Tecnologías generadas por el Inia para contribuir al manejo integral de la fertilidad del suelo
Marisol López *, Belkys Rodríguez * y Mingrelia España **
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo establecer el estado del arte de las investigaciones e innovaciones realizadas por el Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) en fertilidad de suelo, para incrementar la productividad de los suelos venezolanos en las últimas cinco décadas. Se analizó cronológicamente la evolución filosófica y conceptual del conocimiento generado, partiendo de la visión convencional de la fertilidad, que desarrolló el análisis de suelo para racionalizar el uso de los fertilizantes y neutralizar la acidez, hasta la integral emergente, donde se valoran no solo las propiedades físico-químicas, sino también las biológicas, promoviéndose el uso combinado de insumos inorgánicos, orgánicos y biológicos, para favorecer un balance positivo de materia y energía en el suelo. Se hizo énfasis en los biofertilizantes, con base a una oferta biotecnológica que incorpora una gran diversidad de bacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre y simbiótica, solubilizadoras de fósforo y hongos micorrizicos, procedentes de distintas zonas agrícolas y agroecosistemas del país. Se sugirieron las líneas de investigación que deben seguirse para contribuir con el Modelo Agrario Socialista en el marco del Proyecto Nacional Simón Bolívar, respondiendo a las necesidades de la población, para una alimentación suficiente, sana y oportuna, también a una agricultura agroecológica, que beneficie la sustentabilidad de los agroecosistemas, la seguridad y soberanía alimentaria. Los aportes científicos y tecnológicos del INIA, quedaron demostrados en el desarrollo de una plataforma capaz de transferir los resultados de investigación a las comunidades agrícolas, organismos de investigación, educación, desarrollo y la industria de los fertilizantes.
Palabras Clave: análisis de suelo; acidez; fertilizantes; oferta biotecnológica.
TECHNOLOGIES GENERATED BY INIA TO CONTRIBUTE TO INTEGRATED MANAGEMENT OF SOIL FERTILITY
SUMMARY
This paper aims to establish state of the art in research and innovations generated by National Institute of Agricultural Research (acronym in Spanish INIA), in soil fertility to increase productivity of Venezuelan soil during the last five decades. The conceptual and philosophical evolution of generated knowledge was chronologically analyzed, based on the conventional point of view of fertility that developed soil analysis to rationalize the use of fertilizers and to neutralize acidity, where not only the physicochemical properties are valued, but also biological, promoting the combined use of inorganic, organic and biological inputs to promote a positive balance of matter and energy in the soil. Emphasis on biofertilizers was done based on a biotechnology offer which incorporates a great diversity of nitrogen fixing bacteria, free-living and symbiotic, solubilizing phosphorus bacteria and mycorrhizal fungi, from different agricultural areas and agroecosystems. Research to be followed are suggested to contribute with the Socialist Agricultural Model under the National Project Simón Bolivar, responding to population needs regarding to enough, safe and timely food, as well as to contribute with an ecological agriculture that benefits sustainability of agroecosystems, security and food sovereignty. The scientific and technological contributions generated by INIA, were demonstrated in the development of a platform capable to transfer research results to farming communities, research organizations, education, development and fertilizer industry.
Key Words: soil test; fertilizer; acidity; biotechnology supply.
INTRODUCCIÓN
Alcanzar la seguridad y soberanía agroalimentaria, involucra retos y desafíos socio-políticos, técnico-científicos, culturales y económicos, que se magnifican al asumir procedimientos y métodos con mínimo impacto ambiental que apunten a mejorar la calidad de vida de la población rural y urbana, incluyendo productores (as) y consumidores (as). Esto significa cambios de paradigmas para revertir el modelo productivista, altamente consumidor de energía fósil, y degradador ambiental. Por eso, el Estado venezolano a través del Proyecto Nacional Simón Bolívar, Primer Plan Socialista de
El incremento interanual promedio de estos productos para dicho período se calculó en un 19% (11% fórmula + 8% urea), el más alto seguido del 12% que ocupa el insumo semilla, esto justifica promover su racionalidad mediante el mejoramiento de su eficiencia y la incorporación de otras fuentes locales orgánicas y biológicas. El objetivo del trabajo es la realización de un balance sobre la información, conocimientos y tecnologías gene radas por el Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), que, como rector de la investigación agrícola del país, reconoció y valoró la importancia de los fertilizantes para la producción, asumiendo entre sus líneas estratégicas de investigación aspectos sobre caracterización de suelos, métodos y procedimientos para contribuir al manejo y uso racional de los fertilizantes inorgánicos principalmente de origen industrial, así como, la evolución conceptual y filosófica para transitar hacia un modelo socio productivo más agroecológico, humano y ético.
Para ello se hizo énfasis en los trabajos publicados desde los inicios del Centro de Investigaciones Agronómicas (CIA), luego el fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias (FONAIAP) y ahora el INIA. Igualmente, se da a conocer el potencial de los biofertilizantes para el manejo integral de la fertilidad de los suelos y su contribución en la agricultura sustentable referida en el artículo 305 de
Programa de análisis de suelo
En Venezuela el manejo convencional de la fertilidad del suelo se desarrolló y sustentó sobre la base de investigaciones de carácter empírico, cuyo objetivo principal estuvo dirigido a responder la siguiente pregunta: ¿Cuánto fertilizante aplicar? en función de la fertilidad de los suelos y los requerimientos de los cultivos. Es así, como en el 1966 el Ministerio de Agricultura y Cría (MAC) estableció un convenio de cooperación con
A través del programa se avanzó en los procesos de selección de métodos para análisis de suelo, cuya primera etapa tenía como objetivo evaluar la eficacia de un conjunto de métodos químicos para extraer fósforo (P) y potasio (K). Para seleccionar el método más apropiado se debía alcanzar alta linealidad entre la extracción del método y la respuesta de la planta, como una medida de la eficacia del extractante. Este proceso involucraba la selección de suelos en áreas agroecológicas representativas de la producción de los cultivos de importancia para la alimentación humana y animal, con diferentes niveles de disponibilidad de dichos nutrimentos a fin de generar las categorías de fertilidad . La etapa de selección de métodos se realizó principalmente en condiciones de invernadero. Posteriormente, se determinó las dosis de fertilizantes más apropiadas para las categorías establecidas a través del proceso de calibración en campo (Carrero, 1985).
El trabajo titulado Recomendaciones Generales para
Los trabajos señalados anteriormente, aunados al conocimiento y experiencia del personal de investigación adscrito al Programa Nacional de Suelo, permitieron en 1979, mediante un nuevo convenio de cooperación internacional entre el MAC y
Sin embargo, los niveles críticos difieren con el cultivo , indicando que es necesario revisar este aspecto, debido a su impacto en la interpretación de los análisis y su relación con el requerimiento. Igualmente, dichas mejoras permitirían a futuro efectuar la síntesis de las relaciones nutritivas por cultivos, facilitando la elaboración de mapas que orienten la fertilización en ausencia de otro tipo de información, así como, mejorar los criterios utilizados por la industria de fertilizantes (PEQUIVEN), en la elaboración y distribución de formulaciones para los cultivos de mayor interés (cereales , frutales y hortalizas). Por otra parte, se evidencia muy poca efectividad de los métodos evaluados para K, incluso el de mejor comportamiento, acetato de amonio, no coincide con el que actualmente está siendo utilizado por los labora torios del INIA (K-Olsen); este hecho plantea la importancia de retomar la revisión de los criterios de interpretación para el diagnóstico de K en el suelo a través de la información disponible y realizar nueva experimentación si fuera necesario, teniendo en cuenta que las fuentes utilizadas en el país (cloruro de potasio, sulfato doble de potasio y magnesio y sulfato de potasio) son importadas y costosas.
El proceso de calibración de análisis de suelo debe contar con un seguimiento y ajuste permanente, siendo clave el trabajo organizado y sinérgico entre los laboratorios que conforman la red, así como, el personal de investigación que hace el acompañamiento técnico que trabaja a nivel de campo y en las unidades de distribución y comercialización. Los criterios de las recomendaciones de N para los diferentes cultivos, se recogen en los instructivos de fertilización (Figuras 1, 3, 4, 6), los cuales provienen de las curvas de respuesta obtenidas a través de los experimentos de campo de carácter puntual, con la limitación de no haber sido concebidos bajo un esquema metodológico que les confiera mayor soporte para la extrapolación de los resultados. Sin embargo, existe información experimental disponible que puede ayudar a abordar el problema, ajustando las curvas para condiciones específicas de suelo y cultivo. Otro aspecto importante d e la fertilización nitrogenada lo constituye el fraccionamiento, recomendado para los cultivos anuales en los suelos arenosos, como también para los mal drenados (López de Rojas et al., 2008). Por su parte, Delgado (2002) señaló que la repuesta a la fertilización nitrogenada se encuentra afectada por el contenido inicial del N mineral del suelo; proponiendo fertilizar cuando ese valor se encuentra por debajo de 40 mg N kg-1 de suelo. A través del método de restitución de la cantidad de nutrimentos extraídos del suelo, también, se ha logrado establecer criterios para la fertilización de los frutales, combinando la acción conjunta de los análisis de tejido y suelo (Avilán y Leal, 1990).
A partir de la eliminación del subsidio a los fertilizantes en la década del 1990 y la disminución del uso de fórmulas complejas por parte de los agricultores, se empezaron a reportar deficiencias de microelementos en cítricos, soya, maíz, sorgo y ajonjolí, habiéndose reportado Cu y Zn, como los de menor disponibilidad en los suelos de las mesas orientales (Quiñones, 1991). Este hecho motivó la ejecución de un proyecto para seleccionar los métodos más adecuados para la extracción de ambos elementos en catorce suelos ácidos provenientes de diferentes regiones del país. Los resultados indicaron que el mejor método para la extracción de Zn correspondió al EDTA-Na con un nivel crítico de 2,4 mg Zn kg-1de suelo (Arrieche y Ramírez, 1997); en el caso de Cu se recomienda al EDTA con un nivel crítico de 1 mg Cu kg-1 de suelo (Rodríguez y Ramírez, 2005). A futuro es necesario determinar los requerimientos de fertilizantes a base de microelementos, en suelos con diferentes grados de disponibilidad y para diversos cultivos. También, se considera impostergable la incorporación de aplicaciones con Sistemas de Información geográfica (SIG), con el propósito de delimitar áreas similares para las recomendaciones de fertilizantes. Sistema Experto para Recomendaciones de Cal Simultáneamente, con el proceso de calibración de análisis de suelo, la investigadora Isaura López de Rojas lideró los trabajos para avanzar en la generación del conocimiento básico para corregir los problemas de acidez de los suelos, a través de la determinación de los requerimientos de cal (López de Rojas, 1982, 1983, 1986, 1987; Rodríguez y Tenias, 1983; López de Rojas y Comerma, 1985; López de Rojas y Sánchez, 1990). En el trabajo titulado Recomendaciones para
Además de la formulación del requerimiento de cal a través de las propiedades mencionadas, fue necesario conocer el grado de tolerancia a la acidez por parte de los cultivos, los requerimientos de calcio y magnesio desde el punto de vista nutricional, así como, la forma y época de aplicación de la cal. Este conocimiento en combinación con otros aspectos más específicos, como por ejemplo, la edad y el radio de copa de la planta, en el caso de los frutales, ha sido sistematizado en lo que hoy se conoce como Sistema Experto para recomendaciones de Cal en los Suelos de Venezuela (Figura 4), el cual es una importante herramienta para la formulación de planes dirigidos a corregir los problemas de acidez para situaciones específicas de suelo y cultivo a través de los laboratorios de Servicio del INIA (López de Rojas y Silva de Zacarías, 2002).
Debido a la importancia de la superficie del territorio nacional afectada por acidez y deficiencias de P (70%), así como, la limitación que imponen estas condiciones para el uso eficiente de los fertilizantes; es obligatorio darle continuidad a la caracterización de los suelos ácidos bajo diferentes situaciones de manejo y cultivos , con el propósito de validar y enriquecer las reglas de decisión que hasta la fecha han sido establecidas, igualmente, es necesario migrar dicho sistema a un lenguaje de nueva generación bajo software libre. En la actualidad, el INIA cuenta con un Manual de Alter nativas de Recomen daciones de Fertilizantes para Cultivos Prioritarios en Venezuela (Figura 5) en el cual se ajustan las dosis de nutrimentos (N, P, K) en cultivos muy dependientes de procesos biológicos como cacao, café y leguminosas , cuyas recomendaciones convencionales inhibían la micorrización en cacao (López et al., 2007) y la fijación biológica de nitrógeno en leguminosas (España et al., 2006). Asimismo, cuenta con una plataforma técnico-científica conformada por una red de ocho laboratorios de suelo, planta y enmienda para diagnóstico de fertilidad (en proceso de acreditarse con las normas de calidad ISO 17 025), los cuales se encuentran ubicados en los estados Anzoátegui (El Tigre), Aragua (Maracay), Barinas (Barinas), Guárico (Calabozo), Mérida (Mérida), Táchira (Táchira), Yaracuy (Yaritagua) y Zulia (Maracaibo); así como, tres salas de recepción de muestras de suelo en INIA Portuguesa (Araure), Monagas (Maturín) y Guárico (Valle de
Eficiencia de uso de los fertilizantes bajo diferentes prácticas de manejo A partir de la década de 1990 se dirigió mayor atención a la forma de aplicación de los fertilizantes, respondiéndose a las preguntas: ¿Cómo? y ¿Cuándo? aplicarlos, debido a las diferencias en la respuesta de los cultivos a la forma de aplicación (voleo, banda, enterrado, superficial); procurando una mayor eficiencia o aprovechamiento de los nutrimentos provenientes de las diferentes fuentes inorgánicas disponibles (fórmulas simples y compuestas) de origen industrial. Se publicó información relacionada con la eficiencia de uso de los fertilizantes para tomate bajo riego en la planicie de Maracaibo, encontrándose que la colocación del fosforado por debajo de la planta al momento de levantar los camellones, alcanzó una eficiencia de uso de
Igualmente, se determinaron valores de eficiencia de uso en N utilizando técnicas isotópicas (15N) para maíz y arroz de secano: el primer caso en la altiplanicie del estado Cojedes, reportándose valores de eficiencia de uso de 18,79%; 23,03% y 23,69%, cuando fueron colocados
Cuando se utilizó la dosis de
Actualización de las herramientas utilizadas para el diagnóstico de la fertilidad
Del análisis de la información anterior, se desprenden algunas propuesta para mejorar aspectos conceptuales y de sistematización de los instrumentos desarrollados para el manejo de la fertilidad de los suelos y los fertilizantes:
1. La actualización conceptual de las herramientas utilizadas para el diagnóstico de la fertilidad de los suelos, debe abarcar:
]]> 1.1.Revisión de los criterios actuales para la interpretación de los análisis a través de la información disponible.1.2.Diseño de una red de experimentos con participación de las organizaciones comunitarias, utilizando los nuevos materiales genéticos, áreas agroecológicas representativas, incorporando fuentes de fertilización biológicas y orgánicas.
1.3.Determinación de los requerimientos de micronutrientes y caracterización de la acidez bajo condiciones específicas de manejo y cultivo.
2. Representación espacial de las relaciones nutritivas de los suelos (N-P-K), pH y materia orgánica, con la finalidad de orientar la fertilización en ausencia de otro tipo de información, así como, la producción industrial de los fertilizantes (tipos y distribución de productos).
3. La creación de una Red Nacional de Laboratorios con protocolos estandarizados y de calidad, con capacidad para producir diagnósticos y recomendaciones consecuentes con la realidad del campo, a fin de consolidar el proyecto de
4. El desarrollo de un sistema de información que opere en tiempo real y de forma interactiva, con el propósito de viabilizar la difusión del conocimiento estructurado , la captura de nuevos aspectos y observaciones de interés para los usuarios (comunidades, agricultores, industria, organismos de desarrollo, entre otros) e incorporación de las reglas de decisión del Sistema de Experto para las Recomendaciones de Cal.
5. Diseño de un programa (conducente o no conducente a grado académico) para formar a los nuevos promotores (as) sociales, extensionistas agrícolas y egresados (as) de las escuelas agropecuarias con énfasis en profesionales que se desempeñen a nivel de campo y realicen el acompañamiento agrícola, así como a los pequeños y medianos agricultores (as).
De la agricultura de altos insumos al modelo agroecológico
La agricultura bajo el modelo de producción de altos insumos contribuye a las emisiones de carbono a la atmósfera (Houghton y Skole, 1995), subvalora el suelo como sistema viviente y, por ende, los procesos benéficos del agrosistema, cuyo efecto antropogénico, además de inhibir los procesos biológicos de los ecosistemas (Altieri, 1999), afecta drásticamente su dinámica, sustentabilidad y la biodiversidad alcanzada en condiciones tropicales, ya que la biota y su comportamiento son claves en agroecosistemas sustentables y particularmente en la calidad del suelo, afectando su fertilidad natural y causando más dependencia de insumos externos en los sistemas de producción. Las altas aplicaciones de fertilizantes y enmiendas, junto al control de plagas y enfermedades, han sido aspectos de los paquetes tecnológicos que han dado lugar a un uso elevado de agrotóxicos e intensiva mecanización agrícola, generando problemas de degradación de suelos (Torres et al., 2005). Con relación a los primeros, a manera de ejemplo, se puede señalar la disminución de la simbiosis micorrízica en zonas cacaoteras de la costa aragüeña (López et al., 2007) y problemas de desbalance nutricional en el duraznero en
La aplicación de fertilizantes nitrogenados y fosfatados inorgánicos de forma excesiva inhiben los procesos que sustentan la fertilidad natural de los suelos, mientras que el manejo agroecológico puede favorecerlos (López et al., 2007; López, 2010; Toro et al., 2008; España et al., 2006), lo cual permite a la planta expresar mecanismos tales como exudación de ácidos orgánicos, activación de enzimas como la fosfatasa ácida y cambios en el pH del suelo, mejoras en la estructura del suelo, entre otros. Además de las prácticas señaladas, se pudo aumentar la capacidad productiva del suelo a bajo costo ambiental , a través de inoculaciones directas con microorganismos debidamente seleccionados por su efectividad y compatibilidad cepa-suelo-cultivo (López et al., 2008). En este sentido, los biofertilizantes constituyen una alternativa sustentable para desarrollar una agricultura más sana y menos costosa, representando uno de los pilares fundamentales de la sustentabilidad agrícola (Martínez-Viera et al., 2006).
Desarrollo de los biofertilizantes para una agricultura sustentable
Las investigaciones orientadas a la utilización de biofertilizantes en el país, como alternativa o complemento de los fertilizantes inorgánicos de origen industrial se remontan a finales de la década de 1940, con un trabajo pionero de
Estas cepas (Figura 9A) constituyen una oferta biotecnológica para escalar la producción de biofertilizantes a utilizar en sistemas de producción agroecológicos como los que están siendo implantados en el estado Apure y en la producción de arroz agroeco lógico en el Delta Amacuro, considerando sus condiciones edáficas (suelos pesados, mal drenaje) y la fragilidad de los ecosistemas naturales . También, es una alternativa para las principales áreas cultivadas con arroz en Guárico, Portuguesa y Barinas.
En 1999, mediante la cooperación de dos proyectos de leguminosas, en el marco de
Estimaciones de
Entre las estrategias asumidas por el Estado Venezolano para desarrollar una agricultura libre de agrotóxicos y consolidar la plataforma biotecnológica se señalan:
1. Rango constitucional de la agricultura sustentable como base estratégica del desarrollo rural integral (Artículo 305 de
2. Promulgación de leyes conducentes a facilitar los procesos agroecológicos, como
3. Implantación de una plataforma biotecnológica conformada por una Red de 27 laboratorios de producción de bioinsumos a nivel semi-industrial, de los cuales están activados 15 de biocontroladores de plagas y enfermedades y 10 de biofertilizantes, con la finalidad de beneficiar una superficie aproximada de
Igualmente, se dispone de
Es pertinente mencionar que los avances obtenidos a través del proyecto: Innovación Tecnológica en Biofertilizantes para Agrosistemas Venezolanos Sustentables (convenio Cuba-Venezuela), fue posible a través de la conformación de equipos interinstitucionales, donde destacan los trabajos del INIA Falcón y Lara, los cuales avanzan en los aislamientos, selección de cepas nativas de vida libre, simbióticas (Rhizobium y micorrizas) y producción artesanal de micorrizas, conjuntamente con cooperativas, comunidades agrícolas y acompañamiento técnico-científico del CENIAP, universidades : Universidad “Simón Rodríguez” (USR), Instituto de Estudios Científicos y Tecnológicos (IDECYTE), Facultad de Ciencias de
CONCLUSIONES
- El INIA a través de cinco décadas de investigación e innovación ha puesto al servicio del país un conjunto de herramientas de diagnóstico para racionalizar el uso de fertilizantes y enmiendas .
- Se demuestran las técnicas relacionadas con las formas y épocas de aplicación de estos insumos para mejorar su eficiencia de uso e incrementar la capacidad productiva de los suelos.
]]> - En el marco de la agricultura sustentable, el INIA trabaja en la incorporación de fuentes biológicas y orgánicas para sustituir en forma total o parcial los requerimientos de abonos industriales en los cultivos de importancia para la alimentación animal y humana, a Þ n de trascender hacia una agricultura más sana desde el punto de vista Holístico (ambiental y humano).- La disponibilidad de las tecnologías generadas por el INIA o por otras instituciones de ciencia y tecnología no fueron suficientes para evitar la expansión del modelo productivista de altos insumos, debido fundamentalmente al marco normativo comunicacional, económico y tecnológico que se utilizó para el manejo de los recursos naturales, lo cual inß uyó en los modos de producción y consumo de la sociedad .
- Es necesario una actuación concertada de los sistemas de ciencia, tecnología, producción y educación para transformar las bases conceptuales de dicho modelo, y la lógica capitalista que lo domina, para darle paso al Modelo Agrario Socialista donde la producción de alimentos sanos, la sustentabilidad de los sistemas agrícolas, la salud ambiental y de la familia, sean garantizados junto a la seguridad y la soberanía alimentaria.
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