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Martha M. Bolaños B. Ph. D.
Investigadora C. I. Tibaitatá
Manejo de Suelos en la producción de Alimentos Ecológicos
Bogotá, abril 8 de 2014
Contenido
Introducción
Suelos, calidad de suelos. Calidad física, química y biológica
Manejo de Suelos, Biología, Rizosfera y Microorganismos - Biofertilizantes
MOS, Problemas, Habilitación - Abonos orgánicos en el manejo de suelos para la producción de alimentos ecológicos
BPA Normatividad
Resultados de investigación: ají, aguacate, guayaba, plátano. Recomendaciones Reflexión…
Introducción
Degradación física, química y biológica del suelo
Cambio climático, efectos de la variabilidad
Precio elevado de los fertilizantes. Capacidad baja de adquisición
Duración de reservas naturales: Roca fosfórica 2050 ?
Rendimientos bajos
Seguridad alimentaria?
Suelos
Definición: sistema abierto, trifásico, dinámico
Un suelo saludable
No sólo incrementa los rendimientos
- Limpia y almacena agua
- Previene escurrimiento y erosión
- Aprovecha los nutrientes eficientemente
- Reduce la necesidad de pesticidas
Ecosistema Saludable:
- Integración de los ciclos de los nutrientes y flujos de energía
- Estabilidad y elasticidad frente a una alteración o estrés
Resiliencia
Calidad del Suelo
“Capacidad de funcionar de un tipo específico de suelo”.
Funciones biológicas, físicas y químicas.
• Sostener la productividad de los cultivos
• Mantener la calidad del agua y aire
• Proporcionar condiciones saludables para plantas, animales y el hombre dentro de los límites de un ecosistema.
Determina la sostenibilidad de la agricultura,
la calidad ambiental y como consecuencia
la salud de plantas, animales y del hombre
INOCUIDAD: BPA
BPA - Manejo Integrado del Cultivo
– Material Propagación – semilla certificada
–Manejo de suelos: Fertilización (análisis)
– Evaluación de aguas
– MIPE
– Manejo de Residuos
– Asistencia Técnica
– Cosecha y Manejo de la Poscosecha
– Documentación, Registro y Trazabilidad
Prácticas de Manejo de Suelo - BPA
BPA: Prácticas para el mejoramiento de los métodos de producción agrícola, teniendo en cuenta la inocuidad del producto y el menor impacto de las actividades, sobre el ambiente y la salud de los trabajadores. INOCUIDAD: Garantía de que los alimentos no causarán daños al consumidor
Reducción de impactos negativos sobre el ecosistema - MISA
Drenajes Labranza mínima Curvas de nivel
Coberturas nobles
Rotación de cultivos
Fertilización eficiente y oportuna a partir del análisis de suelo
con productos certificados
Manejo Integrado de Arvenses
barreras vivas
Conservar los bosques, evite quemas y reforestar
MIPE
Manejo de la Biología del Suelo
Los Microorganismos - funciones:
• Promotores del crecimiento vegetal
• Promotores de la descomposición orgánica
• Controladores de insectos plaga y enfermedades
• Fijadores de Nitrógeno (FBN)
• Solubilizadores de fósforo (Psol)
• Micorrizas (HMA)
Macroorganismos, Mesoorganismos
Todos estos organismos se relacionan entre si
y mantienen en equilibrio el ambiente del suelo;
se deben conservar con prácticas de manejo integrado.
Manejo de la Rizosfera
Zona del suelo influenciada por las raíces
• Disponibilidad de nutrimentos
• Exudación de sustancias orgánicas e inorgánicas
• Mayor presencia de microorganismos
• Descomposición MOS
• Acción disolventes de minerales
• Fijación de nitrógeno
• Mayor absorción de nutrimentos
• Mantenimiento del equilibrio biológico del suelo
Biofertilizantes: Micorrizas Arbusculares
Mejora las propiedades físicas del suelo - bioestructura del suelos
Incremento de la superficie de absorción de los pelos radicales, mayor vida útil
Mejoramiento absorción de nutrientes, menor aplicación de agroquímicos
Solubilización de minerales que se encuentran en el suelo
Ciclaje de nutrimentos en el ecosistema y sinergismos con otros microorganismos
Resistencia de raíces a infecciones causadas por patógenos
Incremento de la tolerancia de la planta a toxinas del suelo y a estrés biótico y abiótico
Bolaños y Luna. 2007; Castilla, L. 2006
Residuos Orgánicos
Sólidos Frescos
Olor desagradable
Elementos pesados
Sales
Problemas Sanitarios
Fitotoxinas
Calor latente Tamaño
Bajo contenido N
Humedad
Semillas de
Malezas
Bajo contenido nutrientes
Problemas de la materia orgánica No Habilitada
Materia Orgánica del suelo
Formada por la descomposición de residuos vegetales y animales, además de los organismos que se acumulan en el suelo.
Factores climáticos, del suelo y prácticas agrícolas son responsables de la transformación de los componentes de la M.O.
Aplicar MO ?
Habilitación de M. O. Abonos Orgánicos de buena calidad
Uso de residuos orgánicos para la elaboración de compostaje
Técnicas:
- Compostaje solarizado
- En módulos integrados bajo techo.
- Lombricompostaje
Bolaños y Luna, 2007
Lombricompost
Compost bajo techo
Compost solarizado
Factores Importantes en el Proceso de Compostaje
Temperatura Humedad Calidad de los compostables
Aireación
• Tamaño de 1 a 5cm
• Temperatura: En 2 a 6 días debe llegar a 45ºC
• Humedad: inicialmente 30 a 70%
• Aireación: Oxigeno suficiente Características
Físicas
• Orden de degradación azúcares, almidones, proteínas > holocelulosa > Lignina. Químicas
Características de los Residuos Compostables
Preparación de Compost Abono en el Manejo Ecológico
Volteos de la pila de compost y medición de temperatura
Empacado Color oscuro, Al finalizar el proceso de compostaje: la Tº del ambiente
Materiales Ráquis Cáscara de plátano pulpa de café gallinaza seca melaza
Normatividad Alimentos limpios
1. Resolución 187 de 2006. MADR
Sistema de Control de Productos Agropecuarios Ecológicos.
1. ICA 4174 Noviembre 2009. BPA en la producción primaria de frutas y vegetales para consumo en fresco.
3. Norma Técnica Colombiana 5400 ICONTEC. BPA para frutas, hierbas aromáticas culinarias y hortalizas frescas.
4. Conpes 3514. Política Nacional Fitosanitaria y de Inocuidad para las cadenas de Frutas y de Otros Vegetales.
Bandejas de 128
alvéolos
36 bandejas con sustrato 18 turba 18 turba + carbonilla (3:1).
1 semilla por celda prof. 1 – 1,5 cm.
Preparación del
fertilizante Orgánico
Riego, ½ L/bandeja Fertilización 1: 9 ddg, 35 ddg. Trasplante.
Solución nutritiva
Inoculación de semillas con Fij. de N. y Sol. de P
Desarrollo de la producción y calidad de ají en el Valle del Cauca a partir del manejo integrado de la fertilización (edáfica y fertirriego)
Bolaños, M.; Menjivar, J.; Colonia, C.; Rodríguez, E. 2008. AJÍ
a
b
cc
ba
b
c
bc
b
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0,22
0,24
1 2 3 4 5
Tratamientos
Ma
te
ria
se
ca
(g
)
Materia seca total
Materia seca aérea a
b
bcc
b
0,020
0,025
0,030
0,035
0,040
0,045
0,050
1 2 3 4 5
Tratamientos
Mate
ria s
eca (
g)
Materia seca radical
a
b
c
bb
5,000
5,400
5,800
6,200
6,600
7,000
7,400
7,800
1 2 3 4 5
Tratamientos
No
de h
oja
s
Resultados Evaluación de Sustratos
Experimento de Biofertilización
Tratamientos:
T1: Fertilización de síntesis convencional
T2: Fertilización de síntesis completa (SC)
T3: SC + orgánica
T4: SC+ Orgánica+HMA
T5: SC+Orgánica+ Tecamin raíz
bb b
b
a
0,24
0,29
0,34
0,39
1 2 3 4 5
Mate
ria S
eca
Tratamientos
Experimento de Biofertilización T 1 T2 T3 T4 T5
Las interacciones de la rizosfera como base para el manejo eficiente de la nutrición y sanidad del aguacate en Colombia.
Bolaños et al. 2008 - 2011.
AGUACATE
Árboles con y sin
pudrición radical
Método de muestreo: Aleatorio estratificado
U. E: un árbol. Repeticiones: 4 Técnicas de laboratorio:
• Análisis físico y químico del suelo • Clareo y tinción de raíces: HMA • Extracción de esporas de HMA • Aislamiento de Microorganismos
(Patógenos y Antagonistas) • Actividad microbiana del suelo • Biomasa Microbiana del suelo • Actividad enzimática
Experimentos:
• Laboratorio (seis) • Invernadero (cuatro) • Campo (dos): Tolima Valle
• Antagonistas y organismos patógenos fueron aislados de la rizosfera de árboles de aguacate.
• Los aislamientos de Trichoderma y Paecilomyces, fueron incrementados utilizando arroz como sustrato
• Los antagonistas: suspensión de 1g/litro de agua, (1 x 109 esporas/g del producto) de la formulación de cada antagonista.
1. Evaluación de antagonistas y de hongos formadores de micorrizas arbusculares (HMA) en fase de vivero
Tratamientos
1 Trichoderma
2 Paecilomyces
3 Trichoderma + Paecilomyces
4 Micorrizas
5 Micorrizas + Trichoderma
6 Micorrizas + Paecilomyces
7 Testigo
A A
AB AB AB
AB
B
40
50
60
70
T M + T P M + P M T y P Testigo
ALTURA DE PLANTULAS EN FASE DE VIVERO INOCULADAS CON ANTAGONISTAS
ALT
UR
A D
E P
LAN
TAS
(cm
)
40
45
50
55
60
65
GR
AM
OS
A
PESO FRESCO DE PLANTULAS EN FASE DE VIVERO INOCULADAS CON ANTAGONISTAS
GR
AM
OS
A A
A AB
GR
AM
OS
A
GR
AM
OS
A A
A AB
AB
B B
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
HMA INOCULADOS
INT
EN
SID
AD
DE
CO
LO
NIZ
AC
IÓN
B
B
B
B
B
A
HMA
comercial
M comerc-
G. fascic Testigo G. fasci +
G. intrara
G.
intrar
G.
fascicul
Intensidad de colonización HMA en raíces de aguacate 123 dd inoculación
Efecto de Antagonistas y Micorrizas - Aguacate
----------- 0.5 m --------------1.0 m ---
Profundidad
y Distancia del tallo
0 – 10 cm.
10 – 20 cm.
Distribución de raíces de aguacate en el perfil del suelo
Evaluación de materia seca de raíces de Aguacate
Distribución en el perfil del suelo
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0-10 cm 10-20 cm 0-10 cm 10-20 cm 0-10 cm 10-20 cm
Dist 0,5 m Dist 1 m Dist 1,5 m
Profundidad y distancia del tallo
Kg
Ma
teri
a s
ec
a
sitio 1
sitio 2
sitio 3
Biocontroladores
Micorrizas
Enmiendas orgánicas
Evaluación de prácticas sostenibles para el manejo de nematodos parásitos en cultivos de guayaba en el Valle del Cauca.
Bolaños, M.; Esquivel, F.; Zambrano, E.; Ramírez, J. 2007.
GUAYABA
Efecto de biocontroladores sobre la altura de planta
Experimento de vivero
Tratamientos
t. Testigo
B. Bacillus thuringiensis
P. Paecilomyces lilacinus
L. Lecanicillium
T. Trichoderma sp.
Efecto de micorrizas sobre biomasa
de plantas de guayaba
Biofertilización en el cultivo de guayaba - campo.
dd
cd
bcd bcd
abc
ab
a
200
205
210
215
220
225
230
MC MN C CC Bt Trich PMI T
Tratamientos
C. d
iam
etr
o d
e c
op
a (
cm
)
MC. Micorriza comercial; MN. micorriza nativa; C. compost; CC. Compost comercial - Aviabono; Bt. Bacillus sp., Trich. Trichoderma sp.); PMI. Plan de manejo integrado; T. Testigo.
Efecto de los biofertilizantes y abonos orgánicos en el diámetro de copa de los árboles
Bolaños, M. 2012
PLÁTANO Mejoramiento de la sanidad y competitividad del cultivo de plátano,
mediante el desarrollo de nuevas estrategias de manejo del suelo y la nutrición.
Bolaños et al., 2009; Ceballos, Álvarez, Bolaños, 2014
Ecoterra® ejerció antagonismo
ya que retardó el desarrollo y
mostró menor severidad de la
enfermedad.
Se favoreció el desarrollo de raíces,
representado en el número y diámetro.
A B
Sistema semi industrial Sistema artesanal
Pendiente del piso 4%
Recolección del líquido
Raquis picados o enteros Compostaje 2.5 - 3 meses Lixiviado
“Curado”
Almacenamiento
x 30 días
Producción de Lixiviado
Localización: Palmira, Valle del Cauca. 1001 msnm
Diseño estadístico: C.A. Repeticiones: 4 Unidad exp.: 4 plantas
Tratamientos: HMA G. fistulosum, G. fasciculatum, Comercial) x
población de nematodos (- N, + N)
Inoculación HMA 283 ± 43 esporas) y siembra en sustrato esterilizado con vapor
Efecto de tres inóculos de HFMA sobre el ataque de nematodos fitoparásitos en plátano Dominico Hartón (Musa AAB)
Base de la simbiosis de los HMA:
Paso bidireccional de nutrientes, Incremento de absorción de agua, fósforo y otros nutrientes del suelo. (Ramos et al., 2009)
b
b
abab
a
a
ab
b
1,8
2,3
2,8
3,3
3,8
4,3
G. f
is.
G. f
is.+
N
G. f
asc.
G. f
asc. +
N
Com
.
Com
. + N
Testigo.
Test. + N
Inóculos de HMA evaluados
Pe
so
se
co
aé
res
o (
g)
b b
abab
a
ab
ab
ab
8
10
12
14
16
18
20
22
24
G. f
is.
G. f
is.+
N
G. f
asc.
G. f
asc. +
N
Com.
Com. +
N
Testigo.
Test. + N
Inóculos de HMA evaluados
Pes
o f
resc
o r
adic
al (
g)
Efecto de HMA en Producción de biomasa: peso fresco radical y seco aéreo
p ≤ 0,05 p ≤ 0,05
Efecto protector de HMA, previene o reduce daños, incrementa tolerancia de la planta a la enfermedad (Jaizme-Vega y Rodriguez-Romero, 2004).
bb b b
a a
b b0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
G. f
is.
G. f
is.+
N
G. f
asc.
G. f
asc.
+ N
Com
.
Com
. + N
Testig
o.
Test. +
N
Inóculos de HMA evaluados
Inte
ns
ida
d d
e l
a c
olo
niz
ac
ión
mic
orr
ícic
a (
%)
La colonización del inóculo comercial no fue afectada por los nematodos
Manejo de Suelos en la producción de Alimentos Ecológicos…
Recomendaciones
Fertilización ¿Qué, Cuanto, Cómo, Dónde, Cuándo aplicar?
• Fertilización integrada: O + B + Q • Aplicación de enmiendas • Separar químicos y biofertilizantes • Aplicar primero productos de síntesis
química y tapar con los orgánicos. • En lotes planos en corona,
pendientes en semiluna, parte superior • Manejo de arvenses según edad del
cultivo – competencias. • Humedad óptima • Textura • Estructura – compactación - orgánicos
Reflexión…
El aumento de la población mundial, demanda mayor producción de alimentos
Conservando la sustentabilidad de los recursos naturales.
Uso y manejo efectivo de los recursos internos de los agroecosistemas
Manejo de Suelos -Fertilización integrada: Alternativa viable ambiental y economicamente para la nutrición vegetal
Bibliografía
• Ceballos, Álvarez y Bolaños. 2014. Reduction in populations of Ralstonia solanacearumraza 2 in plantain (Musa AAB Simmonds) with extracts from Trichoderma sp. and antagonistic bacteria. En impresión.
• Bolaños, M. 2012. Biofertilización en el cultivo de guayaba. Biofertilización: Avances en Investigación. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, Capítulo Tolima.
• Bolaños, M. Gañan, L. 2009. Mejoramiento de la sanidad y competitividad del cultivo de plátano, mediante el desarrollo de nuevas estrategias de manejo del suelo y la nutrición.
• Bolaños, M.; Menjivar, J.; Colonia, C.; Rodríguez, E. 2008. Desarrollo de la producción y calidad de ají en el Valle del Cauca a partir del manejo integrado de la fertilización (edáfica y fertirriego).
• Bolaños et al. 2008. Las Interacciones de la rizosfera como base para el manejo eficiente de la nutrición y sanidad del aguacate en Colombia.
• Bolaños, M.; Esquivel, F.; Zambrano, E.; Ramírez, J. 2007. Evaluación de prácticas sostenibles para el manejo de nematodos parásitos en cultivos de guayaba en el Valle del Cauca.
• Bolaños, M.; Luna, L. 2007. Las micorrizas: Una opción sostenible de manejo de suelos y nutrición de plantas.
• Luna, L.; Bolaños, M. 2007. Producción de abonos orgánicos de buena calidad.
• Castilla, L. 2006. Biofertilización, Una alternativa viable para la nutrición vegetal. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo, Capítulo Tolima.