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Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz

Publicado: 15 de abril de 2016
Por: Ings. Agr. Nicolás Sosa(1), Matías Alladio(2), Federico Pagnan(2), Juan Manuel Orcellet(3) (1)INTA EEA Manfredi, (2)AER INTA Justiniano Posse, (3)INTA EEA Rafaela
La intensificación y concentración de la producción en los sistemas lecheros argentinos, trae aparejado el problema de la generación y acumulación de efluentes y residuos sólidos. Su aplicación al suelo como enmienda orgánica brinda una solución al problema, permitiendo recuperar la fertilidad de los suelos y aumentar la producción de los cultivos. La producción de leche en Argentina para la serie de años 1983-2010, se incrementó de 5.696,80 a 10.307,52 millones de litros (Minagri, 2013). Si bien, hubo una reducción del número de tambos, se produjo un aumento en la escala productiva de los que lograron permanecer en la actividad, cambiando muchos de ellos su sistema de producción tradicional a campo por sistemas estabulados. Esta transformación del sistema productivo ocasiona un fuerte incremento de las cantidades de efluentes generados, donde además, no existe en las instalaciones de ordeño, una adecuación de la infraestructura ni una planificación sobre su destino final (García y Charlón, 2011).
Para intensificar los sistemas se debe aumentar la producción de forraje y granos que son la principal fuente de alimento de los animales, lo que implica mayor extracción de nutrientes del suelo que deben ser restituidos al sistema para asegurar su sustentabilidad. En la actualidad, la aplicación de fertilizantes químicos al suelo constituye la principal vía de aporte de los nutrientes necesarios para producir elevadas cantidades de biomasa. Sin embargo, la aplicación de estos fertilizantes también conlleva varios problemas asociados a su utilización, siendo los más relevantes el aumento del costo de producción de los sistemas lecheros y los riesgos de contaminación del ambiente (agua y suelo) cuando son utilizados en exceso (Imhoff et al., 2011).
La intensificación de la producción no sólo debe ser considerada como un aumento en el uso de insumos, sino que debería incluir también la tecnología de procesos y de conocimientos (Andrade, 2011). En este sentido, la aplicación de residuos orgánicos al suelo es el método más económico y constituye uno de los mejores ejemplos de reciclaje de nutrientes.
El desconocimiento sobre la composición de los diferentes residuos, la eficiencia de uso de los nutrientes que contienen y su posible efecto residual entre otros factores dificulta una adecuada aplicación de los mismos, ya que para esta, resulta necesario considerar la composición de los mismos, especialmente el contenido de macronutrientes y los requerimientos nutricionales del cultivo al que se va a aplicar. Es importante recordar que el suelo no es un vertedero y que los abonos orgánicos deben estar libres de contaminantes, patógenos y se deben aplicar en dosis adecuadas, de acuerdo a un plan de gestión (Solé y Flotats, 2004). En principio, estos “fertilizantes” disponen de la mayoría de los nutrientes necesarios para el crecimiento de los cultivos, pero en algunos casos presentan un desequilibrio en nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) en relación a las necesidades de los cultivos (LAF, 1999).
Los residuos ganaderos presentan una enorme variabilidad en su composición y por lo tanto en el contenido de elementos fertilizantes, dependiendo de muchos factores como son: sistema de estabulación, alimentación, sistema de limpieza, tratamiento, duración del almacenaje, etc. Hay que tener en cuenta que los efectos de un manejo inadecuado de residuos orgánicos puede provocar contaminación en los puntos de  aplicación y en zonas más o menos alejadas de estos, asociada fundamentalmente al lavado de los nitratos.
La utilización del suelo como medio receptor de residuos ganaderos tiene como objetivo restituir los nutrientes que son asimilables por las plantas, disminuyendo además las necesidades de aportar fertilizantes minerales.
El contenido en N, referido a la materia seca de los estiércoles, varía en un amplio rango desde 1 a 4% (Pomares y Canet, 2001), correspondiendo normalmente los valores más bajos al estiércol de bovino y los más altos a los de gallinaza. En los efluentes de porcino los niveles de N son mucho más bajos, entre 5,2 y 7,2 kg N m-3.
García y Cuatrín (2012) estimaron la cantidad y la composición del estiércol que queda depositado en el sector de comederos en un tambo estabulado de tipo corral seco. Para las condiciones del ensayo (alimentación sin sombra, sin ventilación forzada y sin humedecimiento), la cantidad total de estiércol acumulado durante 24 horas es de aproximadamente 23,5 kg/vaca, con una composición media de 1,52 %NT y 0,40 % P en base seca.
Los objetivos del ensayo fueron: I) Evaluar el efecto de diferentes dosis de estiércol bovino sobre la producción del cultivo de maíz destinado a silaje de planta entera. II) Evaluar el efecto del estiércol sobre las propiedades químicas del suelo.
 
Materiales y métodos
El ensayo se instaló en un lote del establecimiento Laguna de la Vaca, cercano a la localidad de Las Varillas, Córdoba (31° 52´ S; 62° 43´ O) durante la campaña 2013/2014. Se sembró sobre un suelo Haplustol údico, serie El Pino, perteneciente a la clase de capacidad de uso III (Carta de Suelos de la República Argentina, 1978). El cultivo antecesor fue soja de primera.
Se utilizó el diseño estadístico Strip plot con 2 repeticiones. La unidad experimental fueron parcelas de 100 m de largo y 20 m de ancho. Uno de los factores fue la dosis de estiércol a aplicar (0, 10, 20 y 30 tn ha-1) y el otro factor la fertilización (con o sin). Este último comprendió la aplicación a la siembra de una mezcla química 40-20-0-20 (N-P-K-S) a razón de 45 kg ha-1 y una aplicación en V6 de 100 kg ha-1 de Solmix (80-20). De este modo, en aquellos tratamientos que contaron con fertilización, se aplicaron 46, 9 y 25,6 kg ha-1 de N, P y S respectivamente, a través de fertilizantes sintéticos.
La distribución del estiércol se realizó con una máquina Syra de 12 m3 de capacidad equipada con balanza de precisión, 50 días previos a la siembra de maíz.
Se sembró con tecnología de siembra directa el híbrido Forratec Dow 560 el 7 de noviembre y la emergencia fue el 15 del mismo mes. El distanciamiento entre hileras fue de 0,525 m y el stand logrado de 65.000 plantas ha-1. El día posterior a la siembra se realizó un control con Atrazina (1 kg ha-1) y fipronil (clap: 10 cc ha-1). Durante el ciclo del cultivo se realizaron monitoreos para evitar la incidencia en los resultados, de factores no deseados (malezas, insectos, enfermedades).
El tambo donde se hizo el ensayo es estabulado de tipo corral seco, donde los animales permanecen 24 horas del día encerrados sin salir a pastorear al campo. El residuo utilizado en el ensayo está compuesto por estiércol, orina, restos de alimentos y barro, que contienen una importante cantidad de nutrientes y materia orgánica. Los mismos se recolectaron de los corrales con rabasto y pala y se depositaron en pilas cercanas a los corrales (Figura 1 y 2). Con la finalidad de conocer su composición, se tomaron muestras del mismo y se enviaron a laboratorio para su análisis.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 1
 
En la Tabla 1 se pueden observar los valores de Materia orgánica (MO), Nitrógeno Total (Nt), Nitrógeno de nitrato (N-NO3), Fósforo Total (P), Azufre de sulfato (S-SO4), pH, conductividad eléctrica (C.E.), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Sodio (Na), Potasio (K) y Capacidad de intercambio catiónica (CIC) del estiércol utilizado.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 2
De los valores de la Tabla 1, es posible destacar el alto contenido de MO, Nt, P y S. Es importante destacar que los residuos ganaderos, estiércoles y efluentes presentan una enorme variabilidad en su composición y por lo tanto en el contenido de elementos fertilizantes. Los nutrientes de los abonos orgánicos no están igualmente disponibles en todos los tipos de abonos. El comportamiento, como fertilizante, de un abono orgánico depende de su composición y de la estabilidad de la MO que contiene.
Al momento de la siembra se analizaron las propiedades químicas del suelo, que se detallan en la Tabla 2.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 3
Los valores de Nt y S fueron bajos. El resto de los parámetros se encuentran dentro de rangos adecuados para la producción de maíz.
En la Figura 3 se indican las precipitaciones ocurridas en el período septiembre 2013 - febrero 2014.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 4
En el estado de madurez fisiológica (19/02/2014) se determinó la producción de biomasa acumulada del cultivo. Para ello se tomaron 8 plantas representativas de cada tratamiento y se cortaron las mismas en la base de los tallos (contra la superficie del suelo). Se guardaron 2 plantas para determinar el contenido de humedad. Las mismas se secaron en estufa a 65 ºC durante de 48 horas. Por diferencias de peso y teniendo en cuenta la densidad de siembra, se determinó el rendimiento en materia seca (MS) del cultivo.
Los resultados fueron analizados mediante análisis de varianza, empleando para la comparación de medias el test de Tukey (LSD, ? = 0,05).
 
Resultados y discusión
Rendimiento
Al evaluar el rendimiento en MS en función de los factores evaluados (estiércol y fertilización) no se determinó interacción entre estos, por lo que se procede a analizar separadamente cada uno de los factores.
La dosis de estiércol incrementó significativamente la producción de MS (kg ha-1) (Figura 4), donde el mayor rendimiento corresponde a la mayor dosis de estiércol utilizada. Estos resultados demuestran el efecto positivo del uso de estiércol como fertilizantes orgánicos. La aplicación de 30 tn de estiércol ha-1 mejoró el rendimiento en comparación con aquel tratamiento en el cuál no se agregó estiércol. No obstante, para las menores dosis no hubo diferencias significativas respecto el testigo, aunque se observa una tendencia de que, a mayor nivel de estiércol mayor rendimiento.
Por otro lado, cuando se evaluó el factor fertilización, se determinó que la aplicación de fertilizante químico no incremento en forma significativa el rendimiento del cultivo para la dosis evaluada (Figura 5). Esto nos estaría indicando que para las diferentes dosis de estiércol, no sería necesaria la incorporación de fertilizantes químicos. Esto evidencia que la importancia del estiércol como fertilizante no solo es a largo plazo sino también en el corto plazo. A pesar de no encontrar diferencias significativas para el factor fertilización, es evidente que a medida que se incrementó la dosis de enmienda orgánica, la brecha entre los tratamientos con y sin aplicación de fertilizante fue cada vez menor. Dicha brecha alcanza su mayor amplitud (1683 kg ha-1) para el tratamiento con aplicación de 10.000 kg ha-1 de estiércol.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 5
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 6
Suelo
Las enmiendas orgánicas poseen ventajas frente a los fertilizantes tradicionales, dentro de las cuales se destaca su impacto sobre las propiedades de suelo tanto físicas (estructura) como así también químicas.
En el presente trabajo, se determinó el efecto de la aplicación de estiércol combinado o no con fertilizantes de síntesis química, sobre algunas propiedades químicas del suelo. Al evaluar el efecto de los factores analizados, se determinó que no existió interacción entre ambos sobre el contenido de MO, por lo cual se analiza el efecto de los factores por separado.
La aplicación de estiércol incrementó significativamente el contenido de MO. Se determinó un incremento de 0,8 % cuando se aplicó la dosis más elevada (figura 6).
Estos resultados, demuestran que la aplicación de estiércol no solo aumenta la rentabilidad de la empresa en el corto plazo, debido a aumentos de rendimiento, sino que también tiene un impacto positivo en un componente primordial del suelo como la MO, lo cual aumenta la fertilidad potencial del lote, y de esta manera la rentabilidad en el largo plazo de la empresa. Además este incremento en el contenido de MO trae consigo mejores condiciones física de suelo, incrementando la capacidad de almacenamiento de agua, infiltración, lo cual repercute directa y positivamente en los rendimientos de los próximos cultivos.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 7
Por otro lado, cuando se evaluó el efecto de la fertilización química sumada a la orgánica sobre el contenido de MO, no se determinó efecto significativo (Figura 7). Lo cual es esperable dado que la fertilización química, solamente aumenta el contenido de MO por medio del incremento de la cantidad de rastrojo, lo cual no puede ser detectado con este muestreo de MO, que fue realizado una vez finalizado el ciclo del cultivo.
Estos resultados, contribuyen a remarcar la importancia de enmiendas orgánicas, no solo sobre el rendimiento, sino como mejoradores de suelo, ya que la MO es uno de los indicadores de suelos más importante, debido a su función en el sistema edáfico.
 Dado que el N es el principal nutriente que limita el rendimiento de los cultivos en la región pampeana (Echeverria y Saniz Rozas, 2005), es importante evaluar el impacto de la fertilización orgánica y mineral sobre este nutriente. El Nt, sería un posible indicador de la capacidad de mineralización de N del suelo, siendo que esta es una de las principales fuentes para los cultivos, especialmente cereales, por lo cual es importante evaluar su dinámica con o sin la aplicación de estiércol.
No se determinó interacción entre los factores analizados. El agregado de estiércol incrementó significativamente el contenido de Nt, determinándose los mayores valores para las dosis máximas (Figura 8). Esto indicaría un efecto positivo del estiércol aplicado sobre el Nt. Y este efecto se verá reflejado en los cultivos subsiguientes, dado que aquellas parcelas que recibieron las mayores dosis de estiércol, poseen mayor Nt, lo cual probablemente se traduzca en una mayor cantidad de N mineralizado en los próximos cultivos. Con estos resultados, se reafirma, que el uso de efluente no solo tiene un efecto en el cultivo actual (maíz), sino que además mejora las condiciones para los próximos cultivos, y así la rentabilidad a largo plazo de la empresa.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 8
No se determinó efecto significativo de la fertilización química sumada a la orgánica sobre el contenido de Nt (Figura 9). Esto reafirma que el impacto de la fertilización química en el sistema suelo, no puede ser detectado al final de ciclo, dado a que es de escaza magnitud.
Evaluación de aplicación de residuos sólidos de tambo en cultivo de maíz - Image 9
Los niveles de P extractable en suelos de la región pampeana argentina han disminuido progresivamente debido a la continua remoción de P en los granos y forrajes y la baja reposición del nutriente vía fertilización (García et al., 2005). Al igual
que con MO y Nt, para el caso del P al evaluar la interacción entre los factores analizados, no se determinó interacción, por lo cual se procedió a analizar separadamente los factores. El agregado de estiércol incrementó significativamente el
contenido de P residual respecto a la parcela testigo, determinándose los mayores valores para las dosis máximas de estiércol (Figura 10). El incremente de P alcanzado en el suelo (27,2 ppm) fue muy importante. Considerando que para aumentar 1 ppm de P en el suelo, se necesitan 6 kg P2O5, el incremento observado sería equivalente a la utilización de 355 kg de FDA.
Por otro lado, cuando se evaluó el efecto de la fertilización química sumada a la orgánica sobre el contenido de P, no se determinó efecto significativo (Figura 11). El agregado de fertilizante sintético no produjo diferencias significativas en el contenido de P disponible en el suelo.
El incremento observado en los parámetros químicos de suelo MO, Nt y P fue importante en el período de tiempo trascurrido entre la aplicación del estiércol y el muestreo de suelo (5 meses). La fertilidad potencial del suelo después de la cosecha
del cultivo se vio afectada por la dosis de estiércol y la absorción de nutrientes por parte del cultivo.
 
Consideraciones finales
El rendimiento medio del ensayo fue de 18.872 kg MS ha-1. Esto indica unas excelentes condiciones de crecimiento y desarrollo del cultivo, para una fecha de siembra tardía en la campaña 2013-2014.
A partir de los resultados obtenidos en los diferentes tratamientos, se podría considerar que una fertilización basada exclusivamente en aportes de estiércol de tambo podría reducir o sustituir parte de la fertilización inorgánica. Es posible lograr un rendimiento satisfactorio utilizando solamente estiércol de vacas de tambo como enmienda orgánica de suelo.
Se observa un importante incremento de la fertilidad potencial del lote para los tres tratamientos con aplicación de estiércol. Esto repercute positivamente en la rentabilidad de la empresa en el largo plazo, por incrementos en el rendimiento de los cultivos.
 
Bibliografía
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García, F., Picone, L., Berardo, A., 2005. Capítulo 5. Fósforo. En: Echeverría, H., García, F. (eds.) Fertilidad de suelos y fertilización de cultivos. INTA
García, K., Charlón, V. 2011. Recirculación y reutilización del efluente de tambo luego de su tratamiento: cambios en la eficiencia del sistema. III Congreso Internacional de Ambiente y Energías Renovables, Villa María, Córdoba, Argentina. ISBN 978-987-1253-89-0.
García, K., Cuatrín, A., 2012. Cantidad y calidad de estiércol recuperable en corrales de alimentación. Revista de Asociación Argentina de Producción Animal. ISSN 0326-0550. Vol. 32/2012/Sup. 1.
Imhoff, S., Ghiberto, P., Carrizo, M.E., Charlón, V., Zen, O., Gambaudo, S., 2011. Uso alternativo de efluentes de tambo para disminuir el impacto ambiental. V Congreso Iberoamericano sobre Desarrollo y Ambiente de REDIBEC. Santa Fe, Argentina. http://fich.unl.edu.ar/CISDAV/index.php/ponencias
Irañeta, I., Perez De Ciriza, J.J., Santos, A., Amézqueta, J., Carro, P., Iñigo, J.A., Abaigair, A., 1999. Purines de porcinos: (I) Valor Agronómico. Navarra Agraria. 115:14-25.
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Solé, F., Flotats, X., 2004. Guia de tècniques de gestiò ambiental de residus agraris. Proyecto Trama-Life.Fundació Catalana de Cooperació. Lleida, España.
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Autores:
Nicolás Sosa
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
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