SECRETARIA DE AGRICULTURA, GANADERIA, DESARROLLO RURAL PESCA Y ALIMENTACION Subsecretaría de Desarrollo Rural Dirección General de Apoyos para el Desarrollo Rural 7Utilización de estiércoles Los estiércoles se han utilizado desde hace mucho tiempo para aumentar la fertilidad de los suelos y modificar sus características en beneficio del desarrollo de las plantas. Su efectividad ha quedado plenamente demostrada con rendimientos más altos y de mejor calidad.
Los estiércoles se han estado usando en la agricultura, desde que el productor combinó su actividad agrícola con la ganadería en el nivel de traspatio o solar. Bajo estas condiciones, los estiércoles no presentan problema en su almacenamiento y manejo por los volúmenes pequeños y la facilidad que se presenta para su transporte hasta la parcela del agricultor. Cuando se manejan hatos o establos grandes es necesario seguir un procedimiento apropiado en el almacenamiento del estiércol para evitar la pérdida de nutrimentos principalmente de Nitrógeno (puede lavarse fácilmente con la lluvia o volatilizarse como amoníaco por calentamiento y evaporación del agua). Los grandes volúmenes de estiércoles, si no se manejan apropiadamente, por anaerobiosis producen metano y otros gases contaminantes y de mal olor. También proliferan organismos asociados a la transmisión de algunas enfermedades del hombre. Está plenamente comprobado que la materia orgánica es de una gran importancia para el buen desarrollo de la plantas. Bajo ciertos manejos, los suelos agrícolas suelen perder gradualmente su materia orgánica, lo cual se manifiesta en cada vez más bajos rendimientos de los cultivos; cuando a estos suelos se les adiciona materia orgánica en cantidades apropiadas, la respuesta de los cultivos es extraordinaria; se observan rendimientos hasta 8-10 veces mayores. La materia orgánica, particularmente cuando proviene de estiércoles, contiene importantes cantidades de todos los elementos químicos utilizables por las plantas. Consecuentemente, el uso de estiércoles en la agricultura apoya el incremento de los rendimientos en los cultivos por las siguientes razones: Aportan todos los elementos esenciales que requieren los cultivos. Tienen un efecto residual mayor que el de los fertilizantes químicos. Liberan nutrimentos en forma gradual que favorece su disponibilidad para el desarrollo del cultivo. Mejoran la estructura del suelo, porosidad, aireación y capacidad para la retención de agua. Forman complejos orgánicos con los nutrimentos manteniendo a estos disponibles para las plantas. Elevan la capacidad de intercambio catiónico del suelo evitando que los nutrimentos se pierdan por lixiviación. Liberan bióxido de carbono (CO 2) durante su descomposición que forma ácido carbónico (H2CO 3) el cual solubiliza nutrimentos de otras fuentes. Abastecen el carbono orgánico que se utiliza como fuente de energía para organismos heterotróficos presentes en el suelo. Aumenta la infiltración del agua, reduciendo el escurrimiento superficial lo que evita la erosión de los suelos. Favorecen una mayor resistencia de los agregados del suelo a ser dispersados por el impacto de las gotas de lluvia. Los efectos de los estiércoles permiten que el suelo sea más productivo, conserve su fertilidad y tenga un uso sostenido a través del tiempo. Producción anual de estiércol La producción anual de estiércol en México se estima en 61 millones de toneladas por año (Cuadro 1) considerando únicamente el proveniente del ganado estabulado y semiestabulado; si ésta cantidad se pudiera capitalizar adecuadamente, a cada hectárea de terreno agrícola le corresponderían 2 ton/año, cantidad suficiente para mantener los suelos con excelentes contenidos de materia orgánica, fertilidad y capacidad productiva. Así mismo, se presenta una estimación del volumen de aguas negras y los sedimentos que se producen en el territorio nacional y que son fuente de nutrimento con las reservas de los contaminantes que contienen estos materiales Cuadro 2. El uso potencial de los estiércoles en diferentes regiones se puede estimar si se conoce el número de cabezas existentes y la cantidad de excretas que produce un animal diariamente con un contenido medio de humedad. 2 Sistema de Agronegocios Agrícolas
Cuadro 1. Producción anual de estiércol por especie animal en la República Mexicana 1 Tipo de Producción Producción ( miles de Estiércol kg/día toneladas/año) 1970 1998 Gallinaza 0.017 1,700 1,203 Porqueraza 0.450 3,300 1,651 Caprino 0.700 1,800 1,531 Ovino 0.700 1,000 993 Bovino 6.000 36,600 50,882 Equino 1.500 4,800 4,800 Total/año 49,200 61,060 2 Producción individual en base seca Cuadro 2. Producción de aguas negras y sedimentos en el Distrito Federal 1 1 Fuente Unidades 1970 1998 3 6 Aguas negras m x 10 2,200 3,552 Sedimentos ton/año x10 6 1,500 2,421 2 Fuente: Población animal, Anuario Estadístico de los Estados Unidos Mexicanos, INEGI (1997); Cruz (1986) Manejo En el manejo de estiércoles desde su recolección de los corrales y establos, y almacenamiento para su compilación y maduración hasta su transporte y aplicación en el campo, se necesitan operaciones apropiadas que permitan su utilización integral desde el punto de vista de su valor nutrimental. El manejo de los estiércoles hasta su aplicación en el campo (si no se incorpora al terreno directamente en forma cruda como una opción con ciertas desventajas en la pérdida de nitrógeno y diseminación de plagas y patógenos) se utilizan estercoleros de tamaños convenientes según el volumen del material por manejar y las posibilidades económicas que se tengan. Los estercoleros son construcciones que deben tener las siguientes características: Una plataforma impermeable con una pendiente de 4 a 5% a lo largo y ancho para evitar acumulaciones de exceso de agua. Una canaleta a lo largo para favorecer el drenaje del estercolero. Muros de protección de la plataforma, no más altos de 80 cm de altura en los tres lados de donde viene la pendiente. Plataforma sin muro en su parte baja de la pendiente (entrada) en una tercera o cuarta parte al extremo inferior del estercolero para facilitar la carga y descarga del estiércol. Techo de plataforma para proteger el estiércol de la lluvia y los rayos del sol que son los dos factores más importantes que influyen en la pérdida de nutrimentos. La altura del techo debe ser tal que la maniobra del estiércol pueda ser manual o mecanizada. El estiércol fresco se va colocando en capas para formar pilas de 2 ó 3 m de largo según las dimensiones del estercolero sin olvidar los andenes en ambos lados para facilidad de su manejo. La ubicación de las pilas se puede empezar de la entrada hacia el fondo del estercolero. Las pilas pueden ser trapezoidales con la base mayor de 3 m y la menor de 2 m, con 2 a más de 3 m de fondo. Entre capa y capa se recomienda agregar superfosfato de calcio simple (CaH2PO 4 + CaSO 4) a razón de 25 kg/ton de estiércol y 50 kg/ton de arcilla (bentonita, montmorillonita o alofano) para fijar el nitrógeno amoniacal. Se pueden agregar también inhibidores de ureasa [N-butil triamida fosfórica (N3PT) o Fenil fosforodiamidato (PPD)] para conservar el nitrógeno como aminas (R-NH 2) y un inhibidor de nitrificación para mantener el nitrógeno como + amonio (Nh ). 4 Utilización de estiércoles 3
Durante la maduración se eleva el ph del estiércol; para abatirlo, se agrega azufre (S), ácido fosfórico (H3PO 4) al 1% o ácido sulfúrico 3 (H2SO 4) al 1% a razón de un litro o más por m, según el ph. Las pilas deben comprimirse regularmente para que el proceso de maduración sea normal. Para mantener las condiciones adecuadas de humedad y temperatura durante la maduración, las pilas deben humedecerse de preferencia con las deyecciones líquidas recolectadas del establo o el «té» o «jugo» del estiércol que escurre de las pilas. La temperatura de la pila no debe elevarse más allá de los 60 C (50 C recomendable), la cual se controla agregando agua y aireando la pila por traspaleo o inyectando aire forzado que permite una maduración más rápida del estiércol. El estiércol ha logrado su madurez cuando pierde su olor «suí géneris», tiene una relación carbononitrógeno (Relación C/N) menor de 19.5 y un contenido de nitrógeno mayor de 1.2 %. Antes de llevar el estiércol maduro al campo se debe de conservar en un lugar seco y en sombra para interrumpir su mineralización. Algunas veces, para facilitar la maduración del estiércol seco o apelmazado, se debe de desmenuzar, para lo cual se necesita un molino o algún otro dispositivo. Un estercolero tipo, que se puede construir y que existe en muchas regiones del país, se muestra en la Figura 1. Contenido nutrimental El contenido total de nutrimentos en los estiércoles es muy variable y depende de la especie que lo produce, edad del animal, su eficiencia digestiva, tipo de alimentación que recibe y el manejo a que ha sido sometido el estiércol desde su recolección, maduración y almacenamiento. El contenido medio de nutrimentos de los estiércoles utilizados en la agricultura se muestra en el Cuadro 3. La gallinaza y la porqueraza son los más ricos desde el punto de vista nutrimental y de mayor liberación de nutrimentos en el primer año de aplicación. Los estiércoles más pobres son los de vacuno y equino y desde luego los que aportan menor porcentaje de nutrimentos en el primer año de aplicación por su alta relación C/N. Figura 1. Sistema de explotación ganadera con un estercolero 4 Sistema de Agronegocios Agrícolas
Según experiencias de campo e invernadero los materiales orgánicos con una relación C/N menor de 22 y un contenido de nitrógeno mayor de 1.2% liberan el nitrógeno disponible para el cultivo presente, de lo contrario el nitrógeno quedará retenido en los organismos vivientes del suelo, pero desde luego potencialmente permanece disponible para los cultivos subsiguientes. Cuadro 3. Contenido total de nutrimentos en algunos estiércoles en México Determinaciones Tipo de estiércol Vacuno Gallinaza Porcino Equino Caprino Humedad (%) 36.0 30.0 20.0 25.0 18.0 ph (relación 1:2) 8.0 7.4 7.2 7.0 7.5 Materia orgánica (%) 70.0 70.0 68.0 60.0 55.0 Nitrógeno total (%) 1.5 3.7 3.7 1.2 2.5 Fósforo (%) 0.6 2.2 2.0 0.2 0.6 Potasio (%) 2.5 2.7 30.0 2.5 2.2 Calcio (%) 3.2 5.7 7.5 6.0 8.0 Magnesio (%) 0.8 1.0 2.3 0.2 0.2 Sodio (%) 1.6 1.1 0.3 0.1 0.1 Zinc (ppm) 130.6 516.0 - - - Manganeso (ppm) 264.0 474.0 - - - Hierro (ppm) < 354.0 4,902.0 - - - Relación C/N 26.0 11.0 13.0 33.0 18.0 Mineralización (% 1er. año) 35.0 90.0 65.0 30.0 32.0 Fuente: Romero (1997) Liberación de nutrimentos En el primer año de la aplicación de un estiércol, solamente se libera por descomposición parte del contenido total de nutrimentos; la diferencia queda en forma residual para los siguientes años de cultivo. La descomposición de los estiércoles depende de las condiciones de temperatura y humedad en un lugar determinado; es gradual y continuo a través del tiempo desde el momento de su aplicación. Para fines prácticos la liberación de un elemento durante la descomposición del estiércol se estima por año como unidad de tiempo. Las tasas de descomposición de los estiércoles (serie de descomposición) para un clima templado, en tanto por uno en el primer año de aplicación y del residual en los siguientes años, para los materiales más comúnmente utilizados, se presentan en el Cuadro 4. Los estiércoles de mayor porcentaje de descomposición y por consiguiente con mayor liberación de nutrimentos en el primer año de aplicación serían la gallinaza y la porqueraza (0.90 y 0.65), pero de poco efecto residual. En cambio, los estiércoles de menor liberación de nutrimentos en el primer año de aplicación pero de mayor efecto residual serían el de vacuno, equino y caprino. Esta información indica lo que se esperaría en la práctica sobre la respuesta de los cultivos a la aplicación de dichos estiércoles, la cantidad que debe utilizarse para cubrir el requerimiento total o parcial que demanda un cultivo, y el efecto residual en los años subsecuentes, para programar nuevas aplicaciones con el propósito de reponer al suelo los nutrimentos extraídos por las plantas. Utilización de estiércoles 5
Cuadro 4. Tasa de descomposición de estiércoles comúnmente utilizados en la agricultura. Estiércol Año después de su aplicación Primero Segundo Tercero Cuarto Vacuno 0.35 0.15 0.10 0.05 Gallinaza 0.90 0.10 0.05 - Porqueraza 0.65 0.30 0.10 - Equino 0.30 0.15 0.10 0.05 Caprino 0.32 0.18 0.10 0.05 Fuente: Pratt et al. (1973); Trinidad (datos no publicados). Cálculo y aplicaciones A pesar de que los estiércoles se han estado utilizando por siglos en el abonamiento de los cultivos, todavía hoy en día el uso de ellos es empírico. Las dosificaciones se hacen con base a la experiencia de los productores y de los ensayos simples al observar respuesta favorable de los cultivos; pero es necesario contar con conocimientos sobre su contenido nutrimental, su velocidad de descomposición, los requerimientos del cultivo de un nutrimento en particular y sus efectos residuales. Los estiércoles se descomponen de acuerdo a una tasa de mineralización. Una relación de descomposición de 0.35, 0.15, 0.10 y 0.05 indica que el estiércol al primer año se descompone en un 35 %, el residual del primer año se descompone en un 15 % en el segundo año, el residual del segundo se descompone en un 10 % en el tercer año y el residual del tercer año en un 5 % en el cuarto año. En esta misma relación se libera el nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y otros nutrimentos que se indican en el Cuadro 3. Ejemplo: Se van a aplicar 40 ton/ha de estiércol de bovino con 1.5 % de N y una serie de descomposición de 0.35, 0.15, 0.10 y 0.05. Calcular la cantidad de nitrógeno en kg/ha liberados a través de los cuatro años con la aplicación de dicho estiércol. Para determinar la cantidad de nitrógeno liberado en el primer año, se sigue el siguiente procedimiento: Calcular la cantidad de nitrógeno que contienen las 40 toneladas de estiércol por hectárea. 40,000 kg x 0.015 = 600 kg de N/ha Si el factor de descomposición es de 0.35 el nitrógeno liberado sería: 600 kg x 0.35 = 210 kg de N se liberan en el primer año Para el segundo año, se tendría un remanente de 390 kg de N residual /ha, con una tasa de descomposición de 0.15 y el nitrógeno liberado seria: 390 kg x 0.15 = 58.5 kg de N En el tercer año, el nitrógeno residual sería 331.5 kg/ha, y la tasa de descomposición seria de 0.10, entonces el nitrógeno que se liberaría sería de: 331.5 x 0.10 = 33.5 kg de N Para el cuarto año, el nitrógeno residual seria de 298 kg/ha y como la tasa de liberación es de 0.5, entonces la cantidad de nitrógeno liberado sería: 298.0 x 0.05 = 14.5 kg de N En el ejemplo propuesto resulta que de los 600 kg/ha de N que contiene el estiércol, solo se utilizan en los cuatro años 316.5 Kg/ha y el resto permanece en forma orgánica y su descomposición será a una tasa igual o inferior al 5 % en los años siguientes. 6 Sistema de Agronegocios Agrícolas
Para conocer la cantidad de nitrógeno que se libera en el suelo, con la aplicación de diferentes cantidades de estiércol por hectárea, en el Cuadro 5 donde se presenta la cantidad de nitrógeno anual que se adiciona al suelo con diferentes dosis de estiércol por hectárea. Para programar la aplicación de estiércol en un terreno, se debe considerar si se pretende utilizar solamente estiércol o se va a complementar con la aplicación de fertilizantes químicos. Si se va a aplicar estiércol, se puede utilizar el Cuadro 5 e identificar en él la cantidad de nitrógeno aportada y a partir de esta, decidir si se complementa o no, con fertilizante químico de acuerdo a la demanda del cultivo. De acuerdo a los ensayos de campo, las aplicaciones de estiércoles se pueden hacer al voleo o en banda, si éstos están sueltos y desmenuzados con un contenido de humedad no mayor de 25%. Los productores lo aplican en los cultivos de maíz, en forma mateada o en banda al momento de la siembra, permitiendo que su uso sea más eficiente que al voleo. La forma de aplicación dependerá del cultivo y el método de siembra. Si se aplican 10 ton/ha de estiércol de ganado vacuno, en el Cuadro 5, se observa que se aplicaría 52.5 kg de N/ha en el primer año, y si el cultivo requiere 150 kg de N/ha se tendría que adicionar 97.5 kg de N/ha con fertilización química. Para el segundo año, el estiércol aportaría solamente 14.62 kg de N/ha y si el cultivo requiere 150 kg de N/ha, entonces tendría que aplicar la diferencia con fertilizante químico. Cuadro 5. Dosificación del tipo de estiércol a través del tiempo 1 Estiércol Dosis, ton/ha Kilogramos de nitrógeno liberados 1er. Año 2do. Año 3er. Año 4to. Año Vacuno 2.0 10.5 2.9 1.6 0.7 5.0 26.2 7.3 4.1 1.8 10.0 52.5 14.6 8.3 3.6 40.0 210.0 58.5 33.5 14.5 Gallinaza 2.0 66.6 0.7 0.1-5.0 166.5 1.8 0.8-10.0 333.0 3.7 1.6-40.0 32.0 14.8 6.6 - Porqueraza 2.0 48.1 7.7 1.8-5.0 120.2 19.4 4.5-10.0 240.5 38.8 9.1-40.0 962.0 155.4 36.3 - Equino 2.0 7.2 2.5 1.4 0.6 5.0 18.0 6.3 3.5 1.6 10.0 36.0 12.6 7.1 3.2 40.0 144.0 50.4 28.5 12.9 Caprino 2.0 16.0 6.1 2.7 1.3 5.0 40.0 15.3 7.0 3.1 10.0 80.0 30.6 13.9 6.3 40.0 320.0 122.4 55.8 25.1 1 Los contenidos de nitrógeno y las tasas de descomposición fueron presentadas en los Cuadros 2 y 3 Utilización de estiércoles 7
En el Cuadro 6, se presentan las cantidades de nutrimentos disponibles que aportaría el estiércol seco de vacuno en una dosis única de 10 ton/ha, para un periodo de 4 años considerando una serie de descomposición de 0.35, 0.15, 0.10 y 0.05. Cabe destacar que las mismas estimaciones pueden realizarse con otros estiércoles y dosis de aplicación. Cuadro 6. Cantidades de nutrimentos disponibles que aportaría el estiércol seco de vacuno en una aplicación de 10 ton/ha. Nutrimento Año después de su aplicación (kg de nutrimento disponible) primero segundo tercero cuarto Nitrógeno total 52.5 14.6 8.3 3.7 Fósforo 21.0 5.9 3.3 1.5 Potasio 87.5 24.4 13.8 5.9 Calcio 112.0 31.2 17.7 7.9 Magnesio 28.0 7.8 4.4 1.9 Sodio 56.0 15.6 8.8 3.9 Micronutrimentos g de micronutrimento aportado Zinc 457 126 72 32 Manganeso 924 257 146 66 Hierro 1225 341 193 87 Es importante señalar que se debe realizar un análisis económico para definir el método de la fertilización, ya sea solamente con estiércoles o en combinación con los fertilizantes químicos. El fertilizante químico puede representar un menor costo; sin embargo, no hay que olvidar las ventajas que aportan los estiércoles. Bibliografía de apoyo Responsable de la ficha Dr. Antonio Trinidad Santos Especialidad de Edafología Instituto de Recursos Naturales ( IRENAT) Carr. México-Texcoco km. 36.5 56230 Montecillo, Edo. de México Tel. (595) 2 02 00 Ext. 1241 Cruz Medrano, S. 1986. Abonos orgánicos Universidad Autónoma Chapingo, Méx. Romero Lima, M. R. L. 1997. Abonos orgánicos y químicos en producción sanidad y absorción nutrimental de papa y efecto en el suelo. Tesis de M.C. Colegio de Postgraduados, México. Trinidad Santos, A. 1987. El Uso de abonos orgánicos en la producción agrícola. C u a d e r n o s d e E d a f o l o g í a 1 0. Colegio de Postgraduados, México. Sistema de Agronegocios Agrícolas