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.

Resultados de Investigación

Ají

Aguacate Guayaba

Plátano

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

Concentración de P – HMA guayaba

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

Con lixiviado Sin lixiviado

Lomb + Antagon

Testigo (Manejo productor)

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.

MUCHAS GRACIAS