Efectos del estiércol bovino sobre algunas propiedades químicas de un Ultisol degradadoen el área de la Machiques Colón, estado Zulia.

L. Jiménez^{1, 2}, M. Larreal¹ , N. Noguera¹

¹Universidad de Zulia. Facultad de Agronomía. Venezuela. Email: flotresta@cantv.net

²Autor de correspondencia email:flotresta@cantv.net

Resumen

Con el propósito de evaluar los efectos de tres niveles de enmienda orgánica (0-60 y 120 Mg ha^-1 de estiércol bovino) sobre algunas propiedades químicas de un Ultisol degradado, se realizó un ensayo en el área de la Machiques Colón (Bosque seco tropical), empleando un diseño experimental en bloques al azar con seis repeticiones y arreglo en parcelas divididas en espacio (rangos de pendiente, 0-3 y 3-8%) y tiempo (época de muestreo). Durante un año y a los 4, 8 y 12 meses se evaluaron cambios químicos: carbono orgánico (CO), fósforo disponible (P), reacción del suelo (pH), conductividad eléctrica (CE) y saturación con aluminio (SAL). Según los resultados el CO mostró diferencias estadísticas entre muestreos y fue siempre mayor en los tratamientos enmendados. El contenido de P fue significativamente mayor en los lotes estercolados y no mostró variaciones entre épocas de muestreo. La CE y el pH se incrementaron significativamente en los tratamientos estercolados. La SAL varió significativamente entre muestreos y se redujo con el nivel de abonamiento orgánico.

Palabras clave: abonos orgánicos, propiedades químicas, degradación de suelos.

Cattle dung effects on chemical properties of degraded ultisol in the Machiques-Colón.

Abstract

In order to evaluate the effects of three levels of organic amendment (0,60,120 Mg ha^-1 cattle dung) on chemical properties of degraded ultisol, a field trial was carried out in the Machiques-Colón area (dry tropical forest) a randomized block design with six replications and split plot arrangements in space (slope ranges 0-3, 3-8%) and time (sampling season). Chemical changes: organic carbon (Co), available phosphorus (P), soil reactions (pH), electrical conductivity (C.E) and aluminum saturation (SAL), were evaluated each four month during a year. According to the results, C.O values showed statistical differences between sampling and high values for the amendment levels. P was significatively higher for the amendment levels and did not showed differences between sampling season. C.E and pH significatively increased with the amendments. SAL was significatively variable between sampling and the values were lower with the organic manure.

Key words: organic manure, chemical properties, soil degradation.

Recibido: el 16-11-2001 Aceptado:el 26-01-2004

Introducción

La erosión acelerada ocasiona el empobrecimiento químico del suelo por la pérdida de materia orgánica, arcilla y nutrimentos (7, 5). Adicionalmente, la pérdida del suelo superficial conlleva al afloramiento de capas con condiciones químicas indeseables como toxicidad y pobreza química extrema (20). Estos efectos causan la disminución de la productividad del suelo y en ocasiones, la pérdida total de la capacidad productiva (14).

En el área de la Machiques Colón la erosión acelerada ha provocado el afloramiento del horizonte argílico, el cual por su bajo porcentaje de materia orgánica, alto porcentaje de arcilla y toxicidad por aluminio constituye una limitación para el desarrollo de la vegetación, lo cual se evidencia por la presencia de calveros o peladuras en los que no existe cobertura vegetal.

La aplicación de estiércol bovino como enmienda orgánica es una alternativa para la recuperación de estas áreas. En la literatura técnica son frecuentes los reportes en los cuales se destacan los efectos positivos de esta enmienda sobre características químicas del suelo tales como: aumentos en el contenido de carbono orgánico (25), nitrógeno total (10), fósforo disponible (21,6), pH (21, 23) y disminución de la saturación con aluminio (18).

El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar algunos cambios en algunas propiedades químicas de los suelos en las áreas degradadas en respuesta a la aplicación de estiércol bovino, como una vía para mejorar la productividad del suelo.

Materiales y métodos

Ubicación y condiciones agroecológicas:

El ensayo se realizó en una finca comercial de la zona ubicada a 13 kilómetros de Machiques en la vía Machiques-Colón, estado Zulia, a 10 grados de latitud norte y 72 grados de longitud oeste, con una altura media sobre el nivel del mar de 100 m,

temperatura media de 28ºC y humedad relativa promedio de 59%. El valor medio de la precipitación oscila entre 1.400-1.600mm con una evaporación de 2.200mm. Desde el punto de vista de zonas de vida, el área corresponde al bosque seco tropical según las condiciones de precipitación evaporación y temperatura (12).

Geología, geomorfología y suelos:

Según COPLANARH (8) el substrato geológico del área lo constituye la formación La Villa la cual ha sido fosilizada por intensos procesos de coluviación. El paisaje corresponde a una altiplanicie con un relieve ondulado con pendientes medias de 15 a 20%.

Los calveros (áreas desprovistas de vegetación) sobre los que se ubicó el ensayo, corresponden al afloramiento de horizontes argílicos con texturas superficiales de franca a franco arcillosas y subsuperficiales de franco arcillosas a arcillosas. Según el soil Taxonomy (26) pertenecen al subgrupo Typic Paleudult francoso fino. Desde el punto de vista geomorfológico estás ocurren en dos posiciones. Una vertiente media con pendientes locales de 3 a 8%, y una parte baja de vertiente, con pendiente locales de 0 a 3%.

El suelo es ácido, con baja conductividad eléctrica, carbono orgánico medio en las vertientes bajas y bajo en las altas, fósforo disponible bajo, medios en bases cambiables (suma) y medios en aluminio intercambiable (17).

Tratamientos:

Los tratamientos estuvieron representados por tres niveles de estiércol bovino (0-60 y 120 Mg ha^-1) identificados como E₀, E₁ y E_2, en combinación con los dos rangos de pendiente existentes en las áreas degradadas (0-3%) y (3-8%), designados como S₁ y S₂. La combinación de ambos factores arroja un total de seis tratamientos.

El estiércol empleado fue curado en un estercolero por cinco meses y la composición química en cuanto a concentración de macro y micronutrimentos, determinada según la metodología sugerida por la AOAC (3), era similar a las reportadas por Overcash y colaboradores (1983), citados por Eghball y Power (10) y a los valores promedios reportados por la FAO (13). Los resultados del análisis se presentan en la cuadro 1.

La aplicación se hizo en forma sólida, ajustando la dosis correspondiente a 20 m2 volumetricamente para facilitar la labor. El cálculo fue realizado tomando en cuenta la densidad en peso fresco del estiércol, cuyo valor fue de 0,83 Mg m-3; esto significó la aplicación de un volumen de 360 litros (18 baldes de 20 litros) por parcela para el nivel 60 Mg ha^-1 y de 720 litros (36 baldes de 20 litros) para el nivel 120 Mg ha^-1, esparcidos en forma manual sobre cada parcela e incorporados con la ayuda de una rastra liviana de discos.

Se emplearon seis repeticiones por tratamiento para un total de treinta y seis parcelas, dieciocho por cada rango de pendiente distribuidos aleatoriamente en lotes de tres parcelas, para formar así 6 bloques por cada nivel de pendiente.

Variables respuesta y métodos de medición:

Los períodos de evaluación preestablecidos fueron 4, 8 y 12 meses posteriores a la instalación del ensayo, designados como P₁, P₂ y P₃ respectivamente. Estos correspondieron a la época húmeda (agosto-diciembre), época seca (diciembre-abril) y a la época transicional e inicio de época húmeda (abril-agosto). El ensayo fue instalado el 22 de agosto de 1996 y finalizó el 22 de agosto 1997.

Cuadro 1. Características del estiércol empleado como enmienda. 

Fuente: determinaciones de laboratorio sobre tres muestras compuestas.

La caracterización química se realizó previo a la aplicación de los tratamientos, y después en los períodos establecidos, tomando dos muestras compuestas de cada parcela de los 10 cm superficiales del suelo, que corresponde con la profundidad a la que fue incorporado el estiércol. Las variables consideradas fueron las siguientes:

Carbono orgánico por combustión húmeda g kg^-1 suelo (2)

Fósforo disponible por Bray, mg kg^-1 suelo (17).

pH por el método potenciométrico en relación 1:2 (22)

Conductividad eléctrica por conductímetro, dS m^-1 en relación 1:2(4)

Saturación con aluminio (17).

Diseño experimental:

El diseño empleado fue bloques al azar con seis repeticiones, con arreglo en parcelas divididas en tiempo y en espacio 2x3x3, representado por dos niveles de pendiente (separación en espacio), tres niveles de estiércol (variable independiente) y tres períodos de muestreo (separación en el tiempo).

Los análisis estadísticos fueron efectuados empleando el paquete de análisis estadístico SAS (24). Se realizaron análisis de variancia mediante el procedimiento GLM y separación de medias por LSM y correlación por Pearson. Para aquellas variables expresadas en porcentajes se empleó la transformación angular Arsin para mejorar el ajuste. Para las variables expresadas en escala ordinal se empleó la transformación.

Resultados y discusión

Carbono orgánico:

Los resultados del análisis de variancia practicado a los datos demostraron que el carbono orgánico presentó diferencias altamente significativas entre niveles de abonamiento orgánico y períodos de observación tal como se muestra en la figura 1, en la que se aprecia que en todas las épocas los lotes que recibieron E₂ presentaron los promedios más altos de carbono orgánico con una tendencia continua al incremento en todas las épocas pasando de 22,04 g kg^-1 en P₁ a 22,58 g kg^-1 en P₂ (significativo), para luego incrementarse en P₃ a un valor de 26,07 g kg^-1 (significativo).

El nivel de abonamiento E₁ presentó valores medios de carbono orgánico significativamente menores a los observados para E₂ en todas las épocas y con una tendencia a disminuir de 17,305 g kg^-1en P₁ a 15,585 g kg^-1 en P_2, para luego subir a 18,108 g kg^-1 en P₃ aunque estas variaciones no fueron significativas.

Las parcelas que no recibieron estiércol presentaron promedios de carbono orgánico significativamente menores que los observados para los niveles E₁ y E₂ en todos los períodos de observación y con una tendencia igual a la observada para E₁ descendiendo de 13,00 g kg^-1 en la primera época a 10,45 g kg^-1 en la segunda y subiendo a 11,86 g kg^-1 en la tercera, variaciones que no fueron significativas.

En las parcelas que no recibieron estiércol el valor medio de carbono orgánico disminuyó también en la época seca y subió para el tercer muestreo con la llegada de las lluvias pero a un nivel inferior al observado en el primer muestreo, lo que viene a significar un empobrecimiento del suelo en carbono orgánico.

Figura 1. Efectos de la aplicación del estiércol bovino sobre los niveles de carbono orgánico en los tres períodos.

El incremento en carbono orgánico en los lotes enmendados, coincide con lo señalado por Eghball y Power (10), por Sing et al. (25) y Tester (28) quienes concluyen que la aplicación de enmiendas orgánicas como estiércol o compost lleva a incrementos en el carbono orgánico del suelo que varían entre 22 y 50% en comparación con los niveles originales.

Fósforo disponible:

Entre niveles de abonamiento orgánico, se encontraron diferencias altamente significativas en los niveles de fósforo, las cuales pueden apreciarse en la figura 2. El valor medio de fósforo disponible se elevó significativamente de un nivel bajo (3,4mg kg^-1) en los lotes que no recibieron estiércol, a un nivel alto en los que recibieron E₁ y E₂ (17) cuyos promedios fueron 16,54 mg kg^-1 y 38,10 mg kg^-1 respectivamente.

El promedio de fósforo disponible en lotes enmendados con E₁ fue 4,76 veces superior al observado en los tratamientos E₀, en tanto que el observado para lotes tratados con E2 fue 10,98 veces mayor que el alcanzado por los tratamientos que no recibieron estiércol y 2,3 veces superior al promedio alcanzado por los lotes enmendados con el nivel E₁.

El incremento en la disponibilidad del fósforo coincide con lo señalado por Vitosh y colaboradores (29), Omaliko (21) y Sing et al. (25) quienes han reportado incrementos en la disponibilidad de fósforo mediante la aplicación de estiércol que varían entre 1,7 y 2,7 veces los valores en lotes no enmendados.

Los altos niveles de fósforo alcanzado por los lotes enmendados sugieren la ocurrencia de procesos de solubilización, lo cual coincide con lo señalado por Afif (1) quien concluye que la materia orgánica ayuda a mejorar la disponibilidad de fósforo porque los radicales húmicos compiten por los sitios de adsorción del fósforo. Este efecto también ha sido reportado por Crespo y Arteaga (9) quienes indican que la aplicación de estiércol aumentó la solubilidad del fósforo en suelo ferralítico rojo.

Figura 2. Separación de medias por niveles de abonamiento orgánico para la variable fósforo disponible.

Entre épocas de muestreo no se detectaron diferencias en la disponibilidad del fósforo, lo que indica que una vez aplicado el estiércol, el fósforo se liberó en forma gradual y mantuvo una disponibilidad sostenida durante un año de observaciones. Esto coincide con lo señalado por Ghoshal et al. (15) en cuanto a que el estiércol tiene un efecto residual superior al de los fertilizantes minerales. Adicional-mente, Castellanos (6) señala que el estiércol bovino es tan efectivo en el suministro de fósforo como el superfosfato triple a corto y mediano plazos.

Reacción del suelo (pH) y conductividad eléctrica:

Reacción del suelo (pH): al analizar las respuestas de esta variable a los tratamientos, se observó que los valores de pH fueron en todos los casos superiores en las parcelas enmendadas en comparación con los observados en los lotes no enmendados en todos los períodos de observación y con una tendencia a disminuir en el tiempo.

El análisis de variancia practicado a los datos demostró que esta variable presentó diferencias significativas entre niveles de estiércol, lo cual se muestra en la figura 3. El pH se elevó significativamente de un promedio 5,78 (ligeramente ácido) en lotes no estercolados a 6,14 en los E₁ y 6,38 (neutro) en aquellos tratamientos que recibieron E₂.

Este incremento en el pH coincide con lo reportado por Omaliko en ecosistema de pastos tropicales (21), Lungo y colaboradores (18) y Tester (27), quienes han señalado que la aplicación de estiércol y compost eleva el pH de los suelos por los niveles de bases cambiables que estos presentan, principalmente calcio y magnesio. Igualmente coincide con los resultados reportados por Olivier y Bornemisza (19), quienes concluyen que la aplicación de residuos orgánicos eleva el pH de los suelos. Pikull y Allmaras (23) señalan que el aumento del pH se explica por el incremento en el contenido de carbono orgánico, que actúa como un regulador inactivando hidrógeno.

Figura 3. Efectos del estiércol de bovino sobre el pH.

Conductividad eléctrica: los valores medios de conductividad eléctrica mostraron clara tendencia a ser más altos en los tratamientos que recibieron estiércol y a incrementarse de P₁ a P₂, para finalmente disminuir de P₂ a P₃.

El análisis de variancia para esta variable demostró que la misma varió significativamente entre niveles de abonamiento orgánico, tal como puede apreciarse en la figura 4. La conductividad eléctrica se elevó significativamente de 0,18 dS m^-1 en lotes no enmendados a 0,25 dS m^-1 en los tratados con E₁ y 0,27 dS m^-1 en los que recibieron E₂. Estos valores son bajos en todos los casos y aunque no indican problemas por sales para ningún cultivo, demuestran la tendencia a acumular sales cuando se aplica estiércol bovino lo cual pudiera llegar eventualmente a convertirse en un problema, tal como lo indican Eghbal y Power (10).

Saturación con aluminio:

El análisis de variancia practicado a los datos, demostró que esta variable fue afectada significativamente entre períodos de muestreo y niveles de abonamiento orgánico. Como se ilustra en la figura 5, los promedios más altos correspondieron a los tratamientos que no recibieron estiércol en todas las observaciones; con valores de 6,19%, 3,54% y 14,11% los cuales mostraron diferencias entre sí y fueron significativamente mayores que los observados en otros niveles de abonamiento orgánico.

En los tratamientos E₁ los promedios de saturación con aluminio fueron significativamente menores que los del nivel E₀ con valores de 1,41%, 0,76% y 5,87% los cuales difirieron significativamente entre sí y con respecto al nivel E₂.

Los tratamientos E₂ presentaron los valores más bajos de saturación con aluminio, y fueron significativamente menores que los observados para los otros niveles de abonamiento orgánico, con valores de 0,53%, 0,26% y 1,11% los cuales difirieron entre si.

Figura 4. Efectos del estiércol de bovino sobre la conductividad eléctrica.

Figura 5. Efectos del estiércol de bovino sobre el porcentaje de saturación con aluminio en los tres períodos.

La reducción en los niveles de saturación con aluminio es explicable por el efecto quelatante de la materia orgánica que forma complejo con el aluminio restándolo de la solución del suelo, tal como lo indican Evans y Kamprath (11), Thomas (28) y Hue y Amien (16). Lungu et al. (18) obtuvieron resultados similares y señalan que el estiércol fue cincuenta por ciento más eficiente que la caliza agrícola en la neutralización del aluminio en condiciones tropicales.

Conclusiones y recomendaciones

Los cambios en las características químicas del suelo bajo estudio asociado a la aplicación de estiércol, fueron en general favorables y demuestran la posibilidad de corregir las limitaciones químicas para el desarrollo de la vegetación y de mejorar su productividad. Los efectos químicos observados, son preliminares y requieren ser evaluados en otros períodos de tiempo, para determinar su persistencia.

Los cambios favorables más importantes fueron el aumento del pH, del contenido de carbono orgánico y fósforo disponible y reducción del porcentaje de saturación con aluminio. Estos cambios positivos permiten inferir un ambiente edáfico más favorable al crecimiento de la vegetación, sobre todo al mejorar la disponibilidad de fósforo y disminuir los niveles de aluminio.

El aumento en la conductividad eléctrica fue un cambio desfavorable, aun cuando no llegó a niveles críticos, sin embargo el incremento constituye un alerta y crea la necesidad de observar su comportamiento en el tiempo.

Agradecimiento

Proyecto 2245.96 financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico (CONDES) de la Universidad del Zulia.

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