PRODUCCIÓN ORGÁNICA DE AGUACATE: MANEJO SUSTENTABLE DEL SUELO

Transcripción

1 . PRODUCCIÓN ORGÁNICA DE AGUACATE: MANEJO SUSTENTABLE DEL SUELO

2 CONTENIDO Página Prólogo 3 Introducción 5 1. Antecedentes 6 2. El suelo Indicadores de calidad del suelo Indicadores químicos Nitrógeno mineral Humedad del suelo ph del suelo Conductividad eléctrica Capacidad de intercambio catiónico Bases intercambiables Contenido de calcio, potasio y magnesio Indicadores físicos Densidad aparente Estructura del suelo Distribución del tamaño de agregados Coeficiente de estructuración Estado estructural del suelo Indicadores biológicos Respiración del suelo El árbol de aguacate Dinámica nutrimental Nitrógeno en la planta y fruto de aguacate Contenido de clorofila en hojas 60 1

3 Página 3.4. Sincronización entre la demanda de nitrógeno por el cultivo de 63 aguacate y el suministro de nitrógeno del suelo 4. El fruto de aguacate Rendimiento Indicadores de calidad del fruto Conclusiones Literatura citada 74 2

4 PROLOGO La producción orgánica de aguacate ha adquirido gran importancia en los últimos años, debido a la demanda creciente de los consumidores americanos y europeos por éste tipo de productos agrícolas. Sin embargo, pocos estudios se han realizado con el objeto de entender los procesos biológicos, químicos y físicos que ocurren en el suelo de los huertos de aguacate donde se lleva a cabo un manejo orgánico. El presente documento no es un manual para la producción orgánica de aguacate, sino el resultado de investigaciones realizadas en suelos de huertos de aguacate con manejo orgánico y manejo convencional, además de suelos en un bosque inalterado, para establecer el impacto de dichos sistemas de producción en el ambiente edáfico. Las investigaciones son el resultado del proyecto: Indicadores de calidad del suelo, estado nutrimental y calidad de frutos de aguacate cv. Hass en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado, apoyado por la Fundación Produce Michoacán, A.C. También, se externa un profundo agradecimiento al Sr. Armando Cruz Guillén, productor cooperante, quien mostró siempre apertura y entusiasmo para transferir los conocimientos generados en dicho proyecto. De tal manera que los resultados aquí expuestos podrán ayudar a establecer estrategias de un manejo sustentable del recurso suelo en el cultivo de aguacate, evitando la aplicación excesiva de agroquímicos habituales y sincronizando los requerimientos nutrimentales de acuerdo a la etapa fenológica en la cual el cultivo lo requiere, para conseguir el equilibrio entre los requerimientos del cultivo y la oportuna aplicación de insumos en lugar y tiempo adecuados. 3

5 DEDICATORIA A la memoria del hombre del sueño arrebatado. Descansa en paz hermano. 4

6 Introducción. La conservación de suelos representa junto con la mano de obra familiar, los recursos de producción más importantes con que cuenta el pequeño productor. El recurso suelo se vuelve sensiblemente más importante en la producción orgánica porque en su manejo ya no se le considera como únicamente materia, sino por el contrario, se trata de un organismo vivo y requiere por tanto, todos los cuidados y consideraciones necesarias para su utilización desde un punto de vista sostenible. Es necesario además, considerar dos factores adicionales que influyen directamente en el uso sostenible de los suelos. Por un lado tenemos que una gran parte de la región aguacatera del estado de Michoacán está representada por condiciones de suelo en ladera, las que en algunos casos son de topografía muy irregular y por otro lado, las altas intensidades de lluvia que se registran en la mayor parte de dicha región. Es así como en diferentes municipios del estado de Michoacán se han registrado tasas de erosión muy altas. Estas pérdidas lógicamente llevan implícitas grandes pérdidas de nutrientes que debieron ser repuestas en los sistemas de producción. Estos aspectos antes expuestos hacen necesario referirse a la importancia de conservar los suelos como punto de partida en la producción orgánica. En este contexto, en el presente documento se analizan los procesos físicos, químicos y biológicos en los suelos desde su enfoque convencional, así como su enfoque conservacionista u orgánico, esto es, basado en una estrategia en donde la cobertura misma del suelo es el factor más importante. 5

7 1. Antecedentes A fines del siglo XIX e inicios del XX los descubrimientos científicos y cambios tecnológicos (fertilizantes químicos, mejoramiento genético vegetal y motores de combustión) posibilitaron el inicio de una revolución agrícola, que consolidó el patrón productivo químico, motomecánico y genético. Este patrón, luego denominado agricultura convencional se intensifica a partir de la Segunda Guerra Mundial. Con la Revolución Verde en la década de los 70 s, la agricultura que ya era convencional en el Primer Mundo, se difundió en los países subdesarrollados con el fin de eliminar el hambre del mundo mediante "paquetes tecnológicos" basados en el empleo de energía fósil e insumos industriales. La producción agrícola total creció aceleradamente pero a fines de los 80 s el optimismo por el aumento de producción fue cediendo frente a una serie de preocupaciones relacionadas a problemas socioeconómicos y ambientales. La destrucción de bosques, pérdida de biodiversidad, erosión de suelos y contaminación de recursos naturales y alimentos se volvieron consecuencias casi inherentes al proceso modernizador. En el mismo momento (a principios de siglo XX) en que se consolidaba el patrón dominante, una minoría de investigadores y grupos aislados de productores recorría otros caminos basados en la valorización del potencial biológico y la fertilización orgánica de los suelos. Estos "disidentes" dieron origen en las décadas de los años 20 s y 30 s a movimientos como el biodinámico, orgánico y biológico en Europa y a la agricultura natural del Japón. Durante décadas, estos grupos se mantuvieron al margen y hostilizados por los círculos agrícolas mayoritarios. Según una definición del USDA de 1984, la agricultura orgánica es un sistema de producción que evita o excluye ampliamente el uso de fertilizantes, pesticidas, reguladores del crecimiento y aditivos para la alimentación animal elaborados sintéticamente. Se basa en la rotación de cultivos, utilización de 6

8 estiércol, leguminosas, abonos verdes, residuos orgánicos externos al predio, cultivo mecánico, minerales naturales y aspectos de control biológico de plagas para mantener la estructura y productividad del suelo, proveer nutrientes para las plantas y controlar insectos, malezas y otras plagas. En los años 60 s estas vertientes "rebeldes" se fortalecieron, el clima de intenso debate en los EE.UU. sobre los efectos de los agrotóxicos, a raíz del libro de Rachel Carson (Primavera Silenciosa, 1960), en un ambiente contestatario que ponía en jaque valores de la sociedad moderna, favorece su consideración no sólo en los círculos científicos sino a nivel de los medios de comunicación y opinión pública. El conjunto de estas propuestas que se define como agricultura alternativa pasó a denominar a la agricultura dominante como "convencional". En 1989 el Consejo Nacional de Investigaciones (NRC) de EE.UU. publica un informe sobre agricultura alternativa que se convierte en uno de los principales reconocimientos del sistema oficial norteamericano a estas tendencias, hasta el momento catalogadas como retrógradas, fuera de la realidad y defensoras de una vuelta romántica al pasado. En el se concluye que en los EE.UU. los sistemas alternativos podrían mejorar la eficiencia de los sistemas productivos disminuyendo los impactos sobre el ambiente. Incluso a nivel económico (considerado uno de sus puntos débiles) el NRC afirmó que los sistemas alternativos podían reducir los costos de producción y ser tan rentables como los convencionales. A pesar del avance en la legitimidad y curiosidad de los medios académicos, los sistemas alternativos son hoy marginales en relación a las prácticas convencionales. Eso no impide que en EE.UU., por ejemplo, el mercado de lo orgánico llegó en 1995 a los millones de dólares y que esté creciendo desde hace seis años en tasas mayores al 20%. Según el USDA la cantidad de productores orgánicos y la superficie se ha triplicado en los últimos años. 7

9 Quintero (2000) menciona que México es uno de los países que forman parte de los centros de origen de la agricultura, ya que en Mesoamérica se inició como resultado de la domesticación y el uso de algunas especies, por lo que los conocimientos acumulados en ese campo son cuantiosos y deben ser valorados y estudiados antes de que sean desechados, ya que su origen está ligado a las condiciones ambientales que privan en todas las regiones del país, esto hace diferente a la agricultura mexicana de la del resto del mundo. La superioridad de la tecnología agrícola con respecto a la precolombina es relativa e hizo falta conocer las características de la nueva tecnología y de la autóctona, considerando la visión original, este error que vuelve a repetirse al paso de los años cuando se intenta que los productores sean adaptadores de las tecnologías existentes en diferentes partes del mundo, obligándolos a abandonar sus tecnologías propias, hecho que incrementa la confusión y el deterioro ambiental, ya que iniciamos la utilización de tecnologías desconocidas hasta por sus creadores como son las basadas en el uso de agroquímicos o productos químicos de síntesis que solo han generado que zonas consideradas excelentes para los cultivos agrícolas se conviertan en lugares peligrosos hasta para la propia vida. En la actualidad, menciona dicho autor, que los adelantos científicos han concluido que la mayor parte de los insumos de síntesis química sólo han propiciado erosiones y contaminación de los suelos, disminución de la biodiversidad genética, vulnerabilidad de los cultivos a los insectos, fomento de monocultivo y reducción de los alimentos disponibles, empobreciendo grandes masas de campesinos e incrementando los conflictos sociales en el campo y la ciudad. Como una alternativa en nuestro país surge la agricultura orgánica, la cual retoma conocimientos prehispánicos y progresos científicos de todas las disciplinas agronómicas, donde se excluye por sus resultados e impactos negativos a los insumos de síntesis química, así como por la alta dependencia tecnológica que representa ya que consideramos que lo más importante es 8

10 lograr una producción sostenida, de buena calidad y que se ajuste a las condiciones ambientales y cosmobiológicas de nuestro país. En este tenor, Quintero (2000) sugiere que la agricultura orgánica es la más viable para los agricultores mexicanos considerando que aproximadamente son el 90% los que no han adoptado tecnologías del extranjero y mantienen la suya, estos son los que adoptan con más facilidad la agricultura orgánica, ya que han sido los más reacios a aceptar los cambios impuestos por los diversos programas oficiales del país quienes han logrado producir alimentos limpios y libres de residuos químicos que en los países más avanzados del mundo se han cotizado con un alto precio. En el año de 1995 surge el primer predio certificado por IMO, el cual se mantiene en 1996, hasta que en el año de 1997 se certifican ocho huertos por IMO (57%) y QAI (43%) las cuales suman 304 hectáreas, con una producción de 395 toneladas, superficie que en el año de 1998 se incrementó más de 700 hectáreas con 10,000 toneladas estimadas de fruta, con un ciclo productivo que abarca los 12 meses del año revisados por los certificadores de IMO el 50% y el resto por SOIL y QAI. Los principales problemas que se han presentado en la producción orgánica de aguacate son su comercialización como producto orgánico, aunado al ataque de plagas como araña roja, trips, chicharrita, mosca blanca y gusanos defoliadores, así como los problemas de enfermedades, tales como la roña, viruela y antracnosis, los cuales se mantienen bajo control con extractos de plantas, aceites vegetales y minerales. La nutrición se ha resuelto con la proliferación de empresas composferal y fábricas de biofertilizantes. En Estados Unidos las empresas que han adicionado valor a su producto a través de la certificación orgánica han recibido importantes sobreprecios. El sobreprecio promedio del aguacate a lo largo de la cadena de comercialización alcanza el 90%, con un mínimo de un 64% a nivel del productor y un máximo de 140% a nivel de mayorista. La diferencia se 9

11 hace mayor conforme aumenta la cercanía al consumidor. Mayoristas y minoristas presentan los mayores sobreprecios y márgenes de ganancia de toda la cadena de comercialización con porcentajes superiores al 100%. En la Unión Europea los sobreprecios del aguacate orgánico con respecto al convencional son bastante significativos. El sobreprecio promedio a lo largo de la cadena de comercialización alcanza el 60% con un incremento de entre 300 a 400% desde que sale del huerto, hasta que llega al consumidor. Un estudio revela que los sobreprecios pagados por las empresas europeas son inferiores a los pagados por las empresas estadounidenses. Este hecho, unido a los menores márgenes de ganancia de los mayoristas son una clara señal de la madurez que comienza a alcanzar el mercado europeo para productos orgánicos. El mercado Europeo continúa creciendo a tasas cercanas del 5 a 10%. A pesar de que ya cuenta con una importante oferta de aguacate orgánico, todavía existe una creciente demanda insatisfecha, lo cual implica que los precios continuarán siendo favorables en el mediano plazo. 10

12 2. El suelo En la región aguacatera del estado de Michoacán, la mayoría de los suelos que la integran se han clasificado como Andisoles. Los Andisoles son suelos que presentan propiedades ándicas resultantes de la presencia de cantidades significativas de materiales amorfos, los cuales consisten de minerales de un orden de rango corto como el alófano, imogolita, ferrihidrita, complejos de aluminio humus o cantidades específicas de vidrio volcánico (Parfitt y Clayden, 1991; Soil Survey Staff, 1999). Estos suelos se forman durante el intemperismo de tefras y materiales con vidrio volcánico (Soil Survey Staff, 1999), presentan un horizonte A oscuro de gran espesor, son friables, con alto contenido de materia orgánica (Foto 1), tienen baja densidad aparente y alta capacidad de retención de agua (Ishizuka y Black, 1977). En la Meseta Tarasca se han identificado a los suelos de Ando desde los años 60 s (Aguilera, 1961; Cervantes, 1965; Guajardo, 1967). En un estudio de suelos reciente, en dicha región, Alcalá y colaboradores (2002)encontraron que la relación precipitación/temperatura de 63.3 y la isoyeta de 1060 determinaron la distribución de los suelos en los regímenes de humedad údico y ústico. Con la taxonomía de los suelos se identificaron suelos del tipo Andisols, los cuales se subdividieron en Vitrands, Ustands y Udands en donde influyó el régimen de humedad del suelo y el material parental. A nivel Suborden presentan características diferentes que son de importancia en su manejo o transferencia. El limo es la fracción dominante en la textura de los Andisoles (Fitz-Patrick, 1993). Sin embargo, la fracción mineral dominante en los suelos de Timaba, Uruapana es la arena como se aprecia en el Cuadro 1. 11

13 Cuadro 1. Textura de los perfiles en los tres sitios de muestreo en Tiamba, Uruapan, Michoacán (2003). Sitio de muestreo Profundidad (cm) Arcilla (%) Limo (%) Arena (%) Textura (Bouyoucos) Bosque Franco Arenoso Franco Arenoso Franco Arenoso Franco Arenoso Franco Arenoso > Franco Arenoso Convencional Arena Franca Franco Arenoso Franco Arenoso Arena Franca Franco Franco Arenoso Franco Arenoso Orgánico Arena Franca Franco Arenoso Franco Arenoso Franco Arenoso Franco Arenoso Franco Arenoso Arena Franca 12

14 La coloración del suelo es de café a café rojiza; su textura es franca o franca arenosa; el contenido de materia orgánica es alto y varía de 2.5 a 5.2; su CIC es de 33 a 63 me/100g, considerada alta (Gallegos, 1983). Se ha observado que en suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles), existe una alta acumulación de materia orgánica en la capa superficial; sin embargo, la disponibilidad de nitrógeno en estos suelos es muy baja (Pérez, 1988). Algunos autores consideran que estos suelos debido a su origen y condiciones climáticas, poseen características especiales que le confieren un buena mineralización de nitrógeno orgánico (Broadbent, 1964 citado por Pérez, 1988). En el Cuadro 2 se observa que en cuanto al contenido de materia orgánica los tres sitios de muestreo son extremadamente ricos. El ph es en general, ácido (INPOFOS, 1997). Cassman y Munns (1980), descubrieron que cuando aumentaba la profundidad de suelo el contenido de nitratos disminuía, el amonio permanecía uniforme y el ph del suelo aumentaba ligeramente. Bajos contenidos de humedad a través del perfil del suelo retarda la mineralización en sistemas de labranza cero como resultado de la baja actividad microbiana (Salazar et al.,1998). El nitrato es altamente móvil y se desplaza libremente en el agua del suelo. Cuando llueve abundantemente se mueve hacia abajo en el perfil del suelo con el exceso de agua. Gran parte de los NO - 3 pueden escurrirse por el perfil del suelo. Esto sucede más en los suelos arenosos profundos que en los suelos de textura fina con un drenaje moderado (INPOFOS, 1997; Llanos, 1984). En el Cuadro 2 se observa que en los tres sitios de muestreo a través de las diferentes profundidades del perfil, los NO - 3 son arrastrados fuera del alcance de 13

15 Cuadro 2. Análisis de los perfiles realizados en los sitios de muestreo en Tiamba, Uruapan, Michoacán (2003). Sitio de muestreo Profundidad (cm) ph (1: 2) CE (ds m -1 ) CO (%) MO % Hum. % NH4 + mg kg -1 NO3 - mg kg -1 Bosque > Convencional Orgánico CE = Conductividad Eléctrica; MO = Materia Orgánica; Hum. = Humedad 14

16 las raíces de las plantas (0-40 cm), a pesar de ser un suelo de textura fina. Es decir hay una marcada pérdida por lixiviación, siendo más alta en el huerto con manejo integrado que en el huerto con manejo orgánico y en el bosque. La importancia de los NO - 3 es por su lixiviación y la contaminación de aguas subterráneas. El hecho es sorprendente cuando la concentración de NO - 3 bajo sistemas de manejo de agricultura intensiva es menos de 25 mg L -1 de agua comparados con concentraciones básicas mayores de 1 mg L -1 bajo bosques nativos (Martens, 2001). El Cuadro 2 muestra que el bosque tiene menor contenido de nitratos en su capa inferior que los huertos. Los altos niveles de NO - 3 y las grandes diferencias entre altos y bajos contenidos de nitrógeno en los suelos generalmente ocurre en el horizonte superior, el cual típicamente tiene una alta actividad microbiana y tiende a disminuir con la profundidad (Miegroet y Johson, 1993). Una razón por la baja lixiviación en suelos de coníferas es debido a que son predominantemente ácidos y posiblemente la nitrificación sea más lenta que en sistemas agrícolas o huertos de aguacate con aplicaciones de fertilizantes (Follett, 1989). Con el objeto de evaluar los indicadores químicos, físicos y biológicos de calidad del suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico y manejo integrado, así como en un ecosistema natural (bosque) se realizaron periódicamente muestreos de suelo a dos profundidades ( 0-20 y cm). Para tal efecto, se colectaron 20 muestras compuestas por muestreo en dichos sitios durante dos años, en las cuales se midieron e identificaron los indicadores de calidad del suelo que mayor impacto tienen en la producción de aguacate producido convencional y orgánicamente. Los resultados se discuten a continuación. 15

17 2.1. Indicadores de calidad del suelo La calidad del suelo, es definida simplemente como la capacidad de funcionar de un tipo específico de suelo. En general, ésta es evaluada midiendo un grupo mínimo de datos de propiedades del suelo para estimar la capacidad del suelo de realizar funciones básicas por ejemplo, mantener la productividad, regular y separar agua y flujo de solutos, filtrar y amortiguar contra contaminantes y almacenar y reciclar nutrientes. Foto 1. Perfil del suelo en un huerto orgánico (Uruapan, Mich.) La calidad del suelo abarca algunos indicadores físicos, químicos y biológicos del suelo y sus interacciones. Por esto, para captar la naturaleza holística de la calidad, o salud del suelo deberán ser determinados todos los parámetros señalados. Sin embargo, no todos los parámetros tienen la misma relevancia para todos los suelos, o situaciones. Un grupo mínimo de propiedades del suelo, o indicadores, de cada uno de los tres componentes del suelo son seleccionados sobre la base de su aptitud para indicar la capacidad del suelo para funcionar en usos y climas determinados. Existen dos formas básicas para evaluar la calidad del suelo: 16

18 1. Hacer mediciones periódicamente para monitorear cambios o tendencias en la calidad del suelo. 2. Comparar los valores medidos con los de una condición del suelo estándar o de referencia. De tal manera que al emplear las dos formas de evaluar la calidad del suelo se puede realizar lo siguiente: a. Comparaciones entre distintos sistemas de manejo para determinar sus respectivos efectos sobre la calidad del suelo, como fue el caso en nuestro estudio. b. Mediciones en un mismo lote a lo largo del tiempo para monitorear las tendencias de la calidad del suelo, determinadas por el uso y manejo del suelo. c. Comparación de áreas problema dentro de un predio, con áreas sin problemas. d. Comparación de valores medidos con condiciones edáficas de referencia o con el ecosistema natural Indicadores químicos Nitrógeno mineral El nitrógeno es un nutriente esencial para las plantas verdes. Este elemento es tomado del suelo en forma de amonio (NH 4+ ), nitratos (NO 3- ) y en su conjunto, como nitrógeno inorgánico o mineral (NH + 4 +NO 3- ), independientemente de la forma como éste se haya suministrado, ya sea en forma de fertilizante sintético o como abono orgánico, no sintético. En la Figura 1 se muestra los contenidos de amonio, nitratos y nitrógeno mineral en la profundidad de muestreo de 0-40 cm. En esta imagen se observa que el contenido de NH + 4 en el suelo del bosque fue de 23.9 mg kg -1, en el huerto 17

19 de aguacate convencional se tuvo 23.5 mg kg -1 y en el huerto con manejo orgánico 22.2 mg kg -1. La concentración mayor de NO - 3 se encontró en el huerto con manejo convencional con un valor de 22.3 mg kg -1, mientras que en el huerto con manejo orgánico y en el bosque fueron de 20.6 y 21.1 mg kg -1, respectivamente. En esta misma Figura se compara el contenido total de nitrógeno mineral cuyos valores son 44.9, 45.9 y 42.8 mg kg -1 para el bosque, el huerto con manejo convencional y el huerto con manejo orgánico respectivamente. NH4+ NO3- NO3-+NH4+ mg kg a a a a a a a a a Bosque Integrado Orgánico Sitios de muestreo Figura 1. Contenido de nitrógeno mineral en suelos (0-40 cm) de huertos de aguacate con manejo orgánico y convencional y de un bosque en Tiamba, Uruapan, Michoacán. Se observa que no hubo diferencias significativas en promedio, en los tres sitios de muestreo, como lo indican las letras sobre las columnas, en el contenido de NH 4+, NO - 3 y NH 4+ +NO 3-. Rodríguez y colaboradores (1977) reportan que un suelo normal con menos de 10 mg kg -1 de nitrógeno inorgánico es considerado como un contenido muy bajo, entre 10 y 20 mg kg -1 es bajo, medio entre 20 y 40 18

20 mg kg -1, alto entre 40 y 60 mg kg -1 y muy alto mayor de 60 mg kg -1. De acuerdo a lo anterior, se observó que los suelos en los tres sitios de muestreo presentan un valor alto de nitrógeno inorgánico (NH 4+ +NO 3- ), esto indica que el nutrimento se encuentra a niveles muy por encima del nivel crítico y prácticamente no hay posibilidad de respuesta a la aplicación del nutrimento, excepto en situaciones excepcionales en las que la disponibilidad sea afectada por otros factores o limitaciones de tipo físico o químico, tales como una compactación del suelo o fijación biológica (Castellanos y col., 2002). Los nitratos son muy móviles en la solución del suelo, al no quedar retenidos por las partículas coloidales. La lluvia o riego los arrastran fácilmente y según la intensidad del aporte acuoso, pueden ser transportados fuera del alcance de las raíces de las plantas (Llanos, 1984). Posiblemente debido a esa movilidad la cantidad de NO - 3 fue menor al contenido de NH 4+,en los tres sitios de muestreo. Un suelo rico en materia orgánica, tiene valores aun más altos de mg kg -1, como en tierras con estiércol donde la concentración de nitrógeno inorgánico puede ser hasta de 500 mg kg -1 (Kim, 1996). Durante la fase inicial de descomposición de composts, el NH + 4 es la forma dominante (Alexander, 1977; He y col., 2000). Podemos observar en la Figura 1 que el contenido de NH + 4 es mayor al de los NO - 3 en los tres sitios de muestreo debido a la aplicación de materia orgánica en los huertos. Sin embargo, el bosque registró el valor más alto de NH 4+, posiblemente por la alta acumulación de mantillo en la capa superficial que se está mineralizando constantemente durante el año. Alexander (1977) menciona que el NH + 4 está asociado directamente con el exceso de productos de desecho en el metabolismo microbiano. Para el contenido de NO - 3 y NH 4+ +NO - 3 el valor más alto se observó en el huerto con manejo integrado, posiblemente por el aporte de fertilizantes y materia orgánica, durante el ciclo de producción. 19

21 En la Figura 2 se aprecia el contenido de NH 4+, NO 3-, NH 4+ +NO 3 - y humedad, en cada una de las fechas de muestreo, en la capa del suelo de 0-40 cm, donde se tiene el mayor porcentaje de raíces activas (Salazar y Cortés, 1986). NH4+ NO3- NO3-+NH4+ Hum. mg kg /Ene. 22/Mar. 3/May. 5/Jul. 6/Sep. 8/Nov. Fechas de muestreo Porcentaje de humedad Figura 2. Contenido de nitrógeno mineral y porcentaje de humedad en diferentes fechas de muestreo (0-40 cm de profundidad) en Tiamba, Uruapan, Michoacán. El contenido de amonio, nitratos y nitrógeno mineral sigue prácticamente la misma tendencia, a excepción del NH + 4 donde a partir del mes de julio éste se fue incrementando y fue mayor que el contenido de nitratos en marzo y noviembre. La cantidad de NH + 4 y NO - 3 fue igual en los meses de enero, mayo y julio. En general, la cantidad de NH + 4 y NO - 3 se incrementó en los meses de marzo, septiembre y noviembre, y sufrió una gran disminución en el mes de enero y julio. En los meses de marzo y septiembre el contenido de NO - 3 se incrementó en los tres sitios de muestreo. Los meses de mayor precipitación en la región corresponden a junio, julio, agosto y septiembre (276.7, 345.8, 325.1, y 378 mm, respectivamente, SAGAR, 1970), con lo cual se registró una disminución del 20

22 contenido de nitrógeno mineral y el menor contenido de nitratos posiblemente por efectos de lavado o lixiviación, en los tres sitios de muestreo. El mes de marzo registró el valor más alto de NO - 3 y estadísticamente fue diferente a las demás fechas. La estación del año en la cual el NO - 3 es más abundante no necesariamente coincide con el tiempo de máxima actividad microbiológica, porque la planta toma nitrógeno y existe también la posibilidad de inmovilización microbiológica (fijación biológica). La formación de NO - 3 es más rápida en primavera y otoño y más lenta en verano e invierno, ya que las fluctuaciones de humedad y temperatura pueden alterar la producción de nitrógeno mineral (Alexander, 1977). Así se tiene en la Figura anterior que en los meses de verano e invierno los valores de nitratos en los tres sitios de muestreo sufrieron una disminución. Martens (2001), señala que la más baja mineralización ocurre debido a la más alta humedad y más bajos niveles de oxígeno en la labranza cero, como ocurre en los huertos orgánicos. Una lluvia o riego de 10 mm arrastrará parte de los nitratos hasta una profundidad de 4-6 cm en el suelo de textura franco-limosa. Al secarse el suelo a partir de sus capas más someras, se produce un gradiente de humedad negativo de abajo hacia arriba que arrastra otra vez los nitratos, esta vez hacia la superficie (Llanos, 1984), es por ello, que se presenta posiblemente, gran variabilidad de los NO - 3 a través del tiempo en los tres sitios de muestreo. El nitrógeno en ecosistemas forestales está en su mayor parte en formas orgánicas y representa la acumulación de muchas décadas, siglos o milenios de entradas de nitrógeno desde la atmósfera. El crecimiento de los árboles depende del nitrógeno proporcionado vía mineralización del nitrógeno orgánico. El porcentaje de mineralización y nitrificación es más lento en primavera y otoño, y está asociado con incrementos en la lixiviación de NO - 3 a través del suelo. Los nitratos tienden a ser bajos durante los meses de invierno en la mayoría de los 21

23 ecosistemas forestales, especialmente en la capa superior del suelo (Miegroet y Johson, 1993). En la Figura 2 se aprecia también que a medida que disminuye el porcentaje de humedad, el contenido de NH + 4 y NO - 3 aumentan. mg kg a a NH4+ NO3- NO3-+NH4+ a b b b Profundidad Figura 3. Contenido de nitrógeno mineral en dos profundidades de muestreo en suelos de Tiamba, Uruapan, Michoacán. En la Figura 3 se muestra la concentración de NH 4 +, NO - 3 y NH 4 ++NO - 3 en dos profundidades de muestreo (0-20 y cm) y la profundidad total de 0-40 cm, en donde se observa que la mayor concentración de estos iones se encuentra en la profundidad de 0-20 cm en los tres sitios de muestreo, debido a que la mayor concentración de residuos orgánicos y la materia orgánica se encuentran en las primeras capas del suelo. Además, las aplicaciones de fertilizantes químicos y orgánicos se llevan acabo en la capa superficial del suelo. Porres (1980), señala que la concentración del nitrógeno mineralizado disminuye exponencialmente con la profundidad del suelo debido al cambio en el 22

24 contenido de materia orgánica. Sin embargo, señala además que el nitrógeno mineral puede ser distribuido uniformemente a través del perfil, en suelos de textura fina. También indica que el desarrollo de las plantas es una respuesta de la presencia del nitrógeno mineral en la profundidad de 0-15 cm, como resultado del proceso de mineralización de este elemento. Por otro lado, se conoce que el NO - 3 es completamente móvil y que se desplaza libremente en la solución del suelo, acumulándose en capas profundas del perfil. En la época de secas estos nitratos se pueden mover hacia arriba con el agua, produciendo acumulaciones en la superficie del suelo (Inpofos, 1997; Llanos 1984) Humedad del suelo En aguacate, se ha podido observar que la falta de humedad en el suelo disminuye la tasa de fotosíntesis y transpiración como un resultado directo de la reducción en la conductancia estomática (Barrientos -Priego, 1998). a Porcentaje de humedad c Bosque Integrado Orgánico Sitios de muestreo b Figura 4. Porcentaje de humedad en suelos de un bosque y huertos de aguacate con manejo orgánico y convencional (0-40 cm) en Tiamba, Uruapan, Michoacán. 23

25 En la Figura 4 se aprecia el porcentaje de humedad en los suelos de los huertos con manejo orgánico y convencional y en el bosque, en los cuales se observa que el mayor contenido de humedad se registró en el bosque (48.7 %), seguido por el huerto con manejo orgánico (39.3%) y en último lugar, el huerto con manejo integrado (36.1 %). El huerto con manejo orgánico contaba con un sistema de riego, lo que permitió mantener un mayor porcentaje de humedad durante el año; para el bosque, el alto contenido de mantillo probablemente evita la pérdida de humedad por evapotranspiración; mientras que en el huerto con manejo convencional y sin sistema de riego se observó el más bajo contenido de humedad. Bosque Integrado Orgánico Porcentaje de humedad /Ene. 22/Mar. 3/May. 5/Jul. 6/Sep. 8/Nov Fechas de muestreo 2002 Figura 5. Porcentaje de humedad del suelo (%) en los tres sitios de muestreo (0-40 cm) en diferentes fechas,en Tiamba, Uruapan, Michoacán. En la Figura 5 se puede observar que el mayor porcentaje de humedad se registró de julio a noviembre, periodo de mayores precipitaciones en la región; el menor porcentaje se presentó en el mes de mayo (32.8 mm SAGAR, 1970), donde 24

26 el bosque y el huerto con manejo orgánico igualaron su porcentaje de humedad; en el bosque y el huerto con manejo convencional la humedad fue semejante en el mes de marzo, y entre los dos huertos (orgánico y convencional), dicho parámetro fue igual en los meses de enero y noviembre. La igualdad de humedad entre los huertos en enero y noviembre (41.9 y 36.9 mm, respectivamente) posiblemente se deba a que fueron los meses en los que los huertos recibieron menos agua por precipitación y el porcentaje de humedad tendió a igualarse, a diferencia del huerto con manejo orgánico que periódicamente recibe su riego presurizado. Bosque Integrado Orgánico Porcentaje de humedad b a a a b a Profundidad Figura 6. Porcentaje de humedad del suelo (%) en los tres sitios de muestreo a dos profundidades (Tiamba, Uruapan, Michoacán). La Figura 6 presenta el porcentaje de humedad a las dos profundidades de estudio (0-20 y cm), y la profundidad total de muestreo (0-40 cm). En general, el mayor porcentaje de humedad se presentó a la profundidad de cm (Cuadro 2), tanto en el bosque como en los huertos de aguacate. 25

27 ph del suelo El potencial hidrógeno (ph) es un indicador químico del grado de acidez, neutralidad o alcalinidad del suelo. Este parámetro es muy importante debido a que nos indica el nivel de disponibilidad nutrimental en un suelo, así como los riesgos de toxicidad por aluminio en condiciones ácidas. La determinación del ph (actual) del suelo se realizó mediante potenciometría con el uso de agua desionizada como extractante en una relación suelo:agua de 1:2. Los suelos que se forman bajo condiciones de bosques tienden a ser más ácidos. Las coníferas crean más acidez (INPOFOS, 1997). El ph del los suelos forestales es ácido, resultado de la acumulación y descomposición de la materia orgánica (Miegroet y Jonson, 1993). a 6.2b 6.1 ph c Bosque Integrado Orgánico Sitios de muestreo Figura 7. ph del suelo(0-40 cm) en los tres sitios de muestreo (Tiamba, Uruapan, Michoacán). 26

28 En la Figura 7 se aprecia el valor de ph de los tres sitios de muestreo en forma global y se observa que el huerto con manejo convencional registró el valor más alto (6.1), seguido por el bosque (5.9) y por último, el huerto con manejo orgánico (5.8). El ph de los suelos minerales normalmente tiene un valor cercano a la neutralidad y el de los suelos orgánicos, es ácido o ligeramente ácido (Aguilar y col., 1987). En la Figura 7 se observa, que el huerto con manejo orgánico tiene un ph ligeramente más ácido que el bosque y el huerto con manejo convencional. En ambientes ácidos, los procesos de nitrificación son lentos, incluso con la presencia de un adecuado suministro de sustrato. Típicamente la tasa de nitrificación desciende marcadamente por debajo de un ph de 6.0 y llega a ser insignificante debajo de ph 5.0, aunque los NO - 3 pueden estar presentes ocasionalmente en suelos con ph de 4.0 y algunas veces, con un ph más bajo (Alexander,1977). Posiblemente, debido al ph registrado en los tres sitios de muestreo, el huerto con manejo integrado con un ph menos ácido tuvo el mayor contenido de NO - 3 y el huerto con manejo orgánico con un ph más ácido, menor contenido de nitratos. 27

29 ph Bosque Integrado Orgánico 24/Ene. 22/Mar. 3/May. 5/Jul. 6/Sep. 8/Nov. Fechas de muestreo Figura 8. ph del suelo (0-40 cm) en los tres sitios de muestreo y en diferentes fechas (Tiamba, Uruapan, Michoacán). En la Figura 8 se observa que los valores de ph más alcalinos se registraron en los meses de julio y septiembre y los más ácidos, en los meses de noviembre y mayo, en los tres sitios de muestreo. El ph del suelo no es otra cosa que la cantidad de iones H + libres en la solución del suelo (acidez activa). Pero los iones H + de las soluciones están en equilibrio con los fijados en el complejo arcilla-humus que representa la acidez potencial. Cuando el proceso de nitrificación convierte el NH + 4 a NO - 3 se liberan iones H + produciendo acidez en el suelo; si la planta no absorbe el amonio directamente, el NO - 3 también puede ser un factor asociado con la acidez del suelo, cuando los nitratos se lixivian junto con el Ca ++, Mg ++ y K +. El NO - 3 y los cationes básicos forman pares iónicos que se pierden juntos por lixiviación. A medida que las bases son removidas, éstas son remplazadas por H +, haciendo el suelo más ácido. La fertilización nitrogenada también produce acidez y acelera su desarrollo (INPOFOS, 1997). 28

30 Un suelo se acidifica rápidamente con una precipitación abundante, debido al lavado de elementos alcalino-terreos y la abundancia de iones de H + fijados (Bartolini,1989), pero también hay liberación de estos elementos por la descomposición de la materia orgánica que temporalmente pueden incrementar el Ph, como se observa en este caso particular, a partir de los meses más húmedos en los tres sitios de muestreo. En la Figura 9 se observa que en el huerto con manejo convencional se registraron los valores más altos de ph en ambas profundidades y en el huerto con manejo orgánico, los valores más bajos. También se percibe que la mayor acidez se encuentra en la profundidad de 0-20 cm. ph a Bosque Integrado Orgánico a b a a b Profundidades de muestreo Figura 9. ph del suelo en huertos con manejo orgánico y convencional, así como en un bosque (0-20 y cm) en Tiamba, Uruapan, Michoacán. 29

31 Conductividad eléctrica La conductividad eléctrica (CE) de mezclas de suelo y agua indica la cantidad de sales presentes en el suelo. Este parámetro se mide en la pasta de saturación. Todos los suelos contienen sales, las cuales son esenciales para el crecimiento de los cultivos, sin embargo, un exceso de éstas en el medio inhibe el crecimiento al afectar el equilibrio suelo-agua. De tal manera que la determinación de la CE detecta la cantidad de cationes y/o aniones en solución. Cuanto mayor es la cantidad de cationes y aniones, mayor es la lectura de CE. Se considera que un valor óptimo de CE para la mayoría de los cultivos es < 2 ds m -1 (Soil Survey Staff, 1993; Janzen, 1993; Smith y Doran, 1996). 0.2 ORGANICO INTEGRADO BOSQUE CE, ds m MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 10. CE del suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (0-20 cm).( ) En las figuras 10 y 11 se observa que la CE fue mayor siempre en el suelo del huerto con manejo integrado, en comparación con el huerto de aguacate con manejo orgánico y en el suelo del ecosistema natural (bosque). 30

32 CE, ds m ORGANICO INTEGRADO BOSQUE MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 11. CE del suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (20-40 cm).( ) De acuerdo a la clasificación del Soil Survey Staff (1993) los suelos de los sitios estudiados (manejos orgánico e integrado y bosque) no son salinos ( ds m -1 a 25 C). El hecho de que la CE siempre fue mayor en el huerto con manejo integrado se debió seguramente a las cantidades de fertilizantes minerales aplicados durante el ciclo Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) La capacidad de intercambio catiónico se refiere a la capacidad de los suelos de mantener sorbidos a los nutrientes en la superficie de sus coloides edáficos y ésta dependerá del tipo de minerales secundarios que componen el suelo, además del contenido de materia orgánica en el mismo. Se indica que a mayor CIC, mayor es la fertilidad de un suelo. 31

33 CIC, meq 100 g ORGANICO INTEGRADO BOSQUE MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 12. Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) del suelo en huertos con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (0-40 cm).( ) En la figura 12 se observa que la CIC fue mayor en el huerto con manejo orgánico y en el suelo del bosque, comparados con el huerto de manejo integrado. Esto se relaciona seguramente por la mayor cantidad de materia orgánica presente en los suelos de los primeros sitios mencionados Bases intercambiables Algunos de los cationes intercambiables tienen carácter básico, como son los cationes de calcio, magnesio, potasio, sodio, etc., mientras que los cationes de hidrógeno y aluminio tienen carácter ácido. Se llama porcentaje de saturación de bases intercambiables a la proporción de cationes básicos con relación al total de cationes intercambiables, expresada en %. En las figuras 13 y 14 se observa que el contenido de bases intercambiables fue mayor en los huertos con manejos orgánico e integrado en la profundidad de 0-20 cm, en comparación con el suelo del bosque. Caso contrario ocurre en la profundidad de cm, donde el contenido de bases intercambiables es mayor en el bosque y el suelo con manejo orgánico, con relación al huerto con manejo integrado. 32

34 Bases intercambiables, cmol Kg ORGANICO INTEGRADO BOSQUE MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 13. Bases intercambiables del suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (0-20 cm). ( ) Los suelos que tienen un porcentaje de saturación de bases alto son suelos fértiles, ya que disponen de una gran cantidad de sitios de intercambio ocupados por cationes básicos, fácilmente intercambiables con otros cationes básicos de la solución del suelo. El caso donde el contenido de bases intercambiables en el suelo fue mayor (manejos orgánico e integrado) se refiere seguramente, a los nutrientes de tipo básico, adicionados mediante fertilizantes sintéticos y no sintéticos que se encontraban en el perfil del suelo de 0-20 cm y que al mismo tiempo, se encontraban disponibles para el cultivo de aguacate. 33

35 Bases intercambiables, cmol Kg ORGANICO INTEGRADO BOSQUE MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 14. Bases intercambiables del suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (20-40 cm). ( ) Contenido de calcio (Ca), potasio (K) y magnesio (Mg) Las alteraciones producidas por deficiencias nutrimentales se pueden detectar, de un modo indirecto, conociendo el contenido de elementos nutritivos del suelo, ya que éste es su proveedor. En las Figuras se muestra el contenido de calcio, potasio y magnesio asimilables en los suelos de los sitios estudiados en dos profundidades (0-20 y cm). Para tal efecto, dichos iones se extrajeron con una solución de acetato de amonio. El contenido de Ca en el suelo depende de la naturaleza de la roca madre. El contenido óptimo depende, sobre todo, del porcentaje de saturación en calcio. De acuerdo con Cadahia (1999) se considera como óptimo un contenido de calcio en el suelo de mg 100g -1 de suelo. 34

36 ORGANICO INTEGRADO BOSQUE Ca, cmol Kg MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 15. Contenido de calcio (Ca) en el suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (0-20 cm). ( ) De tal manera que en la Figura 15 se observa que en la profundidad 0-20 cm el contenido de Ca fue mayor en los huertos con manejo orgánico e integrado, en comparación con el suelo del bosque, sin embargo, a una profundidad de cm los mayores niveles de calcio se encontraron en el huerto con manejo orgánico y los menores, en el huerto con manejo integrado (Figura 16). La primera situación se debe seguramente a la adición de fertilizantes minerales y no sintéticos que contienen calcio en su formulación. Ca, cmol Kg ORGANICO INTEGRADO BOSQUE MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 16. Contenido de calcio (Ca) en el suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (20-40 cm). ( ) 35

37 ORGANICO INTEGRADO BOSQUE 1.5 K, cmol Kg MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 17. Contenido de potasio (K) en el suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (0-20 cm). ( ) El potasio se encuentra en el suelo en forma orgánica e inorgánica. La concentración media de K en el suelo es de 1.5%. De acuerdo a Cadahia (1999) el contenido óptimo en la mayoría de los suelos varía de 12 a 30 mg 100 g -1 de suelo para suelos arcillosos de temporal (como es el caso de nuestros sitios de estudio), mg 100 g -1 de suelo para condiciones de cultivos extensivos y de 20 a 42 g -1 de suelo para cultivos intensivos. K, cmol Kg ORGANICO INTEGRADO BOSQUE MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 18. Contenido de potasio (K) en el suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (20-40 cm). ( ) 36

38 En las Figuras 17 y 18 se observa que el contenido de potasio siempre fue mayor en el suelo del bosque a las dos profundidades de muestreo, en comparación con los huertos de aguacate con manejos orgánico e integrado. Se menciona que los suelos derivados de cenizas volcánicas son ricos en potasio, por lo que muchos productores no adicionan este elemento o lo hacen en muy pequeñas cantidades. Por lo arriba mencionado, se concluye que el monocultivo de aguacate bajo los dos sistemas de producción (orgánico e integrado) ha ocasionado el abatimiento de dicho elemento en los suelos de la región, ya que Sánchez y Ramírez (2000) mencionan que el potasio es el elemento mayormente demandado por el cultivo de aguacate y por lo tanto, éste elemento es removido del recurso suelo en altas cantidades con la cosecha. ORGANICO INTEGRADO BOSQUE Mg, cmol Kg MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 19. Contenido de magnesio (Mg) en el suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (0-20 cm). ( ) El magnesio se encuentra en el suelo en forma soluble e insoluble. La asimilación de éste elemento por los cultivos no solo depende de la cantidad de magnesio soluble, sino también de la abundancia de otros iones que pueden interferir en la asimilación del Mg. En suelos demasiado ácidos, o con expresiva cantidad de K y/o Ca, la absorción del Mg se dificulta. De acuerdo con Cadahia 37

39 (1999) se menciona que un contenido de Mg de 18 a 30 mg 100 g -1 de suelo es considerado como normal. En las Figuras 19 y 20 se observa que el contenido de magnesio en suelo siempre fue mayor en el bosque, comparado con los suelos de los huertos de aguacate con manejos orgánico e integrado, caso similar al potasio. Lo que se sustenta por la remoción del magnesio del suelo por las cosechas del monocultivo de aguacate. El contenido de magnesio en el huerto con manejo orgánico fue mayor que en el huerto con manejo integrado debido a la menor remoción de éste elemento por las cosechas inferiores, además de que la adición de enmiendas orgánicas favorece el incremento del Mg en el suelo. ORGANICO INTEGRADO BOSQUE Mg, cmol Kg MAY SEP NOV ABR Fecha de muestreo Figura 20. Contenido de magnesio (Mg) en el suelo en huertos con manejo orgánico e integrado y bosque en diferentes fechas de muestreo (20-40 cm). 38

40 Indicadores físicos El paso del sistema de producción tradicional del aguacate al sistema de producción orgánica, dicho de otra forma, el cambio del manejo del suelo tiene influencia directa sobre sus propiedades físicas y sobre las poblaciones vegetales que en el se desarrollan, por lo cual, el uso adecuado del suelo puede estimarse por medio de los cambios en sus propiedades físicas inducidos por el manejo a largo plazo (Vyn y Rainbault, 1993). La adición de materia orgánica al suelo mejora las propiedades físicas, tales como la densidad aparente (Dap) e incrementa la actividad microbiana, mejorando la estructuración. En huertos de aguacate en Uruapan, Michoacán con nueve años de manejo orgánico se ha identificado la compactación de las capas superficiales. Se considera que el conocimiento del comportamiento de la estructura del suelo constituye una de las claves para el entendimiento de procesos con importancia agrícola ambiental, tales como el movimiento del aire y del agua en el suelo que se relacionan con la compactación. El manejo del suelo ejerce procesos dinámicos que causan cambios en las propiedades físicas de los suelos, los cuales pueden persistir por tiempos variables y pueden afectar fuertemente a los cultivos. De tal manera que a continuación se abordan los principales indicadores físicos de calidad del suelo en huertos de aguacate con manejo orgánico y un manejo convencional, así como en un ecosistema natural vecino (bosque) en Uruapan, Michoacán Densidad aparente La densidad aparente medida en Mg m -3 se expresa como la relación de masa de suelo seco con respecto al volumen total del mismo. La densidad aparente de un suelo tipo Andosol típico de la región estudiada es generalmente 39