~.Qu~t~,Ec~ador. .
Johnston,
A.E. 1994. Definmg
productivity.
First
management
onhighlyproductive
soils,AtlantaGA.Published
by thePotash
andPhosphate
Institute,Atlanta,GA.
K. h
M J A G W II
Ircner,..,..oum,an
populations
o.
and
agroecosystems.
El uso de fertilizantes minerales satisface con precisi6n
las necesidadesdel cultivo. Es de particular importancia el
.
..
.I
manejo de N debido a su gran movilIdad y alto potencia
de causar problemas ambientales. Un adecuado manejo de
N permite que este nutriente entre en la planta y aporte
al rendimiento.
Es generalmente conocido que el
.
d .
.
I
fraccionamiento del N logra mtro UCireste nutnente en a
planta, aportando de esta forma a la formaci6n del
rendimiento y evitando que se presente un exceso de N en
el sistema sujeto a escape fuera del sistema radicular. La
aplicaci6n de nutrientes a precisi6n se logra solamente con
el uso inteligente de fertilizantes minerales.
II
d L D K.
..mg.
in
activities
1993 S .1 .
reduced
.0lmlcrOla
chemical
b. I
input
Soil Sci. Soc. Am. J. 57:1289-1295.
Lynch,J.M:,an~L.M:Panting.1~80.Cultivationandthesoilbiomass.
Soil
Bioi.
Blochem.
12.29-33.
Malavolta,E., A.S. Lopes,y L.R. Guilherme.1991.Fertilizantes,
correct!v.OSe pr?duc,~ivi~ade.Simposio "0 solo e a
IP
trOdu~tlRJ
vldade agncola , 43 Reunuao Anual da U.F.R.R.J.,
agual, .
Maryniuk,
S., and G.H. Wagner. 1978. Quantitative and qualitative
examinationof soil mi~rotl~ra associatedwith different
management
systems.Soil SCI.125:343-350.
Moraes,F.R.1981.Adubacao
do cafeeiro,micronutrientes
e adubacao
organica.In: E. Malavolta,T. Yamada,y J. Guidolin(eds.),
Nutricao
6. BIBLIOGRAFIA
aspects of soil fertility to Insure continued
International
conference
on Nutrient
e adubacao
do cafeeiro.
POTAFOS,
Piracicaba,
SP.
PIaSentis,1.1994.Soil degradation
andclimateinducedrisksof crop
Borlaug, N.E., and R. Dowswell. 1994. Feeding a human population
that increasingly crowds a fragile planet. In J.D. Etchevers (ed.),
Proceedings of the 15'" World Congress of Soil Science, Volume
I, Mexico, July 10-16, 1994. Published by the International
Society of Soil Science and the Mexican Soil Science Society.
Mexico.
Buchanan, M.A. 1990. Carbon and phosphorus eyeling in no-till and
reduced chemical input maize agroecosystems: Experimental
and simulation analysis. Ph. D. diss. North Carolina State Univ.,
production in the tropics. In J.D. Etchevers (ed.), Proceedings
of the 15'" World Congress of Soil Science, Volume I, Mexico,
July 10-16, 1994. Published by the International Society of Soil
Science and the Mexican Soil Science Society. Mexico.
Reetz, H.F., and Fixen, P.E. 1994. Economic analysis of long-term
nutrient management based on site-specific
soil test
interpretation. Second international conference on site-specific
management of agricultural soils, St. Paul, MN.
Reetz, H.F., T .R. Peck, and M.G. Oldham. 1990. Long-term evidence
Raleigh.
for sound fertility management. Better Crops with Plant Food
74 (1):18-20.
Cassman, K.G. 1990. The role of soil fertility research in developing
sustainable
food production
systems.
Better
Crops
with
Plant
Food 74(4): 16-19.
R.N.
1993. Integrated
plant
nutrient
systems
- Basic
concepts,
development and results of the trial network, initiation of project
Darusman, L.R., D.A. Whitney, K.A. Jamssen, and J.H. Long. 1991.
Soil properties after twenty years of fertilization with different
nitrogen sources. Soil Sci. Soc. Am. J. 55: 1097-1100.
Eno C.F., and Blue, W.G. 1954. The effect of anhydrous ammonia on
nitrification and the microbiological population in Sandy Soils.
Jour. Amer. Soc. Agron. 32:178.
Espinosa, J.E. 1992. Phosphorus diagnosis and recommendations in
volcanic ash soils. In S. Balas (ed.), Proceedings of the TropSoils
Phosphorus Decision Support System Workshop, College
Station, TX, March 11-12, 1992. Department of Agronomy and
Soil Science, College of Tropical Agriculture and Human
Resources, University of Hawaii, Honolulu, HI.
INIAP,
Roy,
1992. Departamento de Suelos y Fertilizantes, Estaci6n
Experimental Santa Catalina. Informe tecnico 1991. Quito,
Ecuador.
activities
in AGFL and ned for cooperations.
Expert
ConsultationonIntegratedPlantNutritionSystems.FAO,Rome.
Sarathchandra, S.U., K.W. Perrott, and M.R. Boase, and J.E. Waller.
1988. Seasonal changes and the effects of fertilizer on some
chemical, biochemical and microbiological characteristics of
high-producing pastoral soil. Bioi. Fertil. Soils 6:328-335.
Valverde, F. 1994. Respuesta de! cultivo de papa a la aplicaci6n de
abonos organicos e inorganicos en andisoles de Ecuador. In
J.D. Etchevers (ed.), Proceedings of the 15thWorld Congress of
Soil Science, Volume I, Mexico, July 10-16, 1994. Published
by the International Society of Soil Science and the Mexican
Soil Science Society. Mexico.
Varvel, G.E. 1994. Rotation and nitrogen fertilization effects on changes
in soil carbon and nitrogen. Agron. J. 86:319-325.
Volkweiss, S.J., y M.J. Tedesco. 1984. A calagem dos solos acidos,
pratica e beneficios. UFRGS, Fac. Agron., Dep. Solos. Bol. Tec.
de Solos N° I. Porto Alegre.
128
X CongresoNaciona/Agronomico / II Congresode Sue/os1996