La Aplicación de Materia Orgánica y Compost Permite Aumentar la

Productividad y Proteger el Ambiente

Dr. Paul Reed Hepperly Director de Investigaciones y Capacitación del Instituto Rodale

Datos y Conclusiones

Estudios y datos de experimentos del Instituto Rodale

Experimentos de investigadores de Univ. de Tennessee y de Suiza (FIBL)

Teoría de conservación de materia orgánica por reacción con arcilla y calcio

Frank Stevenson Univ. de Illinois

Revisión de la literatura

El Instituto Rodale Kutztown, Pennsylvania

La tierra sana promueve la producción de comida sana y la comida sana favorece la salud humana y animal

¿Cómo se comporta el compostpara siembras de maíz?

El suelo mejorado en su contenido de materia orgánica resulta en rendimientos más altos durante épocas de sequía

Año

Orgánico con

estiércol

Orgánico sin

estiércol Conv.1988 6,600 6,540 5,8401994 9,360 9,720 7,5001995 No datos 8,880 6,9001997 No datos 7,680 4,8001998 7,620 8,240 5,700

Promedio 7,860 a 8,160 a 6,120 b

El compost provee nutrientes de forma residual para el trigo

El rendimiento del trigo aumenta por aplicación de compost en cultivo previo de pimientos

aa

4,560

4,080

3,800

3,900

4,000

4,100

4,200

4,300

4,400

4,500

4,600

Ren

dim

ient

o de

trig

o (k

g/ha

)

Compo

st

No C

omp

a

b

La respuesta del tomate al compost

El compost aumenta el rendimiento del tomate de 60 a 85% (estudios de Univ. de Tennessee)

El compost ayuda a proteger los recursos naturales

El compost mejora el suelo

Compostedmanure

Convencional sin estiércol

Compost de estiércol

Son los microorganismos del suelo los que establecen la estructura del sueloSon los microorganismos del suelo los que establecen la estructura del suelo

Fließbach et al., 2000a

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

0 100 200 300 400 500 600

Soil microbial biomass (µg Cmic g-1 soil)

Soil

aggr

egat

e st

abili

ty

(% s

tabl

e ag

greg

ates

> 2

50µ

m)

NOFERTCONMINBIODYNBIOORGCONFYM

y=0.24ln(x) - 0.77r2=0.46

El lisímetro sirve para medir el agua que fluye a través de los sistemas agrícolas

Se utiliza una bomba para tomar muestras de agua de los lisímetros

Trabajo de Equipo

Maria Pop

Rita Seidel April

Paul

Maria Pop Educación

Rita SeidelLíder Sistemas Agrícolas

Christine ZeiglerLíder Editorial

Dave WilsonIng. Agronomo

Paul HepperlyDirector de

Investigaciones

La materia orgánica es la clave

Recargando el suelo de materia orgánica

Del 50 al 75% de la materia orgánica se ha perdido durante los

primeros 50 a 75 años de cultivo intensivo del campo

La calidad del suelo afectael comportamiento de los sistemas agrícolas

Cómo los tipos de suelo Comly y Duffield influyen las expectativas de rendimiento

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Cultivo

Ren

dim

ient

o (b

u or

tons

/acr

e)

Duffield Comly

Duffield 150 45 25 6 4 75 80 60

Comly 125 30 21 4 3 50 60 50

Grano de maíz Soja Silo Maíz Alfalfa forraje Trébol forraje Grano de cebada

Avena Trigo

Diferencia notable por cultivos de cobertura y rotación de cultivos bajo manejo orgánico

OrgánicaConvencional

Orgánica Convencional

Diferencias entre el sistema orgánico y convencional bajo sequía

Orgánico Convencional

El suelo orgánico muestra una textura granular y color más oscuro comparado al suelo convencional

Orgánico

Convencional

Suelo cargado de materia orgánica no se degrada fácilmente

+MO -MO +MO -MO

Relación entre materia orgánica y comportamiento de maíz bajo sequía

Manejo Orgánico Manejo Convencional

La nutrición tiene como fondo la calidad y salud de suelo

Dos años muy diferentes por sus precipitaciones muestran ventajas nutricionales de las prácticas orgánicas

0

2

4

6

8

10

12

Jul AgoMeses

Prec

ipita

cion

es (p

ulga

das)

)

2004 2005 normal

La lluvia aumentó la pérdida de nutrientes

ConvencionalConvencional

OrgOrgáánicanica

Con manejo orgánico se puede obtener nitrógeno disponible más tarde en la estación produciendo plantas más verdes, de alto rendimiento y con mayor cantidad de proteínas

Orgánico

Convencional

Comportamiento de maíz bajo sistemas orgánicos y convencional bajo récord de lluvias

05

10

Rend. (kg*1,000) Prot. (%)

Org. 9 8.3 7.8Conv. 7.8 7.2 6.7

Rend. Prot. Crudo Prot. Disp.

Sequía 2005

Orgánica Convencional

Los nitratos del talloa fin de año del 2005

95.0

85.5

230.5

0 50 100 150 200 250

Manure

Legume

Conventional

Nitrate-Nitrogen (ppm)

b

a

a

Ventajas nutricionales en los granos de maíz bajomanejo orgánico en 2005

0123456789

10

Prot. Cruda

Prot. Disp.Fibra

Minerales

Energía Dig.

LisinaMetio

nina

Orgánico Convencional

Porc

enta

je

Proceso de Compostaje

Abono sintético comparado al compost

El Fertilizante De-amoníaco

El Héroe Natural Compost

El compost reduce las pérdidas de nitratos (basado en datos de 1993-2002)

0102030405060708090

100

Estiércol Crudo FertilizanteConv.

Compost Camapollo/Hojarasca

Estiércol CrudoFertilizante Conv. Compost Cama pollo/Hojarasca

Pérd

idas

de

N -

Nitr

ato

(lbs/

a)

Porcentaje de pérdida en relación a la aplicación total de N basado en datos de 1994 a 2002

3

4.8

8.89.6

0

2

4

6

8

10

12

Compost Pollo /Hojarasca

CompostEstiércol/Hojarasca

Estiércol Crudo FertilizanteConvencional

Porc

enta

je p

erdi

do d

el N

apl

icad

o

Aumento de carbono y nitrógeno en el suelo relacionado a la aplicación de fertilizante sintético y compost de estiércol basado en datos de 1994 a 2001

-5

0

5

10

15

20

25

30

Compost Pollo/Hojarasca

Compost Estiércol/Hojarasca

Estiércol TamboCrudo

CompostMicrobianoControlado

Compost Restosde Jardín

FertilizanteQuímico

Cam

bio

porc

entu

al

Carbono Nitrógeno1,017 lbs of

C/yr 135 lbs of N/yr

-249 lbs of C/yr

372 lbs of C/yr

1,170 lbs of C/yr

249 lbs of C/yr

1,896 lbs of C/yr

-3 lbs of N/yr

24 lbs of N/yr

96 lbs of N/yr

54lbs of N/yr

168 lbs of N/yr

cd

Cuando se aumentan los niveles de carbono en el suelo se aumenta a la vez la cantidad de nitrógeno

Relationship of soil changes in total carbon and nitrogen per foot associated with composts, manure or synthetic fertilizer additions

-237.3

-113.3

283.3

27.3

154.0

2.7

y = 4E-11x3 - 5E-06x2 + 0.087x - 119.39R2 = 0.9737

y = 0.0507x - 105.87R2 = 0.9014

-300.0

-200.0

-100.0

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

-2000.0 0.0 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0

Carbon Pounds per Acre Foot per Year

Nitr

ogen

Pou

nds p

er A

cre

Foot

pe

r Y

ear

La materia orgánica ayuda a reducir la erosión y degradación del suelo por estimular la agregación del suelo

Insumos sencillos pueden mejorarel compostaje

Sulfato de calcio

Arcilla

Ácido húmico

Innovaciones para atrapar los nutrientes

Procedimientos experimentalesSuperficie de

recolección de agua

Tanque de

recolección de agua

Los beneficios del uso de compost

– Mejora la calidad del suelo

– Reduce las pérdidas de nutrientes

– Aumenta los nutrientes disponibles en el cultivo– y cultivos siguientes en la rotación

– Reduce los gases de invernadero

– Mejora comportamiento del cultivo – en sequía y con demasiada agua

Retos para el compost

La proporción de N y P puede ser demasiado baja

No alcanzar a optimizar los nutrientes solubles en etapas tempranas de desarrollo del cultivo

Puede necesitar maquinarias costosas

Requiere espacio, tiempo y más educación para lograr el éxito

La eutrofización es causada por alto nitrógeno y fósforo

• El exceso de N y P estimula brotes anormales de algas

• La descomposición de las algas por bacterias le quita oxígeno al agua

• La falta de oxígeno resulta en zonas de mortalidad de los animales como peces y almejas etc.

• La zona mortal en la desembocadura del río Mississippi es más grandeen tamaño que el estado de Nueva Jersey

Áreas en peligro por producción intensiva de pollos

Gran problema en la bahía Chesapeake

El exceso de N y P ha resultado en pérdidas de 80% de la productividad original de la bahía

Pérdidas en el uso para pesca, recreo y como fuente de agua de usos múltiples

La contaminación causa preocupación y pérdidas en salud pública

Estiércol de unidades de producción animal en forma concentrada es factor principal

• Nutrientes que vienen del estiércol generan el 40% de N y el 54% de P que está depositado en la bahía

Compostaje es parte de la resolución del problema

El compost representa un producto con valor añadido al estiércolReduce grandemente las pérdidas de nutrientes de los campos agrícolasAumenta en forma significativa la productividad de los campos agrícolasPermite un mejor cumplimiento de estándares de protección ambientalPermite que recuperemos las aguas para el bienestar y uso público

Podemos mejorar los sistemas de agua y agrícolas a la misma vez

Condados en el área de drenaje de la bahía Chesapeake con más estiércol

1) Lancaster, PennsylvaniaLancaster, Pennsylvania

2) Sussex, Delaware

3) Rockingham, Virginia

Recomendaciones de la Fundación Chesapeake para rescatar la bahía

Implementar estrategias de manejo para el exceso de N y P que viene de producciones agropecuarias

Desarrollar mejores normas de uso de estiércol crudo.

Establecer usos alternativos del estiércol que reduzcan su papel como fuente de contaminación

Porqué estamos trabajando en el condado de Lancaster

Lancaster por su área es solamente 1.5% del área total de drenaje de la bahía

En términos de N contribuye 12% del total que drena a la bahía, que es la contribución mayor de todos los condados representados.

Beneficios de mejoramiento del suelo

Aumenta capacidad de retener agua

Aumenta la capacidad de percolación

Aumenta capacidad microbiológica

Aumenta el contenido de C y N

Permite más rendimiento de maíz y soja durante sequía y otros estreses

Orgánica

Convencional

La diferencia por la materia orgánicaes clara

Orgánica

Convencional

Estratégias experimentales

Utilizar escala suficientemente grande para demostrar laaplicación comercial

Ensayos replicados

Desarrollar manejoóptimo y definido de uso

Tratamientos

1. Compostaje de abono de pollo

2. Compostaje estándar de abono de pollo y hojarasca

3. Compostaje mejorado por insumos agregados

Métodos experimentales

Construyendo las pilas

Mezclando las pilas

La dinámica de las pérdidas de los nutrientes

80% de la pérdida de nitrógeno del estiércol compostado puede ser de amoníaco volatilizado durante las primeras dos semanas

En el campo el compost pierde como nitratos menos de la mitad del nitrógeno que pierde el fertilizante sintético o estiércol crudo.

.

La fórmula

La combinación de arcilla, calcio, y ácido húmico resulta en retener:

amoníacofosfatos

De esta manera constituye una buena estrategia de combatir pérdidas de nutrientes y degradación de recursos de agua

Arcilla forma estanterías de almacén de nutrientes

Los agregados del suelo son esferas mayormente huecas con gran capacidad de almacenar aire, agua y los nutrientes.

Leaf / ManureManure alone

Las Mezclasthermometers

concrete pads

Manure aloneLeaf / Manure

thermometers

concrete pads

Hojas, estiércol e insumos

Hojas y estiércol

Estiércol solo

Perdidas Visibles

Hojas y estiércolEstiércol solo Hojas, estiércol e insumos

Textura y color del compost de i) estiércol solo, ii) hojas y estiércol o iii) con hojas, estiércol e insumos

Hojas, estiércol e insumosEstiércol solo Hojas y estiércol

Pérdidas de nutrientes en diferentes compost

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

NO3-Ng

NH4-Ng

NO3+NH4g

ortho-Pg

pH Sales solubleskg

abonoabono + hojarascaabono+hojarasca+arcilla

a

aa

a

b

b

b

ab

ab

Diferencia en poblaciones de E. coli de acuerdo al tipo de compost con 3 semanas de compostaje

4.47

4.88

2.98

1.30 1.30

0.000

1

2

3

4

5

6

Manure Man/Lvs Man/Lvs/Clay

Coliformes E. coli

Estiercol Estiercol y hojarasca Estiercol, hojarasca y arcilla

Cambios de temperatura por tipo de compost

90

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

11 18 25 32 39 46 53 60 67 74 76 81 88 95 102 109 116 123 130 136 143

días desde el comienzo

tem

pera

tura

(°F)

Abono

Hojas/Abono

Hojas/Abono/Agregados

primera mezcla segunda mezcla tercera mezcla

Proporción de N y P en diferentes compost de abono de pollo

Abono de Pollo

21 días 77 días 144 días

Sólo 1.40 1.08 0.59

Con Hojas 1.71 1.09 1.02

Con hojas y agregados 1.93 1.68 1.62

Arcilla, sulfato de calcio y ácido húmico mantienen proporción de N y P en compost con estiércol de vacas lecheras

Estiércol de vacas lecheras

Proporción N a P a las 35 días

Sólo 1.32

Con Hojas 1.33

Con Hojas y agregados 3.33

¿Preguntas?