La Aplicación de Materia Orgánica y Compost - RAPAL

La Aplicación de Materia Orgánica y
Compost Permite Aumentar la
Productividad y Proteger el Ambiente
Dr. Paul Reed Hepperly
Director de Investigaciones
y Capacitación del Instituto
Rodale
Datos y Conclusiones
z
Estudios y datos de experimentos del Instituto Rodale
z
Experimentos de investigadores de Univ. de Tennessee y de
Suiza (FIBL)
z
Teoría de conservación de materia orgánica por reacción con
arcilla y calcio
Frank Stevenson Univ. de Illinois
z
Revisión de la literatura
El Instituto Rodale Kutztown,
Pennsylvania
La tierra sana promueve
la producción de comida
sana y la comida sana
favorece la salud humana
y animal
¿Cómo se comporta el compost
para siembras de maíz?
El suelo mejorado en su contenido de materia orgánica
resulta en rendimientos más altos durante épocas de sequía
Año
Orgánico
con
estiércol
Orgánico
sin
estiércol
Conv.
1988
6,600
6,540
5,840
1994
9,360
9,720
7,500
1995
No datos
8,880
6,900
1997
No datos
7,680
4,800
1998
7,620
8,240
5,700
Promedio
7,860 a
8,160 a
6,120 b
El compost provee nutrientes de forma
residual para el trigo
El rendimiento del trigo aumenta por aplicación de
compost en cultivo previo de pimientos
a
4,500
4,400
4,300
4,200
4,080
4,100
4,000
3,900
N
o
C
om
p
3,800
C
om
po
st
Rendimiento de trigo (kg/ha)
4,600
4,560 a
b
La respuesta del tomate
al compost
El compost aumenta el rendimiento del tomate de 60 a 85%
(estudios de Univ. de Tennessee)
El compost ayuda a proteger los
recursos naturales
El compost mejora el suelo
Convencional
sin estiércol
Comp
osted
manur
e
Compost de
estiércol
Soil aggregate stability
(% stable aggregates > 250µ m)
Son los microorganismos del suelo los que
establecen la estructura del suelo
90%
80%
70%
NOFERT
CONMIN
BIODYN
BIOORG
CONFYM
60%
50%
y=0.24ln(x) - 0.77
r2=0.46
40%
30%
20%
10%
0%
0
100
200
300
400
500
Soil microbial biomass (µ g Cmic g-1 soil)
600
Fließbach et al.,
2000a
El lisímetro sirve para medir el agua
que fluye a través de los sistemas agrícolas
Se utiliza una bomba para tomar
muestras de agua de los lisímetros
Trabajo de Equipo
Paul Hepperly
Director de
Investigaciones
Dave Wilson
Ing. Agronomo
Rita
Seidel
April
Maria Pop
Educación
Christine Zeigler
Líder Editorial
Paul
Maria
Pop
Rita Seidel
Líder Sistemas Agrícolas
La materia orgánica es la clave
Recargando el suelo de materia
orgánica
Del 50 al 75% de la materia
orgánica se ha perdido durante los
primeros 50 a 75 años de cultivo
intensivo del campo
La calidad del suelo afecta
el comportamiento de los sistemas agrícolas
Cómo los tipos de suelo Comly y Duffield influyen las expectativas de
rendimiento
Rendimiento (bu or tons/acre)
160
140
Duffield
Comly
120
100
80
60
40
20
0
Grano de maíz
Soja
Silo Maíz
Alfalfa forraje
Trébol forraje
Grano de
cebada
Avena
Trigo
Duffield
150
45
25
6
4
75
80
60
Comly
125
30
21
4
3
50
60
50
Cultivo
Diferencia notable por cultivos de cobertura y
rotación de cultivos bajo manejo orgánico
Orgánica
Orgánica
Convencional
Convencional
Diferencias entre el sistema orgánico y
convencional bajo sequía
Orgánico
Convencional
El suelo orgánico muestra una
textura granular y color más oscuro comparado al suelo
convencional
Orgánico
Convencional
Suelo cargado de materia orgánica no
se degrada fácilmente
+MO
-MO
+MO
-MO
Relación entre materia orgánica y
comportamiento de maíz bajo sequía
Manejo
Orgánico
Manejo Convencional
La nutrición tiene como fondo la
calidad y salud de suelo
Dos años muy diferentes por sus precipitaciones muestran
ventajas nutricionales de las prácticas orgánicas
Precipitaciones (pulgadas))
12
2004
10
8
6
4
2
0
Jul
Ago
Meses
2005
normal
La lluvia aumentó la pérdida de nutrientes
Orgánica
Convencional
Con manejo orgánico se puede obtener nitrógeno
disponible más tarde en la estación produciendo
plantas más verdes, de alto rendimiento y con mayor
cantidad de proteínas
Orgánico
Convencional
0
Rend.
(kg*1,000)
Prot. (%)
5
10
Comportamiento de maíz bajo sistemas
orgánicos y convencional bajo récord de lluvias
Org.
Conv.
Rend.
Prot. Crudo
Prot. Disp.
9
7.8
8.3
7.2
7.8
6.7
Sequía 2005
Orgánica
Convencional
Los nitratos del tallo
a fin de año del 2005
Conventional
a
Legume
a
85.5
95.0
b
Manure
0
50
100
150
Nitrate-Nitrogen (ppm)
200
230.5
250
Ventajas nutricionales en los granos de maíz bajo
manejo orgánico en 2005
gí
er
En
Li
si
na
M
et
io
ni
na
a
er
al
Di
g.
es
a
M
in
Fi
br
.
is
p
.D
ot
ru
Pr
.C
ot
Pr
Convencional
Orgánico
da
Porcentaje
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Proceso de Compostaje
Abono sintético comparado al
compost
z El
Fertilizante
De-amoníaco
z El
Héroe
Natural
Compost
El compost reduce las pérdidas de
nitratos (basado en datos de 1993-2002)
Pérdidas de N - Nitrato
(lbs/a)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Estiércol Crudo
Fertilizante Conv.
Compost Cama pollo/Hojarasca
Estiércol Crudo Fertilizante Compost Cama
Conv.
pollo/Hojarasca
Porcentaje perdido del N aplicado
Porcentaje de pérdida en relación a la aplicación
total de N basado en datos de 1994 a 2002
12
9.6
10
8.8
8
6
4
4.8
3
2
0
Compost Pollo /
Compost
Estiércol Crudo
Hojarasca Estiércol/Hojarasca
Fertilizante
Convencional
Aumento de carbono y nitrógeno en el suelo relacionado a la
aplicación de fertilizante sintético y compost de estiércol basado en
datos de 1994 a 2001
1,896 lbs of
C/yr
30
Carbono
Cambio porcentual
25
20
1,017 lbs of
C/yr
135 lbs of
N/yr
168 lbs of
N/yr
1,170 lbs of
C/yr
54lbs of
N/yr
15
10
Nitrógeno
96 lbs of
N/yr
249 lbs of
C/yr
cd
372 lbs of
C/yr
24 lbs of
N/yr
-249 lbs of
C/yr -3 lbs of
N/yr
5
0
-5
Compost Pollo/ Compost Estiércol/
Hojarasca
Hojarasca
Estiércol Tambo
Crudo
Compost
Microbiano
Controlado
Compost Restos
de Jardín
Fertilizante
Químico
Cuando se aumentan los niveles de carbono en el suelo se
aumenta a la vez la cantidad de nitrógeno
N itr o g e n P o unds pe r A c r e F o o t
pe r Y e a r
Relationship of soil changes in total carbon and nitrogen per foot
associated with composts, manure or synthetic fertilizer additions
400.0
300.0
283.3
y = 4E-11x 3 - 5E-06x 2 + 0.087x - 119.39
R2 = 0.9737
200.0
154.0
100.0
y = 0.0507x - 105.87
R2 = 0.9014
27.3
2.7
0.0
-2000.0
0.0
-100.0
2000.0
4000.0
6000.0
-113.3
Carbon Pounds per Acre Foot per Year
-200.0
-237.3
-300.0
8000.0
10000.0
La materia orgánica ayuda a reducir la erosión y
degradación del suelo por estimular la agregación del
suelo
Insumos sencillos pueden mejorar
el compostaje
Arcilla
Sulfato de
calcio
Ácido
húmico
Innovaciones para atrapar los nutrientes
Procedimientos experimentales
Superficie de
recolección
de agua
Tanque de
recolección de agua
Los beneficios del
uso de compost
–
Mejora la calidad del suelo
–
Reduce las pérdidas de nutrientes
–
–
Aumenta los nutrientes disponibles en el cultivo
y cultivos siguientes en la rotación
–
Reduce los gases de invernadero
–
Mejora comportamiento del cultivo
en sequía y con demasiada agua
–
Retos para el compost
z
La proporción de N y P puede ser demasiado baja
z
No alcanzar a optimizar los nutrientes solubles en
etapas tempranas de desarrollo del cultivo
z
Puede necesitar maquinarias costosas
z
Requiere espacio, tiempo y más educación para
lograr el éxito
La eutrofización es causada por alto nitrógeno y
fósforo
•
El exceso de N y P estimula brotes anormales de algas
•
La descomposición de las algas por bacterias le quita oxígeno al
agua
•
La falta de oxígeno resulta en zonas de mortalidad de los
animales como peces y almejas etc.
•
La zona mortal en la desembocadura del
río Mississippi es más grande
en tamaño que el estado de Nueva Jersey
Áreas en peligro por producción
intensiva de pollos
Gran problema en la bahía
Chesapeake
z
El exceso de N y P ha resultado en pérdidas
de 80% de la productividad original de la bahía
z
Pérdidas en el uso para pesca, recreo y como
fuente de agua de usos múltiples
z
La contaminación causa preocupación y
pérdidas en salud pública
Estiércol de unidades de producción
animal en forma concentrada es factor
principal
• Nutrientes que vienen del estiércol
generan el 40% de N y el 54% de P
que está depositado en la bahía
Compostaje es parte de la
resolución del problema
z
El compost representa un producto con valor añadido al
estiércol
z
Reduce grandemente las pérdidas de nutrientes de los
campos agrícolas
z
Aumenta en forma significativa la productividad de los campos
agrícolas
z
Permite un mejor cumplimiento de estándares de protección
ambiental
z
Permite que recuperemos las aguas para el bienestar y uso
público
Podemos mejorar los sistemas de agua y
agrícolas a la misma vez
Condados en el área de drenaje de la
bahía Chesapeake con más estiércol
1) Lancaster, Pennsylvania
2) Sussex, Delaware
3) Rockingham, Virginia
Recomendaciones de la Fundación
Chesapeake para rescatar la bahía
z
Implementar estrategias de manejo para
el exceso de N y P que viene de
producciones agropecuarias
z
Desarrollar mejores normas de uso de
estiércol crudo.
z
Establecer usos alternativos del estiércol
que reduzcan su papel como fuente de
contaminación
Porqué estamos trabajando en el
condado de Lancaster
z
Lancaster por su área es solamente 1.5%
del área total de drenaje de la bahía
z
En términos de N contribuye 12% del total
que drena a la bahía, que es la contribución
mayor de todos los condados
representados.
Beneficios de mejoramiento del suelo
z
Orgánica
Aumenta capacidad de
retener agua
z Aumenta la capacidad de
percolación
Convencional
z Aumenta capacidad
microbiológica
z Aumenta el contenido de C
yN
z Permite más rendimiento
de maíz y soja durante
sequía y otros estreses
La diferencia por la materia orgánica
es clara
Orgánica
Convencional
Estratégias experimentales
Utilizar escala
suficientemente grande
para demostrar la
aplicación comercial
Ensayos replicados
Desarrollar manejo
óptimo y definido
de uso
Tratamientos
1. Compostaje de abono de pollo
2. Compostaje estándar de abono de
pollo y hojarasca
3. Compostaje mejorado por insumos
agregados
Métodos experimentales
Construyendo las pilas
Mezclando las pilas
La dinámica de las pérdidas de los
nutrientes
z
80% de la pérdida de nitrógeno del estiércol
compostado puede ser de amoníaco
volatilizado durante las primeras dos
semanas
z
En el campo el compost pierde como
nitratos menos de la mitad del nitrógeno
que pierde el fertilizante sintético o estiércol
crudo.
.
La fórmula
La combinación de arcilla, calcio, y ácido
húmico resulta en retener:
z
z
amoníaco
fosfatos
De esta manera constituye una buena
estrategia de combatir pérdidas de
nutrientes y degradación de recursos
de agua
Arcilla forma estanterías
de almacén de nutrientes
Los agregados del suelo son esferas mayormente huecas
con gran capacidad de almacenar aire, agua y los
nutrientes.
Las Mezclas
thermometers
thermometers
concrete
concretepads
pads
Manure alone
Manure
alone
Estiércol solo
Hojas y estiércol
Leaf/ /Manure
Manure
Leaf
Hojas, estiércol
e insumos
Perdidas Visibles
Estiércol solo
Hojas y estiércol
Hojas, estiércol e insumos
Textura y color del compost de i) estiércol
solo, ii) hojas y estiércol o iii) con hojas,
estiércol e insumos
Estiércol solo
Hojas y estiércol
Hojas, estiércol e insumos
Pérdidas de nutrientes en diferentes
compost
200
180
abono
b
160
140
abono + hojarasca
120
abono+hojarasca+arcilla
100
ab
b
80
60
b
a
40
ab
a
a
20
a
0
NO3-N
g
NH4-N
g
NO3+NH4
g
ortho-P
g
pH
Sales solubles
kg
Diferencia en poblaciones de E. coli de
acuerdo al tipo de compost con 3
semanas de compostaje
6
4.88
5
4.47
Coliformes
E. coli
4
2.98
3
2
1.30
1.30
1
0.00
0
Manure
Estiercol
Man/Lvs
Estiercol
y hojarasca
Estiercol,
hojarasca y arcilla
Man/Lvs/Clay
Cambios de temperatura por tipo de
compost
140
135
130
tem peratura (°F )
125
120
115
110
Abono
105
Hojas/Abono
100
Hojas/Abono/Agregados
95
segunda mezcla
primera mezcla
tercera mezcla
90
11
18
25
32
39
46
53
60
67
74
76
81
días desde el comienzo
88
95
102
109
116
123
130
136
143
Proporción de N y P en diferentes
compost de abono de pollo
Abono de
Pollo
21 días
77 días
144 días
Sólo
1.40
1.08
0.59
Con Hojas
1.71
1.09
1.02
Con hojas y
agregados
1.93
1.68
1.62
Arcilla, sulfato de calcio y ácido húmico mantienen
proporción de N y P en compost con estiércol de vacas
lecheras
Estiércol de vacas
lecheras
Proporción N a P a las
35 días
Sólo
1.32
Con Hojas
1.33
Con Hojas y agregados
3.33
¿Preguntas?