LAS BASES DE LA FERTILIZACION ORGÁNICA Curso internacional sobre fertilización de caña TECNICAÑA CIAT Cali Colombia - Septiembre 2010

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1 PC26-C44 LAS BASES DE LA FERTILIZACION ORGÁNICA Curso internacional sobre fertilización de caña TECNICAÑA CIAT Cali Colombia - Septiembre 2010 Por Philippe Conil (*) Ing. agrónomo, U. de Bruselas, 1981 INTRODUCCION: La fertilización orgánica ha sido la manera tradicional y casi exclusiva de fertilizar durante siglos, hasta el Siglo 20. La efectividad de la fertilización orgánica de los cultivos es conocida de casi todos los pequeños agricultores, aunque sus bases teóricas son poco conocidas por los profesionales del ramo pues son raramente enseñadas en las Universidades y Escuelas agrícolas. En algunos casos, y en particular para las fincas grandes y las plantaciones agroindustriales, la facilidad logística que generó la fertilización química (relativamente reciente en la historia de la agricultura) ha hecho olvidar las bases mismas de la agricultura. El sector de la caña en América Latina volvió a descubrir en estos últimos 10 a 20 años el concepto y el valor de la fertilización orgánica. El sector de la palma lo está empezando a re-descubrir desde el incremento de los precios del petróleo en el años 2006 y también en parte debido a los avances conceptuales que está aportando la Mesa de trabajo sobre palma sostenible, RSPO (Roundtable on Sustainable Palm Oil). (*) Director de BIOTEC INTERNATIONAL SC (Bélgica). Presidente de la Fundación Pro-Orgánica (Colombia).

2 LAS BASES DE LA NUTRICION VEGETAL: LAS 4 FUENTES DE NUTRICION DE LAS PLANTAS DB16-C49 Abril-2009 Abonos orgánicos con los sub-productos y estiércoles de la finca Residuos de Cosecha Azotobacteres 3. Nitrógeno de Aire Leguminosas 4. Fertilizantes Orgánicos ó minerales comprados, solubles ó insolubles 1. Restituciones orgánicas de la plantación, fuente de humus y de sustancias nutritivas orgánicas y minerales. Descomposición Rhizosfera: Intermediario microbiano entre las raíces y los elementos orgánicos y minerales del suelo. Ca Ca Ca NH4 K K Reserva INTERCAMBIABLE Fijada sobre el complejo arcillo-humico Mg Na 2.Reserva del suelo Reserva INSOLUBLE del suelo, progresivamente atacada por la actividad biológica de los microorganismos y de las raíces. PC27-C08 (Abril 29-09) 7 HAY UNA MAYOR EFICACIA DE LA FERTILIZACIÓN ORGÁNICA VERSUS LA FERTILIZACION QUIMICA POR KILO DE NUTRIENTES APLICADO DB16-C49 Abril UNIDADES (N,P,K) EN FORMA ORGANICA MISMO INCREMENTO DE RENDIMIENTO 200 UNIDADES (N,P,K) EN FORMA MINERAL Fuerte estimulación de las bacterias del suelo fijadoras de Nitrógeno Fuerte movilización de las reservas orgánicas y minerales del suelo. Perdidas por lixiviación bajas ó nulas Aporte simultaneo de micronutrientes y de micro-sustancias orgánicas asimilables Alimentación más equilibrada -> mejor resistencia al parasitismo Alimentación paulatina Alimentación instantánea Baja estimulación de las bacterias del suelo fijadoras de Nitrógeno Baja movilización de las reservas Orgánicas y minerales del suelo. Altas perdidas por lixiviación sobre todo N y K No aporta micro-nutrientes Alimentación menos equilibrada -> PC27-C08 (Abril 29-09) mayor sensibilidad al parasitismo 8

3 EL CASO DE LA CAÑA La caña de azúcar es uno de los cultivos de mayor productividad en el planeta (zona tropical, C4). Los rendimientos medios en el mundo son del orden de 80 toneladas por hectárea por año, aunque regiones como el Valle del Cauca en Colombia logran rendimientos medios de 120 toneladas por hectárea como promedio de las cinco cosechas de la misma cepa. Este rendimiento se refiere solo a la caña cosechada, y no incluye el rendimiento en raíces, hojas y cogollo, que se dejan de cosechar, y se dejan en el terreno. Al quemar hojas y cogollo se pierde la materia orgánica, el Nitrógeno y parte de los nutrientes. Al cosechar la caña en verde se puede devolver esta materia orgánica al suelo. De las exportaciones de N,P,K del suelo por la cosecha de la caña, no hay parte alguna que se exporte a través del azúcar, producto final del Ingenio. Estos nutrientes se encuentran en el bagazo, en la cachaza, en la melaza, y en pequeña parte en los efluentes. A menos de quemar un producto o sub-producto (es el caso del bagazo), los nutrientes pueden ser recuperados y devueltos al suelo. Es fácil en el caso de la cachaza (aplicación agrícola directa o mediante compostaje), pero casi imposible en el caso de la melaza si es vendida como alimento animal. Si la melaza es materia prima de una destilería de alcohol (que genera un producto el bioetanol compuesto de C H O, si exportación de nutrientes) se vuelva nuevamente factible, aunque prácticamente complejo (aplicación de las vinazas sobre los cultivos por ferti-irrigación, como es práctica común en Brasil). Los efluentes son también recuperables: no hay razón de verter agua con materia orgánica y nutrientes al río, aún después de tratamiento para cumplir con las normas ambientales, cuando estos efluentes son valiosos para el cultivo, por mucho que su aplicación no sea siempre sencilla. Un efluente es agua con materia orgánica y con nutrientes (macro y micro). Tiene valor para el agricultor. EL CASO DE LA PALMA Al igual que en el caso del cultivo de la caña, el producto principal vendido (aceite) solo exporta carbono, oxígeno e hidrógeno. Las hojas y las raíces se quedan en el suelo y devuelven sus nutrientes. La fruta (aprox. 20 toneladas por hectárea por año) es procesada y genera no solo aceite sino varios sub-productos que contienen los nutrientes exportados por la fruta: fibra, cascarilla, raquis y efluentes. Al igual que el bagazo de caña las fibras y la cascarilla son quemadas en caldera y se pierde gran parte de los nutrientes, aunque se logre recuperar la ceniza. Pero el raquis es fácil de recuperar, al igual que la cachaza de los Ingenios, y los efluentes, de alta concentración en materia orgánica, son fertilizantes valiosos. Una extractora que muele toneladas de fruto al año, producto de una plantación de hectáreas, produce con su raquis fertilizante para hectáreas, y con sus efluentes (después de tratamiento) fertilizante para hectáreas adicionales.

4 EL CASO DE TODOS LOS CULTIVOS Todos los cultivos cuyo producto final contenga (N,P,K) termina en el estómago de algún animal o hombre, que devuelve en algún momento estos nutrientes en sus deyecciones y cuerpos. De lograr recolectar estas deyecciones, procesarlas y devolverlas al suelo, en forma homogénea, la fertilización química no tendría mucha razón de ser, mas aún que la devolución del material exportado, además de (N,P,K) devuelve los demás macro y micro-nutrientes que han sido exportados por los cultivos, y aporta un material orgánico que mejora las propiedades físicas y biológicas del suelo, e incrementa la resistencia de los cultivos al parasitismo. Estas devoluciones al suelo eran comunes y fáciles cuando los seres humanos vivían en forma dispersa en la superficie del planeta. Es nuestra incapacidad de manejar, procesar y devolver a gran escala los residuos de la actividad humana que genera por un lado la contaminación y por otro lado la necesidad de la fertilización química de los cultivos. El arte de la ingeniería agrícola es adecuar los residuos y efluentes, transportarlos y aplicarlos sobre los cultivos al menor costo, y en todo caso a costos inferiores a los costos de compra y aplicación de los fertilizantes químicos. Era una tarea bastante difícil a finales del siglo 20 con los bajos precios del petróleo y de las materias primas, pero es totalmente factible desde el año 2005, desde el re-ajuste de los precios del petróleo y de los fertilizantes químicos. DE RESIDUO A FERTILIZANTE ORGANICO No todo sub-producto orgánico puede ser considerado como un fertilizante orgánico. Algunos tienen una relación C/N tan alta (cascarillas, virutas) que solo actúan de enmienda del suelo. Algunos al ser crudos (cachaza, estiércol de ganado) requieren Nitrógeno del suelo para poder descomponerse y generan un hambre de Nitrogeno y efecto depresivo inicial sobre el rendimiento. Algunos no pueden o no deberían ser aplicados por razones higiénicas (aguas residuales urbanas), de olores (gallinaza), y de efecto negativo sobre el cultivo (efluente crudo de palma). Las primeras condiciones exigidas de un fertilizante orgánico es su practicidad, efectividad y ausencia de efectos negativos. Estas condiciones son casi imposibles de llenar a gran escala con materias orgánicas crudas, con excepción de los subproductos del cultivo (raíces, hojas, tallos, ) que se puedan dejar en el terreno. El procesamiento del material orgánico (descomposición previa) se vuelve una necesidad. El procesamiento se hace de varias maneras, según el tipo de residuo. Unos mediante descomposición aerobia (compostaje, aireación), otros mediante descomposición anaerobia (biodigestión; producción de biogás) FERTILIZANTE ORGÁNICO: LA MEDICION DE SU VALOR Esta ponencia se dedica a explicar de qué forma logramos como agricultores cuantificar el valor fertilizante de un abono orgánico. De esta manera se determinan las cantidades a aplicar y el valor máximo que puede tener el producto para que su aplicación sea mas provechosa que la de un fertilizante químico tradicional.

5 Tomamos dos estudios de casos: 1. Residuo seco: la cachaza 2. Residuo líquido: efluente de extractoras de aceite de palma CASO 1: CACHAZA DE INGENIO AZUCARERO: 1. Composición típica (N.B. en Colombia la composición es un poco menor por tener la cachaza mayor concentración de tierra): N: 1,4% de la MS = 4 kilos por tonelada de cachaza P2O5: 2,6% de la MS = 7.8 kilos por T K2O: 0,35% de la MS = 1 kilo por T 2. Valor comercial de los nutrientes (N,P,K) (variable según la región y el añodebe incluir el costo del transporte hasta el cultivo y de la aplicación) N : 1 US$/kg P2O5: 1,2 US$/kg K2O: 1,2 US$/kg 3. Valor (N,P,K) de la cachaza: 12,8 US$/T 4. Valor fertilizante total de la cachaza: aprox. 17 US$/T (incluye los demás macro y micro-nutrientes, así como el valor de la materia orgánica) El cálculo del valor total de un fertilizante orgánico puede hacerse de varias maneras. La que utilizamos consiste en medir por una parte la cantidad de fertilizantes químicos economizados, y por otra parte cuantificar los incrementos de rendimiento obtenidos. Ejemplo: 5 T de caña adicional por hectárea por año (a 18 US$/T), con la aplicación de 40 T de cachaza/ha-año, le sumaría 2,25 US$/T a la economía de fertilizantes químicos que permite lograr. Este método no incorpora la noción de mejoramiento de la resistencia al parasitismo (economía de plaguicidas) ni la noción de sostenibilidad del cultivo (y de la agricultura en este sitio) a largo plazo. Para estas consideraciones, que deben ser tenido en cuenta y medidas o evaluadas, nos limitamos en una primera aproximación a considerar un factor de 10% de valor adicional comparado con el valor (N,P,K) CASO 2: EFLUENTE DE PALMA: 1. Composición típica: N: 630 mg/l (= 1,1 % DQO), o sea 0,643 kilos de N por m3 P2O5: 340mg/L (= 0,55 % DQO), o sea 0,34 kilos de P2O5 por m3 K2O: 1.680mg/L (= 2,8% DQO), o sea 1,68 kilo de K2O por m3 2. Valor comercial de los nutrientes (N,P.K): (variable según la región y el añodebe incluir el costo del transporte hasta el cultivo y de la aplicación) N : 1 US$/kg P2O5: 1,2 US$/kg K2O: 1,2 US$/kg

6 3. Valor de cada nutriente en un metro cúbico de efluente: N: 0,63 US$ P2O5: 0,4 US$ K2O: 2 US$ Total NPK: 3,03 US$ 4. Valor total de un metro cúbico (incluyendo los demás macro y micro- nutrientes y la materia orgánica) Se estima en este caso a 150% del valor de los solos nutrientes (N,P,K), o sea a 4,5 US$/m3 ESTUDIO DE CASO: se presentará el caso de aplicación sobre 200 hectáreas de palma de unos efluentes de palma tratados en biodigestores: Forma de procesamiento, forma de aplicación (ferti-irrigación), metodología de aplicación y de seguimiento. CONCLUSIONES: Regresar al concepto madre de la fertilización con los sub-productos de los cultivos, de la agro-industria y de las ciudades implica un alto nivel de tecnología (procesamiento, transporte, aplicación al campo), incluyendo ingeniería agrícola, para lograr esta fertilización en forma práctica y a costos competitivos con la fertilización química tradicional. Esta fertilización es efectiva, y permite re-diseñar la agricultura sobre nuevas bases más sostenibles. Ya abundan los casos prácticos, algunos de los cuales se presentan en esta ponencia. La falta de estas herramientas conceptuales y tecnológicas hasta inicios de este siglo ha generado el problema moderno de la contaminación orgánica, que nació hace unos pocos siglos con la concentración de las poblaciones en las ciudades y con la industrialización. El planeta no tenía previamente dificultad alguna en reciclar la materia orgánica generada en forma dispersa sobre su superficie (bosques). A escala local un agricultor puede calcular relativamente fácilmente el valor de cualquier fertilizante orgánico, deducirle su costo de aplicación, y evaluar en consecuencia su pertinencia para la fertilización de una finca.

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