Gestión de nutrientes en cereales orgánicos de grano pequeño

Resumen

Esta publicación ofrece información sobre las fuentes de abono para cereales de grano pequeño de cultivo ecológico que cumplen con las normas del Programa Nacional Ecológico del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA).

Introducción

El cultivo ecológico de cereales de grano pequeño puede ser una actividad gratificante, tanto desde el punto de vista económico como ideológico. Los agricultores pueden beneficiarse de precios más elevados que los del mercado convencional y sentir una gran satisfacción al aumentar su autosuficiencia, ya que utilizan menos insumos comprados que los agricultores convencionales.

Aunque la producción ecológica presenta muchos aspectos positivos, también conlleva retos que exigen un mayor cuidado y una gestión más rigurosa en comparación con la producción convencional. Uno de esos retos es la gestión de los nutrientes. Al iniciarse en un sistema ecológico, muchos agricultores pasan por alto esta cuestión. Sin embargo, cuanto más tiempo lleva una explotación dedicándose a la producción ecológica, más importancia adquiere este aspecto. Un agricultor ecológico debe prestar especial atención a la gestión de la fertilidad del suelo de su sistema de cultivo de cereales de grano pequeño ecológicos. Sin esta atención, el rendimiento de los cultivos disminuirá con el tiempo y el sistema en su conjunto se volverá más susceptible al ataque de enfermedades, insectos y malas hierbas. La falta de atención a largo plazo a la fertilidad del suelo acabará provocando el fracaso de la explotación.

Aunque la agricultura ecológica busca producir cultivos imitando los procesos biológicos naturales, sigue operando dentro de las limitaciones de un balance de nutrientes. En otras palabras, el cultivo extrae nutrientes del suelo y estos nutrientes salen del sistema cuando se cosecha el grano. Si esto ocurre durante muchos años sin que se añadan nutrientes, el suelo se empobrece y deja de producir rendimientos satisfactorios. Este es el concepto básico del balance de nutrientes: los nutrientes se retiran en la cosecha y deben reponerse para garantizar la sostenibilidad a largo plazo.

El objetivo de esta publicación es explicar la normativa del Programa Nacional de Agricultura Ecológica en materia de fertilidad del suelo y ofrecer información sobre cómo se pueden obtener los nutrientes para los cultivos a través de fuentes aceptables para la producción ecológica.

Normas del Programa Nacional de Productos Ecológicos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA)

El artículo 205.203 del Reglamento del Programa Nacional Orgánico (NOP) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) recoge los requisitos específicos de la Norma sobre prácticas de gestión de la fertilidad del suelo y los nutrientes de los cultivos, y puede consultarse en el sitio web del NOP.

Una versión parafraseada de esta norma podría ser la siguiente:

1. El laboreo debe mantener o mejorar la salud del suelo y reducir al mínimo la erosión.
2. El agricultor debe gestionar la fertilidad del suelo mediante rotaciones de cultivos, cultivos de cobertura y la aplicación de materiales vegetales y animales, como el estiércol o el compost.
3. Estas aportaciones de materiales vegetales y animales (estiércol y compost) deben contribuir a mantener o mejorar los niveles de materia orgánica del suelo y no pueden provocar la contaminación de los cultivos, el agua o el suelo con agentes patógenos, metales pesados o residuos prohibidos.
4. Hay que cumplir una serie de requisitos específicos para la aplicación de estiércol sin tratar.
5. El estiércol compostado debe procesarse siguiendo unas directrices específicas.
6. No es necesario compostar los residuos vegetales antes de su aplicación al suelo.
7. Los nutrientes aplicados pueden presentarse en diversas formas, entre ellas:

a. Cualquier sustancia incluida en la Lista Nacional de Sustancias Permitidas y Prohibidas cuyo uso esté autorizado en la producción de cultivos ecológicos
b. Una sustancia extraída de yacimientos minerales de baja solubilidad (por ejemplo, fosfato natural)
c. Una sustancia extraída de minas de alta solubilidad, como el cloruro de potasio (KCl), siempre que se utilice de conformidad con las condiciones establecidas en la Lista Nacional de Sustancias Permitidas y Prohibidas en relación con los materiales no sintéticos prohibidos para la producción agrícola
d. Cenizas procedentes de material vegetal o animal quemado, excepto:

i. Material vegetal o animal tratado con una sustancia prohibida o que contenga dicha sustancia
ii. No se permite el uso de cenizas procedentes de la quema de estiércol
iii. La quema no puede utilizarse como método de eliminación de residuos de cultivos

e. No se pueden utilizar lodos de depuradora (biosólidos)

Balances de nutrientes

Para mantener una fertilidad adecuada del suelo, es importante saber qué cantidad de nutrientes extrae cada cultivo del suelo. Con esta información, el agricultor puede calcular la cantidad de fertilizante necesaria para reponer dichos nutrientes. La siguiente tabla muestra las tasas de extracción de nutrientes de algunos cultivos comunes de cereales de grano pequeño, incluido el trigo sarraceno.

Hay 17 elementos esenciales necesarios para el crecimiento saludable de las plantas: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S), boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), níquel (Ni) y zinc (Zn) (Gilmour, 2009). El crecimiento de las plantas se verá limitado por el nutriente del que haya menor disponibilidad.

De estos nutrientes esenciales, los nueve primeros se consideran macronutrientes. Se necesitan en cantidades mucho mayores que los otros ocho nutrientes (micronutrientes). De estos nueve macronutrientes, el nitrógeno, el fósforo y el potasio son los tres más importantes, ya que se necesitan en cantidades mucho mayores en comparación con los demás.

Nitrógeno

El nitrógeno es esencial para el crecimiento de los cultivos. Es necesario para la síntesis de proteínas, se encuentra en la clorofila y es un componente clave de la transferencia de energía (Gilmour, 2009). De todos los elementos esenciales, el nitrógeno es el único que puede transformarse, a partir de la atmósfera, en una forma asimilable por las plantas mediante la fijación. Todos los demás elementos esenciales deben añadirse desde fuera del sistema de cultivo mediante algún tipo de aporte directo.

Esta conversión del nitrógeno atmosférico tiene lugar en las bacterias rizobianas presentes en las raíces de las leguminosas. Por consiguiente, los cultivos de abono verde de leguminosas son importantes para aportar nitrógeno y mejorar la salud del suelo en un sistema de cultivo ecológico de cereales de grano pequeño. La mayoría de los agricultores ecológicos de cereales de grano pequeño dependen de los cultivos de abono verde de leguminosas para obtener nitrógeno. Si bien los abonos verdes constituyen la fuente más habitual de nitrógeno para los cereales de grano pequeño ecológicos, el estiércol animal también puede aportar cantidades considerables de nitrógeno orgánico.

Cálculo de las necesidades de nitrógeno

Para determinar la cantidad adecuada de nitrógeno que se debe aplicar, el agricultor debe saber cuánto se necesita para producir el cultivo previsto y cuánto hay ya disponible. Dado que el nitrógeno es muy móvil y volátil, los balances de nitrógeno deben calcularse de nuevo para cada campaña agrícola. Existen tres métodos principales para calcular las necesidades de nitrógeno: análisis de suelo, índices de retirada del cultivo y niveles de proteína en el grano.

Análisis del suelo

Antes de cultivar cereales ecológicos, haz un análisis del suelo de tus campos para determinar el nivel de nitrógeno. Una vez que conozcas este nivel, podrás calcular la cantidad de nitrógeno que debes aplicar para satisfacer adecuadamente las necesidades específicas del cultivo.

En la tabla 2, los niveles de los análisis de suelo de Montana se correlacionan con el potencial de rendimiento para ofrecer una recomendación final sobre la aplicación de nitrógeno. Consulte con su servicio de extensión local para obtener directrices sobre fertilidad basadas en los resultados de los análisis de suelo de su zona.

A modo de ejemplo, supongamos que el potencial de rendimiento del trigo de invierno en una explotación agrícola es de 50 bushels por acre. Un análisis del suelo realizado en otoño para determinar los niveles de nitrógeno muestra que actualmente hay 70 libras de nitrógeno por acre disponibles en el suelo. Dado que se necesitan 130 libras de nitrógeno por acre, el agricultor tendría que aplicar 60 libras adicionales de nitrógeno por acre para alcanzar el potencial de rendimiento.

Los análisis del suelo para determinar el contenido de nitrógeno deben realizarse lo más cerca posible del momento de la aplicación de nitrógeno. Analice los niveles de nitrógeno del suelo en primavera para los cultivos que se siembran en esa estación. Del mismo modo, analice los niveles de nitrógeno del suelo en otoño para los cultivos que se siembran en esa estación.

Bob Quinn, un agricultor ecológico de Montana, varía la incorporación de abonos verdes en su rotación de cultivos en función de los resultados de los análisis anuales de nitrógeno del suelo. Si los niveles de nitrógeno caen por debajo de una cantidad disponible determinada, Bob incorpora un abono verde en su rotación de cultivos.

Índices de eliminación de cultivos

Otro método para calcular las necesidades de nitrógeno se basa en la tasa de absorción del cultivo. Este enfoque no requiere realizar un análisis del suelo. En su lugar, hay que consultar una tabla de tasas de absorción del cultivo y añadir la cantidad de fertilizante indicada. La ventaja de este método es el ahorro de tiempo y dinero que supone no tener que realizar un análisis del suelo. La desventaja es que no tiene en cuenta los nutrientes ya presentes en el suelo, lo que podría dar lugar a que se añadan más nutrientes de los necesarios.

Para utilizar este método, consulte una tabla de tasas de retirada de nutrientes para su zona y calcule la cantidad de nitrógeno que se retira con el cultivo de cereales. Por ejemplo, supongamos que un cultivo de trigo de invierno produjo 50 bushels por acre. Según las Directrices sobre fertilizantes para los cultivos de Montana (Jacobsen et al., 2005), el grano eliminará 1,25 libras de nitrógeno por bushel de grano, o 62,5 libras de nitrógeno por acre. Además, la paja eliminará unas 36 libras de nitrógeno por acre (véase el cálculo a continuación). Suponiendo que tanto el grano como la paja se retiran del campo, el sistema perderá unas 99 libras de nitrógeno por acre de este cultivo.

Cálculos para la eliminación de paja

 Al calcular la tasa de retirada de la cosecha, suma las tasas de retirada del grano y de la paja, si se indican por separado. Con el tiempo y la experiencia, el agricultor podrá tener en cuenta con mayor precisión la retirada de la paja en función de su situación concreta, ya que no suele retirarse toda la paja del campo. Recuerda que los nutrientes de la paja no siempre estarán disponibles para que los cultivos los absorban durante el primer año de descomposición.

Para calcular la retirada de paja, primero hay que calcular cuántas toneladas de paja se producen por acre. Consulte a la oficina del NRCS de su estado para obtener estas estimaciones, ya que varían según la región.

El NRCS de Montana utiliza las siguientes estimaciones para calcular la cantidad de paja producida por acre en libras:

Cebada: Multiplica por 1,13 las libras de grano producidas por acre
Trigo de primavera: Multiplica por 1,33 las libras de grano producidas por acre
Trigo de invierno: Multiplica por 1,66 las libras de grano producidas por acre

Esta fórmula parte de un peso específico de 60 libras por bushel para el trigo y de 48 libras por bushel para la cebada (Engel et al., 2005).

Ejemplo de cálculo:

En Montana, se eliminan aproximadamente 6,5 kg de nitrógeno por cada tonelada de paja producida (Jacobsen et al., 2005).

Si se parte de un rendimiento de 50 bushels por acre de trigo de invierno, se obtiene una producción de 3.000 libras de grano por acre. (50 bu/acre × 60 lb/bu)

3.000 libras de grano por acre × 1,66 = 4.980 libras de paja por acre

4.980 libras de paja por acre = 2,49 toneladas de paja por acre
2.000 libras por tonelada

2,49 toneladas de paja por acre × 14,5 libras de nitrógeno por tonelada de paja = 36,11 libras de nitrógeno por acre en la paja

Niveles de proteína en los cereales

Algunos agricultores ecológicos determinan las necesidades de nitrógeno de sus suelos basándose en los niveles de proteína del grano y prescinden de realizar análisis de laboratorio del suelo. En Montana, cuando los niveles de proteína del grano del trigo de invierno bajan al 12 % y los del trigo de primavera al 13 %, los agricultores saben que es el momento de añadir nitrógeno al suelo (Engel et al., 1999). Las diferentes regiones de Estados Unidos presentan distintos potenciales en cuanto a los niveles de proteína.

Hay que tener en cuenta que, si los niveles de proteína bajan tanto, el agricultor ya habrá perdido dinero debido a la menor calidad de la cosecha. Por lo tanto, este método para determinar las necesidades de nitrógeno no es el más adecuado desde el punto de vista económico.

Fuentes de nitrógeno orgánico

Abonos verdes

Las leguminosas fijan el nitrógeno (N₂) del aire y lo convierten en nitrógeno nítrico (NO₃⁻), que puede ser utilizado por las plantas. Esto ocurre a través de una relación simbiótica con las bacterias rizobias que viven dentro de las células de la raíz. La mayoría de las rizobias son específicas de determinadas especies de leguminosas y deben aplicarse como inoculante junto con la semilla si no están presentes en el suelo.

A la hora de gestionar su balance de nutrientes, le interesará saber cuánto nitrógeno aportará un cultivo de abono verde de leguminosas al cultivo comercial posterior. Esto se conoce como «valor de sustitución de fertilizantes». Es difícil calcular esta cifra exacta, ya que depende de muchos factores ambientales que pueden variar de una temporada a otra. Las precipitaciones, la presencia de inoculantes, la fertilidad del suelo y otros factores pueden influir en la cantidad de nitrógeno que produce un cultivo de abono verde.

Se han llevado a cabo diversos estudios para intentar cuantificar el valor de sustitución de los fertilizantes de las leguminosas, con resultados muy variados. El agua disponible, las especies de leguminosas y el momento en que se retira el cultivo de abono verde son factores importantes para la producción de nitrógeno.

Agua disponible

La disponibilidad de agua es el factor principal que determina la cantidad de nitrógeno que producirá un abono verde. Para ilustrar la gran variación en la aportación de nitrógeno de las leguminosas en función de la humedad del suelo, véase la Tabla 3, basada en una investigación realizada en Alberta (Canadá).

En este estudio, se cultivaron tres especies diferentes de leguminosas en cuatro lugares distintos. Cada lugar presentaba características edafológicas y climáticas diferentes. Cabe destacar que la aportación de nitrógeno de una misma especie de leguminosa varió considerablemente entre los distintos lugares. Por ejemplo, el guisante «Sirius» produjo entre 10,7 y 71 libras de N por acre. El estudio reveló que la diferencia se debía a las precipitaciones: la ubicación de Trochu, con el mayor rendimiento, tuvo mayores precipitaciones en 1986, mientras que la de Oyen, con el menor rendimiento, recibió solo el 25 % de su precipitación habitual en 1987.

Asimismo, en ensayos de campo recientes sobre sistemas de cultivo, la Universidad de Manitoba determinó las aportaciones de nitrógeno de las leguminosas anuales y perennes que figuran en la tabla 4.

Winnipeg tiene un suelo arcilloso y recibe precipitaciones suficientes, mientras que Carman tiene un suelo franco-arenoso y recibe muchas menos precipitaciones. En la tabla se puede observar que los resultados varían considerablemente, llegando incluso a que el trébol rojo agote el nitrógeno del suelo en la parcela de Carman.

Además de influir en la cantidad de nitrógeno que produce el abono verde, la humedad disponible en el suelo también afectará a la cantidad de nitrógeno que absorba el siguiente cultivo comercial. Este factor será especialmente importante en los estados áridos de las llanuras occidentales, donde la humedad del suelo es limitada.

Especies

La tabla 5 ilustra el potencial de fijación de nitrógeno de diversas especies de leguminosas. Obsérvese que estos rangos son muy amplios y dependen totalmente de factores locales como las precipitaciones y el clima. Obsérvese también que los valores indicados se refieren a la fijación potencial de nitrógeno. Esta cifra suele ser mucho mayor que el valor real de sustitución de fertilizante del nitrógeno producido, ya que un gran porcentaje del N está ligado a la materia orgánica y no está disponible de forma inmediata para las plantas. Dado que estos rangos son tan amplios, resulta difícil determinar la cantidad exacta de N aportada por cada especie en un entorno concreto.

Siembra de un cultivo de abono verde
Aunque los abonos verdes mejoran la salud del suelo y aportan nitrógeno al sistema, las semillas pueden ser difíciles de encontrar y suelen ser caras. Asegúrate de contar con una fuente fiable de semillas antes de planificar tu rotación para el próximo año.

Plazo y forma de rescisión

En zonas con precipitaciones suficientes, los abonos verdes deben cortarse en plena floración. En esta fase, la planta tendrá la mayor cantidad de materia seca, equilibrada con la mayor cantidad de nitrógeno en la planta. Si se retira más tarde de la plena floración, la leguminosa comenzará a trasladar el nitrógeno a la vaina, donde es menos disponible para la mineralización. Si se retira antes de la plena floración, la planta no habrá alcanzado su pleno potencial de nitrógeno. La retirada también debe realizarse antes de que el abono verde vaya a semilla, para evitar que se convierta en una mala hierba en el siguiente cultivo.

En regiones semiáridas sin riego, las leguminosas deben eliminarse antes de la plena floración para conservar la humedad del suelo. Si se deja que el abono verde crezca hasta la plena floración, puede consumir demasiada humedad del suelo y reducir el rendimiento del siguiente cultivo comercial. Los investigadores de la Universidad Estatal de Montana recomiendan eliminar el abono verde a más tardar a mitad de la floración, para conservar la humedad del suelo sin dejar de obtener algunos beneficios nitrogenados para este. La mitad de la floración se define como el periodo en el que cincuenta de cada cien tallos tienen flores. En zonas con problemas hídricos más graves, puede que incluso sea necesario cosecharlo al inicio de la floración, o cuando se pueda encontrar alguna flor aislada; normalmente, menos de diez flores por cada cien tallos.

Las investigaciones realizadas en Canadá han confirmado este delicado equilibrio entre el aporte de nitrógeno y la gestión de la humedad del suelo (Zentner et al., 2004). En un estudio, se cultivaron lentejas como abono verde en rotación con trigo durante 12 años. Durante los primeros 6 años del estudio, las lentejas se cosecharon en plena floración, y la siguiente cosecha de trigo rindió un 26 % menos que las cosechas de trigo cultivadas tras un barbecho convencional. Esta disminución se atribuyó a la reducción de la humedad del suelo, consumida por el cultivo de lentejas. Tras 6 años, los investigadores modificaron los parámetros del estudio y comenzaron a cosechar el abono verde de lentejas antes en la temporada. También empezaron a gestionar la retención de nieve invernal de forma más agresiva, dejando los rastrojos de grano lo más altos posible. Tras realizar estos cambios, los rendimientos de la cosecha de trigo volvieron a la normalidad y el equilibrio de nitrógeno del suelo mejoró, lo que significa que las leguminosas proporcionaron suficiente nitrógeno para reducir la cantidad de fertilizante nitrogenado necesaria en comparación con el barbecho convencional.

Recursos adicionales

Saskatchewan cuenta con una buena página web sobre el abono verde con leguminosas.

Asimismo, la Universidad de Manitoba cuenta con un artículo informativo titulado «Ajuste de las recomendaciones de nitrógeno en los análisis de suelo para el nitrógeno procedente de leguminosas en cultivos de legumbres».

Utilice Rhizobium no transgénico
Tenga en cuenta que el Rhizobium utilizado para inocular las semillas de su abono verde debe cumplir con las normas ecológicas si su explotación cuenta con certificación ecológica. En el mercado existen algunas cepas de Rhizobium que son transgénicas y, por lo tanto, no están permitidas según la normativa del NOP. Además, parte del musgo de turba utilizado para producir y transportar inoculantes está irradiado y, por lo tanto, no está permitido según el artículo 205.105(f) del NOP. Consulte con su organismo certificador antes de adquirir inoculantes.

Estimación de la producción de nitrógeno de los abonos verdes

Si la aportación de nitrógeno de las leguminosas es tan variable, ¿cómo podemos calcular su valor de sustitución de fertilizantes? Suponiendo una inoculación adecuada, una buena nodulación y la ausencia de otros nutrientes limitantes, parece que la aportación de nitrógeno de una leguminosa está directamente relacionada con la producción de materia seca y el momento de la cosecha. En general, cuanto mayor es el rendimiento de materia seca, mayor es el valor del fertilizante nitrogenado. En el estudio de Manitoba, los investigadores estimaron que por cada 1000 libras de alfalfa producidas por acre (en base a la materia seca), el suelo recibía 48 libras de nitrógeno (Universidad de Manitoba, 2004). Dado que la producción de materia seca está estrechamente relacionada con las precipitaciones y la humedad del suelo, se deduce que las zonas secas recibirán menos aporte de nitrógeno que las zonas húmedas. Otros factores que influyen en la disponibilidad de agua son el tipo de suelo, la evapotranspiración y la materia orgánica del suelo.

La Dra. Marianna Sarrantonio explica una buena forma de calcular la aportación de nitrógeno en la obra *Managing Cover Crops Profitably* (Clark, 2007):

1. Calcula la cantidad de materia seca por acre en el cultivo de leguminosas.
2. Multiplica por el porcentaje de nitrógeno del cultivo

a. Las leguminosas anuales tienen entre un 3,5 % y un 4 % antes de la floración, y entre un 3 % y un 3,5 % durante la floración.
b. Las leguminosas perennes con tallos gruesos y leñosos tienen aproximadamente un 1 % menos que las estimaciones para las leguminosas anuales.

Nota: Recuerda dividir entre 100 cuando utilices porcentajes. El 3 % equivale a 0,03.

3. Ahora divide entre:

a. 2 si el abono verde se va a incorporar al suelo mediante labranza convencional
b. 4 si se deja en la superficie en un clima del norte
c. 2 si se deja en la superficie en un clima del sur

Ejemplo de cálculo de la aportación de nitrógeno del abono verde
Según esta fórmula, si cultiváramos guisantes de campo con 3.000 libras de materia seca por acre y se eliminaran mediante labranza en plena floración, se aportarían al sistema unas 45 libras de N por acre para el siguiente cultivo comercial.
3.000 libras de materia seca por acre x 0,03 de nitrógeno = 90 libras de nitrógeno
90 libras de nitrógeno / 2 = 45 libras de nitrógeno por acre

Nitrógeno residual

Es importante tener en cuenta que las leguminosas utilizarán el nitrógeno residual del suelo antes de producir nitrógeno mediante la fijación. En el mejor de los casos, una leguminosa fijará hasta el 80 % de su propio nitrógeno y obtendrá el resto del suelo (Clark, 2007). Por lo tanto, al planificar una rotación de cultivos, no se debe plantar una leguminosa tras una aplicación abundante de estiércol. En esta situación, el nitrógeno fijado que se obtenga de la leguminosa será insignificante.

Materia orgánica del suelo

Los beneficios de la materia orgánica para la fertilidad del suelo son dos. En primer lugar, la materia vegetal en descomposición aporta nutrientes al suelo. En segundo lugar, la fracción de humus de la materia orgánica proporciona sitios de intercambio catiónico, de forma similar a la arcilla.

En general, «el suelo libera entre 10 y 40 libras de nitrógeno por acre por cada 1 % de materia orgánica que se descompone» (Clark, 2007). Podemos estimar esta cantidad mediante los siguientes cálculos:

La «cuenta corriente» de nutrientes de la materia orgánica del suelo

• En los primeros 15 o 18 cm de suelo = 907 200 kg de tierra por acre
• 1,0 % de SOM = aproximadamente 4 536 kg de carbono, 454 kg de nitrógeno, 45 kg de fósforo y 45 kg de azufre
• Tasa de mineralización = 2-3 % del N orgánico al N inorgánico, proceso que no se detiene en el momento de la cosecha
• Lo que se traduce en 9–14 kg de nitrógeno aprovechable por acre por cada 1 % de materia orgánica del suelo (Brady, 1990)

Estiércol animal

Otra fuente de nitrógeno orgánico es el estiércol animal. El uso de estiércol animal en un sistema de cultivo presenta varias ventajas. El estiércol animal aporta nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y micronutrientes al suelo. No retira el agua disponible del suelo como lo hacen los abonos verdes, y se puede cultivar un cultivo comercial el mismo año en que se aplica el estiércol. Además, la cantidad de nitrógeno aportada por el estiércol animal es mucho más fácil de calcular que la cantidad de nitrógeno aportada por el abono verde.

La desventaja de utilizar estiércol animal es que puede resultar difícil o costoso obtener la cantidad necesaria para las explotaciones de cereales ecológicos a gran escala. El estiércol seco rascado o el estiércol compostado permiten un transporte relativamente más asequible, mientras que el purín, habitual en la producción lechera y porcina, se diluye con agua y debe transportarse en camiones cisterna. Los agricultores de regiones con explotaciones ganaderas intensivas pueden tener mayor disponibilidad de estiércol. De hecho, ciertas regiones de EE. UU. disponen de más nutrientes de estiércol de los que los cultivos locales pueden utilizar a un ritmo agronómico (USDA – NRCS, 1987). Debido a las preocupaciones por la calidad del agua, el uso de estiércol en estas zonas se supervisa de cerca.

Normas ecológicas para la aplicación de estiércol

Al utilizar estiércol animal para la producción agrícola, hay que tener en cuenta la normativa específica sobre agricultura ecológica que regula su uso. La normativa del Programa Nacional de Agricultura Ecológica (NOP) clasifica el estiércol en varias categorías: estiércol sin tratar, estiércol procesado (secado), estiércol compostado y guano (NOP, 2010). A continuación se indican algunos aspectos que hay que tener en cuenta al utilizar estos materiales:

• El estiércol no tiene por qué proceder de ganado ecológico para poder utilizarse en tierras de cultivo ecológicas. Sin embargo, el estiércol no puede ser fuente de organismos patógenos, metales pesados ni residuos de sustancias prohibidas. Si un organismo de certificación tiene dudas sobre la calidad del estiércol, puede solicitar al agricultor que presente los resultados de los análisis para demostrar que el estiércol no está contaminado.
• El estiércol sin tratar debe incorporarse al suelo al menos 90 días antes de la cosecha de un producto cuya parte comestible no entre en contacto directo con el suelo. La mayoría de los cereales de grano pequeño entrarían en esta categoría. Si la parte del grano entra en contacto con el suelo antes de la cosecha, por ejemplo, tras la siega, el plazo se amplía a un mínimo de 120 días antes de la cosecha.
• Ten en cuenta que el estiércol sin tratar debe incorporarse al suelo y no dejarse en la superficie.
• El estiércol compostado se puede aplicar en cualquier momento de la temporada de cultivo, sin necesidad de incorporarlo al suelo. Para que el estiércol se considere compost, deben cumplirse los requisitos específicos de compostaje en cuanto a tiempo, removido y temperatura.
• El estiércol procesado o secado puede utilizarse de la misma manera que el estiércol compostado, sin necesidad de respetar ningún intervalo de tiempo ni requisito de incorporación. Para cumplir con esta norma, el estiércol debe secarse hasta alcanzar un contenido máximo de humedad del 12 % a una temperatura mínima de 150 °F durante una hora (OMRI, 2009).
• El guano se considera una forma de estiércol sin tratar, con las mismas limitaciones en cuanto al momento de la aplicación y la necesidad de incorporarlo al suelo.
• En la producción ecológica no se permite el uso de lodos ni de residuos municipales.

El estiércol sin tratar puede aumentar la población de malas hierbas al esparcir sus semillas por el campo. Sin embargo, el estiércol líquido aplicado en bandas bajo la superficie tiende a generar menos malas hierbas que las aplicaciones a voleo. Si se elabora correctamente, el estiércol compostado puede introducir menos malas hierbas que el estiércol fresco, ya que el calor generado en la pila puede matar las semillas de malas hierbas (Blackshaw, 2005).

Recursos adicionales

Abonos para la producción agrícola ecológica, ATTRA

Análisis y aplicación de estiércol

Para obtener los resultados más fiables de la aplicación de estiércol, es necesario analizar su contenido en nutrientes en un laboratorio. Las cantidades de nutrientes variarán en función de la alimentación de los animales, el lecho, la edad y el tipo de estiércol, así como de las condiciones de almacenamiento. No obstante, se pueden utilizar los valores de las tablas estándar para obtener una estimación aproximada del contenido en nutrientes. Cuando se trabaje con un laboratorio, solicite los resultados en equivalentes de fertilizante, como libras por tonelada, y no en partes por millón. También puede resultar útil recibir los resultados en forma de P2O5, K2O y TKN (nitrógeno total Kjeldahl).

Recursos adicionales

Para encontrar un laboratorio de análisis de estiércol en tu zona, ponte en contacto con tu agente de extensión local, un asesor agrícola o la oficina del NRCS.

Al aplicar estiércol como fuente de nitrógeno, hay que tener en cuenta que «no estará disponible más de la mitad del contenido de nitrógeno durante la primera temporada (entre el 25 % y el 50 %), y que la otra mitad se repartirá entre el valor residual y la pérdida a la atmósfera (volatilización)» (Bass, 2008). Este resto no se distribuye de manera uniforme entre el valor residual y la volatilización, y depende en gran medida del clima local. Por ejemplo, en climas húmedos, la mayor parte del nitrógeno residual se volatilizará. El NRCS dispone de factores útiles para el nitrógeno residual y puede ayudar con los cálculos para su región (Bass, 2010).

Debido al riesgo de lixiviación y/o volatilización, es importante elegir el momento adecuado para la aplicación. «El estiércol debe aplicarse lo más cerca posible del momento en que el cultivo necesita los nutrientes» (Bass, 2008). En el caso de los cereales de invierno, la aplicación podría realizarse a principios de otoño. En cambio, los cereales de primavera deben recibir una aplicación de estiércol en primavera, antes de la siembra.

Además, el estiércol debe incorporarse al suelo lo antes posible tras su aplicación. «La incorporación es necesaria para evitar una volatilización significativa y maximizar la disponibilidad de nitrógeno. Debe realizarse entre 1 y 4 días después de la aplicación y, además, reduce los olores» (Bass, 2008).

Para calcular la cantidad de nitrógeno que un campo recibirá del estiércol, basta con multiplicar el valor total de N del estiércol por la dosis de aplicación. A modo de ejemplo, supongamos una dosis de aplicación de 2 t/acre de estiércol de vacuno con un 52 % de materia seca. En la Tabla 6 vemos que cada tonelada contiene 21 libras de nitrógeno total. Por lo tanto, 2 toneladas de estiércol aportarían 42 libras de nitrógeno total por acre. Utilizando una estimación conservadora de que el 35 % de este nitrógeno estará disponible, el estiércol aportará unas 15 libras de nitrógeno por acre para el siguiente cultivo de cereales.

Ejemplo de cálculo:
21 libras de nitrógeno total / 1 tonelada de estiércol × 2 toneladas de estiércol/acre = 42 libras de nitrógeno/acre
42 libras de nitrógeno/acre × 0,35 = 15 libras de nitrógeno/acre

Existen normativas federales y estatales que regulan la gestión y la aplicación adecuadas del estiércol en las tierras de cultivo, aunque la mayoría de estas normas se refieren específicamente al productor del estiércol y a las tierras bajo su control, y no a los usuarios secundarios o terciarios. Sin embargo, los principios generales de la Ley de Agua Limpia se aplican a todos, y deben seguirse las mejores prácticas de gestión (MPG), como el momento de la aplicación, la incorporación, el balance de nutrientes y las zonas de amortiguación o de seguridad, para proteger los recursos hídricos. Los agricultores que importan estiércol están sujetos a normas relativas al almacenamiento o apilamiento adecuado antes de su aplicación. Las pilas de estiércol deben gestionarse para evitar la lixiviación o la escorrentía. Tenga en cuenta que las pilas no gestionadas pueden ser declaradas fuente puntual de contaminación por los organismos reguladores.

Antes de determinar las dosis de aplicación para su terreno, póngase en contacto con la oficina local de Extensión Agrícola o del NRCS para asegurarse de que cumple con la normativa y las prácticas recomendadas. Tenga en cuenta que una aplicación excesiva puede provocar la contaminación de las cuencas hidrográficas. Además, la aplicación repetida a largo plazo de estiércol basada únicamente en el equilibrio de nitrógeno a menudo puede provocar un exceso de fósforo en el suelo. Existen normativas estrictas sobre la cantidad de estiércol que se puede aplicar, basadas en análisis del suelo y en la absorción prevista por los cultivos. Consulte al NRCS, a la oficina de Extensión Agrícola o al Departamento de Calidad Ambiental de su estado para conocer las normativas específicas de su zona.

Recursos adicionales

Si necesita ayuda más detallada, póngase en contacto con su agente de extensión local o con el NRCS, o visite estos útiles sitios web:

• El estiércol como fuente de nutrientes para los cultivos y enmienda del suelo. 2009. eXtension.
• Programa de interpretación de análisis de suelos y de apoyo a la toma de decisiones sobre fertilizantes de Oklahoma. Universidad Estatal de Oklahoma. Incluye una calculadora del valor del estiércol animal.
• Calculadora del valor de los residuos animales. Universidad Estatal de Oklahoma.
• Contenido de nutrientes de los materiales fertilizantes en Alabama. ANR-174. 2008. Charles C. Mitchell, Extensión Cooperativa de Alabama.
• Economía de los residuos animales y el estiércol, William Lazarus. Universidad de Minnesota.

Nitrato de sodio

El nitrato de sodio, o nitrato de Chile, es una fuente de nitrógeno de origen minero cuyo uso está permitido, con restricciones, en la producción de cultivos ecológicos. Aunque se trata de una sustancia natural de origen minero, es una sal con una alta solubilidad; por ello, su uso está sujeto a restricciones. Las normas del NOP establecen que el «uso del nitrato de sodio está restringido a no más del 20 % de las necesidades totales de nitrógenodel cultivo ...»(NOP, 2010; énfasis añadido).

Un ejemplo de cálculo ilustra cómo podría funcionar esto. Supongamos que cultivas trigo ecológico en Montana con un rendimiento normal de 50 bushels por acre. Según la tabla 1 de las «Directrices sobre fertilizantes para los cultivos de Montana» (Jacobsen et al., 2005), sabes que las necesidades totales de nitrógeno para este cultivo son de 104 libras de N por acre. Por lo tanto, el nitrógeno obtenido del nitrato de sodio no puede superar aproximadamente las 20 libras por acre.

Ejemplo de cálculo

104 libras de N por acre × 0,20 = 20,8 libras de N por acre

La fórmula química del nitrato de sodio es NaNO₃. Dado que la composición química del nitrato de sodio contiene solo alrededor de un 16 % de nitrógeno, la dosis de aplicación para este cultivo podría alcanzar las 130 libras por acre.

20,8 libras de N por acre =130 libras de NaNO₃ por acre
0,16 libras de N por libra de NaNO₃

Fósforo

El fósforo (P) es el segundo elemento más esencial para el crecimiento de las plantas. El fósforo es fundamental para el sistema de transferencia de energía de las plantas y desempeña un papel importante en la fotosíntesis y la respiración (Gilmour, 2009). Las plantas absorben el fósforo en forma de iones fosfato (H₂PO₄⁻ y HPO₄²⁻). A diferencia de los iones nitrato, los iones fosfato se unen fuertemente a los iones positivos del suelo, como el calcio, lo que hace que el P sea mucho menos accesible para las plantas que el N.

Figura 1. La disponibilidad del fósforo se ve afectada por el pH del suelo. Adaptado de Busman, L. et al., 2002. La naturaleza del fósforo en los suelos.

El fósforo suele ser el nutriente más limitante en un sistema de cultivo ecológico de cereales, y su gestión resulta aún más difícil cuando el pH no es el adecuado. A veces se le denomina el «nutriente reacio» porque es muy poco móvil en el suelo.

El fósforo es más accesible en suelos con un pH de 6,5. A un pH inferior a 6,5 (ligeramente ácido), el fósforo tiende a unirse a los óxidos e hidróxidos de aluminio y hierro. En suelos con un pH superior a 6,5 (ligeramente alcalinos), el fósforo tiende a formar precipitados de calcio. Es importante tener en cuenta que, aunque el fósforo esté presente en el suelo, es posible que no esté fácilmente disponible para las plantas.

Además, aunque los agricultores pueden «producir» nitrógeno orgánico mediante el abono verde, lamentablemente esto no es posible con el fósforo. Para reponer el fósforo del suelo y mantener un equilibrio de nutrientes, es necesario reintroducirlo en el sistema en forma de estiércol u otro fertilizante orgánico. La disponibilidad de fósforo puede modificarse a corto plazo, pero, una vez más, la cantidad de fósforo presente en el suelo es limitada.

Cálculo de las necesidades de fósforo

Realizar análisis periódicos del suelo es fundamental para una gestión adecuada del fósforo en un sistema de cultivo ecológico. No solo es importante conocer el nivel de fósforo del suelo, sino también comprender los niveles de pH del suelo, ya que estos determinarán la cantidad de fósforo disponible para las plantas.

Análisis del fósforo en el suelo

Existen varios análisis de suelo para determinar el contenido de fósforo, y es importante saber cuál es el adecuado para su suelo. En suelos con un pH igual o superior a 7,0, se recomienda el análisis de Olsen. En suelos con un pH inferior a 7,0, se recomiendan los análisis de Bray o Mehlich. Los valores resultantes de estos análisis no son equivalentes entre sí, y no existe un factor de conversión fiable entre ambos (Jones y Jacobsen, 2005). Si envía muestras fuera del estado, asegúrese de que el laboratorio utilice un análisis calibrado para los suelos de su zona.

El nivel crítico de fósforo en el suelo para la producción de cereales se sitúa en torno a las 16 ppm (método Olsen) y las 20 ppm (métodos Bray o Mehlich). Lo ideal es que el suelo se sitúe por encima de estos niveles para disponer de una reserva de fósforo (Jones, 2010).

El riesgo de que se reduzca el rendimiento aumenta cuando el nivel de fósforo desciende por debajo del nivel crítico. Los síntomas visuales de la carencia de fósforo no suelen ser evidentes hasta que el suelo se encuentra muy por debajo del nivel crítico. Estos síntomas incluyen hojas de color verde oscuro o violáceo, con la muerte de las puntas en algunos casos. La reducción del macollamiento y el retraso en la maduración también son síntomas de carencia de fósforo en los cereales de grano pequeño (Centro de Manejo Integrado de Plagas de Montana, 1998). Si sospecha que su cultivo actual tiene un nivel bajo de fósforo, puede solicitar un análisis de tejidos. La mayoría de las universidades de extensión agrícola pueden realizar esta prueba. Póngase en contacto con su agente de extensión local para obtener más información.

Recursos adicionales

Para obtener más información sobre la relación entre el rendimiento y el nivel de fósforo, consulte el Módulo 4 sobre gestión de nutrientes del Servicio de Extensión de la Universidad Estatal de Montana , titulado «Ciclo del fósforo, análisis y recomendaciones sobre fertilizantes».

En las Grandes Llanuras del Norte, algunos agricultores llevan entre 20 y 25 años cultivando cereales ecológicos. La mayoría de ellos no ha añadido fósforo durante este tiempo y apenas está empezando a observar algunos efectos de los suelos con bajo contenido en fósforo. Una de las razones de este retraso en la aparición de la deficiencia de fósforo puede ser la aplicación de fertilizantes por parte de la generación anterior. Si la generación anterior aplicó fertilizantes fosforados con regularidad, ese fósforo seguiría estando disponible para los cultivos de la siguiente generación. El Dr. Clain Jones, especialista en fertilidad del suelo de la Extensión de la Universidad Estatal de Montana, estima que hay unos 100 años de fósforo disponible en los suelos de Montana. (Esta cifra variará en función de la ubicación). Sin embargo, los síntomas de deficiencia aparecerán mucho antes de ese momento; probablemente entre los 5 y los 30 años, dependiendo de los niveles de P que se detecten en los análisis de suelo. La cuestión de la fertilidad del fósforo en la producción de cultivos ecológicos está empezando a ser una preocupación cada vez mayor, a medida que se agotan las reservas existentes en el suelo.

Índices de eliminación de fósforo

Para calcular las necesidades de fósforo, consulte una tabla de índices de retirada de nutrientes correspondiente a su zona. En Montana, por ejemplo, tomando como referencia los índices de retirada de los cultivos del estado que figuran en la Tabla 1, supongamos que se cultiva una cosecha de 50 bushels por acre de trigo de invierno. En Montana, este cultivo de trigo eliminará 31 libras/acre de P₂O₅ en el grano y otras 9 libras/acre de P₂O₅ en la paja. (Consulte el ejemplo de cálculo de la producción de paja en la sección de nitrógeno para estimar la paja producida). Por lo tanto, la necesidad total de P₂O₅ para cultivar este cultivo es de unas 40 libras/acre.

Factores de conversión generales para los valores de los fertilizantes

Mientras que las necesidades de fertilizantes nitrogenados se expresan en N elemental, el fósforo y el potasio se expresan en forma de óxidos (P₂O₅ y K₂O). Para pasar de la forma elemental a la forma de óxido es necesario utilizar un factor de conversión.

• 1 lb de P₂O₅ × 0,44 = 1 lb de P
• 1 lb de P × 2,29 = 1 lb de P₂O₅
• 1 lb de K₂O × 0,83 = 1 lb de K
• 1 lb de K × 1,2 = 1 lb de K₂O
(Gilmour, 2009)

Estiércol animal

El estiércol animal es una buena fuente de fósforo para la producción agrícola ecológica. El estiércol no solo aporta otros macronutrientes y micronutrientes, sino que también contiene materia orgánica, lo que contribuye a mejorar la salud del suelo. Además, el fósforo presente en el estiércol es muy fácilmente asimilable por las plantas, gracias a sus propiedades químicas.

El valor PUE

PUE son las siglas de «eficiencia en el uso del fósforo» y se refiere, básicamente, al porcentaje de fertilizante fosforado aplicado que es absorbido por el cultivo. Este valor varía en función del tipo específico de suelo y del tipo de fósforo aplicado. En general, a medida que aumenta el contenido de carbonato cálcico (CaCO₃) o de cal del suelo, la PUE disminuye (Jones, 2010). Además, las fuentes inorgánicas de fósforo tienden a tener valores de PUE más bajos que las fuentes orgánicas. Se ha observado que los valores de PUE oscilan entre el 30 % y el 85 % en el caso del estiércol, dependiendo del suelo y del tipo de estiércol (Eghball et al., 2005; Eghball y Power, 1999). Los suelos con niveles de pH superiores a 7,5 o inferiores a 5,5 tendrán una menor eficiencia y requerirán más estiércol para satisfacer las necesidades de fósforo de los cultivos. A la hora de determinar las dosis adecuadas de aplicación de estiércol, deberá utilizar el valor de PUE en el cálculo. Póngase en contacto con su agente local de Extensión Cooperativa o con un Asesor Agrícola Certificado (CCA) para determinar el valor correcto de PUE para su ubicación.

Aunque todos los abonos aportan algo de fósforo, el estiércol avícola es el que más aporta, con un contenido medio de 48 libras de P₂O₅ por tonelada. (Véase la tabla 6.) Suponiendo que se necesitaran 40 libras de P₂O₅ por acre para este cultivo de trigo de invierno, habría que aplicar unas 1,67 toneladas de estiércol avícola por acre, si la eficiencia de uso del fósforo (PUE) es del 50 %.

Ejemplo de cálculo

40 libras de P₂O₅ por acre / 48 libras de P₂O₅ por tonelada de estiércol = 0,83 toneladas de estiércol por acre
0,83 toneladas de estiércol / 0,50 (PUE) = 1,67 toneladas de estiércol por acre

Al aplicar estiércol, siempre existe el riesgo de escorrentía y contaminación del agua. Elegir el momento adecuado y la incorporación correcta del estiércol son aspectos esenciales para unas buenas prácticas de gestión. Las oficinas estatales de Extensión Cooperativa ofrecen una amplia gama de servicios relacionados con la aplicación adecuada del estiércol y pueden ser una excelente fuente de información sobre este tema. Además, las oficinas del NRCS cuentan con programas que ayudan a planificar la conservación de las explotaciones agrícolas y pueden ofrecer incentivos para la implementación de prácticas de conservación, como la aplicación de estiércol, la gestión de nutrientes y los cultivos de cobertura.

Integración ganadera

La sostenibilidad a largo plazo de un sistema de cultivo de cereales ecológicos puede requerir la integración de un componente ganadero para garantizar un aporte adecuado de nutrientes. Una idea es poner en contacto a los agricultores de cereales ecológicos con los ganaderos locales para obtener abono. El transporte puede ser el factor limitante de esta idea, especialmente en el oeste, donde las distancias entre las explotaciones pueden ser bastante grandes.

Recursos adicionales

Si te encuentras en la región centro-norte, quizá te interese visitar la página web «Manure Share» de la Extensión de la Universidad de Illinois. Esta página web sirve de plataforma para que los agricultores intercambien estiércol.

Harina de huesos (4-14-0)

Otra fuente potencial de fósforo orgánico es la harina de huesos. La harina de huesos es un subproducto de la industria cárnica y se puede adquirir en diversos lugares de Estados Unidos. En comparación con el estiércol, el fósforo de la harina de huesos no es tan fácilmente asimilable por las plantas y puede resultar caro. Los análisis de la harina de huesos muestran un contenido medio de P₂O₅ de alrededor del 14 %, pero esta cifra puede variar en función de la procedencia de la harina.

Cálculo de la harina de huesos

Para calcular la cantidad de harina de huesos que hay que aplicar para obtener 40 libras de P₂O₅ por acre, utilice la siguiente ecuación:

Se necesitan 40 libras de P₂O₅ por acre = 286 libras de harina de huesos por acre
14 libras de P₂O₅ por cada 100 libras de harina de huesos

Cómo encontrar proveedores de fósforo orgánico

OMRI, el Instituto de Evaluación de Materiales Orgánicos, es un recurso excelente para encontrar empresas de fertilizantes orgánicos. Puedes solicitar la Lista de Productos de OMRI llamando al 541-343-7600. También puedes consultarla en línea aquí.

Fosfato natural (0-3-0)

La roca fosfórica es otra fuente de fósforo permitida en la producción ecológica. Se trata de un mineral que se extrae de yacimientos subterráneos. «Los minerales de roca fosfórica son los únicos recursos significativos de fósforo a nivel mundial» (Jasinski, 2006). En Estados Unidos, la roca que contiene fosfato se extrae en Florida, Idaho, Carolina del Norte y Utah. El fosfato natural se puede adquirir en forma de gránulos o finamente molido (fosfato natural reactivo). La dificultad con el fosfato natural radica en su bajo contenido de fósforo disponible para las plantas y su coste relativamente elevado. El fosfato natural solo contiene alrededor de un 3 % de P₂O₅ disponible.

Consideremos el ejemplo del cultivo de trigo de invierno, con un rendimiento potencial de 50 bushels por acre y unas necesidades de P₂O₅ de 40 libras por acre. Utilice los siguientes cálculos para determinar la cantidad de roca fosfórica que debe aplicarse por acre.

Ejemplo de cálculo del fosfato natural

Se necesitan 40 libras de P₂O₅ por acre = 1.333 libras de roca fosfórica por acre
3 libras de P₂O₅ por cada 100 libras de roca fosfórica

Por lo tanto, el agricultor tendría que aplicar 1.333 libras por acre de fosfato natural para cubrir las necesidades totales de P₂O₅ de este cultivo de trigo.

Prueba en una zona pequeña

Tenga en cuenta que todas estas cifras sobre las necesidades de fósforo son estimaciones. Resulta difícil calcular con exactitud la cantidad correcta de fósforo para un cultivo específico, ya que la respuesta de los cultivos no siempre es uniforme. Si los análisis de sus suelos indican un bajo contenido de fósforo, es más probable que observe una respuesta al fertilizante fosforado que si los análisis indican un alto contenido (Jones y Jacobsen, 2005). A veces, el método de prueba y error es la mejor forma de ajustar con precisión las necesidades de fósforo en su propia explotación. Pruebe a aplicar un poco de fertilizante fosforado en unas pocas hectáreas y compruebe si hay alguna diferencia en el rendimiento antes de aplicarlo en todas partes, especialmente si está barajando opciones minerales, que suelen ser caras.

Opiniones de los agricultores

Rick Winkowitsch y su esposa Kim cultivan 2.400 acres de cereales de grano pequeño y leguminosas ecológicos cerca de Cut Bank, en Montana. Rick utiliza fosfato natural para la fertilización con fósforo y considera que la mejor forma de aplicarlo es en bandas en la zona radicular al sembrar un cultivo de leguminosas. Cree que la acidez de las leguminosas ayuda a descomponer el fosfato natural. Aplica entre 100 y 120 libras por acre junto con las leguminosas, y luego otras 100 a 120 libras por acre en otoño, al sembrar el trigo de invierno.

Rick aplica fosfato natural aproximadamente cada seis de cada diez años, pero afirma que la frecuencia de aplicación depende de sus niveles de producción. Si obtiene una cosecha abundante, se asegura de aplicar fosfato natural para reponer los nutrientes. Sin embargo, si se trata de un año de sequía o si la cosecha se ve afectada por el granizo, no aplica fosfato natural al año siguiente.

Rick señala que la eficacia del fosfato natural puede tardar en notarse. Este necesita tiempo para descomponerse y adoptar una forma que las plantas puedan aprovechar. El tiempo que tarda dependerá de la humedad y del estado general del suelo. Por ello, el aumento del rendimiento no siempre se aprecia inmediatamente después de la aplicación del fosfato natural.

Materia orgánica

La materia orgánica también liberará algo de fósforo a medida que se mineraliza (Brady, 1990). Recordando el ejemplo anterior sobre la materia orgánica del suelo y su contribución a la disponibilidad de nitrógeno, hay que tener en cuenta que un 1 % de materia orgánica del suelo contiene unas 100 libras de fósforo. A medida que se mineraliza, liberará entre 4 y 6 libras de P₂O₅ por acre al año.

Aunque estas cifras son estimaciones y dependerán del grado de mineralización, cabe suponer que se produce una pequeña aportación de fósforo procedente de la materia orgánica del suelo. Sin embargo, a diferencia del nitrógeno, este fósforo no se introduce en el sistema desde el exterior mediante la fijación de las leguminosas y, por lo tanto, no contribuye al equilibrio del balance de nutrientes, a menos que se introduzca en el campo desde otro lugar.

Cultivos de cobertura

Muchos agricultores ecológicos utilizan cultivos de cobertura para aumentar la disponibilidad de fósforo en el suelo. Cultivos como el trigo sarraceno y las leguminosas pueden acidificar la zona radicular. En suelos alcalinos, esto puede ayudar a liberar el fósforo que se encuentra ligado al calcio (Zhu et al., 2002).

Sin embargo, existe un debate sobre si este fósforo estaría entonces más disponible para un cultivo comercial posterior de cereales de grano pequeño. Se necesitan más investigaciones para comprender mejor la interacción entre los cultivos de cobertura y la disponibilidad de fósforo para el cultivo del año siguiente.

Independientemente de si los cultivos de cobertura liberan fósforo o no, lo cierto es que estos no aportan fósforo adicional al sistema. Las leguminosas fijadoras de nitrógeno captan el nitrógeno de la atmósfera y lo ponen a disposición de las plantas, pero no existe un proceso similar para el fósforo. Con el tiempo, incluso el fósforo que puedan liberar los cultivos de cobertura deberá reponerse para equilibrar el balance de nutrientes.

Recursos adicionales

El Instituto Internacional de Nutrición Vegetal ofrece en su página web una presentación sobre la nutrición fosfórica del trigo. Haga clic en «Fósforo» y, a continuación, en «Serie de presentaciones en PowerPoint sobre nutrición fosfórica».

Aumentar el pH del suelo

Al plantearse la aplicación de fósforo, tenga en cuenta que quizá sea necesario ajustar el pH del suelo para que el fósforo presente sea más asimilable. Si su suelo es ácido, debe saber que muchos agentes de encalado se consideran enmiendas orgánicas del suelo. En la tabla 8 se enumeran los agentes de encalado más comunes, junto con su clasificación como enmiendas orgánicas.

Consulte con su organismo certificador para asegurarse de que la cal que pretende utilizar cumple con las normas ecológicas. Según el Manual de Normas de la OMRI, se permiten los minerales extraídos, pero el material «no debe haber sufrido ningún cambio en su estructura molecular debido al calentamiento o a la combinación con otras sustancias». Además, los materiales extraídos son «aceptables si no han sido procesados ni enriquecidos con productos químicos sintéticos» (Organic Materials Review Institute, 2009). Por ejemplo, la dolomita extraída de minas está permitida como enmienda orgánica del suelo, pero no lo está la dolomita apagada o calcinada. Para conocer las dosis de aplicación y las recomendaciones, consulte con su servicio de extensión local o con el NRCS.

Reducción del pH del suelo

Otra forma de aumentar la disponibilidad de fósforo es reducir el pH de los suelos alcalinos. Lamentablemente, aunque existen métodos para reducir ligeramente el nivel de pH, no hay mucho que se pueda hacer para disminuir de forma significativa el pH de los suelos calcáreos. El factor principal que influye en esto será la cantidad de carbonato cálcico (CaCO₃) presente en el suelo. Si el nivel de carbonato cálcico es inferior al 0,01 %, aproximadamente, el estiércol y el compost probablemente reducirán el pH gracias a su acidez. Sin embargo, si el nivel de carbonato cálcico es del 10 % o más, se necesitarían cantidades excesivas y poco realistas de insumos para neutralizarlo (Jones, 2010).

En general, el compost y el estiércol suelen ser ácidos, lo que contribuiría a liberar más fósforo en un suelo alcalino. Sin embargo, nunca se debe dar por sentado que el estiércol es ácido. Algunos tipos de estiércol pueden ser alcalinos si la alimentación del ganado era principalmente alcalina (McCauley et al., 2009). Asegúrese de disponer de un análisis completo de nutrientes —incluido un análisis del pH— del estiércol antes de utilizarlo.

El azufre elemental, un acondicionador orgánico autorizado, se ha utilizado en ocasiones para reducir el pH del suelo. Sin embargo, su eficacia puede ser mínima. Un estudio reciente reveló que, con un pH de 8 y un 1,5 % de carbonato cálcico presente, al aplicar 1000 libras de azufre elemental por acre, el pH solo bajó hasta 7,8. De manera similar, cuando se aplicaron 10 000 libras de azufre elemental por acre al mismo suelo, el pH solo bajó a 7,5. La aplicación de azufre elemental puede ser un método costoso, y sin embargo relativamente ineficaz, para reducir el pH del suelo (Agvise Laboratories, 2010).

Potasio

El tercer macronutriente más importante es el potasio (K). El potasio es importante para el crecimiento del tallo, la regulación de la pérdida de agua y participa en el metabolismo del nitrógeno y los hidratos de carbono (Gilmour, 2009). En general, «las necesidades de potasio de los cultivos son elevadas, entre tres y cinco veces superiores a las de fósforo, e iguales a las de nitrógeno» (Brady, 1990). Además, las plantas tienen la capacidad de absorber un exceso de potasio. Esto se conoce como consumo de lujo. Por esta razón, y dado que el potasio puede lixiviarse a través del perfil del suelo, se recomiendan aplicaciones frecuentes y ligeras de potasio en lugar de aplicaciones abundantes y menos frecuentes (Brady, 1990).

Tasas de eliminación de potasio

A partir de las tasas de retirada de nutrientes que figuran en la tabla 1, observamos que un cultivo de trigo de invierno de 50 bushels por acre en Montana retirará 19 libras de K₂O por acre en el grano, así como unas 62 libras de K₂O por acre en la paja. Por lo tanto, este cultivo requiere unas 81 libras de K₂O por acre para reponer por completo la cantidad de potasio retirada.

Niveles de potasio en los análisis de suelo

Además de calcular las tasas de pérdida, un análisis del suelo es otra forma de determinar las necesidades de potasio. A modo de ejemplo, la siguiente tabla indica los niveles de suficiencia de potasio para el trigo en Kansas. Consulte con la universidad pública de su estado para obtener recomendaciones específicas para su zona.

Exceso de potasio

Los suelos suelen presentar niveles de K₂O superiores a las 300 ppm. Este exceso no supone ningún problema hasta alcanzar unas 700 u 800 ppm, momento en el que puede empezar a interferir en la absorción de otros nutrientes importantes (Dinkins y Jones, 2007).

Estiércol animal

El estiércol animal es una fuente de potasio para la producción agrícola ecológica. Aproximadamente la mitad del potasio proviene de la fracción líquida del estiércol. Las fracciones líquida y sólida del estiércol suelen mezclarse en los sistemas de ganadería de pastoreo, donde los residuos animales se dejan en el corral antes de su recogida o limpieza. Por el contrario, algunos sistemas de gestión de residuos altamente tecnificados en la producción porcina y lechera separan los residuos líquidos de los sólidos, lo que divide los nutrientes disponibles. Los gestores de estiércol que deseen maximizar el contenido de potasio deben procurar conservar la fracción líquida de orina dentro del estiércol.

Aproximadamente la mitad del potasio aportado por el estiércol estará disponible para el siguiente cultivo comercial (Brady, 1990). Para calcular las dosis de aplicación de estiércol con el fin de aportar potasio, tomaremos como ejemplo el estiércol seco de vacuno. En la tabla 6 se observa que este estiércol contiene unas 23 libras de K₂O por tonelada.

Aplicación de estiércol para cubrir las necesidades de potasio

Para calcular una dosis de aplicación de 81 libras de K₂O por acre, utilizaríamos la siguiente ecuación:

81 libras de K₂O por acre / 23 libras de K₂O por tonelada de estiércol = 3,52 toneladas de estiércol por acre
3,52 toneladas / 0,5 (índice de disponibilidad) = 7,04 toneladas de estiércol por acre

Recuerde que esta dosis de aplicación se basa en el valor de reposición total, lo que explica que sea tan elevada.

Cloruro potásico (KCl) 0 – 0 – 60

El cloruro de potasio es la fuente más habitual de potasio mineral en la producción agrícola convencional, no ecológica. En Norteamérica, el cloruro de potasio (KCl) representa aproximadamente el 95 % de todos los fertilizantes potásicos (Instituto Internacional de Nutrición Vegetal, 1998). La mayor parte del KCl que se utiliza en Norteamérica procede de minas situadas en Saskatchewan, Canadá.

El KCl se considera una sustancia de origen mineral con alta solubilidad; por lo tanto, la normativa sobre agricultura ecológica permite su uso, pero con restricciones. Concretamente, «el cloruro de potasio debe aplicarse de manera que se minimice la acumulación de cloruro en el suelo» (OMRI, 2009).

La acumulación de cloruro puede suponer un problema en suelos propensos a la salinidad. Una forma habitual de comprobar la acumulación de sal es midiendo la conductividad eléctrica (CE). En general, los suelos con un valor de CE superior a 4 mmhos/cm requerirán algún tipo de remediación, como el lavado por riego, y no se les debe aplicar KCl (Brady, 1990). Dado que el cloruro de potasio tiene algunas restricciones, consulte con su certificador antes de aplicarlo. Es posible que su certificador requiera un análisis de suelo para documentar la necesidad de la aplicación de potasio, así como la ausencia de acumulación de cloruro, antes de utilizar KCl.

Cálculo del cloruro de potasio

Para calcular la tasa de retirada de potasio por parte del cultivo de 81 libras de K₂O por acre:

Se necesitan 81 libras de K₂O por acre = 135 libras de fertilizante KCl por acre
60 libras de K₂O / 100 libras de fertilizante KCl

Sulfato de potasio (0 – 0 – 50 – 18)

Otra fuente de potasio mineral es el sulfato de potasio, también denominado sulfato de potasa (SOP). La fórmula química del SOP es K₂SO₄. La normativa ecológica considera que el sulfato de potasio es una sustancia de origen mineral de baja solubilidad, por lo que su uso está permitido en los sistemas ecológicos sin restricciones (Gilmour, 2009).

El SOP se extrae del Gran Lago Salado mediante la evaporación del agua en estanques de separación y la recogida de los minerales restantes. Una de las ventajas del SOP es que no contiene cloruro. Si tus suelos son propensos a la salinización, esta puede ser la mejor opción de fertilizante potásico mineral. Además, el SOP contiene azufre, otro elemento esencial para el crecimiento de las plantas. Por lo general, el contenido de azufre por cada 100 libras de SOP es del 18 %.

Cálculo del sulfato de potasio

El cálculo para utilizar el SOP, suponiendo que se necesite el valor total de 81 libras por acre, es el siguiente:

Se necesitan 81 libras de K₂O por acre = 76 libras de fertilizante K₂SO₄ por acre
50 libras de K₂O / 100 libras de fertilizante

Sulfato de potasio y magnesio (0–0–22–23)

El sulfato de potasio y magnesio (2MgSO₄ o K₂SO₄), también conocido como Sul-Po-Mag, es una sal mineral natural. El Sul-Po-Mag suele contener entre un 20 % y un 22 % de potasio y azufre, y entre un 10 % y un 11 % de magnesio (Stewart, 2001). Las normativas sobre productos orgánicos consideran que se trata de una sustancia extraída de la tierra con baja solubilidad, y su uso está permitido sin restricciones (OMRI, 2009).

Cálculo de Sul-Po-Mag

El cálculo para el uso de sulfato de potasio y magnesio, suponiendo que se necesite la cantidad total de 81 libras de K₂O por acre, es el siguiente:

Se necesitan 81 libras de K₂O por acre = 368 libras de fertilizante Sul-Po-Mag por acre
22 libras de K₂O por cada 100 libras de fertilizante

Calcio, magnesio y azufre

El calcio (Ca), el magnesio (Mg) y el azufre (S) son los últimos macronutrientes necesarios para el crecimiento saludable de las plantas. Según las tasas de retirada de nutrientes de los cultivos de Montana (Tabla 1), un bushel de trigo —junto con la paja— retira aproximadamente 4,6 libras de calcio, 2,3 libras de magnesio y 3,8 libras de azufre. Por consiguiente, un cultivo de trigo de invierno de 50 bushels por acre eliminará aproximadamente 230 libras de calcio por acre, 115 libras de magnesio por acre y 190 libras de azufre por acre.

La tabla 10 resume las fuentes más comunes de calcio, magnesio y azufre permitidas para la producción de cultivos ecológicos. Para calcular las dosis de aplicación, consulte una tabla de tasas de retirada de nutrientes de su zona o realice un análisis del suelo para determinar los niveles actuales de macronutrientes.

Micronutrientes

En aras de la brevedad, esta publicación solo aborda los seis macronutrientes más esenciales: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre. Sin embargo, también hay ocho micronutrientes necesarios para el crecimiento de los cultivos de cereales: cloro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, níquel y zinc.

Aunque pueden producirse carencias de micronutrientes, estas no son habituales en las Grandes Llanuras del Norte (Jacobsen et al., 2005). Los análisis periódicos del suelo permiten detectar un problema antes de que afecte al rendimiento, por lo que deberían realizarse en zonas en las que se sospeche la presencia de carencias de micronutrientes.

Para obtener información sobre las fuentes ecológicas de micronutrientes, OMRI ofrece un catálogo completo y una página web con las sustancias autorizadas en www.omri.org. También puede solicitar un catálogo impreso llamando a OMRI al 541-343-7600.

Conclusión

Mantener una fertilidad adecuada del suelo es importante para obtener cultivos ecológicos sanos. Con el tiempo, los cultivos extraen nutrientes del suelo. Estos nutrientes deben reponerse para equilibrar el balance de nutrientes.

En un sistema ecológico, estos nutrientes deben proceder de fuentes locales y biológicas siempre que sea posible. Las fuentes biológicas, como los cultivos de cobertura y el estiércol ganadero, aportan materia orgánica además de nutrientes. La materia orgánica también beneficia a la biología del suelo. El uso de fuentes locales permite ahorrar combustible y reducir los costes de transporte. Es posible que los productores de cereales ecológicos deban plantearse la integración de ganado o asociarse con vecinos que tengan ganado, para poder disponer de estiércol ganadero.

Si escasean las fuentes biológicas, se pueden utilizar fuentes de fertilizantes orgánicos de origen minero, como el fosfato natural. Consulte siempre con su organismo de certificación antes de utilizar una nueva sustancia, para asegurarse de que sea aceptable.

Básate en análisis periódicos del suelo, en una tabla local de tasas de retirada de cosechas y en tu experiencia personal para calcular las necesidades de los cultivos cada año. Dado que los niveles de nitrógeno son muy variables, se recomienda realizar análisis anuales del suelo justo antes de la siembra. Otros nutrientes, como el fósforo, son más estables y requieren análisis menos frecuentes.

Realice análisis de materia orgánica cada cinco años aproximadamente para controlar los niveles. Las normas ecológicas exigen que los niveles de materia orgánica del suelo se mantengan constantes o aumenten con el tiempo. Los análisis del suelo son una forma fiable de medir los avances.

Basa los cálculos del balance de nutrientes en la información local. La aportación de nitrógeno de los abonos verdes dependerá del clima local y de la variedad elegida. Las tasas de absorción de los cultivos variarán según la ubicación. Consulta con el servicio de extensión agrícola local o con el NRCS para obtener información local precisa antes de realizar los cálculos.

Ten en cuenta la sostenibilidad a la hora de tomar decisiones sobre la fertilidad. La agricultura ecológica no consiste simplemente en sustituir un fertilizante convencional por uno ecológico. Considera el plan de fertilidad como una parte de un complejo sistema biológico que requiere gestión y cuidados.

Ejemplo de caso práctico

Un agricultor ecológico de Dakota del Sur está tratando de diseñar una rotación de cultivos que garantice un nivel adecuado de nitrógeno para un cultivo de maíz ecológico. Los cultivos comerciales de esta explotación son el maíz, la soja y el trigo. Se aporta fertilidad adicional mediante estiércol seco de vacuno, aplicado a razón de 2 toneladas por acre. Los niveles de materia orgánica del suelo rondan una media del 3,5 % en todos los campos.

La rotación actual es la siguiente:

• Maíz
• Avena y trébol berseem
• Soja
• Trigo y trébol berseem

Las aportaciones de nitrógeno varían según la región y el clima. En la tabla 11 se ofrece una estimación de los créditos de nitrógeno procedentes de diversos cultivos de cobertura en Dakota del Sur.

Tabla 11. Aportes de nitrógeno de cultivos anteriores, Dakota del Sur

Fuente: Mejores prácticas de gestión para el maíz en Dakota del Sur. 2009. Servicio de Extensión de la Universidad Estatal de Dakota del Sur. EC929.

Esta rotación concreta aporta la siguiente cantidad de nitrógeno durante cada campaña agrícola.

El maíz es el cultivo que más nitrógeno necesita en esta rotación, con un requerimiento de unas 160 libras por acre en Dakota del Sur (Clay, 2010). Por lo tanto, la mayor parte del nitrógeno debe aportarse antes de la siembra del maíz. Si nos fijamos únicamente en el periodo comprendido entre el trigo/berzem y el maíz, esta rotación presentará un déficit de nitrógeno según los siguientes cálculos, que se muestran en la Tabla 13:

Para aportar el nitrógeno suficiente a esta rotación de cultivos, se debe incluir la alfalfa en la rotación inmediatamente antes del maíz. Aumentar la aplicación de estiércol a 3 toneladas por acre también ayuda a equilibrar el balance de nitrógeno de esta rotación.

Referencias

Sitio web de Agvise Laboratories. 2010. «pH elevado del suelo: ¿se puede solucionar este problema?»

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Gestión de nutrientes en cultivos ecológicos de cereales de grano pequeño
Susan Tallman, CCA
Agrónoma del NCAT
Publicado en enero de 2012
© NCAT
IP391
N.º 387

Esta publicación ha sido elaborada por el Centro Nacional de Tecnología Apropiada a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en el marco de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). ATTRA.NCAT.ORG.

Un agradecimiento especial al Dr. Clain Jones y a Kathrin Olson, de la Universidad Estatal de Montana, por la información detallada y la revisión del texto.