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Septiembre 2017 | Nutrición

Sustentabilidad en uva de mesa

Manejando la dinámica del carbono y el nitrógeno

Tras décadas manejando los suelos agrícolas de la misma forma, la formulación de nuevas estrategias se ha transformado en una acción segura y apropiada para conseguir mayores rendimientos productivos, mejorar la calidad de la uva de mesa y aumentar la rentabilidad de los campos.

“Hoy en día estamos retomando la senda correcta de incorporar carbono al suelo. Hay mucha más preocupación que hace una década atrás, y eso ha ocurrido porque los productores han comprendido que el carbono es un problema en la atmósfera, pero no en el suelo, ya que aquí produce grandes beneficios”. Así grafica este nuevo escenario el ingeniero agrónomo, M.S., especialista en suelos, Carlos Sierra. La importancia del carbono está siendo cada vez más relevante, porque el suelo no solo lo almacena, sino que, gracias a esto, es posible evitar su impacto negativo en la atmósfera; además de mejorar la calidad de los alimentos producidos. Adicionalmente, aumenta la retención de humedad y mantiene el hábitat de todos los seres vivos.

En el otro lado de la acera está el nitrógeno que, tal como lo identifica Sierra, es un ‘arma de doble filo’ debido a la cantidad de aplicaciones que realizan, y que, entre otros efectos negativos, están generando plantas con bajo contenido de polifenoles. Hay estudios que demuestran que las altas dosis de nitrógeno afectan la calidad nutracéutica de las plantas y los frutos e incluso su aroma y su sabor.

El estado actual de los suelos en el país no es el mejor. Según el experto, cerca del 50% presenta algún nivel de degradación, “solo conozco a unos pocos agricultores que llevan mucho tiempo manejando sus suelos con un alto contenido de materia orgánica, y son muy exitosos, con campos que tienen una alta productividad y bajos costos de producción”, precisa. Sin embargo, estos serían casos aislados porque según Sierra en general se observa un gran deterioro físico y biológico. Se ha comprobado que hay una carencia de raíces, aun cuando se trabaje con portainjertos, lo que obliga a hacer aplicaciones continuas de nutrientes foliares. “En el corto y mediano plazo se debe buscar nuevas soluciones para mejorar el sistema radicular de las plantas”, sostiene Sierra.

Todo lo anterior gatilla un desbalance nutricional y hormonal, además de generar una contaminación del suelo y de los acuíferos. Por ejemplo, solo en la Región de Coquimbo (al norte de Santiago) hay un 30% de los pozos contaminados. “Las altas dosis de nitrógeno aplicadas se deben a que no hay raíces. Por ejemplo, en palto se utilizan entre 250 y 300 kg/ha”, comenta.

Para el especialista, los principales aspectos que afectan el desarrollo de las raíces son la compactación del suelo, la pobre estructura del mismo y el exceso de humedad, que el propio Sierra atribuye a la ‘moda’ de los riegos largos. Esta tendencia es motivada, por la necesidad de lograr que el agua pase la estrata compactada. “Lo que me preocupa es que esos riegos largos no solucionan el problema del suelo y en algunos casos generan problemas de anoxia radicular”. Los factores señalados determinan una baja eficiencia en la recuperación del agua, de los nutrientes y del balance hormonal, por la ausencia de citoquininas.

LA IMPORTANCIA DE LA FORMA DE LA MATERIA ORGÁNICA

Vista de los restos de poda después de seis años manejados en superficie.

En un estudio realizado en uva de mesa de la variedad Flame, un grupo de investigadores liderados por Sierra manejaron el suelo con un alto contenido de materia orgánica para mejorar la estructura. Además, el material con que se trabajó tenía un pH de 6, condición propia de la zona norte (región de Coquimbo). El resultado se manifestó en la excelente condición de las raíces y de los cultivos. Esto no es de extrañar, porque la concentración de nutrientes de las plantas corresponde solo en un 4% a nutrientes minerales y en un 96% a nutrientes orgánicos: carbono, oxígeno e hidrógeno, o sea precisamente aquello con lo cual se constituye la materia orgánica (MO). De esta última se puede distinguir tres formas en el suelo: MO humificada, MO estabilizada y MO lábil.

Materia orgánica humificada: Se trata de estructuras de alto peso molecular, que presentan un bajo contenido de nitrógeno (prácticamente no lo aporta) y, por lo mismo, una alta relación carbono/nitrógeno. La MO humificada presenta compuestos órgano-metálicos muy estables y es difícilmente aprovechable por la biomasa microbiana. Las sustancias globulares, polidispersas y policondensadas que se denominan huminas, representan entre el 50 y 60% de la materia orgánica que hay en el suelo.

Materia orgánica estabilizada: Se trata de una MO de peso molecular intermedio y de compuestos menos estabilizados, tienen puentes que los hacen atacables por la microflora bacteriana, “sobre todo cuando se realiza labranza, práctica que favorece el ataque de microorganismos y la liberación de nitrógeno; ese es el efecto del barbecho”, subraya Sierra. Además, la MO estabilizada presenta contenidos medios de nitrógeno y es un aporte interesante al suministro de este nutriente, aportando entre un 20 y un 30% del N y del carbono del suelo. Muchos de los ácidos húmicos que se comercializan son de este tipo, lo cual permite que se complejen un poco con el suelo de modo que tienden a mejorar la estructura.

Materia orgánica lábil: Es muy dinámica y activa. De aquí sale el nitrógeno para el crecimiento de las raíces de las plantas, sobre todo de frutales. Se caracteriza por tener una infinidad de compuestos orgánicos de bajo peso molecular, extremadamente importantes, como proteínas, carbohidratos, glucosaminas, residuos vegetales, exudados radiculares, entre otros. También raicillas en descomposición, deyecciones de la actividad microbiana, de la mesofauna y del ganado, compuestos muy lábiles que se mineralizan rápidamente. Presenta mayores contenidos de nitrógeno y lo aporta en gran medida a las raíces, pero representa solo un 2 a 10% del carbono total del suelo.

“Investigaciones realizadas en EE UU señalan que por cada 1% de incremento de materia orgánica, los agricultores pueden obtener el equivalente a US$1.800/ha adicionales de nutrientes disponibles, y, además, el suelo aumenta en un 2,3% su contenido de humedad aprovechable”, cuantifica el experto.

La materia orgánica (MO) y el nitrógeno (N) presentan una dinámica común. Mientras el carbono (C) se está mineralizando, también se está mineralizando el N, se produce nitrato más amonio y se libera CO2. “El N siempre lo vamos a encontrar a la forma orgánica (más del 95% va a estar orgánico) y una pequeña fracción en la forma de nitrato más amonio”, indica Sierra.

“En la actualidad la mayoría de los suelos presenta niveles muy bajos de MO estabilizada o lábil. Lo que tenemos (y lo que detectan realmente los análisis de suelo) es materia orgánica humificada, con muy poca labilidad. Las huminas son atacables, pero a través de métodos químicos. Obviamente si tengo poco carbono soluble en el suelo, falta el ‘motor’ de los microorganismos”.

Estrategia de manejo de residuos.

Entonces, ¿cómo es posible recuperar la MO del suelo? De acuerdo a la experiencia de Sierra, esto se puede lograr aplicando fuentes con una relación alta de carbono/nitrógeno (C/N), es decir, materiales que aporten más carbono que nitrógeno. “La aplicación tanto de compost como de guanos es beneficiosa, pero estos materiales se oxidan fácilmente, ya que su relación C/N es baja. Si queremos ir construyendo suelo, tenemos que mejorar el contenido de carbono”, subraya el ingeniero agrónomo, M.S. Esa relación de la que habla Sierra difiere según el tipo de insumo, por ejemplo, desde 8,1 en el caso de guano de ponedoras estabilizado, hasta 35,0 en el aserrín compostado de pino, que presenta la relación más alta (cuadro 1). Este último material es “espectacular en palto”, porque además tiene un pH 4, que resulta muy adecuado para ese frutal, apunta el especialista. En palto Hass, se observa una muy buena respuesta al compost de aserrín, “aunque es rico en manganeso y se debe tener cuidado con eso”, advierte Sierra. “No se trata de que esté recomendando aserrín, sino que estoy sugiriendo que los compost deberían venir reforzados con más carbono, de modo que la relación C/N se sitúe sobre 15”.

La relación C/N de algunos suelos del país muestra que esta es menor en el norte chico, pero que va aumentando desde la zona central hacia el sur (cuadro 2).

La biomasa microbiana –compuesta por bacterias, hongos, actinomycetes y microalgas y cuya vida media es entre 2 y 24 horas– permite que tanto el nitrógeno como el fósforo se mantengan activos y lábiles, para que así queden disponibles para las raíces. Asimismo, se ha observado que la biomasa microbiana estimula el crecimiento radicular, mitiga las enfermedades del suelo y el control de nematodos, y mejora la estabilidad de los agregados del suelo (cuadro 3).

CERO LABRANZA VERSUS LABRANZA CONVENCIONAL

Muchos suelos se han estado manejando con cero labranza ya desde hace mucho tiempo en la zona central, pero sin manejo de residuos. “Eso es mortal, debido a la compactación” opina Sierra. “Es lo que hace vialidad: moja y pasa el rodillo; nosotros regamos y pasamos el tractor. Incluso cuando las personas están cosechando o podando siguen compactando el terreno”, advierte el especialista. Ello afecta el crecimiento de las raíces y el movimiento del agua en el perfil.

La labranza convencional (LC) tiene efectos positivos como el control de malezas, el mejoramiento de la infiltración, hasta cierto punto, y la liberación de nitrógeno disponible. Sin embargo, va formando el pie de arado y acelera la oxidación del carbono, promoviendo una pérdida de estructura que redunda en disminución de la biomasa microbiana y lombrices, situación que afecta la permeabilidad del suelo. Adicionalmente, produce corte de raíces. La LC sin manejo de residuos genera en el largo plazo un deterioro físico y biológico del suelo.

Por el contrario, plantea Sierra, “la cero labranza con residuo forma parte de las prácticas conservadoras que surgen como respuesta a la necesidad de preservar el recurso del suelo y del agua”. Indica que la cero labranza (CL) se basa en un principio simple, que la naturaleza practica desde siempre, con un actuar similar a lo que ocurre en el bosque, donde las hojas caen, se descomponen e incorporan al suelo. Tras ello, gran parte de los nutrientes vuelve nuevamente a los árboles.

Entre las ventajas de la CL con manejo de residuos está el que permite disminuir la oxidación del carbono, pues este se incorpora en el perfil, generando una serie de beneficios, de los cuales uno de los más importante es la activación biológica, es decir que ayuda a incrementar la biodiversidad y cantidad de microorganismos. El reciclaje superficial de residuos vegetales sirve de amortiguador para reducir la compactación del suelo, ya que actúa como si fuese un mulch disminuyendo la evaporación y permitiendo aportar carbono.

Así, por ejemplo, en un huerto de nogales manejado desde hace diez años con restos de poda chipeados, este se mantiene con una producción bastante interesante, de 7.000 kg/ha. En uva de mesa de la variedad Crimson es posible estimar el aporte de biomasa de sarmiento y material vegetal aplicado al suelo de 3 a 3,5 toneladas (esto depende de la variedad y vigor del parrón), al considerar una producción de 3.000 cajas/ha y asumiendo un índice de cosecha del 50% base materia seca. Así lo calcula Sierra, quien realizó una evaluación del efecto acumulativo doble en el suelo y la producción de vides de la variedad indicada con cero labranza (CL) y manejo de residuos de poda en superficie, versus labranza convencional (LC) sin manejo de residuos de poda. La investigación correspondió a un estudio comparativo de casos efectuado mientras pertenecía a INIA, que se mantuvo por seis años en suelo granítico de lomaje, en dos huertos ubicados en Monte Patria (Región de Coquimbo), ambos con los suelos graníticos de lomaje típicos de la localidad, de textura franco-arcillo-arenosa. Por este trabajo, obtuvo el Primer Premio al mejor trabajo científico entre los 118 que se presentaron en el Congreso Mundial de Conservación de Suelos en 2010.

Durante el desarrollo de la evaluación se analizaron muestras de suelo de tres calicatas de cada uno de los predios, a profundidades distintas: 0,5, 5-10, 10-20, 20-30 y 30-50 cm. Los análisis incluyeron aspectos como fertilidad, salinidad, nitrógeno de la biomasa microbiana, actividad fosfatásica y presencia de nematodos.

Durante los seis años de duración del estudio se comprobó que el nitrógeno disponible en labranza convencional, a pesar de que los niveles son bajos en general, tiende a ser ligeramente más alto siempre en el micro perfil de labranza convencional. A su vez, el nitrógeno total, si bien no hay mucha diferencia, resulta levemente más alto que la cero labranza con residuo. A los primeros cinco centímetros la materia orgánica en CL es el doble que la materia orgánica en LC y la relación de C/N también es el doble. “Eso indica que el suelo está captando mucho carbono, es decir, que está entrando mucho carbono al suelo y eso es tremendamente positivo”, afirma Sierra.

El pH después de 6 años no cambió, porque es una variable manejada por el agua de riego. El fósforo extraíble (mal llamado disponible) si mostró diferencias, pero estas se debieron al manejo realizado por los productores ya que en el predio de LC se fertilizaba con el doble de NPK (cuadro 5).

Los especialistas comprobaron una gran diferencia de saprófitos, 15.210 en el manejo CL con residuos de poda en superficie versus 2.772 en el manejo de LC sin manejo de residuos de poda. En el primer caso se trata de un suelo enriquecido con actividad microbiológica. Lo mismo ocurrió en el caso de los nematodos (5.221 versus 2.058), sin embargo, el desarrollo radicular es muy superior en CL, porque la relación saprófitos/nematodos es también muy superior (2,9 versus 1,3).

Respecto de la situación foliar, el N total en pecíolo a floración está cercano al nivel crítico (0,8) en CL (cuadro 6). “Los pecíolos son estructuras de paso de altas concentraciones de nutrientes en el momento en que la planta está cambiando desde un estado de crecimiento vegetativo, a plena flor, en que baja su tasa de crecimiento porque privilegia los racimos. Ello ocurre en un periodo de 2 a 3 semanas. Mi experiencia de más de 20 años en frutales –revela el especialista– me indica que los rendimientos más altos en parrones, al revés de lo que la gente cree, son con bajos niveles de N en floración y pinta”. Por el contrario, los niveles del productor con LC muestran un exceso en las dosis de nutrientes.

En Pinta los niveles de P fueron extraordinariamente altos en el caso de CL y bastante buenos en LC. “Las células vegetales de la mayoría de las dicotiledonias, deben tener una relación N/P de 6/1. El gran encargado de producir fruta, en todas las plantas, es el fósforo, pero tiene que haber un equilibrio N/P en la etapa de diferenciación de yemas, de lo contrario la yema tiende a irse a hojas y zarcillos, y lo que queremos es racimos”.

En cuanto a la biomasa microbiana, los niveles con CL casi se multiplican por dos. La misma tendencia ocurre con la actividad fosfatásica. La fosfatasa es una enzima generada por los microorganismos capaces de liberar P del suelo. El cuadro 8 revela que este factor a la profundidad de 0-5 cm en CL triplica a LC, y a 10-20 cm es casi 10 veces mayor.

En cuanto a los rendimientos, en CL se obtuvieron sobre 5.000 cajas de producción total/ha, con un 92,8% exportable. En LC fueron poco más de 4.200 cajas/ ha de las cuales el 75,5 resultó exportable (cuadro 9). La diferencia en uva de exportación fue de 1.663 cajas/ha a favor del manejo de CL con residuos. Notablemente, el logro se obtuvo con una fertilización mucho más baja, como se aprecia en el cuadro 5, eficiencia lograda gracias al mejor desarrollo de las raíces.

Respecto del carbono en el suelo, en cero labranza con residuos se acumularon 6,4 toneladas en 6 años contra 1 t en labranza convencional.