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LOS ABONOS LÍQUIDOS FERMENTADOS Y SU EFECTIVIDAD EN PLÁNTULAS DE PAPAYA (Carica papaya L.) A. Galindo, C. Jerónimo, E. Spaans, M. Weil1 Universidad EARTH Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica Recibido 21 de enero 2006. Aceptado 15 de junio 2007.

RESUMEN El uso de los Abonos Líquidos Fermentados (ALF) como fertilizantes foliares se ha difundido en diversos países sin una base científica que describa su modo de acción y demuestre su efectividad. Con el objetivo de evaluar la eficacia de los ALF, se recopiló información bibliográfica y se condujeron 12 entrevistas a productores. No se encontró suficiente información documentada que describa el modo de acción de los ALF o sus efectos positivos en plantas. Las encuestas mostraron que no existe uniformidad de criterios acerca del uso de los ALF. Se determinó el efecto de la fermentación sobre la disponibilidad de nutrientes en seis mezclas para los ALF. Después de 22 días de fermentación, la concentración de los elementos potasio y fósforo aumentó en 18 % y 57 %, respectivamente, mientras la del calcio disminuyó en 22 %. En dos experimentos en el vivero se determinó la composición de nutrientes del tejido foliar de las plántulas de papaya (Carica papaya L.) tratadas con ALF, Abonos Líquidos sin fermentar y con una mezcla de fertilizantes inorgánicos. En ambos experimentos, no se encontró una respuesta coherente a la aplicación de abonos líquidos, con o sin fermentar, en cuanto a contenido nutricional y crecimiento de plantas. Palabras clave: abono líquido fermentado, aplicaciones foliares, biofermentos, disponibilidad de nutrientes, excretas bovinas, fermentación. ABSTRACT The use of fermented, liquid fertilizers (ALF) as foliar fertilizers has been adopted in many countries, without a scientific base that supports and demonstrates their mode of action and effectiveness. In order to evaluate the effectiveness of ALF, information was acquired from experiences about the use of ALF through literature research and 12 interviews with producers. Very little information was found that described how ALF interact with plants. The availability of nutrients during fermentation of six different ALF mixtures was determined by chemical analysis. The results showed an increase in potassium and phosphorus contents of 18 % and 57 %, respectively, whereas calcium content decreased by 22 %. In addition, two greenhouse experiments were conducted to evaluate the response of papaya seedlings (Carica papaya L.) to the application of ALF. A consistent response could not be found with the application of liquid fertilizers in the field, with or without fermentation, with respect to nutritional content and growth of plants. Key words: Fermented liquid fertilizers, foliar applications, bioferments, nutrient availability, cattle manure, fermentation.

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Contacto: Marvin Weil ([email protected])

ISSN: 1659-2751

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INTRODUCCIÓN Se define como los Abonos Líquidos Fermentados (ALF) al producto que se origina a partir de la fermentación de materiales orgánicos como estiércol, plantas verdes y frutos. Comúnmente se llaman biofermentos y en algunos lugares se les conoce con el nombre de bioles o biofertilizantes. Popularmente se cree que los mismos contienen sustancias que favorecen el crecimiento vegetal a la vez que contribuyen a mejorar la vida microbiana del suelo (Restrepo, 2001). Los ALF, en su mayoría, son fabricados a partir de estiércol, melaza, microorganismos y agua, para después ser sometidos a un proceso de fermentación antes de aplicarlos, vía foliar, en los cultivos (Uribe et al., 2004). Por lo general, al preparar los ALF, se mezcla agua con alguna fuente de nitrógeno como estiércol o leguminosas y una fuente energética como melaza o jugo de caña (Restrepo, 1996). Dicha mezcla puede ser enriquecida con harinas de rocas molidas y sales minerales (Restrepo, 2001; Restrepo 2002). Finalmente, para la fabricación de ALF es necesario adicionar alguna fuente de microorganismos (levaduras, leche, suero) que se encargarán de la transformación de los materiales orgánicos (Restrepo, 2001). En el presente trabajo se realizó un estudio para recopilar el conocimiento que se tiene acerca de las maneras de preparación, formas de uso, aplicación y efectividad de los ALF. Para ello, se realizaron entrevistas dirigidas a personas que utilizan ALF, para documentar los anteriores conceptos, así como su uso y efectividad. Se planteó la hipótesis de que el proceso de fermentación aumenta la disponibilidad de los nutrientes presentes en las materias primas del ALF, por lo que se determinó la concentración de macro y micronutrientes disponibles en el ALF en diferentes etapas del proceso de fermentación. Otra hipótesis planteada fue que el beneficio del ALF para la planta proviene no solamente del contenido nutricional, sino de otras interacciones biológicas que se propician a través del uso del mismo. Para evaluar esa hipótesis se condujeron dos experimentos de campo, en los cuales se sometieron plántulas de papaya (Carica papaya L.) a aplicaciones de abonos líquidos no fermentados (AL), ALF y soluciones minerales con un contenido nutricional equivalente. La utilización de AL y de ALF permitió, además, evaluar a nivel de campo la primera hipótesis. MATERIALES Y MÉTODOS En la primera fase del estudio se realizó una revisión de la literatura disponible sobre los ALF y los distintos procesos involucrados con su preparación y uso. Adicionalmente se condujeron 12 entrevistas a productores que los utilizan. De esta manera se pudo conocer el concepto general que se tiene sobre los ALF, los diferentes protocolos de preparación, materiales utilizados y cultivos en los que se utiliza, entre otros. Para la segunda fase de la investigación, las muestras utilizadas para los análisis de nutrientes fueron elaboradas a partir de 6 diferentes mezclas para los ALF preparadas con agua, estiércol (28 %), melaza (0.34 %), sales minerales (3.9 %) y levadura (0.34 %). La única diferencia entre las mezclas consistió en la sal mineral adicionada. Los sales minerales utilizadas fueron KCl, Ca10F2PO4 (roca fosfórica), CuSO4, MgSO4, S (90 %) y ácido bórico. Estas mezclas fueron preparadas de esta manera para reproducir el proceso de fabricación de ALF utilizado por algunos productores, quienes por lo general utilizan un recipiente de 200 L para preparar cada ALF enriquecido con una sal diferente. Posteriormente se colocaron 200 mL de cada mezcla en

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un recipiente, se agitó esta muestra compuesta, y de ella se tomaron cuatro muestras de 300 mL para los análisis del día 0 de la fermentación. Para preparar las muestras de los días 11 y 22 se utilizaron botellas plásticas de 500 mL, acondicionadas para propiciar el proceso de fermentación del ALF. Cada mezcla fue vertida, en igual proporción, en ocho botellas para un total de cuarenta y ocho botellas. Una vez cumplidos los 11 días de fermentación, se tomaron cuatro botellas de cada ALF y de cada una de ellas se tomaron 120 mL, los cuales se combinaron para obtener una mezcla compuesta con un volumen de 720 mL. De este volumen se obtuvieron cuatro muestras (180 mL cada una) para los análisis químicos. Para realizar los análisis de macro y micronutrientes fue necesario diluir las muestras con agua, en una proporción de 1:1. La solución diluida se centrifugó durante 10 minutos a una velocidad de 5000 rpm. La solución fue filtrada hasta obtener una muestra transparente. Esta solución fue utilizada para el análisis de nutrientes con espectroscopia de absorción atómica. La concentración de fósforo fue determinada por colorimetría. La concentración de nitrógeno se determinó mediante el método de Kjeldahl en la muestra original por lo que fue necesario separar 75 mL de cada muestra y omitir los pasos de dilución, centrifugación y filtrado. A nivel de vivero se realizaron dos experimentos, en los cuales se evaluó la respuesta de plántulas de papaya (C. papaya) a aplicaciones de abonos líquidos, con y sin fermentar (T3 y T2), de una mezcla de agua y sales con contenido nutricional equivalente al ALF (T4) y de agua únicamente (T1). Se preparó el T4 en base a análisis de macro y micronutrientes de la mezcla sin fermentar (T2). El diseño del primer experimento fue un modelo de bloques al azar, con seis bloques por tratamiento, en donde cada bloque consistía de 9 plántulas. Cada planta fue considerada como una unidad experimental. El experimento tuvo una duración de 5 semanas, en donde se aplicaron los tratamientos semanalmente a partir de los 10 días después de que las plantas emergieran hasta la cuarta semana. En la quinta semana se evaluó la longitud de las raíces, el crecimiento relativo (a partir de la medición de altura en la primera semana de aplicación hasta una semana después de la ultima aplicación), contenido nutricional y biomasa. En el segundo experimento, se utilizaron cuatro bloques, colocados sobre una cama. Cada bloque consistió de cien bolsas, en donde cada bolsa albergó dos plantas, para tener entonces un total de doscientas plantas. Se muestrearon 54 plantas por tratamiento, considerándose cada una de ellas como una repetición diferente. Para este experimento se realizó una variación en cuanto a la frecuencia de aplicación, ya que esta vez las aplicaciones foliares se realizaron dos veces por semana, para tener un total de cuatro aplicaciones en dos semanas. Una semana después de la última aplicación, se evaluó el crecimiento, la longitud de la raíz pivotante, la biomasa total y el contenido nutricional de la misma manera que en el primer experimento. Para analizar los datos obtenidos a nivel de campo y de laboratorio, se utilizó la prueba de Fisher para determinar si hubo o no diferencia significativa entre los tratamientos. Sin embargo, se realizó un filtrado de datos, para las variables “longitud de raíces” y “crecimiento”, en las que cada planta se consideró como una repetición del tratamiento. Esto fue necesario porque algunas plantas mostraron valores extremos, lo cual afecta el análisis estadístico. El filtrado consistió en calcular la media y la desviación estándar de cada tratamiento con los datos iniciales, y establecer un rango con un valor máximo (media + desviación estándar) y un rango mínimo (media - desviación estándar).

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Una vez establecido el rango, se eliminaron los valores que se encontraban fuera de él, y a partir de ello se realizó el análisis de varianza y la prueba de Fisher. Adicionalmente se realizó la prueba de Duncan para establecer si existe una diferencia estadísticamente significativa entre tratamientos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Como producto de la recopilación de la información y de las entrevistas, se determinó que la información que se posee sobre el tema de los ALF es, en la mayoría de los casos, resultado de seminarios, capacitaciones, boletines informativos y de experiencia acumulada por los agricultores. Según los productores entrevistados, la aplicación de los ALF al cultivo es un complemento a la nutrición proveniente del suelo, y que la sola aplicación de los mismos, sin preocuparse de la adición de materia orgánica o abonos al suelo, no surtirá efectos en la producción. Los ALF son utilizados en cultivos de palmito, plantas medicinales, tubérculos, hortalizas, plantas frutales, pastos, forrajes, follajes y flores ornamentales, ya sea aplicándolos a diferentes concentraciones vía foliar o aplicados directamente al suelo. Los materiales más utilizados para la elaboración de los ALF varían de acuerdo a su disponibilidad en la zona, por lo que tienen una composición muy variada. En la segunda fase de la investigación, los análisis de los ALF en el laboratorio no muestran ninguna variación en la concentración de los micronutrientes Cu, Zn, Mn y Fe como efecto de la fermentación. La concentración de P disponible aumentó en un 57 %, probablemente debido a la disminución del pH de la mezcla (de 6 a 4.5), lo que propició un aumento en la solubilidad de la roca fosfórica adicionada. Por otro lado, una posible explicación a la reducción del Ca es que este elemento pudo haber sido quelatado durante el proceso de fermentación (Pirt, 1975). Únicamente los elementos polivalentes con cargas positivas pueden ser quelatados, por lo cual se descarta esta opción para el P y el K. Cuadro 1. Nutrientes disponibles a diferentes momentos de fermentación (letras distintas indican una variación significativa, p0.05) para los cuatro tratamientos. A pesar de que la fermentación de los ALF tuvo un efecto positivo en el

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crecimiento de las plántulas [(altura final - altura inicial) / (altura inicial) x 100 %] en comparación con un AL sin fermentar, no se justifica el uso del mismo ya que pueden obtenerse los mismos resultados al aplicarse una mezcla de sales disueltas en agua (Figura 1). Lo anterior descarta que alguna interacción biológica haya influido en el crecimiento de las plántulas en este experimento.

Crecimiento

50% 45%

a

40% 35%

a a

a

b

b

b

30% T1

T2

T3

T4

Tratamientos

Figura 1. Porcentaje de crecimiento de las plántulas de papaya del Experimento 2 (tratamientos con las mismas letras son iguales estadísticamente, p