FERTILIZACIÓN ORGÁNICA E INORGÁNICA EN FRÍJOL (Phaseolus vulgaris L.) EN SUELO INCEPTISOL CON PROPIEDADES ÁNDICAS ORGANIC AND INORGANIC FERTILIZATION IN BEAN (Phaseolus vulgaris L.) IN INCEPTISOL WITH ANDIC PROPERTIES SOIL

RESUMEN

La aplicación de abonos orgánicos elaborados por los propios agricultores es considerada una estrategia contra la erosión de suelos en zonas de ladera. El presente trabajo tuvo como propósito evaluar el uso de un lombricompost producido por los agricultores de la vereda La Virgen del municipio de Dagua (Valle) en las propiedades del suelo y en características del fríjol variedad cargamanto rojo. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con cuatro tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos aplicados fueron: lombricompost (T1) en dosis equivalente a 5 Mg ha-1, fertilizante inorgánico 10-30-10 (T2) en dosis de 300 kg ha-1, lombricompost más fertilizante inorgánico (T3) en dosis de 5 Mg ha-1 y 300 kg ha-1, respectivamente, y el tratamiento control (T4) sin ninguna aplicación. Los resultados mostraron que la combinación de lombricompost y fertilizante inorgánico tuvieron un efecto positivo sobre las propiedades del suelo y sobre las variables agronómicas del cultivo de fríjol.

Palabras Clave

Lombricompost, fertilidad, leguminosa, carbono orgánico

ABSTRACT

Organic amendments applications produced by farmers themselves is considered a strategy against soil erosion in hillside lands. The purpose of this work was to evaluated the application of vermicompost produced by farmers themselves from La Virgen (Dagua – Valle) in soil properties and bean variety red cargamanto plant characteristics. A completely random design was used with four treatments and three repetitions. The treatments applied were: vermicompost (T1) in doses equivalent to 5 Mg Ha-1, inorganic fertilizer 10–30-10 (T2) in doses of 300 kg ha-1, vermicompost plus inorganic fertilizer (T3) in doses of 5 Mg ha-1 y 300 kg ha-1 respectively and control treatment (T4) without any application. Results showed that vermicompost and inorganic fertilizer combination had a positive effect on soil properties and agronomic variables bean crop.

Key words

Vermicompost, fertility, legume, organic carbon

1. INTRODUCCIÓN

Las zonas de ladera con pendientes entre el 50% y el 75% del departamento del Valle del Cauca vienen presentando problemas de erosión moderada y severa (IGAC – CVC, 2004), llegándose a estimar pérdidas de suelo de alrededor de 100 t/ha-año, lo que representa casi el 5% del suelo superficial (Reining, 1992). Una de las cuencas más degradadas es la del río Dagua, ubicada al suroccidente del departamento, la cual aporta a la bahía de Buenaventura más de 255.000 Mg de sedimentos por año, originando colmatación y pérdida de calado para la entrada de grandes buques y altos costos de dragado (Comité Intergremial del Valle del Cauca, 2010). La causa fundamental de la degradación de la cuenca es la deforestación ya que más de 70.000 ha, de las 142.000 que la conforman, están siendo deforestadas para dar paso al establecimiento de sistemas productivos agropecuarios, dando origen a conflictos de uso por sobreutilización (Sandoval, 2011). Sin embargo, la degradación de tierras no es sólo un problema ambiental, también envuelve factores socioeconómicos y culturales como violencia, tenencia de la tierra, bajo grado de escolaridad, que hacen más compleja la búsqueda de soluciones integrales que pongan fin al problema.
En este sentido, dado que el establecimiento de población en la parte media y alta de la cuenca y el desarrollo de actividades agropecuarias es inminente, es necesario el acompañamiento a productores campesinos para el establecimiento de prácticas conservacionistas que mejoren la calidad de los recursos naturales (suelo y agua, entre otros), como son la producción y aplicación de enmiendas orgánicas a los diferentes cultivos. Los productores de la zona alta del río Dagua, específicamente en la microcuenca La Centella, vienen capacitándose en la producción de compost y lombricompost de forma tecnificada, a partir de los residuos de cosecha y de los estiércoles provenientes de actividades pecuarias, para su aplicación en los sistemas productivos. En cuanto a la fertilización de los suelos, es una práctica necesaria para obtener altos rendimientos en las cosechas (Roy et al., 2006) y con el abonamiento orgánico no siempre se logra obtenerlos, debido fundamentalmente a que los suelos del trópico son ácidos y, por lo general, deficientes en uno o más de los nutrientes esenciales para el crecimiento normal de las plantas (Barrios et al., 2005; Zapata, 2004).

Por otro lado, el cultivo del fríjol (Phaseolus vulgaris L) es una de las principales actividades de la economía campesina en la parte media y alta de la cuenca del río Dagua, de mucha importancia como generador de ingresos y empleo rural y como producto básico en la dieta alimenticia de la población por su alto contenido de proteínas y de elementos minerales esenciales (Arias et al., 2007).

El cultivo de variedades de fríjol de alto rendimiento trae involucrado paquetes tecnológicos que demanda el uso creciente de fertilizantes y plaguicidas sintéticos, incrementando los costos de producción. En estas condiciones la seguridad alimentaria de los pequeños productores se ve ampliamente afectada y comprometida por esa dependencia (Suquilanda, 1996). El uso de abonos orgánicos es una alternativa que puede proveer beneficios ecológicos y económicos a los productores de fríjol; además, es una tecnología versátil y adaptable de interés particular para las familias agrícolas de pocos recursos (León, 2006). Sin embargo, la respuesta del fríjol a la fertilización orgánica varía de una localidad a otra y esto se debe a múltiples factores, como las características varietales de la planta, las características del suelo donde se siembra y el tipo, época y forma de aplicación de los abonos empleados, entre otras. Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la aplicación de lombricompost elaborado por los mismos productores campesinos de la región en algunas propiedades del suelo y en características morfológicas del fríjol variedad cargamanto rojo.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se llevó a cabo en la granja experimental de la Universidad del Valle, sede Meléndez, en condiciones de invernadero, la cual se encuentra ubicada en la ciudad de Cali a 3º 32´22” N y 76º 31´57” W, a 976 metros sobre el nivel del mar. La temperatura media anual es 28ºC y la precipitación media anual es 900 mm.
Se utilizó un diseño estadístico completamente aleatorio con cuatro tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos aplicados fueron: lombricompost (T1) en dosis equivalente a 5 Mg ha-1, fertilizante inorgánico 10-30-10 (T2) en dosis de 300 kg ha-1 (de acuerdo a las recomendaciones de Pabón (1994)), mezcla de lombricompost más fertilizante inorgánico (T3) en dosis de 5 Mg ha-1 y 300 kg ha-1 , respectivamente, y el control o testigo (T4) sin ninguna aplicación.
El lombricompost se elaboró a partir de desechos de cosecha de plátano, residuos vegetales (pulpa de café), estiércoles animales (principalmente bovinaza) de algunas de las fincas de la microcuenca La Centella, municipio de Dagua. La planta de lombricompost hace parte de una biofábrica comunitaria que se encuentra ubicada en la Institución educativa El Palmar en la vereda La Virgen del mismo municipio.
Cada unidad experimental consistió en una bolsa de 3 kg con suelo proveniente de la finca “El Diamante”, clasificado como Andic Dystrudept (IGAC - CVC, 2004) proveniente de rocas ígneas volcánicas máficas, afaníticas y porfiríticas, el cual fue tamizado previamente por malla de 2 mm. En cada bolsa se ubicaron tres semillas de fríjol variedad cargamanto rojo a una profundidad de 3 cm y se cubrió con suelo. Una vez germinadas se escogió la más vigorosa y las restantes fueron retiradas.

Se realizó una caracterización inicial del suelo en sus propiedades químicas como pH (potenciómetro SCHOTT LAB850), conductividad eléctrica en extracto de saturación (conductímetro THERMO ORION 3 STAR), acidez intercambiable (extracción con KCl y titulación), fósforo total (colorimétrico), carbono orgánico (Walkley y Black) siguiendo las metodologías descritas por (Lora y Gaitán, 2002) y se determinó la actividad de microbiana (titulación con NaOH) por el método de la USDA (1999), así como la textura por el método de Bouyoucos (IGAC, 2006).
La fertilización se hizo una semana antes de la siembra, con las dosis establecidas para cada tratamiento. Primero se hizo la aplicación del lombricompost incorporándolo homogéneamente con el suelo de cada unidad experimental; después de tres días se aplicó el fertilizante inorgánico en los tratamientos correspondientes, el cual fue disuelto en la lámina de riego determinada de acuerdo con la demanda hídrica del cultivo para la etapa inicial, con el fin de evitar el contacto directo del fertilizante con la semilla que le pudiera ocasionar daños y de garantizar homogeneidad en el suministro de los elementos nutritivos al suelo.

La demanda hídrica del cultivo de fríjol se hizo a partir del cálculo de la evapotranspiración potencial (ETo), con datos climatológicos de la estación meteorológica del IDEAM ubicada en la Universidad del Valle, cuyo valor promedio fue 4,77 mm día-1 (Collazos, 2007).
El control de arvenses se realizó periódicamente cada semana de forma manual. Para el control de enfermedades se fumigaron las plantas con una infusión de ajo de forma constante hasta la cosecha para evitar el ataque de algunos insectos; el control de trozadores como Spodoptera frugiperda se hizo manualmente examinando cada planta periódicamente.
Cuando el cultivo alcanzó su madurez fisiológica a los 98 días después de la siembra, se cosechó de forma manual para finalmente ajustar la producción de grano a unidades de peso por hectárea.
Se realizó seguimiento a los 45 y 90 días después de la siembra (dds) a variables del suelo como pH, conductividad eléctrica, acidez intercambiable, fósforo total y carbono orgánico, mientras que para actividad microbiana y porcentajes de arenas, limos y arcillas se determinaron a los 90 dds solamente.
Se realizó el análisis descriptivo estadístico de los datos obtenidos y el análisis de varianza para determinar la existencia de diferencias significativas entre medias. También se utilizó el test de Tukey con un nivel de significancia de 95% para comparación de medias entre tratamientos usando el paquete estadístico SSPS versión 20.0.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El análisis preliminar del suelo utilizado mostró su carácter fuertemente ácido, con baja conductividad eléctrica (SSDS, 1993), nivel alto de carbono orgánico y actividad microbiana y baja densidad aparente, propio de la mayoría de los suelos con propiedades ándicas localizados en las zonas de ladera de la cuenca del río Dagua (IGAC – CVC, 2004) (Tabla 1). También se muestran algunas características del lombricompost utilizado, el cual tenía un pH más alto que el del suelo, baja conductividad eléctrica (indicando bajos contenidos de sales disueltas) y bajo contenido de carbono orgánico, lo que mostró su avanzado estado de oxidación, aunque según Debosz et al. (2002), un abono puede considerarse estable si su pH está entre 7 y 8,5.

La Tabla 2 muestra el comportamiento en el tiempo de las propiedades del suelo sometido a los diferentes tratamientos. Los valores de pH variaron entre 5,25 y 5,56 a los 45 días después de la siembra (dds) con un coeficiente de variación (CV) de 34%. Los valores obtenidos fueron similares al descrito al iniciar el experimento; el tratamiento con lombricompost (T1) fue el que obtuvo el mayor valor pero sin diferencias significativas con la fertilización inorgánica T2 y el testigo T4; sin embargo, fue diferente con el tratamiento que combinó el lombricompost con el fertilizante inorgánico. A los 90 dds todos los valores de pH disminuyeron sin ninguna diferencia entre tratamientos. Esto posiblemente se debió a la extracción de nutrientes como Ca+2, Mg+2 y K+ y a la aplicación de láminas de riego que pudieron haber ocasionado lavados de bases intercambiables. También puede explicarse debido al proceso de descomposición de la materia orgánica que puede producir una acidifica-

Tabla 1. Caracterización del suelo y del lombricompost utilizado en el experimento

ción lenta del suelo debido a los diversos grupos activos que aportan grados de acidez y al contenido de nitrógeno presente en los residuos orgánicos aportados al suelo (Aguilera, 2000).

La conductividad eléctrica (CE) hallada, tanto a los 40 dds como a los 90 dds, estuvo entre 0,14 y 0,19 dSm-1 , es decir, por debajo del valor inicial (0,23 dSm-1), sin diferencias entre tratamientos, confirmando la extracción por parte de la planta de cationes formadores de sales, como las bases intercambiables, y de aniones, como nitratos y sulfatos, y mostrando una concordancia con la disminución del pH del suelo. Es de resaltar que los valores de CE fueron bajos debido a la naturaleza de baja fertilidad de estos suelos y en el caso de los tratamientos T2 y T3 la ocurrencia de lixiviación por las láminas de riego empleadas pudo contribuir a que los valores de CE no se incrementaran. El leve aumento que se presentó a los 90 dds posiblemente se debió a la influencia de la actividad microbiana en la mineralización de la materia orgánica y la disponibilidad de nutrientes.
La acidez intercambiable del suelo fue baja y se encontró que, tanto a los 45 como a los 90 dds, se mantuvo en ese nivel para todos los tratamientos (entre 0,22 y 0,37 cmol(+) kg-1) con un CV de 31%. A los 90 dds se presentó un ligero incremento en la acidez intercambiable para los tratamientos T2 y T4, siendo diferentes con los tratamientos que llevaban lombricompost (T1 y T3) (p<0,05), debido probablemente a la posibilidad que tiene la materia orgánica de quelatar metales como el aluminio, disminuyendo la posibilidad de fijación de elementos como el fósforo ni permitiendo la ocupación de puestos de intercambio en el complejo de adsorción de los suelos (Daza et al., 2006).

Tabla 2. Efecto de la aplicación de enmienda orgánica y fertilizante inorgánico en algunas propiedades del suelo a los 45 y 90 después de la siembra (dds)

T1= lombricompost; T2= fertilizante inorgánico; T3= combinación de lombricompost y fertilizante inorgánico; T4= testigo sin ninguna aplicación.
Iguales letras indican que no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos con una confiabilidad del 95%. La comparación de medias se realizó solamente entre tratamientos, no incluyó comparación entre tiempos de muestreo
*dds (días después de la siembra) **C.E. Conductividad eléctrica

el tiempo con respecto al contenido inicial con ningún tratamiento, a pesar de que los suelos con propiedades ándicas son altamente fijadores de fósforo y por lo tanto, sus niveles de P disponible generalmente son bajos (Havlin et al., 1999). Además, las plantas demandan fósforo en bajas cantidades comparado con nitrógeno y potasio; por lo tanto, es posible que no se aprecien reducciones de este elemento cuando hay algún aporte del mismo por parte de enmiendas orgánicas ó fertilizantes inorgánicos en bajas dosis.
El nivel de carbono orgánico del suelo fue alto y permaneció así hasta el día 45 dds y sin diferencias significativas entre tratamientos (P>0,05). Sin embargo, a los 90 dds se presentaron diferencias, indicando que aquellos que tenían lombricompost mantuvieron su nivel con relación a las condiciones iniciales del suelo y fueron diferentes de los tratamientos que no tenían aporte orgánico (T2 y T4). El fertilizante inorgánico ocasionó una reducción de aproximadamente el 32% del contenido de CO en el suelo debido, probablemente, a que el suministro de nutrientes en formas químicas disponibles estimula la actividad microbiana que participa en la mineralización de la materia orgánica (Eweis et al., 1999). Además, con la presencia de plantas de fríjol sin aporte orgánico probablemente aumentó la actividad microbiana en la rizósfera que ocasionó la reducción del carbono orgánico en el tratamiento testigo.
El lombricompost estimuló la actividad microbiana en comparación con los demás tratamientos, pero, a su vez, probablemente entregó compuestos orgánicos al suelo para suplir esa demanda inicial de fuente de energía del edafón, permitiendo conservar la materia orgánica nativa del suelo, situación similar a las reportadas por Álvarez-Sanchez et al. (2006), Rojas (2012) y Montenegro (2012), quienes encontraron que el aporte de materiales orgánicos incidió directamente en la actividad microbiana de los suelos estudiados.

La aplicación de materiales orgánicos cambió significativamente la proporción de arenas y limos del suelo, indicando que las enmiendas orgánicas puede cambiar su textura (FAO, 1996) debido a que el carbono aportado se almacena principalmente en la fracción arena (Nicolás et al., 2012). Sin embargo, los porcentajes de arcilla permanecieron similares a los del análisis inicial (Tabla 3). Los cambios texturales suceden con la aplicación de altas dosis de enmiendas orgánicas, lo que no sucedió en el presente estudio. Por lo tanto, estas cambios texturales hallados pudieron deberse más a errores en la determinación de la textura, al no ser suficientes los tratamientos de dispersión y separación de las fracciones, situación común en suelos con altos contenidos de materia orgánica (Jaramillo, 2002; Flórez y Alcalá, sf).

Tabla 3 Efecto de la aplicación de enmienda orgánica y fertilizante químico en la distribución de partículas de arena, limo y arcilla del suelo a los 90 días después de la siembra (dds) en los diferentes tratamientos evaluados.

T1= lombricompost; T2= fertilizante inorgánico; T3= combinación de lombricompost y fertilizante inorgánico; T4= testigo sin ninguna aplicación.
Iguales letras indican que no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos con una confiabilidad del 95% (Test de Tukey).

La aplicación combinada del fertilizante inorgánico con el lombricompost logró alcanzar la mayor altura de planta y mayor rendimiento con respecto a los demás tratamientos.

Sin embargo, no se logró alcanzar los rendimientos de la región de estudio debido probablemente a la ocurrencia de días calurosos de aproximadamente 35º C de temperatura que pudieron afectar el desarrollo de las plantas.

La altura de las plantas en el tratamiento que combinó abonos orgánico e inorgánico (T3) fue significativamente diferente de aquellos que utilizaron el abono por separado orgánico e inorgánico (T1 y T2) y altamente diferente con el testigo (T4). El rendimiento alcanzado por T3 no tuvo diferencia significativa con T2 pero sí con T1, indicando que el beneficio de la aplicación de enmiendas orgánicas, más que suministro de nutrientes, es el acondicionamiento del suelo, mejorando las relaciones de porosidad, pues su composición permite incrementar las proporciones de arena y limo, aflojando el suelo y mejorando la atmósfera del mismo. Sin embargo, en el rendimiento la fracción más importante es la de arcilla por su alta capacidad de intercambio catiónico en comparación con las arenas y los limos, que permite una

Tabla 5 Coeficientes de correlación (coeficiente de Pearson) encontrados entre las variables agronómicas y variables del suelo con nivel de significancia del 95%

CE = conductividad eléctrica (dS m-1); AI = Acidez Intercambiable (cmol(+) kg-1); P = fósforo disponible (mg kg-1); CO = Carbono Orgánico (%); AM = Actividad Microbiana (KgC-CO2 ha-1 día-1); A = arenas; L = limos y Ar = arcillas

Tabla 4 Efecto de la aplicación de enmienda orgánica y fertilizante inorgánico en la altura de la planta de fríjol a los 60 días después de la siembra y en su rendimiento Variable agronómica

T1= lombricompost; T2= fertilizante inorgánico; T3= combinación de lombricompost y fertilizante inorgánico; T4= testigo sin ninguna aplicación. Iguales letras indican que no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos con una confiabilidad del 95% (Test de Tukey)

reserva nutricional para las plantas (Tablas 4 y 5).

De acuerdo con la Tabla 5 el rendimiento de las plantas de fríjol estuvo directamente correlacionado con la conductividad eléctrica y el carbono orgánico del suelo, pero inversamente relacionado con el porcentaje de arena.
Lo anterior deja en evidencia que para alcanzar los mejores rendimientos no sólo es importante el aspecto nutricional sino también propiciar condiciones físicas adecuadas.

En términos generales, la combinación de enmiendas orgánicas con fertilizantes inorgánicos ofrece mejores resultados, tanto al suelo como para la planta, puesto que la aplicación de materia orgánica contribuye con las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, y el fertilizante inorgánico proporciona los nutrientes necesarios para las plantas. Similares resultados fueron hallados por Daza (2005), Montenegro (2012), y Rojas (2012).

4. CONCLUSIONES

El aporte de lombricompost producido por los agricultores de la región combinado con el fertilizante inorgánico ofreció mejores resultados, tanto en las propiedades del suelo como en el rendimiento del fríjol. Sin embargo, es necesario evaluar la aplicación de mayores dosis para tener mejores resultados con el fin de disminuir la fertilización inorgánica y, por tanto, los costos de producción. Además, es propio realizar ensayos a nivel de parcelas comerciales localizadas en la vereda La Virgen en el municipio de Dagua para corroborar los resultados obtenidos en la presente investigación.

5, REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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