LOS SUELOS ACIDOS EN LA PRODUCCION AGRICOLA DE LA REGION FRAILESCA, CHIAPAS, MEXICO.

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1 I SEMINARIO DE COOPERACIÓN Y DESARROLLO EN ESPACIOS RURALES IBEROAMERICANOS. SOSTENIBILIDAD E INDICADORES. ALMERIA, Octubre, 2007 LOS SUELOS ACIDOS EN LA PRODUCCION AGRICOLA DE LA REGION FRAILESCA, CHIAPAS, MEXICO. S. Mendoza Pérez P, C. E. Aguilar Jiménez, J. Galdámez Galdámez, A. Gutiérrez Martínez, F. B. Martínez Aguilar Resumen Los suelos de la Frailesca son ácidos debido a que sus materiales de origen fueron inicialmente bajos en cationes básicos y por el manejo agronómico a los que han sido sometidos por muchos años. En este trabajo, se evaluó la respuesta del cultivo de maíz (Zea mays L.) en Villaflores, Chiapas, México, a la aplicación de 2 t ha -1 de material encalante Ca.Mg(CO 3 ) 2, a los veinte días después de la siembra de maíz se intercaló con canavalia. Se realizaron muestreos de suelo a una profundidad de 20 cm antes de la siembra para su caracterización físico, química y después de la cosecha para conocer la variación del ph y el contenido de materia orgánica. La siembra de maíz se realizó en julio de 2006 en hileras de 80 cm y a 40 entre plantas, depositando dos granos por punto para obtener una densidad de población de 60,000 plantas/ha. La canavalia se sembró a distancias entre plantas de 60 cm. depositando dos semillas por punto para obtener una densidad de 40,000 plantas por hectárea. Los resultados indicaron un incremento del ph por efecto de la aplicación de la cal de 0.6 unidades y de 0.25 % de materia orgánica por el intercalado con canavalia, respecto al testigo. El rendimiento de maíz se incrementó en 21.93%, (1.11 t ha -1 ) en donde se aplicó material encalante respecto al testigo, que corresponde a una ganancia adicional de $ 1,175 por hectárea. Palabras claves maíz, encalado, canavalia 1. Introducción La degradación de la fertilidad del suelo es la disminución de su capacidad para producir debido a modificaciones en sus propiedades químicas, físicas y biológicas que conllevan a su deterioro. La degradación química ocurre por: pérdida de nutrientes, acidificación, salinización, sodificación, aumento de la toxicidad por liberación o concentración de determinados elementos químicos. La degradación biológica por la alteración de los poblaciones de microorganismos que habitan la rizosfera. La Frailesca en Chiapas México tiene una superficie agrícola de 230,750 ha, de las que 83,750 has son de planicie, con el 40% afectada por acidez (33,500 ha), causando pérdidas en rendimiento de grano de maíz de 800 a 1400 kg ha -1. Estos suelos tienen ph promedio de 4.7, % de saturación de aluminio del 20% y contenidos de materia orgánica de 1 a 1.5%, Por lo que las dosis de fertilizante utilizadas por los productores son muy altas, en promedio de 180 a 200 kg ha -1 de nitrógeno, elevando considerablemente los costos de producción (Nieukoop et. al, 1992). En términos de productividad, el ph del suelo empieza a afectar al rendimiento a medida que se reduce por debajo de 6.0 (dependiendo del cultivo). Sin embargo los problemas mayores ocurren cuando el ph desciende por debajo de 5.5, pues a partir de este valor puede ocurrir fitotoxicidad por aluminio o se forma compuestos insolubles con los iones

2 fosfato por exceso de fierro. En muchas regiones agrícolas se aplica cal agrícola para eliminar aluminio de la solución del suelo. Los suelos ácidos son frecuentes en los trópicos. En esta condición el aluminio en suelos ácidos puede disolverse en la solución del suelo y tornarse disponible para las plantas. El Al 3+ puede dañar a las plantas al inducir deficiencia de calcio y magnesio y/o daña directamente las raíces de la planta. El daño puede disminuirse eligiendo cultivos tolerantes al estrés por Al 3+ y utilizando estrategias para reducir la disponibilidad del Al 3+ como aumentar el ph y materia orgánica del suelo. También puede ayudar a aumentar las cantidades de calcio y magnesio en el suelo (Berkelaar, 2001). La acidez del suelo es uno de los factores que restringen la producción de maíz en México y el norte de América. En muchas regiones de México y Centroamérica la producción ha disminuido hasta 50% sólo debido al efecto negativo de la acidez del suelo. En México, una de las regiones más afectadas por la acidez del suelo es la Frailesca, en Chiapas en algunos lugares de esta región, la acidez ha llegado a niveles entre 3.5 y 4.0 de ph; muy ácido no recomendable para el cultivo de maíz. Este problema junto con el de la erosión del suelo puede considerarse como el más dañino para los suelos. (Lazcano, 1996). Una práctica agrícola para mejorar el contenido de materia orgánica en el suelo es asociando maíz con canavalia e incorporando los residuos de cosecha del ciclo anterior. La canavalia aporta de 14 a 45 t ha -1 de materia verde y de 2.2 a 2.9 t ha -1 de materia seca;, la parte vegetativa aporta 79, 9 y 29 kg ha -1 de nitrógeno, fósforo y potasio, es una excelente fuente de nitrógeno para las plantas y los beneficios de la fijación del nitrógeno se observan claramente a partir del segundo año de sembrar la leguminosa. La cantidad de nitrógeno atmosférico fijado por el sistema canavalia-bradyrhizobium bajo condiciones de cultivo asociado con maíz en Villaflores, Chiapas oscilan de 70 a 91 kg ha -1 por lo que la fertilización edáfica en este sistema de asociación puede reducirse de 80 a 90 kg ha -1 unidades de nitrógeno. Al utilizar esta leguminosa en asociación cubre el 100% del suelo de los 40 a 60 días y es fuertemente alelopática a ciertas malezas, por lo que es usada como ahogadora de maleza en cultivos asociados (Quiroga et., al 2006 y López 2007). Por lo anterior en el 2006 se evaluó el efecto del encalado del suelo sobre el rendimiento de maíz, en asociación con canavalia (Canavalia ensiformes) (L) DC. 2. Objetivos Evaluar el efecto de la aplicación de cal agrícola y la incorporación de abono verde de canavalia en la acidez del suelo en la producción de maíz (Zea mays L) en la Frailesca, Chiapas, México. 3. Materiales y métodos La presente investigación se realizó en el ciclo agrícola de temporal primavera verano 2006 y participaron seis productores del ejido Villaflores, Chiapas, México, región Frailesca. Villaflores se localiza a los 16º 14 de latitud Norte y de 93º 45 de longitud Oeste (INEGI 1, 2001), con una temperatura media de 22 ºC y precipitación pluvial de 1200 mm anuales, el clima es calido subhúmedo Aw1 (w) (i) g (García,1987). Antes de la siembra del cultivo se tomaron muestras de suelo en zig zag a una profundidad de 20 cm para determinar ph, textura, contenido de materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico, nitrógeno, fósforo, potasio, boro y zinc. Otro muestreo de suelo se realizó después de la cosecha para determinar ph y % de materia orgánica. El diseño experimental fue de bloques completos al azar con dos tratamientos y cuatro repeticiones. Las unidades experimentales estuvieron constituidas por seis surcos de seis metros de longitud separados a 0.8 m se tomaron dos 1 Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática, gobierno de México

3 surcos centrales como parcela útil, eliminando dos matas de las cabecera para evitar el efecto de orilla. Los tratamientos fueron aplicación de Ca.Mg(CO 3 ) 2 (2 t ha -1 ) y sin cal agrícola como lo utiliza el productor. La preparación del terreno se llevó a cabo con dos pasos de rastra y se aplicó glifosato a dosis de dos litros ha -1, para eliminar malezas anuales. La cal se aplicó 15 días antes de la siembra. El genotipo de maíz utilizado fue Dekalb DK 353 a una densidad de 60,000 plantas ha -1, antes se asperjó boro más zinc a la semilla al 1 %, 20 días después de la siembra del maíz se sembró de forma intercalada canavalia a una densidad de 40,000 plantas por hectárea. La fórmula de fertilización edáfica utilizada fue utilizando como fuente nitrogenada a la urea (46 % de N), de fósforo al fosfato diamónico (18% de N y 46% de P 2 O 5 ) y de potasio al KCl (60% de K 2 O) aplicando todo el fósforo y el potasio y la mitad del nitrógeno al momento de la siembra del maíz y el resto del nitrógeno a los 45 días después de la siembra del maíz. Para el control de malezas se aplicó acetoclor equivalente a 839 g de i.a./lt. a dosis de 1 lt por hectárea. El control de plagas se realizó integrando diferentes estrategias como el uso de atrayente a base de guayaba (Psidium guajava L), levadura a base de Saccharamises cerveceae y melaza (producto del procesamiento de la caña de azúcar) y 1 lt de cebada fermentada, hecha la mezcla se colocó 300 ml de extracto en una trampa tipo Hastrack. Se utilizó una trampa por hectárea cambiando el extracto cada 14 días. Alrededor del cultivo se aplicó Beauveria bassiana para disminuir la incidencia de plagas de follaje. La cosecha se realizó en noviembre de 2006, posteriormente se colectó variables agronómicas y componentes de rendimiento para analizarlos estadísticamente. 4. Resultados y discusión Los análisis de suelo del área donde se estableció el cultivo tuvo un ph de extremadamente a moderadamente acido (< 4.6 a 5.4). Este rango de ph sugiere la necesidad de aplicación de cal agrícola (Castellanos et al., 2000). Cuando el ph del suelo es igual o mayor de 5.5, el aluminio está fuertemente unido a la materia orgánica insoluble y por tanto no puede ser absorbido por las raíces de la planta. Si el ph es menor de 5.0, una proporción cada vez mayor del aluminio total presente en el suelo se encuentra ya sea en la solución de suelo o débilmente asociado con la materia orgánica y en esta forma iónica el Al 3+ puede ser absorbida por las raíces y ser tóxica para las plantas ya que reduce tanto la división celular de la raíz como su crecimiento. La fitotoxicidad por aluminio resulta en raíces cortas y gruesas, disminuyendo así la capacidad de las raíces para suministrar agua y los nutrientes necesarios para la planta (Berkelaar, 2001). El contenido de materia orgánica del área donde se estableció el experimento fue de bajo a moderadamente bajo ya que varió de 1.0 a 1.8 %. El contenido de nitrógeno total se comportó de la misma manera es decir fue bajo. El contenido de materia orgánica en el suelo se asocia con la liberación de nitrógeno, fósforo y azufre. El proceso de mineralización se favorece con altas temperaturas, un buen nivel de aireación, condiciones de alta humedad del suelo, ph cercanos a la neutralidad, por lo que cuando se encala un suelo muy acido se favorece la mineralización del nitrógeno (Castellanos et al., 2000). La capacidad de intercambio catiónico varió de 5.5 a 9.7 me/100 gramos de suelo, lo que los clasifica como bajos en el rango de 5-15 me/100 gramos de suelo y el rango más bajo se considera como marginal para la agricultura de temporal (Landon, 1984), El contenido de fósforo determinado por el método Olsen, resultó de bajo a moderadamente bajo ya que está dentro del rango de 5 a 15 ppm, el factor más importante de la fijación del fósforo es el ph del suelo cuando es menor de 5.0, la fijación química del fósforo lo realiza el hierro, aluminio y manganeso soluble. El contenido de potasio de acuerdo al método del acetato de amonio 1 N se encuentra en un rango de 33 a 125 ppm, considerado como bajo. En la dinámica de la liberación y renovación del potasio nativo o el agregado por fertilización, es afectada por la mineralogía y definitoria, ya que regula la liberación y la fijación de potasio de manera selectiva, determinando la adsorción y velocidad de reposición a la solución del suelo (Castellanos et al., 2000). El contenido de

4 boro resultó de bajo a medio. La disponibilidad del boro para las plantas es posible en un rango de ph entre 5.0 y 7.0 y a valores mayores la absorción de boro se reduce. Para que se desarrolle un buen sistema radical es preciso que el boro esté presente en cantidades adecuadas (junto con el calcio). Si existe una deficiencia de boro no se forman nuevas raíces y tampoco nuevas brotaciones. Los óxidos de aluminio fijan más boro que los óxidos de fierro a ph 6.0, la adsorción de boro es aproximadamente 20 veces mayor en los óxidos de aluminio que en los óxidos de fierro (Yamada, 2000). El zinc varió de muy bajo a bajo. El ph del suelo Influye directamente en la absorción del zinc ya que al disminuir la acidez disminuye su solubilización. La fijación de zinc al complejo de adsorción es más fuerte a medida que aumenta el ph del suelo, por lo que, en suelos con reacción neutra a alcalina disminuye su disponibilidad, así como en suelos con ph muy ácidos (Valenciana, 2003) (Tabla 1). Sitios Textura ph % M.O % Nt CIC me/100g P Ppm K ppm B pmm Zn ppm La Noria Migajón El Jardín Migajón San Sebastián Migajón arcillo El Panteón Migajón El Calero Migajón San Martín Migajón Tabla 1. Resultados de análisis físico-químico de suelo, de seis productores cooperantes cultivados con maíz asociado a Canavalia. Villaflores, Chiapas, México, Peso de mazorca con y sin totomoxtle Los análisis estadísticos indicaron mayor peso de mazorca con y sin totomoxtle donde se aplicó material encalante con 4.20 kg, y 3.83 kg por parcela útil, respecto al testigo con 3.41 kg y 3.06kg por parcela útil. Estos resultados concuerdan con los obtenidos por (Castellanos et al., 2000) quienes determinaron que el efecto del calcio fue altamente significativo sobre la disponibilidad del fósforo en el suelo, al bajar el contenido de aluminio intercambiable, manifestándose en un mayor rendimiento de materia seca.(tabla 2). Tratamiento T 1 = Encalado T 2 = Sin encalar (P 0.05) * Letras iguales no difieren estadísticamente Peso de mazorca con totomoxtle (g) 4.20 a 3.41 b Peso de mazorca sin totomoxte (g) 3.83 a 3.06 b Tabla 2. Comparación de medias para peso de mazorca con totomoxtle y sin totomoxtle de maíz (Zea mays L.) en el ciclo PV-2006

5 4.2 Número de hileras por mazorca y granos por hilera El análisis estadístico para las variables número de hileras por mazorca y número de granos por hilera determinó una respuesta positiva a la aplicación material encalante con hileras por mazorca respecto al testigo de y para el número de granos por hilera de y respectivamente. (Nieuwkoop et al., 1992), mencionan que obtuvieron mayores valores en altura de planta, longitud del sistema radical y un incremento en materia seca debido a que la adición del calcio en el suelo tuvo una buena relación con el fósforo disponible (Tabla 3). Tratamiento T 1 = Encalado T 2 = Sin encalar (P 0.05) * Letras iguales no difieren estadísticamente No de hileras por Mazorca a b No. de granos por hilera a b Tabla 3 Comparación de medias para numero de hileras por mazorca y granos por hilera del cultivo de maíz (Zea mays L.) en Villaflores, Chiapas. ciclo PV Número de granos por mazorca y rendimiento de maíz en t ha -1 Se obtuvo mayor número de granos por mazorca y rendimiento de grano por hectárea de granos por mazorca y 6.27 t ha -1 en donde se aplicó material encalante con respecto al testigo de granos por mazorca y 5.06 t ha -1 respectivamente (Tabla 4). Tratamiento T 1 = Encalado T 2 = Sin encalar (P 0.05) * Letras iguales no difieren estadísticamente Número de granos por mazorca a b Rendimiento de grano en t ha a 5.06 b Tabla 4. Comparación de medias para número de granos por mazorca y el rendimiento de grano en el cultivo de maíz (Zea mays L.) en Villaflores, Chiapas ciclo PV-2006 García (2005) menciona que el rendimiento de maíz está determinado principalmente por el número final de granos logrados por unidad de superficie el cual es función de la tasa de crecimiento del cultivo alrededor del período de floración. Por lo tanto, para alcanzar altos rendimientos el cultivo debe lograr un óptimo estado fisiológico en floración. La adecuada disponibilidad de nutrientes, especialmente a partir del momento en que los nutrientes son requeridos en mayores cantidades (aproximadamente 5 a 6 hojas desarrolladas), asegura un buen crecimiento y desarrollo foliar y una alta eficiencia de conversión de la radiación interceptada. Los nutrientes disponibles en el suelo generalmente afectan la producción de maíz, siendo necesario conocer los requerimientos del cultivo y la oferta del suelo para determinar las necesidades de fertilización. Castellanos et al. (2000) menciona que los suelos ácidos pierden nutrientes necesarios para las plantas tales como el calcio y magnesio y potasio que son requeridos en grandes cantidades por la planta y es necesario hacer una corrección de la acidez en base al encalado que neutraliza al aluminio y mejora la disponibilidad de los elementos en el suelo, el contenido de fósforo disponible sufre modificaciones en favor de la aplicación de la cal dolomítica. Uno de los efectos más importante que se conocen cuando se corrige la acidez es un incremento en el nivel de

6 fósforo. Las variaciones de las propiedades químicas del suelo debidas al encalado determinaron incrementos importantes en el rendimiento de grano del cultivo. Los resultados obtenidos demuestran el beneficio respecto al uso de estos materiales al crear un ambiente más favorable para el desarrollo del cultivo. Alcantar y Turrent (1985) encontraron un incremento en la producción de maíz al encalar suelos con ph de 4.9, con 2 t ha -1 de cal agrícola, en cambio cuando el ph fue de 5.5 no tuvo efecto. En general se encontró una respuesta positiva, rindiendo el maíz un promedio de 4 t ha -1, comparado contra el testigo sin fertilización que mostró sólo 1 t ha Variación del ph y contenido de materia orgánica El resultado de los análisis del ph del suelo después de la cosecha indicó un incremento por efecto del encalado de 0.6 unidades. La cal agrícola mejora las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos, mejora la disponibilidad de nutrientes para la planta, reduce la toxicidad de algunos elementos minerales como aluminio fierro y manganeso y aportan calcio y magnesio (Espinosa y Molina, 1999). El contenido de materia orgánica indicó un incremento de 0.35%, resultados similares reporta López (2007) quién determinó un incremento de materia orgánica con Canavalia de 0.4%. Las cantidades de abono que produce la canavalia varia de 14 a 45 t ha -1 de materia verde y de 2.2 a 2.9 t ha -1 de materia seca, dependiendo de las condiciones de suelo, clima y si es sembrada como monocultivo o asociada al maíz (Quiroga, 2000 y Jimeno, 2001). Esta leguminosa cubre el 100% de la superficie del suelo en 40 a 60 días y se puede incorporar al suelo durante la floración, que es el periodo de máxima fijación biológica de nitrógeno, o bien posterior a la cosecha de las vainas maduras. La Canavalia tiene alta resistencia a la estación seca y puede sobrevivir varios meses sin lluvias y rebrotar en un segundo ciclo (comportándose como bianual), aunque disminuye la cantidad de follaje y flor, por lo es mejor usarla como cultivo anual. La Canavalia es fuertemente alelopática a ciertas malezas, por lo que es usada como ahogadora de maleza en cultivos asociados. El efecto de cobertura la hace ideal para programas de control de erosión y conservación de suelos. Disminuye el impacto de las gotas de lluvia, los residuos evitan el arrastre de suelo, conservan la humedad mejorando la retención y la materia orgánica adicionada mejora la infiltración del agua (CIDICCO, 1993). 5. Conclusiones El rendimiento de grano se incrementó en 1.11 t ha -1 corresponde al 21.93%. por efecto del encalado que Con el incremento en el rendimiento de grano por efecto del encalado deja una ganancia adicional de $1, por hectárea. El ph del suelo incremento en promedio en 0.6 unidades por efecto del encalado, mientras que la materia orgánica de 0.35%, por efecto de la asociación de canavalia al maíz y la no quema de residuos de cosecha. 6. Literatura citada Alcántara, B. J. A. y A. Turrent F Efecto del nitrógeno, fósforo, densidad de población del fríjol y encalado del suelo, en el rendimiento de la asociación maíz-fríjol, en Totontepec. Revista Chapingo, No. 47.(49), pp , Oaxaca, México. Berkelaar E Efecto del aluminio en suelos ácidos sobre el crecimiento de las plantas. ECHO, Notas de desarrollo No. 7, pp.1-4, USA.

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8 CORRESPONDENCIA Facultad de Ciencias Agronómicas, Campus V. Universidad Autónoma de Chiapas, carretera Tuxtla-Villaflores, Km. 84. Tel fax (01 965) chachiago@yahoo.com.mx