Manual teorico-practico

Los Biofertilizantes y su uso en Ia Agricultura

SAGARPA-COFUPRO-UNAM

SAGARPA SECRETARIA DE AGRICULTURA.

GANADERIA. DESARROLLO RURAL PESCA Y ALIMENTACI6N E'f1lece lmOV!ICiOn Pf"CCg'eSO

Coor~in- on

... . de lnnovacion ~ y Desarro lo UNAM

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Elaboracion y edicion: Ora. Esperanza Martinez Romero. Ora. Martha G. Lopez Guerrero. Dr. Ernesto Ormeflo Orrillo. Q. A. Carlos Moles.

Colaboradores en Ia elaboracion del contenido: M. en c. Cesar Fernando Gonzalez Monterrubio. Dr. Miguel Angel Ibarra Rodriguez. lng. Artemio Campos Hernandez.

g a edmientos: Por Ia revision del documento y sus cometarios, al Dr. Marcel Morales Ibarra y a Ia C. Ora. Shamayim Tabita Ramirez Puebla.

2. Suelo: formacion e importancia en Ia Agricultura

Para que se forme el suelo es necesario que pasen millones de anos, sin embargo, puede perderse en poco tiempo, si no existe vegetaci6n o materia organica que lo cubra este sera arrastrado por el agua y el viento.

El suelo se forma por Ia acci6n de diferentes fuerzas (qufmicas, ffsicas y biol6gicas) sobre Ia materia que le da origen, que es Ia roca basal. El suelo es un sistema dinamico que se encuentra en continua transformaci6n. En Ia Figura 1 se muestra de manera resumida como ocurre este proceso.

Las fuerzas biol6gicas se refieren a Ia acci6n de todos los organismos que viven en el. Microorganismos como hongos y bacterias ayudan en Ia formaci6n de suelo degradando las rocas y produciendo gomas que le dan estructura. Posteriormente, otros organismos como los lfquenes y musgos co lonizan Ia roca facilitando en el proceso de formaci6n del suelo. Mas adelante, otros organismos como lombrices, plantas arbustivas y arboles lo colonizaran y el suelo seguira formandose.

El suelo esta formado tanto por Ia parte superficial como par Ia parte profunda que II ega hasta Ia roca basal, que es Ia fuente de minerales. La parte superficial del suelo tam-bien se forma porque otro suelo se ha transportado desde otros sitios al ser arrastrado por el agua o par el viento, es decir, par Ia erosion. Cuando se cava en el suelo se pueden ver diferentes niveles llamados "horizontes", que componen al suelo. En Ia Figura 2 se puede ver un ejemplo, con una clasificaci6n general de los horizontes.

El suelo tiene una diversidad de pequenos sitios que son muy variab les, se ha dicho que un centfmetro de suelo es diferente al centfmetro aledano y que un gramo de suelo puede contener miles o millones de especies de microbios. Existe una gran diversidad de sue los, estos son diferentes en su textura, porcentaje de materia organica, capacidad de retenci6n de humedad, minerales, tamano de las partfculas que Ia forman entre otras caracterfsticas.

El suelo esta compuesto por tres fases: acuosa (agua), gaseosa (aire) y s61ida. La parte s61ida esta compuesta por dos tipos de compuestos, Ia materia organica y los compuestos inorganicos. De manera general, un suelo agrico la tendra entre 15-35% de agua, 1-5% de materia organica (un suelo muy tertii), un 45% aproximadamente de minerales y el resto sera aire.

La parte inorganica, en forma de arci llas, contiene minerales que aportan nutrientes a las plantas, en elias se encuentran compuestos capaces de interactuar con el agua en el suelo. Las arcillas se componen de aluminosilicatos, con los elementos sil icio, aluminio y oxfgeno en su mayorfa, pero tambien sodio, potasio, ca lcio, hierro, magnesia en menor proporci6n.

Los dos elementos mas abundantes en el suelo son oxfgeno (aproximadamente el 45%) y si licio (aproximadamente el 27%), el resto corresponde a mas de 90 elementos como aluminio (8%), hierro (5%), calcio (3%), sodio (3%), potasio (2.5%) y magnesia (2%). Las plantas dependen de los minerales del suelo para vivir y son tornados a traves del agua, pues algunos son capaces de disolverse en esta y a sf son transportados al interior de las plantas.

Otros minerales se encuentran en formas no solubles en Ia materia organica y en Ia parte inorganica del suelo y para ser tornados por las plantas requieren ser solubilizados mediante un proceso de "intercambio cati6nico" en formas solubles. En el suelo hay procesos ffsicos y qufmicos que permiten Ia solubilizaci6n de los minerales, pero tambien hay procesos biol6gicos como los que se mencionaran en el capitulo 5.

Cada suelo es distinto, y las particulas que lo forman son de tamarios y texturas distintas. De acuerdo al tamario de las particulas, se clasifican en arci lla (particulas menores de 0.002 mm), limo (0.002-0.05 mm), arena (0.05-2 mm) y grava (particulas mayores a 2 mm) y estas pueden estar en diferente porcentaje en cada suelo y de eso dependera las caracterfsticas del sue lo.

Respecto al agua, aire, materia organica y minerales, Cada suelo tendra un porcentaje diferente de agua y a ire, materia organica y minerales y diferentes porcentajes de particula, o que le dara al suelo diferentes propiedades de porosidad, estructura, permeabilidad, densidad.

B. Material originario En este mo-mento de Ia formaci6n del suelo ya hay mas materia organica, pero Ia capa superior es muy delgada. La roca se fragmenta por acci6n del agua, viento, temperatura y Ia activi-dad biol6gica. Las plantas que viven en este suelo, son pequenas: arbus-tos y pastos . Se encuentran mayor numero de animales.

A. Roca Basal El agua de Ia lluvia llega al suelo y se lixivia hacia los cuerpos de agua subterraneos. La desintegraci6n y descom-posici6n de Ia roca basal se denomina me-teorizaci6n y se I leva a cabo por Ia acci6n de fuerzas ffsicas (agua, cambios de tempera-tura), quimicas (oxidaci6n, hidrataci6n, carbo-nataci6n, etc) y biol6gicas. Las primeras plan-tas que colonizan el suelo en formaci6n son pequenas como musgos y helechos. Ademas de hongos y bacterias que son muy impor-tantes en este proceso.

D. Suelo maduro El suelo esta comple-tamente formado y Ia capa superficial de suelo es mayor, asi como el contenido de materia organica. Se pueden ver plantas de mayor tamano y las raices de esta a mayor profundidad, llegando incluso a Ia roca basal. En este suelo viven animales, plantas, bacterias y hongos y otros microorgan ismos.

C. Suelo joven La capa superficial de sue-lo aumenta en tamano y el contenido de materia organica tambien. Se pueden ver plantas mas grandes y los fragmentos de Ia roca original son cada vez mas peque-nos y mas profundos. Se encuentran bac-terias, hongos y un mayor numero y tipo de animales viviendo en el.

Figura 1. Formacion del suelo. El proceso de formacion de suelo es diferente en cada caso, dependiendo del material

que le dara origen (roca basal) y de los procesos fisicos, quimicos y biologicos involucrados.

Los hongos y las bacteri as descomponen Ia materia organica. Las sustancias humicas o humus7 son un producto final de Ia degradaci6n de Ia materia organica, estos compuestos mejoran Ia calidad del suelo y por tanto Ia producci6n agricola. Ademas de los productos de degradaci6n, se incorpora mas materia organica al suelo porque plantas y microorganismos depositan productos de su metabolismo.

La materia organica del suelo es muy importante para Ia nutrici6n de las plantas porque aporta nutrientes a estas, pero ademas es importante para darle algunas propiedades al suelo, como Ia retenci6n de Ia humedad. La materia organica aumenta Ia porosidad en el suelo lo que permite que las rafces penetren y aumente Ia aireaci6n. Ademas se regula Ia temperatura, protegiendo al suelo del frio y del calor excesivo, por lo que las plantas en eta pas tempranas del cultivo seran menos fragiles ante las heladas y el calor excesivo durante Ia sequfa. La materia organica permite que los microorganismos en el suelo se reproduzcan y sobrevivan.

La perdida de materia organica en un suelo es facil de identificar, sera de color obscuro cuando tiene un porcentaje alto de materia organica y sera cada vez mas cla ra conforme esta se vaya perdiendo.

7 Sustancias humicas o humus: Son una parte de Ia degradaci6n completa de Ia materia organica y es lo que confiere el color obscuro al suelo. Son muy estables en el suelo y pueden permanecer por anos dando nutrientes a los organismos del suelo, como las plantas.

Horizonte 0: Lecho. Capa superficial donde se encuentra Ia materia organi-ca parcialmente descompuesta, como a hojarasca y restos de animales.

Horizonte A0 -1: Humus. En este hori-zonte se encuentra Ia materia orgtmica completamente descompuesta.

Horizonte A2: Zona de lavado o eluvial, (sometida a lavado sucesivo por acci6n de Ia lluvia).

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Horizonte B: Zona enriquecida o iluvial, acumulaci6n de sustancias por el lava-do del horizonte A2 Tambien se deno-mina subsuelo.

Horizonte C. Material originario, este horizonte puede ser de tamafio vari-able, dependiendo del suelo y de su proceso de formaci6n.

Lecho rocoso, se encontrara a distancia variable de Ia superficie dependiendo del suelo y de su proceso de formaci6n.

Figura 2. Perfil del suelo. Cuando se cultiva un suelo que no ha sido manejado antes y que conserva Ia vegetaci6n origi-nal, los horizontes superiores son los que forman Ia parte del suelo arable. El arado destruye el orden los horizontes originales del suelo. Dependiendo del grosor de cada horizonte, Ia capa arable estara compuesta por parte del horizonte A (cuando es muy profundo), todo el horizonte A o el horizonte A y el B. Con algunas practicas agricolas, las tierras cultivadas se erosionan alterando mas los horizontes del suelo, ocasionando que Ia capa superficial vaya desapareciendo y con ello los nutrientes asi como el soporte para las plantas.

Es muy importante conservar el suelo para mantener Ia productividad, pues cuando Ia capa superior se pierde hay menor retenci6n de agua y las rafces ya no tienen soporte, se pierde Ia materia organica, el nitr6geno, el f6sforo y otros elementos y nutrientes. El suelo que queda se endurece y las rafces no pueden entrar mas profundamente, lo que les impide tomar mas recursos. El resultado final es un rendimiento sumamente bajo. (Ver figura 3).

Para evitar que el suelo se elimine, se debe mantener vegetaci6n en el, usando arboles o cultivos perennes, con rotaci6n de cultivos o bien, dejando residuos de Ia cosecha anterior, el objetivo es que siempre haya una cobertura vegetal en el suelo agricola.

La rotaci6n de cultivos, ademas de conservar el suelo tiene otras ventajas: permite un manejo integral de plagas, pues se rompen los ciclos de vida de los pat6genos y plagas que afectan los cultivos.

A. Endurecimiento del suelo El endurecimiento del suelo es una forma de degradaci6n con-siderada grave, y ocurre generalmente debajo de Ia superficie. A diferencia de Ia salinizaci6n y Ia erosi6n no es visible a simple vista. Con el endurecimiento del suelo, se va perdiendo Ia capa superficial y se forma una capa dura que las rafces no pueden penetrar, es entonces cuando se puede ver que el enraizamien-to comienza a ser deficiente, y esto se vera reflejado en plantas de menor tamai'lo, pues cada vez habra una menor cantidad de nutrientes que puedan tomar. El endurecimiento del suelo es un problema mundial causado por practicas de agricultura convencional, es reversible y previsible y por tanto se pueden tomar medidas para evitarlo.

B. Erosi6n La erosi6n ocasiona que se pierda Ia capa de suelo superfi-cial, por lo que se pierde el suelo que puede sembrarse. Es causada por lluvias torrenciales y Ia pendiente prolongada. Se hace mas grave cuando no hay vegetaci6n, por deforestaci6n o en suelos agrfcolas por Ia ausencia de cobertura.

C. Salinizaci6n El exceso de sales origina que las plantas no puedan crecer en el suelo. Es ocasionada por diferentes factores que pueden ser natu-rales o provocados por el hombre. Entre los factores naturales se encuentran: una pelfcula de agua que circula sobre Ia superficie y arrastra el suelo, invasi6n de agua marina (aunque es raro), agua que sube del subsuelo y lleva consigo sales, un drenaje deficiente del suelo que origina acumulaci6n de sales. Las actividades hu-manas que originan salinizaci6n son los fertilizantes qufmicos y el riego con agua alta en sales.

Figura 3. Procesos de degradacion del suelo. Existen diferentes procesos de degradacion del suelo, en esta figura s

e muestra el endurecimiento, Ia erosion y Ia salinizaci6n.

Lo Agriculturo debe conservor los suelos y montener los sistemas que copton oguo, como los bosques y selvos, poro que

sea uno octividod que puedo reolizorse por un tiempo largo con beneficios poro el ogricultor durante todo ese tiempo.

cuadra 1. Degradacion del suelo en Mexico

De acuerdo a Ia Secreta ria del Medio Ambiente y Recursos Naturales, SEMARNAT, en el 2002, aproximadamente el 45% del suelo en Mexico presenta muestras aparentes de degradaci6n, las principales causas son:

- Agricultura 17.5% - Deforestaci6n (perdida de Ia cobertura

vegetal original como bosques y selvas) 7.4% - Urbanizaci6n (construed on

de ciudades, carreteras) 1.5% - Actividades industriales 0.5%

cuadra 2. Deforestacion en Mexico

En Mexico se pierde cada vez mas Ia cobertura vegetal (deforestation ),los bosques y selvas, vi tales para el mantenimiento de Ia vida y para Ia captati6n de agua (ticlo del agua).

De acuerdo a Ia SEMARNAT, en el 2002, las causas de Ia deforestation son los incendios forestales, que se originan por:

Actividades agropecuarias 48% lntencionalmente 17% Fogatas 16% Fumadores 8% Actividades silvfcolas (cuidado de cerros y montes, producci6n forestal) 3% Derechos de via 1 Ofo Otras actividades productivas 1 Ofo