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viernes, 4 de octubre de 2013

Manejo ecológico de residuos orgánicos y su aplicación en la fertilización de pasturas




Martha Carolina Vargas Sarmiento
Microbióloga. Magíster en Ciencias, Microbiología.

Los métodos de producción orgánica aplicados a pastizales favorecen el mantenimiento de los ecosistemas, incrementan el valor de las pasturas, aseguran la generación de ingresos y promueven el bienestar animal (FAO, 2007).

La utilización de residuos orgánicos compostados o lombricompostados en la fertilización de pasturas para la alimentación de animales es una práctica que -sumada a otras propias de la agricultura orgánica- permite el aprovechamiento de estos residuos (ciclaje de nutrientes), contribuye con el mejoramiento y la conservación de los suelos, incrementa la calidad nutricional y seguridad de las pasturas y a su vez, reduce la emisión de gases de efecto invernadero.

Fertilización orgánica

No toda la fertilización aplicada al suelo es aprovechada por las plantas, sólo una pequeña fracción es asimilada y extraída con la biomasa vegetal durante la remoción de la cosecha o el consumo por el ganado. En el caso del nitrógeno, las pérdidas pueden ser superiores al 50 por ciento (por volatilización, desnitrificación, fijación a las arcillas y lixiviación en forma de nitratos); el fósforo se puede fijar o inmovilizar al reaccionar con los componentes del suelo y así solo el 30 por ciento es aprovechable y las pérdidas de potasio son variables debido, principalmente, a la fijación laminar a las arcillas. Todos estos procesos llevan a la contaminación de fuentes de agua, a la destrucción de ecosistemas acuáticos por eutrofización y a la destrucción de la capa de ozono por la liberación de gases como el óxido nitroso (N2O).
El uso de fertilizantes de liberación controlada o lenta puede equilibrar el mantenimiento de una elevada productividad con el manejo sostenible del recurso suelo, ya que estos liberan nutrientes gradualmente a la solución del suelo permitiendo aumentar la eficacia de la fertilización, simplificar la dosificación, prolongar su acción en el tiempo y reducir su impacto sobre el ecosistema al evitar las pérdidas por degradación, volatilización o lixiviación. Entre los productos naturales que se comportan y pueden ser utilizados como fertilizantes de liberación lenta se encuentran compuestos inorgánicos (minerales de fosfato, potasio, calcio, magnesio, entre otros) y orgánicos (estiércoles, residuos de cosecha, turbas, acolchados, compost, lombricompost).

Fertilizantes o abonos orgánicos

Los productos que aportan nutrientes al suelo y son de naturaleza orgánica se denominan fertilizantes orgánicos. Son aquellos que incluyen materiales de origen animal y vegetal en diferentes estados de descomposición que se adicionan al suelo para abastecer a las plantas de materia orgánica como fuente de nutrientes y mejorador de las propiedades físicas del suelo (Prasad & Power, 1997). La materia orgánica del suelo está compuesta de restos orgánicos que son partes de la biomasa de plantas, animales o microorganismos en varios estados de descomposición y por el humus el cual es una mezcla de sustancias que tienen alta resistencia al ataque de los microorganismos y su composición es diferente a la de cualquier sustancia animal o vegetal. El humus hace parte de la fase sólida del suelo y participa en la formación y estabilización de los agregados, en el control de la acidez, en la descontaminación del suelo y en la fertilidad.
Los fertilizantes orgánicos provienen de materiales de origen animal o vegetal en diferentes estados de descomposición que mejoran las propiedades físicas del suelo.

La aplicación directa de residuos agrícolas como fertilizantes orgánicos y acondicionadores del suelo, así como la adición de estiércoles y orina que contienen nutrientes como el nitrógeno, el fósforo y el potasio, aportan materia orgánica esencial para el mantenimiento de la estructura y la fertilidad del suelo. Sin embargo, debido a los problemas asociados a la acumulación y lixiviación de los excesos de nutrientes por la adición directa de estos residuos al suelo, se hace necesario implementar tecnologías que permiten la transformación de los mismos disminuyendo la pérdida de nutrientes y el impacto ambiental y aumentando la eficacia de su aplicación. Entre estas tecnologías se encuentran el compostaje y el lombricompostaje.


La utilización de residuos orgánicos como fuente de materia orgánica y de nutrientes hace parte del manejo biológico de la fertilidad del suelo

Compostaje de residuos orgánicos

El compostaje se define como la descomposición biológica y estabilización de sustratos orgánicos bajo condiciones que permiten el desarrollo de altas temperaturas (aproximadamente 75 a 80 °C) como resultado de la actividad biológica, obteniendo un producto estable, libre de patógenos y semillas de plantas y que puede ser aplicado para el mejoramiento del suelo (Haug, 1993). Esta conversión la realizan bacterias, hongos y actinomicetos que se encuentran presentes como habitantes normales del suelo y que colonizan rápidamente los residuos orgánicos para iniciar su descomposición. Los materiales que comúnmente son compostados son residuos sólidos domiciliarios, agroindustriales, de cosecha, y estiércoles animales.
Los microorganismos que proceden tanto del suelo como del agua o de la propia materia orgánica utilizada necesitan de la presencia de sustratos y condiciones específicas para llevar a cabo la descomposición:

-          Materia orgánica: de la cual se alimentan, y en la que se deben mezclar celulosa (paja, cortezas, aserrín), azúcares (vegetales verdes) y nitrógeno (estiércoles frescos, leguminosas). El desmenuzamiento de esta materia posibilita que los microorganismos actúen de forma más rápida.

-          Oxígeno: es fundamental para que no se produzca putrefacción y malos olores, por eso hay que favorecer que el aire penetre fácilmente.

-          Agua: tiene que estar presente en todo momento, pero sin llegar a la inundación, un bajo contenido de agua detiene el proceso porque los microorganismos la necesitan para seguir actuando y demasiada llegaría a producir la putrefacción.

-          Temperatura adecuada: es necesario proteger la mezcla del calor excesivo y también de la lluvia.

-          pH adecuado: el ideal es cercano a la neutralidad (pH 7), pero un rango de pH de 5 a 8 es aceptable (Echeverri & Chalarca, 2006).

Los sistemas de compostaje son muy variados, pero los más comunes son aquellos realizados en pilas de mezclas de residuos vegetales y estiércoles que se preparan al aire libre y a los cuales se les controla la aireación y la temperatura mediante el volteo mecánico de la pila. El tiempo de compostaje varía de acuerdo con las características de los materiales orgánicos, a la frecuencia de volteo y a las condiciones ambientales.


Lombricompostaje de residuos orgánicos

Lombriz roja californiana utilizada para el compostaje
Cultivo de lombriz roja californiana (Eisenia fetida) en estiércol bovino y residuos vegetales.(Tomada por Fabio Cruz P.)  

La lombricultura es el cultivo de lombrices de tierra (anélidos) nativas o foráneas adaptadas a vivir en altas densidades dentro del mismo espacio y bajo condiciones ambientales controladas por el ser humano. Esta tecnología puede ser empleada para el desarrollo de sistemas integrados y compatibles en la producción animal y agrícola en los que la lombriz se utiliza para la transformación (lombricompostaje) de sustancias orgánicas residuales en deyecciones conocidas como humus de lombriz o lombricompost, que constituye un fertilizante orgánico rico en macro y micronutrientes de fácil absorción, que favorece el desarrollo y crecimiento vegetal y aumenta la producción de biomasa en cultivos agrícolas.
La especie más utilizada en los sistemas de lombricompostaje es la Eisenia fetida o lombriz roja californiana, aunque también existen otras especies capaces de descomponer efectivamente cualquier tipo y cantidad de residuos orgánicos. Esta especie se prefiere debido a su longevidad, prolificidad, baja selectividad en el consumo de alimentos, riqueza nutricional de sus deyecciones, adaptación al cautiverio y a la convivencia en altas densidades de población. Existen varias técnicas de cría de lombrices que van desde las que se realizan al aire libre en pilas de desechos orgánicos, en cajones pequeños, hasta la producción industrial que se lleva a cabo en fosas, lechos o camas.  

Fertilización orgánica y ciclaje de nutrientes en pastizales

El pisoteo, la defoliación y el retorno de nutrientes por la deposición de residuos animales se pueden considerar en términos generales como los principales efectos causados en el ecosistema de pastizales por el pastoreo. En cuanto al reciclaje de nutrientes, se refiere, son evidentes los efectos en la transferencia de nutrientes vegetales en los potreros debido a los productos excretados por los animales. La mayor parte de estos nutrientes se retorna al pastizal en forma de heces y orina, cuya cantidad es considerable. Las excretas contienen los nutrientes necesarios para las plantas y en las proporciones deseadas.

La ganadería puede jugar un papel importante en el mantenimiento de la fertilidad del suelo. En particular, los sistemas cerrados de granjas mixtas pueden renovar o reponer una fracción sustancial de los nutrientes del suelo y, por consiguiente, reducir la necesidad de aplicar fertilizantes inorgánicos (Siavosh et al. 2009). Según Sadeghian y colaboradores (1999), con la fertilización orgánica de pastos y forrajes se puede lograr a mediano plazo: mejorar las características físicas del suelo (aumento de la capacidad de retención de humedad, promoción de la agregación de las partículas y reducción de la susceptibilidad a la erosión, mejoramiento de la aireación, incremento en la conductividad del agua y disminución de la densidad aparente del suelo, entre otros); mejorar las propiedades químicas del suelo (suministro de elementos esenciales para las plantas, incremento de las reservas nutricionales del suelo y mantenimiento de la uniformidad en la reacción en el suelo) y favorecer la actividad microbiana y el desarrollo de la meso y macrofauna.
La ganadería puede jugar un papel importante en el mantenimiento de la fertilidad del suelo. En particular, los sistemas cerrados de granjas mixtas pueden renovar o reponer una fracción sustancial de los nutrientes del suelo

Manejo sostenible del suelo en pastizales

La utilización de residuos orgánicos como fuente de materia orgánica y de nutrientes hace parte del manejo biológico de la fertilidad del suelo. Es necesario llevar a cabo un análisis fisicoquímico de suelos y determinar el contenido de nutrientes de los abonos orgánicos que se van a aplicar. Así, y conociendo los requerimientos nutricionales del cultivo, se establece la cantidad de fertilizante orgánico que se debe aplicar y, así mismo, reducir el uso de fertilizantes de síntesis química, ya que además de con­tener macronutrientes esenciales para las plantas, los fertilizantes orgánicos pueden proveer muchos micronutrientes esenciales.

Dentro de las recomendaciones generales en el manejo sostenible del suelo están:

-          Integrar sistemas de producción agrícolas y pecuarios.

-          Implementar sistemas silvopastoriles, los cuales permitirán disminuir la dependencia de fertilizantes, reducir la erosión y la compactación del suelo, estimular el ciclo de nutrientes y generar un ambiente más favorable para los animales.

-          Promover la fertilización orgánica de los cultivos, pastos y forrajes.

-          Buscar alternativas productivas diferentes a la ganadería intensiva en zonas de pendientes fuertes. Estas pueden incluir: sistemas de estabulación o semiestabulación de animales, alimentados con forrajes.

-          Analizar periódicamente las características químicas del suelo.

-          Promover el cultivo de especies arbóreas (por ejemplo, maderas finas leguminosas) en forma integrada con la ganadería, con el propósito de: aumentar ingresos, reducir insumos externos, brindar sombrío permanente a los animales, promover el ciclaje de nutrientes, reducir los riesgos de derrumbes y servir de barreras rompevientos.

-          Promover el establecimiento de cercas vivas para la división de potreros y linderos.


Referencias
Echeverri A. & Y.A. Chalarca. 2006. Módulo de pastos y forrajes. Submódulo, manejo y fertilización. Programa de Extensión Solidaria, Dpto. Formación Académica de Haciendas, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad de Antioquia.

FAO. 2007. Organic agriculture. En http://www.fao.org/docrep/010/y4587e/y4587e00.htm.

Haug R.T. 1993. The practical handbook of compost engineering. Lewis Publishers, Boca Raton, Fla.
Prasad R. & J.F. Power. 1997. Soil fertility management for sustainable agriculture. CRC Press LLC. 356 p.

Sadeghian K., S., J.M. Rivera, M.E. Gómez. 1999. Impacto de la ganadería sobre las características físicas, químicas y biológicas de suelos en los Andes de Colombia. Agroforestería para la producción animal en América Latina. Roma (Italia), FAO. P 123-142. Estudio FAO Producción y Sanidad Animal No. 143.
Siavosh S., J.M. Rivera, M.E. Gómez. 2009. Impacto de sistemas de ganadería sobre las características físicas, químicas y biológicas de suelos en los Andes de Colombia. Conferencia electrónica de la FAO sobre Agroforestería para la Producción Animal en Latinoamérica. En http://www.fao.org/ag/aga/AGAP/FRG/agrofor1/Siavosh6.htm


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