El Programa de Desarrollo Participativo Integral Rural (DEPARTIR) de la Universidad Nacional Agraria (UNA) desea ofrecer propuestas concretas para apoyar el progreso sostenible en áreas rurales, estableciendo una visión a largo plazo de una interacción dinámica entre productores y productoras, estudiantes y científicos, para el desarrollo conjunto de procesos productivos económicamente viables, ecológicamente sostenibles, socialmente aceptables y humanamente deseados. El propósito este programa es una estrategia universitaria para construir un modelo interactivo que conjugue los mecanismos institucionales y responda a los requerimientos urgentes y los retos enfrentados por familias campesinas. En este marco decidimos empezar a sistematizar algunos de los resultados prácticos desarrollados por el equipo de investigadores con las familias campesinas durante los últimos cuatro años, y publicarlos en forma de manuales prácticos. El equipo DEPARTIR Otras publicaciones de la serie: Manuales Técnicos 01 Fresa Orgánica en Nicaragua 02 Producción de Cucurbitas 03 Crianza de Patos 04 Calidad de Agua 05 Perforadora de Pozos Guías Técnicas 01 Integración de la UNA en el Desarrollo Rural de Nicaragua 02 Producción orgánica de fresa en Nicaragua 03 Manejo de Suelos Utilizando Indicadores de Calidad de Suelo 04 Introducción a la Estadística y SPSS 05 Análisis FODA

Desarrollo Participativo Integral Rural (DEPARTIR)

GUÍA TECNICA 03

Manejo de Suelos Utilizando Indicadores de Calidad de Suelo Reynaldo Bismark Mendoza Corrales

Serie de Manuales y Guías técnicas Facultad de Recursos Naturales y del Ambiente

Edición auspiciada por APPEAR, en el marco del Proyecto “Cambiando Mentes y Estructuras”

Managua, Nicaragua Noviembre, 2011 GT03DEP v2.0, 11/2011 Cualquier comentario y sugerencias enviar a: [email protected]

37

CONTENIDO

Concentración 1

Pág. Sobre el DEPARTIR

1

0.1

1

Introducción

3

1

2

Indicadores de la fertilidad física

5

3

Indicadores para la fertilidad química

12

4.

Los análisis de laboratorio

22

5.

Ejercicios prácticos sobre dosis de nutrientes

24

6.

Bibliografía

30

7.

Anexos

32

centimol por kilogramo, cmol kg 1 (capacidad de cambiar el ion) Gramos por kilogramos, gr. Kg-1 miligramo por kilogramo, mg kg-1

mili equivalente por 100 gramos, meq 100gr.

1

porcentaje, %

10

partes por millón, ppm

1

Factores de conversión de laboratorio: Partes por millón (ppm): Pesa y expresa la cantidad de partes de un determinado nutriente en un millón de partes del suelo. Microgramo por mililitro de suelo (g / ml): Se refiere a las millonésimas de gramo de un nutriente contenida en un mililitro de suelo. En la práctica se hace corresponder con la unidad ppm. Miliequivalente por 100 mililitros de suelo (meq / 100 ml): Expresa la relación entre el peso atómico del nutriente (especificado en miligramos), contenido en 100 ml de suelo. Tabla 2a. Conversión de nutrientes de plantas 1 2 3 Multiplicar por Elemental Oxidos 2.29 P P2O5 1.20 K K2O 1.39 Ca CaO 1.66 Mg MgO

4 Multiplicar por 0.437 0.830 0.715 0.602

Si se quiere convertir de forma elemental a óxidos se multiplica la columna 1 con la 2. Si se quiere pasar de óxidos a forma elemental multiplicar columna 4 por la columna 3. N = 50% P = 60% K = 50%

Tabla 3a. Metodologías para análisis químicos más utilizados en América central Determinación Solución extractora Unidades de expresión PH En agua 1:2.5 Materia orgánica Método de walkley y black % P, fe, cu, mn, Zn Olsen modificado ppm K Olsen modificado meq/100 ml suelo Ca, Mg, Al, K int. CIC KCl 1 N meq/100 ml suelo CIC, K, Ca, Na, Mg NH4 OAC pH7N PH ByS Fosfato de calcio ppm

36

(9/5ºC) + 32 Celsius, ºC Energía, trabajo, cantidad de calor 9.52 x 10-4 Joule, J 0.239 107 0.735 2.387 x 10-3

Joule, J Joule, J Joule, J Joule, J

105

Newton, N

1.43 x 10-3

Watt por metro cuadrado, W m-2 Transpiración y Fotosíntesis 3.60 x 10-2 miligramo por metro cuadrado segundo, mg m-2 s-1 5.56 x 10-3

miligramo (H2O) por metro cuadrado segundo, mg m-2 s-1

10-4

miligramo por metro cuadrado segundo, mg -2 s-1

35.97

miligramo por metro cuadrado segundo, mg m-2 s-1

Angulo Plano 57.3

radian, rad

Fahrenheit, ºF

5/9(ºF-32)

Presentación

British termal unit, Btu Calorias, cal erg pie-libra Caloría por centímetro cuadrado Caloría por centímetro cuadrado minuto (irradiance), cal cm-2 min-1

1.05 x 103

gramo por decímetro cuadrado hora, gr dm-2 h-1 micromole (H2O) por centímetro cuadrado segundos, µmol cm2 s-1 miligramo por centímetro cuadrado segundo, mg cm-2 s-1 miligramo por decímetro cuadrado hora, mg dm-2 s-1

27.8

La presente guía es el resultado de experiencias en trabajos vinculados a iniciativas productivo-ambientales de los agricultores rurales de la región, donde se han venido aplicando indicadores locales y técnicos de calidad de suelo; entre ellos se encuentran los promovidos por el grupo de investigación para el desarrollo participativo integral rural (DEPARTIR), la alianza UNA-TROCAIRE, la alianza CIATUNA, Red SICTA, y la alianza UNA-CARE-MARENAPIMCHAS. Esta guía se dirige a productores, extensionistas y líderes comunitarios capacitados en el tema de calidad de suelos, para mejorar el manejo de suelos desde una perspectiva sostenible y amigable con el medio ambiente, proceso que permite mejorar la toma de decisiones a diferentes escalas.

grados (ángulo) º

1.75 x 10-2

Conductividad Eléctrica, Electricidad y Magnetismo 10 Siemen por metro, S Millimho por m2 centímetro, mmho cm-1 4 10 tesla, T gauss, G Medida de Agua 9.73 x 10-3 9.81 x 10-3 4.40 8.11 97.28 8.1 x 10-2

metro cúbico, m3 Metro cúbico por hora, m3 h-1 Metro cúbico por hora, m3 h-1 hectárea-metros, ham hectárea-metros, ham Hectáreacentímetro, ha-cm

35

4.19 10-7 1.36 4.19 x 104 105 698

180

104 2.78 x 102

0.1 10-4

acre-pulgadas, acre-pulg. pie cúbico por segundo, ft3 s-1 Galones (U.S) por minuto, gal, min-1 Acre-pie, acre-ft

102.8

acre-pulgadas, acre-pulg. Acre-pie, acre-ft

1.03 x 10-2

101.9 0.227

El trabajo colaborativo entre extensionistas, agricultores, líderes comunitarios, y otros tomadores de decisiones, requiere de métodos y técnicas pertinentes, a lo cual apunta contribuir la presente guía. Esta guía es un documento metodológico y práctico; que puede ser utilizada como herramienta de diagnostico o monitoreo para el establecimiento o post establecimiento de sistemas de buenas prácticas agrícolas, tanto a escala de parcelas como a nivel de paisaje. La cartilla inicia con la parte conceptual sobre suelos, luego la parte procedimental y de interpretación sobre los indicadores de calidad de suelo, tanto locales como técnicos. Estos indicadores son desagregados en físicos, químicos y biológicos. En la parte química se relacionan al manejo de fertilidad, con énfasis a los nutrientes mayores (NPK); al final se presentan ejercicios con indicadores de calidad de suelo y dosis de fertilización utilizando resultados de análisis de laboratorio.

0.123

12.33

El Autor

Sobre el DEPARTIR

mm2 (103m)2

La Universidad Nacional Agraria (UNA), con más de 150 profesores y 3000 estudiantes, reconoce la gravedad de sus limitaciones y ha estado trabajando durante los últimos cuatro años en sistematizar 28 años de diversos esfuerzos de relaciones entre las comunidades y la Universidad. El objetivo de la UNA es reestructurar su aproximación a la realidad, para asegurar que esta aproximación participativa con la población rural no solamente esté basada en los individuos involucrados sino en la filosofía, misión y estructura institucional y operacional de la Universidad misma. El Programa de Desarrollo Participativo Integral Rural (DEPARTIR) desea ofrecer propuestas concretas para apoyar el progreso sostenible en áreas rurales, estableciendo una visión a largo plazo de una interacción dinámica entre productores y productoras, estudiantes y científicos, para el progreso conjunto de procesos productivos económicamente viables, ecológicamente sostenibles, socialmente aceptables y humanamente deseados. El propósito de este programa es desarrollar una estrategia universitaria para construir un modelo interactivo que conjugue los mecanismos institucionales y responda a los requerimientos urgentes y los retos enfrentados por familias campesinas. En este marco se decidió empezar a sistematizar algunos de los resultados prácticos desarrollados por el equipo de investigadores con las familias campesinas durante los últimos cuatro años, y publicarlos en forma de manuales prácticos. Esperamos les sean de utilidad. José Cisne Contreras, Coordinador DEPARTIR Álvaro Benavides González, Miembro fundador DEPARTIR Daniel Querol Lipcovich, Asesor

Volumen 35.3 6.10 x 104 3.53 x 10-2 0.265 33.78 2.20 x 10-3 3.52 x 10-2 2.205 0.01 1.10 x 10-3 1.102

metro cúbico, m3 metro cúbico, m3 Litro, lt (10-3m2) Litro, lt (10-3m2) Litro, lt (10-3m2) gramos, gr (10-3kg) gramos, gr (10-3kg) Kilogramos, Kg Kilogramos, Kg Kilogramos, Kg Megagramos, Mg(tonelada) Tonelada, ton

1.102

Rendimiento y Velocidad 0.893 kilogramos por hectárea, Kg ha-1 107 Libro por hectárea, lbr. ha-1 893 toneladas por hectáreas, ton ha-1 893 megagramos por hectárea, Mg ha-1 0.446 megagramos por hectáreas, Mg ha-1 2.24

metro por segundo, m s-1 Superficie Específica 10 metro cuadrado por kilogramo, m2 1000

metro cuadrado por kilogramo, m2

Presión 9.90

megapascal, Mpa(10ºPa) megapascal, Mpa(10ºPa) megagramo por metro cúbico, Mg m-

10 1.00

3

2.09 x 10-2

pascal, Pa

-2

pascal, Pa

1.45 x 10

Pie cúbico, ft3 Pulgada cuadrada Pie cúbico Galón Onza, oz Libra, lbr. Onzas, oz Libra. lbr. quintal (métrico),qq Tonelada (2000lbr), ton tonelada (U.S), ton

2.83x1-2 1.64x10-5 28.3 3.78 2.96x10-2 454 28.4 0.454 100 907

tonelada (U.S), ton

0.907

Libra por acre, lb. Acre-1 galón por acre

1.12

Libra por acre, lb. Acre-1 Libra por acre, lb. Acre-1 Tonelada (2000 lb.), por acre, ton acre-1 milla por hora

1.12x10-3

centímetro cuadrado por gramos, cm2 gr-1 milímetro cuadrados por gramos, mm2 gr-1

0.01

atmósfera

0.101

bar

0.1

gramos por centímetro cúbico, gr. cm-3 Libra por pie cuadrado, lb.ft.-2 Libra por pulgada cuadrada, lb. pulg. -

1.00

Celsius, ºC

1.00(ºC+273)

0.907

9.35

1.12x10-3 2.24 0.447

0.001

47.9 6.90 x 10-3

2

Temperatura 1.00(K-273)

1

Kelvin, k

34

Unidades de longitud 1 metro = 10dm; 1 metro =100 cm; 1 metro = 1000mm.También en nuestro país se usa la vara la cual es igual a 33 pulgadas, y una vara es igual a 83.8 cm y una pulgada es igual a 2.54 cm. Unidad de superficie o área 2 La unidad empleada es el metro cuadrado (m ), usándose también en 2 nuestro país la vara cuadrada (v ). Para unidades de superficie en nuestro país se usa la hectárea y la manzana. 2 1 Hectárea (Ha) = 10,000 m 1 Hectárea = 1.412 Manzanas 2 2 1 Manzana (Mz) =10,000 v  1Manzana = 7025.7924 m Otras unidades empleadas 1pie =12 pulgadas 1pulgadas =2.54 cm 1yarda =36 pulgadas = 3 pies 1 milla = 3.2808 pies 1 metro = 1760 yardas = 5280pies = 1609.34m 1 metro = 39.37 pulgadas 1 metro = 1.193 varas 1 varas = 0.838 metros 1 yarda = 0.9144 metros 1 varas = 33 pulgadas

Tabla 2a. Conversiones de unidades expresadas en Sistema Internacional Conversión columna 1con columna 2, multiplicado por 0.621 1.094 3.28 1.0 3.94 x 10-2 10 Área 2.47 0.386 2.47 x 10-4 10.76 1.55 x 10-3

Columna 1 SI unidad

Columna 2 non-SI unidad Longitud

convertir columna 2 en columna 1, multiplicado por

kilómetro, km (103 m) metro, m metro, m Micrómetro, µm (106 m) Milímetro, mm (103 m) Nanómetro, nm (109 m)

milla, mi

1.609

Yrd, yd Pie,ft Micrón, µ

0.914 0.304 1.0

Pulgd, pulg.

25.4

ngstrom,

0.1

Hectárea, ha Kilómetro cuadrado, km2 (103m)2 Metro cuadrado, m2 Metro cuadrado, m2 Milímetro cuadrado,

Acre Milla cuadrada, mi 2

0.405 2.590

Acre Pie cuadrado, ft2 Pulgada cuadrada

4.05 X103 9.29 x 10 – 2 645

33

1.

Introducción

El suelo es un cuerpo natural de cuatro dimensiones; capas profundas, desarrolladas en el tiempo, ancho, y con espacio superficial ubicado en diferentes posiciones del relieve. El cual es capaz de suplir nutrientes para las plantas al usar la energía mineral de las rocas y del sol. En este cuerpo natural se produce alimentos, filtra y purifica el agua, se instala infraestructura y es usado como materia prima en muchas actividades humanas. En general la formación de dos centímetros de suelo tarda siglos, sin embargo se puede perder en un ciclo de cultivo por el mal manejo. Su constitución ideal está basada en el volumen, y consiste de 45 a 48% de partículas minerales, 2 a 5% de materia orgánica, 25% de aire y 25% de agua. La fertilidad de suelos es una cualidad resultante de la interacción entre las características físicas, químicas y biológicas del mismo; consiste en la capacidad de poder suministrar condiciones ambientales y nutrimentos necesarios para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Por ejemplo, un suelo puede estar provisto de suficientes elementos minerales, pero si no tiene buenas condiciones físicas, la fertilidad del suelo es pobre para las plantas y viceversa. Igualmente, el clima juega un papel importante y determinante, por ejemplo, se puede tener un suelo fértil y si las temperaturas son extremas, la planta puede sufrir aborto floral. La calidad del suelo se entiende como la capacidad del suelo para funcionar, dentro de un uso de la tierra y ecosistemas delimitados, para mantener una productividad biológica, calidad ambiental y promover la salud de plantas, animales y seres humanos. Esta comprende componentes físicos, químicos y biológicos del suelo y sus interacciones. Un suelo Saludable, es aquel que suple satisfactoriamente los requerimientos de nutrimentos y condiciones físico ambientales para que las plantas produzcan sanamente sin mucha ayuda de agroquímicos. Un suelo enfermo o degradado; es aquel cuyo capacidad de producir fue reducida drásticamente por malas prácticas, y requiere de muchos insumos externos para producir con productos afectados por agroquímicos. 2

7. ANEXOS Las tablas de unidades y sus conversiones fueron tomadas del curso de física de suelo impartida por el Dr. Keith Cassel, en el Departamento de Ciencias del Suelo, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte., y cuenta con su permiso para su reproducción en el presente texto. Tabla 1a. Expresión de unidades de medidas en diferentes sistemas Nombre Simbolo Unidades Si unidades Unidades del MKS inglesas

Masa Tiempo Longitud Velocidad Aceleración Fuerza= mg

M T L -1 LT -2 LT 2 MLT

Energía

ML T

Potencial Presión

LT -1 2 ML T

Densidad Tensión superficial Viscosidad

ML -2 MT

5

2 2

Joulekg -2 Newton m

-3

Kgm Newton cm

Kg S (h, d) m -1 Ms -2 Ms 2 Mkgs ; (Newton) 2 2 M kgs ; Nm (joule) -1 Jkg -1 -2 m kgs o pa (pascal) -3 Mgm -2 Mgs

---------

Mg m s

2 2

-2 -1

ML T

1N= 10 dianes

Los Indicadores locales; Son descriptores identificados localmente para evaluar la repuesta de un suelo a un uso determinado y determinar su manejo en base a sus limitantes, para evitar procesos degradativos. En Nicaragua se han identificado plantas relacionas a la calidad de suelos (Figura 1), así como y coloraciones del suelo asociadas a potenciales de uso. De acuerdo con Doran & Safley (1997) y Beare et al., (1997). Los principales atributos de los indicadores de calidad de suelo para que sean útiles para una variedad de usuarios y tomadores de decisión son: a. Ser fáciles y prácticos de utilizar en condiciones de campo b. Ser relativamente precisos y fáciles de interpretar c. Ser relativamente económicos 3

Kg S M -1 Ms -2 Ms -2 Kgm (Newton) Joule -1

-3

1

-1

7

Velocidad ------------------Fuerza (N) -----------------Presión (Pa) ---------------Energía (I) ------------------

Masa Medidas tradicionales

-------2 Lb. Ft Sug ft -------

-3

-------

1J= 10 ergs 1pa= 1Nm2 Unidades de Miyazaki (1993) P 1,2 SI. Unidades Básicas Longitud --------------------metro (m) Tiempo ----------------------segundos (s) Masa ------------------------kilogramos (Kg.) Temperatura ---------------Kelvin (k)

Unidades Construidas del SI.

Prefijos apropiados

-1

Slug S Ft -1 Ft sec -2 Ft sec -2 S/ag ft sec (Pound) Ft-lbs

(m s-1) Newton (m kg-1) Pascal (m-1 Kg-2) joule (m2 kgs2)

Longitud para usar con unidades básicas del SI (mm) -----------------------milímetro (cm) ------------------------centímetro (km) -----------------------kilómetro (g) --------------------------gramo (Mg) -----------------------Mega gramo Tiempo --------------------minutos, horas 0 Temperatura --------------C

32

Orozco, L., y Brumer, C. 2002. Inventario forestal para bosques latifoliados en América Central. Capitulo 8, P 202-213. CATIE, Turrialba, Costa Rica Proyecto DEPARTIR (2010). Implementación de Procesos Productivos, Comunidad los Apacunta, Aquestalapa, Circuito y Jicota, Chinandega. Quintana, J. O. 1992.Manual de Fertilidad para los suelos de Nicaragua. Editorial Primer Territorio Indígena Libre de América Ithaca, New York. Residencial Las Mercedes Nº 19 – A . Managua Nicaragua. Quintana, J.O., Blandon, J., Flores, A y Mayorga, E. 1992. Manual de fertilización para suelos de Nicaragua. INDOCONSUL S. A. Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua. Rhoades, J.D. 1996. Salinity : Electrical conductivity and total dissolved solids. P.417-435. In : D.L. Sparks (ed). Methods of soil analysis : part. 3-chemical methods. Book Serie no. 5 SSSA and ASA, Madison, WI. Smith, J.L., and J.W. Doran. (1996) Measurement and Use of pH and Electrical Conductivity for Soil Quality Analysis. In Methods for Assessing Soil Quality; Doran, J.W.; Jones, A.J., (eds), p.169-185. Special publication number 49, SSSA. Madison, Wisconsin. USDA, 1999. Guía para la Evaluación de la Calidad y Salud del suelo. htpp//www.statlab.iastate.edu/survey/SQI/kit2.html.

d. Integrar propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. e. Reflejar los atributos de sostenibilidad que se quieren medir. f. Ser sensitivas a variaciones de clima y manejo. g. Ser accesibles a muchos usuarios y aplicables a condiciones de campo (métodos sencillos). h. Poder escalonar, replicables y fáciles de entender. i. Ser sensitivas a los cambios en el suelo que ocurren como resultado de la degradación antropogénica. j. Cuando sea posible, ser componentes de una base de datos del suelo ya existente. (Doran y Parkin, 1994). Nombre común: Verdolaga Nombre técnico: Portulaca oleracea

Nombre común: Bledo Nombre técnico: Amaranthus.spinosus

Nombre común: Jalacate Nombre técnico: Tithonia rotundifolia (Hemsl.) A. Gray

Nombre común: Totloquelite Nombre técnico: Melanthera SP, Melanthera aspera

Figura 1. Pantas indicadoras de calidad de suelo identificadas por agricultores de la comunidad La China en Sébaco, Nicaragua, 2009.

31

4

2. Indicadores de la fertilidad física Son aquellas condiciones que reflejan la manera en que este recurso acepta, retiene y transmite agua a las plantas, así como las limitaciones que se pueden encontrar en el crecimiento de las raíces. Por ejemplo, la infiltración o movimiento del agua dentro del perfil y el desarrollo radicular están relacionadas al arreglo de las partículas y poros, a la presencia y, estabilidad de agregados, profundidad del suelo superficial, capacidad de retener agua y al estado de compactación por razones de manejo (labranza o sobre pisoteo del ganado) o naturales. a. Textura de suelo: Es la proporción de arena, limo y arcilla expresados en porcentajes. Esto se refiere a la proporción en la que se encuentran en una determinada muestra de suelo. En campo la textura se determina por el método del tacto (Figura 2).

Figura 2. Determinación manual de la textura de suelo (método del tacto)

6. Bibliografía Arshad, M.A., Lowery, B., and Grossman, B. 1996. Physical test for monitoring soil quality. P 123. 142. In: J.W. Doran and A.J. Jones (eds.) Methodos for assessing soil quality. Soil Sci.Soc. Am. Spec. Publ.49 SSSA. Madison. WI. Baver, L.D., Gardner, W.H. and Gardner, W.R. 1972. Soil Physics. 4th ed. New York: John Wiley & Sons, Inc Bradford, J.M. 1986. Penetrability. P.463’478. In: A. Klute (ed) Methods of soil analysis. Part 1 Physical and mineralogical methods. Agronomy No. 9. Am. Soc. Agron., Madison, WI. Cambardella, C., J.W. Doran, and A. Gajda. 1999. A simplified procedure for particulate organic matter by weight loss on ignition. In R. Lal, J.M. Kimble, and R.F. Follett (ed.). Soil Carbon Methods. CRC Press, Boca Raton, FL (In press). Cambardella, C.A., and E.T. Elliott. 1992. Particulate Soil Organic-Matter Changes across a Grassland Cultivation Sequence. Soil Sci. Soc. Am. J. 56:777-783. Carvajal, J.F. 1984. Cafeto-cultivo y fertilización. 2da ed. Instituto Internacional de la Potasa y el Fósforo. Berna/Suiza. Campbell, D.J. and Hunter, R. 1986. Drop-cone penetration in situ and on minimally disturbed soil cores. J. Soil Sci. 37:153163. Doran, J.W., and A.J. Jones. 1996. Methods for assessing soil quality. Soil Sci. Soc. Amer. Spec. Publ. 49. SSSA, Madison, WI. Gee, G.W. and J.W. Bauder. 1986. Particle-size Analysis. Chap. 15, p. 383-411. In Methods of Soil Analysis, Part 1. Physical and Mineralogical Methods. Second Edition. A. Klute ed. Amer. Soc. of Agron., Madison, WI. Agronomy monograph no. 9 (2nd edition). Godwin, R.J., Warner, N.L., and Smith, D.L.O. 1971. The development of a dynamic drop cone device for the assessment of soil strength and the effects of machinery traffic. J. Agric.Eng. 48: 123-131 Kort, J., J. Turnock, R. 1999. Carbon reservoir and biomass in Canadian prairir shelterbelts. Agroforestry system 44: 175-186 Sikora, L.J., and Stott, D.E. Soil organic carbon and nitrogen. Chap. 9, p. 157-167. In Methods of Soil Analysis, Part 1. Physical and Mineralogical Methods. Second Edition. A. Klute ed. Amer. Soc. of Agron., Madison, WI. Agronomy monograph no. 9 (2nd edition).

5

30

La clase textural ayuda a inferir la respuesta que puede manifestar el suelo frente a un manejo determinado, tal como la labranza o su comportamiento frente al agua. Esta respuesta está relacionada a la distribución y tamaños de partículas, la estabilidad de los agregados o terrones y su capacidad de retener agua. En la Tabla 1 se incluye una serie de propiedades, que resultan muy útiles para estimar la clase textural por esta vía.

Si el cultivo de maíz requiere 35 kg/ha de P2O5, y el suelo proporciona casi 3.5 veces lo requerido (228.7 kg/ha) en forma de P2O5, no se requiere adicionar fertilizante, para esperar un rendimiento de 3.5 ton/ha ó 54 qq/mz. =

65

ℎ

− 228.7 50%

ℎ

∗ 100 =

ℎ

El contenido de potasio en forma de K2O en el suelo es de 586.8 kg/ha (Tabla 12), si existen 0.57 meq/100g de potasio presentes en los suelos de la parcela de Doña María Mejía. 0.57 meq ∗ 308.88 kg/ha = 0.3 meq kg = 586.8 de K O disponible en suelo ha

Si el cultivo de maíz requiere de 70 kg/ha de K2O, y lo que proporciona el suelo es 8.3 veces mayor (586.8 kg/ha), no se requiere adicionar fertilizante con potasio.

Tabla 1. Clases texturales de los suelo, con predominancia de un fracción textural Suelo Arenoso Presente en abundancia. Partículas gruesas, se puede ver a ojo desnudo y separar con facilidad.

Al frotar el material entre el dedo índice y el pulgar, se siente su aspereza y tamaño, esta acción cerca del oído es posible escuchar el crepitar de las arenas como resultado de la fricción de las partículas entre si. Se satura con poca cantidad de agua y se seca rápidamente al aire, al secarse, se disgrega fácilmente Al mezclar con agua un poco de material en la palma de la mano y frotar con el índice de la mano opuesta, es posible diferenciar cantidades pequeñas de arena entre muestras. Presenta ligera plasticidad en un rango de contenido de agua muy estrecho. Para que domine cualitativamente, debe presentarse en cantidades elevadas

Suelo Limoso Su rasgo más característico es su suavidad en estado húmedo pero una apariencia de polvo (talco) en estado seco Al apretar limo húmedo entre el pulgar y el índice, se nota como se enrolla al secarse, dejando la piel limpia.

Suelo Arcilloso Con un poco de agua se vuelve jabonoso y resbaladiza.

Presenta adhesividad y es muy poco plástico

Al manipularlo con algo de agua y estrujarlo, se siente suave y liso, adhiriéndose a la piel a medida que se seca Es más adhesivo, cohesivo y plástico que el suelo limoso.

No retiene agua por períodos de tiempo prolongados.

Es la partícula que domina en los suelos de Loess

No presenta adhesividad

29

6

Si se manipula y amasa al estado plástico, forma cintas y cilindros finos y Firmes.

Retiene mucha agua y demora en secarse. Las características cualitativas de plasticidad y cohesividad se manifiestan aun con pequeñas cantidades de Arcilla.

a. Infiltración de agua en el suelo Es el proceso de penetración del agua en el suelo. La velocidad de la misma depende del tipo de suelo, la estructura del suelo, o grado de agregación y del contenido de agua en el suelo. Es el proceso de penetración del agua en el suelo; la velocidad de la misma depende del tipo de suelo, la estructura o grado de agregación y del contenido de agua en el suelo. Dado que la infiltración es afectada por el contenido de humedad al momento del muestreo, es importante hacerlo en condiciones similares cuando se comparan velocidades de infiltración de diferentes sitios. La interpretación de los resultados de un muestra de infiltración de agua en el suelo pueden estar asociadas i) al tipo de textura o material en la sub superficie del suelo (Tabla 2), ii) y al potencial de escorrentía superficial en una parcela o en un paisaje a escala de micro cuencas (Tabla 3), este último requiere conocer la frecuencia con que lluvias con intensidades mayores a las tasas de infiltración ocurren en la zona. b. Introducción al método del cilindro. El ensayo de infiltración requiere de conocer volumen del cilindro para calcular la lamina de una pulgada de agua a infiltrar (Figura 3). En suelo seco se requiere una primera pulgada de agua para humedecer el suelo, y la segunda pulgada para determina la tasa de infiltración. La mejor manera de determinar la velocidad de infiltración es cuando el suelo está cerca de, o a capacidad de campo, usualmente 12 a 48 horas después que el suelo ha sido mojado. Sin embargo, hay que considerar, que la tasa de infiltración es sensible al manejo al manejo, desarrollo radicular, excavaciones de lombrices, agregación del suelo, y por un incremento general de la materia orgánica estable (Sarrantonio et al., 1996).

7

iii.

La señora María Mejía Reyes de la comunidad Apacunca, en el municipio de Villanueva-Chinandega, desea mejorar los rendimientos del cultivo de maíz en arado. El diagnostico de parcela presenta suelos verticos, con un espesores mayor a 40 cm y 5.65% de materia organica, textura frnco arcillosa, pendiente menor de 5 %, una tasa de infiltración de 2 min por pulgada. Acidez o pH de 5.52. y contenido de fósforo de 45.4 ppm., y el de potasio de 0.57 meq/100g. Elevación 20 m, precipitación promedia 1600 mm anuales.

El Nitrógeno disponible anualmente es de 123.8 kg/ha (Tabla 7), tomando la densidad aparente de 1.1 g/cm3, un contenido de 5.63% de materia orgánica, y en un espesor de 20 cm de suelo. 5.63% ∗ 66 kg/ha = 3% kg = 123.8 de Nitrògeno disponible en el suelo ha Tomando la ecuación 5, y los requerimientos para tomate de la tabla 17 procede a El requerimiento de nitrógeno para maíz es 85 kg/ha, y el N disponible en el suelo para 4 meses es 41.28 kg/ha. Aplicando la ecuación 5, se requiere de 79.5 kg/ de N. Recuerde que la cantidad de nitrógeno disponible es anual, por tanto la cantidad se divide entre 12 meses y luego se multiplica por 4 meses, que es la duración del ciclo del maíz. =

85

ℎ

− 41.28 55%

ℎ

∗ 100 = 79.5

ℎ

Si un quintal de urea brinda 20.9 kg de nitrógeno, para este cultivo necesitamos adicionar 3.8 qq por hectárea ó 2.6 qq/mz., para producir 54 qq/mz. El contenido de fosforo en forma de P2O5 en el suelo es de 228.7 kg/ha (Tabla 10), si existen 45.4 ppm de fosforo presentes en los suelos de la parcela de Doña María Mejía. 45.4ppm ∗ 100.76 kg/ha = 20 ppm kg = 228.7 de P O disponible en suelo ha 28

El requerimiento de nitrógeno para tomate es 140 kg/ha, y el N disponible en el suelo es de 12.36 kg/ha. Aplicando la ecuación 5, se requiere adicionar 231.89 kg/ha. Recuerde que la cantidad de nitrógeno disponible es anual, por tanto la cantidad se divide entre 12 meses y luego se multiplica por 4 meses, que es la duración del ciclo del tomate. =

140

ℎ

− 12.46

55%

ℎ

∗ 100 = 231.89

ℎ

Si un quintal de urea contienen 20.9 kg de Nitrógeno, se requiere aplicar 11 qq de urea por hectárea, ó 7.7 qq por manzana para producir 50 ton/ha de tomate, ó 35 ton/mz. El contenido de fosforo en forma de P2O5 sería de 124.4 kg/ha (Tabla 10), si existen 24.7 ppm de fosforo presentes en el suelo. 24.7ppm ∗ 100.76 kg/ha = 20 ppm kg = 124.4 de P O disponible en suelo ha La cantidad de fósforo requerido por el tomate es de 65 kg/ha de P2O5, y el suelo proporciona casi 2 veces lo requerido (124.4 kg/ha) en forma de P2O5, por tanto no se requiere adicionar fertilizante, para esperar un rendimiento de 50 ton/ha o 35 toneladas por manzana. =

65

ℎ

− 124.4 50%

ℎ

∗ 100 = 53.14

ℎ

El contenido de potasio en forma de K2O seria de 1420.8 kg/ha (Tabla 12), si existen 1.38 meq/100g de potasio presentes en el suelo de Don Amafaldo, 1.38 meq ∗ 308.88 kg/ha = 0.3 meq kg = 1420.8 de K O disponible en suelo ha Si el cultivo de tomate requerimiento 190 kg/ha de K2O, y lo que proporciona el suelo es 7 veces mayor (1420.8 kg/ha), no se requiere adicionar fertilizante con potasio.

27

Figura 3. Cálculos del volumen de un cilindro para medir una tasa de infiltración de agua Tabla 2. Tasas de infiltración estable para grupos texturales bajo condiciones húmedas del suelo (Hillel, 1982) Tipo de textura Tasa de Infiltración estable (pul/h) Arena 0.8 Arenosa y limo 0.4 a 0.8 Franco 0.2 a 0.4 Arcillosos 0.04 a 0.2 Suelos arcilloso y sódicos < 0.04

Tabla 3. Clases y tasas de infiltración, asociadas a tasas de erosión de suelo potencial de forma laminar. Tasas de infiltración (min/pul) 1.8 arenosa Franco < 1.40 1.63 >1.8 arenosa, franco Franco arcillo < 1.40 1.60 >1.75 arenosa, franco, franco arcillosa Limosa, franco < 1.30 1.60 >1.75 limosa Franco limosa, < 1.40 1.55 >1.65 franco arcillo limosa Arcillo arenoso, < 1.10 1.49 >1.58 arcillo limoso, algún franco arcilloso (35-45 arcilla) Arcilloso (>45% < 1.10 1.39 >1.47 arcilla)

d. Proceso de compactación del suelo La compactación afecta el crecimiento radicular de las raíces y la disponibilidad de agua y aire en el suelo, es causada primordialmente por el pisoteo de los animales, uso de equipos agrícolas para laboreo, y tráfico vehicular y humano. En general existe alta relación entre la resistencia de suelo a la penetración y la compactación (Baver et al., 1972). La resistencia a la penetración es definida como el trabajo hecho por el suelo para detener el movimiento del penetrómetro y el desarrollo radicular. El equipo más utilizado es el penetrometro de golpe (Figura 4).

10

Su principio de funcionamiento está basado en la determinación de la cantidad de impactos (energía por unidad de profundidad) necesario para que la punta del penetrómetro se introduzca en el suelo a una profundidad determinada (Campbell & Hunter, 1986; Godwin et al., 1991).

Tabla 19. Análisis de materiales orgánicos producidos en el país (Laboratorio LAQUISA, 1995) Análisi s pH Humed ad Nitróge no Ceniza s P2O5 K2O CaO MgO Na2O Fe2O3 Cu Zn Mn

Unid ad

Gallina za

Estiér col Bobin o

Abono Orgáni co

%

6.2 20.1

%

Estiér col de lombri z

Comp ost

Baga zo

Cacha za

8.0 73.3

6.7 20.0

7.6 43.7

7.4 30.5

3.83 52.5

4.85 63.3

0.94

1.95

0.70

0.73

0.67

0.56

0.47

%

61.7

0.64

65.2

-

78.4

4.40

36.7

% % % % % % ppm ppm ppm

3.4 0.70 3.40 0.73 0.31 4.73 200 400 500

1.90 0.85 2.7 0.66 0.23 0.64 20 80 80

1.30 0.12 2.4 0.70 0.21 69 211 461

0.30 0.54 0.58 0.26 2.36 29 37 1,239

2.70 0.68 4.22 0.52 0.12 1.15 13 103 672

0.36 0.20 0.15 0.11 0.02 0.14 7 9 28

3.40 0.80 4.24 0.97 0.07 1.73 55 98 536

5. Ejercicios prácticos sobre dosis de nutrientes Basado en información de tabla 19, determine: 1) La cantidad nutrientes presentes en el suelo?, 2) La dosis apropiada para el manejo de nutrientes?, y 3) las acciones de conservación de suelo?

(Ec 1)

=

(Ec 2) V = (1|2) mv , V=2.8 m/s (Ec 3) = KE = WS = 7.84 J Dónde: Rs= Resintencia del suelo (N) Ws= Trabajo realizado por el suelo (J) Pd = distancia que recorre el penetrómetro (m) V = velocidad (m/s) KE = Energía cinética

Tabla 20. El análisis químico de laboratorio muestra Productor Espesor Densidad MOS P (cm) a (%) ( 3 (g/cm ) ppm) i)Enrique 20 1.0 3.32 1.5 Sánchez ii) Amafaldo 20 1.1 1.7 24.7 Martínez iii) María 20 1.1 5. 65 45.4 Mejía Reyes

Figura 4. Penetrómetro de golpe, y las ecuaciones para expresar el número de golpes en unidades de energía (Joul). 11

24

pH 1:1.25

K (meq/100g)

6.01

0.4

7.32

1.38

5.52

0.57

Tabla 14. Interpretación de los análisis de suelo en laboratorio con los niveles críticos de nutrientes para Nicaragua. Laboratorio LABSA de la UNA. Nutriente Unidades Pobre Medio Alto Nitrógeno (N) % < 0.07 0.07-0.15 >0.15 Materia % < 2.0 2.0-4.0 >4.0 Orgánica Fósforo (P) Ppm < 10 10-20 >20 Potasio (K) meq/100g 0.3 Calcio (Ca) meq/100g < 2.5 2.5-5.5 >5.5 Magnesio (Mg) meq/100g 1.0

Tabla 4. Clases de resistencia a la penetración (adaptado del Soil Survey Staff, 1993. (Arshad, Lowery & Grossman, 1996.

Tabla 15. Requerimiento de nutrientes para diferentes tipos de cultivos, de acuerdo al rendimiento esperado en toneladas por hectárea. Cultivo Rend. N P2O5 K2O MgO S ton/ha kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha Maíz Dulce 6 120 50 120 50 25 Maíz 3.5 85 35 70 30 20 Arroz(inundación) 6 100 50 160 20 10 Arroz de secano 4 60 30 80 15 8 Sorgo 2.5 70 30 60 25 15 Yuca 15 60 40 125 20 10 Papa 40 175 80 310 40 20 Papa Dulce 40 190 75 340 65 Remolacha azúcar 45 200 90 300 90 35 Zanahoria 3 125 55 200 30 Coliflor 50 250 100 350 30 Pepino 40 70 50 120 60 Cebolla y Ajo 35 120 50 160 15 20 Espinaca 25 120 45 200 35 Tomate 50 140 65 190 250 30 Frijol 1.5 80 30 60 25 20 Banano 40 250 60 1000 140 15 Cítricos 30 270 60 350 50 30 Piña 50 185 55 350 110 20 Maní 2 170 30 110 20 15 Soya 3 220 40 170 40 20 Cacao 1 40 15 90 10 Café 1.5 120 30 130 20 30 Tabaco hoja seca 2 130 20 240 25 10 Caña de azúcar 100 130 90 340 80 60 Gramíneas (pasto) 12 300 90 360 60 35 Maíz tierno Ensilaje 70 210 80 250 50 25 Plátano 8 40 10 120 40 15 Hortalizas 1700 kg/ha 625 200 875 Cocos 10,000 Uni. 130 60 200 50 15 Palma aceitera 25 190 60 300 100 30

Tabla 5. Relación del tamaño de partículas y la porosidad en el suelo

Clases

Extremadamente baja Muy baja Baja Moderada Alta Muy alta Extremadamente alta Clase textural

Arenosa Franco arenosa Franca franco limosa Arcillosa Agregados de arcilla

Numero de golpes

Densidad aparente 3 (g/cm ) 1.55 1.4 1.2 1.15 1.05 1.00

Porosidad (%) 42 48 55 56 60 62

Tabla 6. Valores de peso de suelo en kg/ha para diferentes valores de densidad aparente a 10 y 20 cm de espesor de suelo Valores de Peso de suelo a 10 Peso de suelo a 20 densidad aparente cm de profundidad cm de profundidad 3 (g/cm ) 8kg/ha) (kg/ha) 0.8 800000 1,600000 0.9 900000 1,800000 1.0 1,000000 2,000000 1.1 1,1000000 2,200000 1.2 1,200000 2,400000 1.3 1,300000 2,600000 1.4 1,400000 2,800000

3. Indicadores para la fertilidad química Se refieren a condiciones que afectan las relaciones suelo, planta, la calidad del agua, la capacidad amortiguadora del suelo, la disponibilidad de agua y nutrimentos para las plantas y microorganismos. Los indicadores más usados se detallan a continuación:

Fuente: Fosfata

23

Resistencia a la penetración (Mpa) 8 S-Oxidante 1–8 2–6 CH4-Oxidante 4–9 6.6 – 7.5 Actinomicetos 6.5 – 9.5 8 Hongos 2–7 5 Bacteria verde azules 6–9 >7 Protozoos 5-9 7

Tabla 13. Contenido porcentual de nutrientes para diferentes enmiendas o fertilizantes locales y orgánicas. Fuente Material

N

Compost Lombriabono Purín de orina Purín de estiércol Estiércol vacuno Gallinaza Estiércol de caballo Harina de cuernos Harina de huesos Roca fosfórica Cenizas vegetal

0.5 1.7 0.3 0.25

k2O

Mg O

Ca

0.5 2.1 0.06 0.1

0.5 1.3 0.45 0.35

0.3 0.9

0.4

0.2

0.6

0.1

1.5 0.5

1.5 0.3

1 0.4

9-14

4-5

3-5

21

0.2

0

30 2-4

6-10

5

1

%MOS

Micro elementos

2.5 7.6 0.1 0.1

10-20 47.6 4 5

Rico Rico Rico Rico

0.5

17- 25

Medio

3 0.2

30 - 35 30

Rico Medio

6

80 - 85

Pobre

30

30

Medio

--

Rico Rico

39 30-35

Síli ce

3

4. Los analisis de laboratorio Los Análisis de suelo en laboratorio se utilizan para determinar dosis de fertilizante rentables para maximizar rendimientos o dosis mínima de fertilizante para restituir un poco los nutrientes al suelo. Lo básico conocer son los requerimientos nutricionales de los cultivos, la cantidad de nutrientes en el suelo a partir del análisis de laboratorio o de indicadores de calidad de suelo en campo, y la eficiencia del fertilizante. Esto implica a la vez conocer, los niveles críticos de fertilizantes para los suelos de Nicaragua (Tabla 14). Por lo general, las dosis más económicas de fertilizante, relacionada con el rendimiento económico máximo, está en función de la relación entre el valor unitario del producto (saco de café, tonelada de arroz, cajas de tomate, cajas plátano) y el costo unitario del nutriente contenido en el fertilizante (kg de N, P2O5, K2O). Para determinar dosis de fertilidad nos apoyamos en la ecuación 4, y los requerimientos de nutrientes expresados en la tabla 15. (Ec 4)

13

P2O

=

∗ 100 22

Contenidos de Materia Orgánica en el Suelo (MOS) La materia orgánica, definida como la fracción orgánica del suelo que incluye residuos vegetales y animales en los suelos, ha sido considerada el factor clave de la calidad de un suelo. Dado que es la principal fuente y recurso de nutrientes para las plantas; mantiene la capa arable, agregar infiltración de agua y aire, promoviendo la retención de humedad, reduce la erosión inducida por el agua de lluvia, viento y labranza, y controla la eficacia de las aplicaciones de pesticidas y fertilizantes (Magdoff, 1992). Incrementos de los contenidos de materia orgánica en los suelos permite aumentar la población y variedad de organismos, por tanto, incrementa el control micro biológico de plagas y enfermedades de las plantas. Niveles adecuados de la misma benefician a suelo en formas diferentes.

Figura 8. Lombrices de tierra protegidas en los terrones de tierra y depositando lombriz humus.

21

Figura 5. Ilustración esquemática entre la disponibilidad de nutrientes para las plantas y la reacción del suelo o pH (Troeh & Thompson, 1993). Tabla 8. Rangos de pH y su clasificación. Quintana, et al., 1983. Rango del pH (H2O) Clasificación < 4.5 Extremadamente ácido 4.6 – 5.2 Muy frecuentemente ácido 5.2 – 5.6 Fuertemente ácido 5.6 – 6.2 Medianamente ácido 6.2 – 6.6 Ligeramente ácido 6.6 – 6.8 Muy ligeramente ácido 6.8 – 7.2 Neutro 7.2 – 7.4 Muy ligeramente alcalino 7.4 – 7.8 Ligeramente alcalino 7.8 – 8.4 Medianamente alcalino 8.4 - 8.8 Fuertemente alcalino 8.8 – 9.4 Muy frecuentemente alcalino > 9.4 Extremadamente alcalino 14

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Optimo para la mayoría de cultivos Suelos con mal drenaje y contienen sulfuro Suelos húmedos forestales del Rio San Juan Pasturas en suelos sub húmedos Pasturas en suelos semiáridos Suelos volcánicos del Pacifico de Nicaragua Suelos de altura con cafetales de Apanas en Jinotega Suelos que contienen exceso ++ de sales en forma de Ca Suelos que contienen exceso de sales en forma de Na+

Figura 6. Típicos rangos de pH en los suelos Tropicales, con énfasis en Nicaragua, Fuente datos del Laboratorio de la UNA y LAQUISA 2000-2010

a. Nutrientes esenciales para plantas (Nitrógeno Fósforo y Potasio) Conocer los contenidos de NPK en los suelos minerales es importante para predecir el potencial productivo de las plantas y es clave para realizar un plan de fertilización con dosis apropiadas productiva y ambientalmente. El principal desafío para agricultores es mantener niveles de nutrientes en rangos deseables para optimizar el crecimiento de plantas, pero con una fertilización adecuada para evitar contaminación ambiental. El nitrógeno (N) es un nutriente requerido en grandes cantidades, su mayor disponibilidad es gaseosa y en el suelo su disponibilidad depende de los contenidos de materia orgánica. Su deficiencia es reconocida por los productores cuando dicen que la tierra está cansada o agotada. El N ayuda al desarrollo, da al follaje color verde intenso, ayuda a mejorar las cosechas y es el principal elemento químico para la formación de las proteínas. Las plantas lo toman en forma de NH4, y NO3. El cálculo de estos nutrientes parte del peso del espesor de suelo determinado por la densidad aparente (Tabla 6), luego de convertida el porcentaje de MO a kg/ha, se obtienen el nitrógeno total que representa un 5% de de la materia orgánica (tasa de mineralización para el trópico), luego al nitrógeno total se le aplica un 2% que es el nitrógeno disponible para las plantas (Tabla 10). 15

El Potasio (K) es un macro nutriente esencial para la calidad de los productos de las plantas; ayuda a la formación de tallos fuertes y vigorosos, a la formación de azucares almidones y aceites, protege a las plantas de enfermedades, y mejoran a la calidad de las cosechas. Se encuentra en mayor cantidad en suelos volcánicos de la Región del Pacifico y Central de Nicaragua. Los sistemas radiculares de las plantas lo absorben en forma de K2O. Cultivos tales como el banano, el tomate y la papa requieren más potasio que cualquier otro nutriente mineral. El método que se utiliza en el laboratorio es Olsen et al., y los niveles críticos para la mayoría de cultivos en Nicaragua es menor a 0.3 meq por 100 g de suelo. En las plantas Para calcular las dosis de potasio primeramente se convierte las unidades mil equivalentes por 100 gramos de suelo (meq/100g) a kilogramos por hectárea. Para esto partimos de entender que un meq es igual a una milésima parte de un gramo (mg) y del peso de suelo obtenido según su densidad aparente (Tabla 6) y peso atómico del P que es 39 mg, se transforma a kg/ha (Tabla 12). De esa manera obtenemos el potasio elemental, y luego lo multiplicamos por 1.20 para convertirlo en K2O. Tabla 12. Calculo del contenido de Potasio elemental y en forma de K2O en kg por hectárea, a partir de 0.3 meq por 100 g de suelo, obtenidos hipotéticamente de un suelo en laboratorio, para diferentes densidades aparentes, y espesor de 10 y 20 cm. Densidad A 10 cm de espesor A 20 cm de espesor aparente Potasio potasio en Potasio potasio en 3 (g/cm ) elemental forma de elemental en forma de kg/ha de K2O en kg/ha de (K) K2O (kg/ha) (K) kg/ha 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

93.6 100.3 117 128.7 140.4 152.1 163.8

112.32 120.36 140.4 154.44 168.48 182.52 196.56

20

187.2 200.6 234 257.4 280.8 304.2 327.6

264.64 240.72 280.8 308.88 336.96 365.04 393.12

Tabla 11. Calculo del contenido de fósforo elemental y disponible en kg por hectárea, a partir de 20 ppm obtenidos hipotéticamente de un suelo en laboratorio, para diferentes densidades aparentes, y a espesores 10 y 20 cm. Densidad A 10 cm de espesor A 20 cm de espesor aparente 3

(g/cm )

0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

20 ppm de Fósforo equivale a kg/ha de P elemental

20 ppm de Fósforo equivale a kg/ha de P2O5

16 18 20 22 24 26

36.64 41.22 45.8 50.38 54.96 59.54 64.12

20 ppm de Fósforo equivale a kg/ha de P elemental 32 36 40 44 48 52 56

20 ppm de Fósforo equivale a kg/ha de P2O5 73.28 82.44 91.6 100.76 109.92 119.08 128.24

Tabla 9. Conjunto de indicadores físicos, y químicos propuesto para monitorear los cambios que ocurren en el suelo. Propiedad

Físicas Textura

Espesor de la capa arable del suelo, (suelo superficial y raíces) Infiltración de agua en el suelo Densidad aparente

Resistencia mecánica del suelo a la penetración

Capacidad de retención de agua

Químicas Contenido de Materia orgánica en el suelo Figura 7. Planta de maíz con deficiencia de fósforo (P), fuente FOSFATA

pH

Contenido de Nitrógeno, Fosforo y 19

Relación con la condición y función del suelo

Valores o unidades relevantes ecológicamente; comparaciones para evaluación

Retención y transporte de agua y compuestos químicos; erosión del suelo Estima la productividad y erosión potencial

% de arena, limo y arcilla; pérdida del sitio o posición en el paisaje

Potencial de escorrentía superficial , lavado de sales y productividad Infiere problemas de compactación inducido por la labranza y el pisoteo del ganado Se reflejan cambios en la compactación de los suelos, o cualquier otra restricción a la penetración de las raíces . Relación con la retención de agua, transporte, y erosividad; humedad aprovechable, textura y materia orgánica

Minutos por 25.4 mm de agua , y en mm por hora

Define disponibilidad de nutrimentos en el suelo; estabilidad; y potencial de erosión Define la actividad química por presencia o ausencia de sales y la actividad biológica

Porcentaje de materia orgánica, kg de Carbono orgánico y de Nitrógeno por hectárea Comparación entre los límites superiores e inferiores para la actividad vegetal y microbiana, el cálculo es basado en una relación 1:1 de agua y suelo Las unidades en laboratorio: porcentajes,

Nutrientes disponibles en el suelo para la 16

cm o metros

En toneladas por metro 3 cúbico y g/cm Golpes por cada 5 cm de profundidad, y MPa por centímetros de profundidad

3

3

% (cm /cm ), cm de humedad aprovechable/30 cm; intensidad de precipitación.

Potasio (N,P,K)

planta, pérdida potencial de N; productividad e indicadores de la calidad ambiental.

ppm, y meq/100 gramos. En campo se expresan en kg por hectárea; niveles suficientes para el desarrollo de los cultivos

b. Nutrientes esenciales para plantas (Nitrógeno Fósforo y Potasio) Conocer los contenidos de NPK en los suelos minerales es importante para predecir el potencial productivo de las plantas y es clave para realizar un plan de fertilización con dosis apropiadas productiva y ambientalmente. El principal desafío para los agricultores es mantener los niveles de nutrientes en los rangos deseables para optimizar el crecimiento de las plantas, pero con una fertilización adecuada para evitar contaminación ambiental. El nitrógeno (N) es un nutriente requerido en grandes cantidades por las plantas, su mayor disponibilidad es gaseosa y en el suelo su disponibilidad depende de los contenidos de materia orgánica. Su deficiencia es reconocida por los productores cuando dicen que la tierra está cansada o agotada. El N ayuda al desarrollo, da al follaje color verde intenso, ayuda a mejorar las cosechas y es el principal elemento químico para la formación de las proteínas. Las plantas lo toman en forma de NH4, y NO3. El cálculo de estos nutrientes parte del peso del espesor de suelo determinado por la densidad aparente (Tabla 6), luego de convertida el porcentaje de MO a kg/ha, se obtienen el nitrógeno total que representa un 5% de de la materia orgánica (tasa de mineralización para el trópico), luego al nitrógeno total se le aplica un 2% que es el nitrógeno disponible para las plantas (Tabla 10).

17

Tabla 10. Cálculo del contenido de materia orgánica, nitrógeno total y nitrógeno disponible en kg por hectárea a partir de un 3% de materia orgánica obtenidos hipotéticamente de un suelo en laboratorio, para diferentes densidades aparentes, y espesor de 10 y 20 cm. Densida d aparent e (g/cm3)

0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

Calculo para un espesor de 10 cm en (kg/ha) Materia Nitrógen Nitrógen orgánic o Total o a disponibl e

24000 27000 30000 33000 36000 39000 42000

1200 1350 1500 1650 1800 1950 2100

24 37 30 33 36 39 42

Calculo para un espesor de 20 cm en (kg/ha) Materia Nitrógen Nitrógen orgánic o Total o a disponibl e

48000 54000 60000 66000 72000 78000 84000

2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200

48 74 60 66 72 78 84

El Fósforo (P) es un elemento mineral requerido en grandes cantidades por las plantas para su crecimiento y desarrollo del potencial genético. Lamentablemente, el fósforo no es abundante en el suelo, ni se encuentra en formas disponibles para las plantas. La disponibilidad de este elemento depende del tipo de suelo, ya que puede estar “fijado” (no disponible para las plantas) en los minerales del suelo; esto significa que la planta no puede absorberlo. En la naturaleza, el fósforo forma parte de las rocas (2%), y un 98% proviene de la materia orgánica. Las plantas lo toman en forma de HPO4 y H2PO4. (El método que se utiliza en el laboratorio es Olsen et al.) y los niveles críticos para Nicaragua son menores a 20 ppm. Para calcular las dosis de fosforo primeramente se convierte las unidades de partes por millón (ppm) a kilogramos por hectárea. Para esto partimos de entender que un ppm es igual a una millonésima parte de un gramo (ųg) y del peso de suelo obtenido según su densidad aparente (Tabla 6), se transforma a kg/ha (Tabla 11). De esa manera obtenemos el fosforo elemental, y luego lo multiplicamos por 2.29 para convertirlo en P2O5.

18