Manejo de la Nutrición del Aguacate en Producción Orgánica Dr. Edgardo Federico Hernández Valdés Facultad de Agrobiología “Presidente Juárez” Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Uruapan, Michoacán, México Conferencia impartida en el Segundo Curso Internacional de Actualización Tecnológica “Nutrición y manejo de la copa del aguacate” Uruapan, Michoacán, 22 mayo 2013

Dr. Edgardo Federico Hernández Valdés Ingeniero Agrónomo con especialidad en Fruticultura, Facultad de Agrobiología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Maestría en Ciencias de la Productividad Frutícola, especialidad de Nutrición Vegetal, Facultad de Ciencias Agrotecnológicas, Universidad Autónoma de Chihuahua. Doctorado en Ciencias en Edafología, especialidad en Nutrición Vegetal, Colegio de Posgraduados. Actualmente, es Profesor Investigador en la Facultad de Agrobiología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo y Director del Laboratorio de Diagnóstico Vegetal Ciclus.

Agricultura Orgánica • Es una práctica agroecológica cuyo objetivo es hacer producción agropecuaria imitando lo mas posible la forma en como produce la naturaleza. • Busca el equilibrio entre los cultivos, el hombre y el medio ambiente. Aracibia,L. y P. Bradasic. 2007. Manual de agricultura orgánica para la agricultura familiar campesina en la XII Región de Magallanes. Instituto de Desarrollo Agropecuario, Departamento de Fomento. Punta Arenas, Chile.

Ciclo de nitrógeno N2 Atmosférico Quemas

Fijación simbiótica

N2 N2O

Lluvia NH3

Animales Residuos

Absorción

Estiércol

Fijación no simbiótica

Fijación Industrial

Materia orgánica

Desnitrificación

Volatilización Inmovilización

NO3-

Lixiviación

Mineralización

NH4+ Nitrificación

Fijado en arcillas

NH4 NO3 NO2 N2O

Ciclo de nitrógeno N2 Atmosférico Quemas

Fijación simbiótica

N2 N2O

Lluvia NH3

Animales Residuos

Absorción

Estiércol

Fijación no simbiótica

Fijación Industrial

Materia orgánica

Desnitrificación

Volatilización Inmovilización

NO3-

Lixiviación

Mineralización

NH4+ Nitrificación

Fijado en arcillas

NH4 NO3 NO2 N2O

Lupinus

(Lupinus polyphyllus)

Acumulación de materia seca y

2.5

Cristalina

nitrógeno en plantas de jícama

San Juan

Hoja

2.0

1.5

1.0

(Pachyrhizus erosus)

0.5

5.0

Cristalina

y = -4E-06x3 + 0.0009x2 - 0.0316x + R2 = 0.8218

San Juan

Materia seca ( g planta-1)

4.0

3.0

Contenido de nitrógeno (g)

0.0 2.5

15

30

45

60

75

90

105

120

135

45

60

75

90

105

120

135

45

60

75

90

105

120

135

2.0

Tallo

1.5

1.0

0.5

0.0 15

30

2.5

2.0 2.0 y = -6E-06x3 + 0.0013x2 - 0.0573x + R2 = 0.8728

Raíz

1.5

1.0 1.0

0.5

0.0 0

34

68

101

135

0.0 15

30

Días después de siembra (Meza-Guzmán, 2011)

Concentración de N-NH4 en el suelo (Vicia sativa) Janamargo

Maleza

Testigo

-1

Concentración de N-NH4 (µg g )

40

a

30

20

b

10 c

0 0

31

61 92 Días después de siembra

122

150 (Torres-Ochoa, 2011)

Acumulación de nitrógeno en plantas de Janamargo 12.0 12.0 Parte aérea 9.0

Raiz

-2

6.0

gNm

gNm

-2

9.0

6.0

3.0 3.0

0.0 61

92 Días despues de siembra

Campo

122

0.0 30

61

91

Días después de siembra

Macetas

(Torres-Ochoa, 2011)

Diferencia ente NO3 vía orgánica y química N2 Atmosférico Quemas

Fijación simbiótica

N2 N2O

Lluvia NH3

Animales Residuos

Absorción

Estiércol

Fijación no simbiótica

Fijación Industrial

Materia orgánica

Desnitrificación

Volatilización Inmovilización

NO3-

Lixiviación

Mineralización

NH4+ Nitrificación

Fijado en arcillas

NH4 NO3 NO2 N2O

NO3 vía orgánica N2 Atmosférico Quemas

Fijación simbiótica

N2 N2O

Lluvia NH3

Animales Residuos

Absorción

Estiércol

Fijación no simbiótica

Fijación Industrial

Materia orgánica

Desnitrificación

Volatilización Inmovilización

NO3-

Lixiviación

Mineralización

NH4+ Nitrificación

Fijado en arcillas

NH4 NO3 NO2 N2O

NO3 vía química N2 Atmosférico Quemas

Fijación simbiótica

N2 N2O

Lluvia NH3

Animales Residuos

Absorción

Estiércol

Fijación no simbiótica

Fijación Industrial

Materia orgánica

Desnitrificación

Volatilización Inmovilización

NO3-

Lixiviación

Mineralización

NH4+ Nitrificación

Fijado en arcillas

NH4 NO3 NO2 N2O

Síntesis de la Urea

16

O

H2N-C-NH2

Urea-Fertilizante

Síntesis de la Urea-Fertilizante 2NH3 + CO2

H2N-COONH4 Carbamato

O H2N-COONH4

H2N-C-NH2 + H2O Urea

To 16

O

O

H2N-C-NH-C-NH2

Biuret

Sulfato de Amonio 2NH3 + H2SO4

(NH4) 2SO4

Sulfato de Amonio 2NH3 + H2SO4

(NH4) 2SO4 NH4 NH4

SO4

Sulfato de Amonio 2NH3 + H2SO4

(NH4) 2SO4

Sulfato de Amonio Desmitificación

2NH3 + H2SO4

N2O

NO3

Lixiviación

Nitrificación

(NH4) 2SO4

Volatilización

NH3

Concentración de nitratos en la solución del suelo a 135 cm de profundidad con manejo orgánico, integrado y convencional

Hass, G.; M. Berg and U. Kopke. 2002. Nitrate leaching comparing conventional, integrated and organic agricultural production systems. In: Steenvorden, J.; F. Claessen and J. Willems (Eds). Agricultural effects on ground and surface water Intern. Association of Hydrological Sciences. IAHS Publ. No. 273, Oxfordshire, UK. 131-136.

Rendimiento (t ha-1)de cultivos en tres sistemas de manejo en dos localizaciones durante 1995-1996 Trigo

Remolacha

Centeno

Papas

1995

1996

1995

1996

1995

1996

1995

1996

Convencional

7.8 a

8.5 a

57.7 b

70.6

5.6 a

4.6 a

43.4 a

63.1 a

Integrado

8.3 a

8.5 a

59.1 a

69.3

6.2 a

5.1 a

42.7 a

53.0 b

Orgánico

3.5 b

6.7 b

48.4 b

72.6

2.1 b

3.6 b

35.0 b

46.9 c

MSD Tukey 5%

1.31

1.23

10.27

n.s.

0.95

0.87

4.98

5.77

Hass, G.; M. Berg and U. Kopke. 2002. Nitrate leaching comparing conventional, integrated and organic agricultural production systems. In: Steenvorden, J.; F. Claessen and J. Willems (Eds). Agricultural effects on ground and surface water Intern. Association of Hydrological Sciences. IAHS Publ. No. 273, Oxfordshire, UK. 131-136.

• El rendimiento de los cultivos orgánicos fue menor que el convencional y el integrado. • Comparando la producción de materia seca de cultivos (trigo, remolacha, centeno y papa) en relación a la cantidad de nitrato lixiviado, la eficiencia de producción (kg NO3 ha-1 año-1 lixiviado en relación a t ha-1 año-1) de los sistemas orgánicos fue mayor. Hass, G.; M. Berg and U. Kopke. 2002. Nitrate leaching comparing conventional, integrated and organic agricultural production systems. In: Steenvorden, J.; F. Claessen and J. Willems (Eds). Agricultural effects on ground and surface water Intern. Association of Hydrological Sciences. IAHS Publ. No. 273, Oxfordshire, UK. 131-136.

¿Se reducen la lixiviación de nitratos en huertos orgánicos? • Los huertos orgánicos reciben menos aporte de nitrógeno. • Si el objetivo es mantener el rendimiento del cultivo entre un huerto orgánico y un convencional, deben aplicarse cantidades similares de nitrógeno Kirchmann, H. and L. Bergstom. 2007. Do organic farming practices reduce nitrate leaching?. Comm. Soil Sci. Pant Anal. 32(7-8): 997-1028

¿Se reducen la lixiviación de nitratos en huertos orgánicos? • El reducir la lixiviación de nitratos no es cuestión de manejo de huertos orgánicos o convencionales, mas bien por la aplicación y uso apropiado de las cantidades de nitrógeno.

Kirchmann, H. and L. Bergstom. 2007. Do organic farming practices reduce nitrate leaching?. Comm. Soil Sci. Pant Anal. 32(7-8): 997-1028

Conductividad eléctrica en dos huertos con manejo orgánico y convencional 1.30

1.30

Conductividad eléctrica (dS m-1)

(A)

(B)

1.03

1.03

0.75

0.75

0.48

0.48

Orgánico

0.20

0.20 274 1.30

304

342

19

54

85

120

152

194

235

274

273

304

342

19

54

85

120

152

194

235

273

341

19

55

85

120

152

193

235

273

1.30

(C)

(D)

1.03

1.03

0.75

0.75

0.48

0.48

0.20

0.20 273

A y C Huerto 1. B y D, Huerto 2.

Convencional

303

341

19

55

85

120

152

193

235

A y B a 30 cm de profundidad C y D a 60 cm de profundidad

273

273

303

Días Julianos

(Mendoza, 2011)

Materia Orgánica (%)

Conductividad eléctrica en dos huertos con manejo orgánico y convencional 5.10

5.10

4.20

4.20

3.30

3.30

2.40

2.40

Convencional Orgánico

(A) 1.50

(B) 1.50

274

304

342

19

54

85

120

152

194

235

273

274

5.10

5.10

4.20

4.20

3.30

3.30

2.40

2.40

304

342

19

54

85

120

152

194

(C) 1.50

235

273

(D) 1.50

273

303

341

19

55

85

120

152

193

235

273

273

303

341

19

55

85

120

152

193

235

273

Días Julianos

A y C Huerto 1. B y D, Huerto 2.

A y B a 30 cm de profundidad C y D a 60 cm de profundidad

(Mendoza, 2011)

23

Conductividad eléctrica en dos huertos con manejo orgánico y convencional 23

Temperatura (%)

Convencional 21

21

18

18

16

16

Orgánico

(A)

(B) 13

13 23

274 23

21

21

18

18

16

16

274

304

342

19

54

85

120

152

194

235

273

304

342

19

54

85

120

152

194

(C)

235

273

(D) 13

13 274

304

342

19

54

85

120

152

194

235

273

274

304

342

19

54

85

120

152

194

235

273

Días Julianos

A y C Huerto 1. B y D, Huerto 2.

A y B a 30 cm de profundidad C y D a 60 cm de profundidad

(Mendoza, 2011)

Ciclo del P Fertilizantes Residuos de Plantas y animales

Absorción

Eutroficación

P adsorbido (P lábil)

Fe / Al PO4 CaHPO4

Minerales Secundarios (P no lábil) Minerales Secundarios (P no lábil)

Precipitación

Materia orgánica Mineralización

P en solución

Disolución

Lixiviación

Inmovilización

(P no lábil)

(P lábil)

FER-074

Macronutrimentos

Nutrimento

Micronutrimentos

Roca Fosfórica

Identificación

Nitrógeno

Valor

0.22 %

Fósforo

(P2O5)

29.42 %

Potasio

(K2O)

0.09 %

Calcio

(CaO)

54.15 %

Magnesio (MgO)

0.05 %

P = 12.44 eq kg-1 Ca = 19.34 eq kg-1

2444.77 mg kg

-1

115.45 mg kg

-1

21.74 mg kg

-1

Cobre

9.65 mg kg

-1

Boro

61.04 mg kg

-1

Hierro Manganeso Zinc

Ca3(PO4)2

Hidroxiapatita

En condiciones aeróbicas la degradación de la materia orgánica libera grandes cantidades de CO2 como producto de la actividad respiratoria de los microorganismos y que al reaccionar con el agua y los fosfatos insolubles los transforma en fosfatos solubles así:

Ca3(PO4)2 + 4H2O + 4CO2 Fosfato tribásico

Ca(H2PO4)2. 2H2O + 2CO2 Fosfato dibásico

2Ca(HCO3)2 + Ca(H2PO4)2 Fosfato monobásico.

Ca(HCO3)2 + 2H2O + Ca(H2PO4)2 Fosfato monobásico.

Producción de ácidos orgánicos (bacterias, hongos) Ca3(PO4)2+ 3H2SO4

2PO4-3+ 3CaSO4+ 6H+

Reacción de roca fosfórica Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O

2H3PO4 + 3CaSO4 · 2H2O

Solubilización de roca fosfórica • Dos rocas fosfóricas

• • • • •

Vinaza Acido cítrico Acido acético Acido sulfúrico Agua

Solubilización de roca fosfórica Roca fosfórica 1 Concentración de fósforo (mg L-1)

100000 A. sulfúrico Vinaza A. citríco A. acético Agua

10000

1000

100

10

1 1

2

3 Días después de incubación

4

5

Solubilización de roca fosfórica Roca fosfórica 2 Concentración de fósforo (mg L-1)

100000 A. sulfúrico Vinaza A. citríco A. acético Agua

10000

1000

100

10

1 1

2

3 Días después de incubación

4

5

Producción de Fertilizantes de Potasio • Prácticamente toda la potasa comercial es recuperada en forma de salmueras o de depósitos solubles.

subterráneos

de

materiales

Fuentes de potasio aprobadas y restringidas USDA-National Organic Program (NOP)

• Sulfato de potasio: Permitido si es producido de fuentes naturales (Great Salt Lake, Utah). Su uso no es permitido en ciudades Europeas.

Mikkkelsen. 2007. Managing potassium for organic crop production. Western Nutrient Management Conference. Salt Lake City, UT. 7:111-116.

Salmuera

Evaporación por calor solar

Molienda

Separación

Sulfato de potasio

Sulfato de Potasio Proceso de horno de Mannheim KCl + H2SO4

KHSO4 + HCl

KHSO4 + KCl

K2SO4 + HCl

Fuentes de potasio aprobadas y restringidas USDA-National Organic Program (NOP)

• Cloruro de potasio: Es restringido a menos que provenga de una fuente mineral (Silvita) y que no se someta a ningún tratamiento para remover las sales de sodio.

Mikkkelsen. 2007. Managing potassium for organic crop production. Western Nutrient Management Conference. Salt Lake City, UT. 7:111-116.

Mar muerto NaCl 86

MgCl2 132

CaCl2 35

KCl 11 g L-1

Fuentes de potasio aprobadas y restringidas USDA-National Organic Program (NOP)

• Sulfato de potasio + sulfato de magnesio. (Langbeinita). Es permitido en forma cruda, molido y sin cualquier modificación o purificación.

Mikkkelsen. 2008. Managing potassium for organic crop production. Better crops. 92(2):26-29.

Minerales ricos en potasio Nombre Cloruros

Sulfatos

Micas

K2O (%)

Silvita

KCl

63.1

Carnalita

KCl – MgCl2 – 6 H2O

17.0

Alunita

K2[Al(OH)2]6(SO4)4

11.4

Polihalita

K2SO4-MgSO4-2CaSO4-2H2O

15.5

Langbeinita

K2SO4-2MgSO4

22.6

KNO3

46.5

Leucita

KAl(SiO3)

21.4

Feldespatos - Ortoclasa

KAlSi3O8

16.8

Moscovita

H2KAl3(SiO4)3

11.8

Biotita

(H2K)2(Mg2 Fe)2Al2(SiO4)3

Nitratos Silicatos

Composición

6.2 – 10.1

Nitrato de Potasio

• En Chile en los desiertos de Atacama y Tarapacá, se encuentran los depósitos más grandes de nitratos de potasio.

Nitrato de Potasio KCl + NH4NO3

KNO3 + NH4Cl

KCl + NaNO3

KNO3 + NaCl

KCl + 2HNO3

KNO3 + HCl

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE MATERIALES ORGÁNICOS LÍQUIDOS UTILIZADOS EN LA FRANJA AGUACATERA DE MICHOACÁN, MEX.

Edgardo Federico Hernández Valdés Verónica Aguilera Taylor Rosa Elena Pérez Sánchez Ana Tztzqui Chávez Bárcenas Pedro Antonio García Saucedo

Frecuencia relativa (%)

40

35.6 %

30

20

10

0 1

3.0

2

4.7

3

6.3

4 8.0

5 9.6

6 11.3

7

pH

5.5 – 8.5 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

Frecuencia relativa (%)

40

35.6 %

30

20

10

0 1

3.0

2

Supermagro Lixiviados de vermicompostas

4.7

3

6.3

4 8.0

5 9.6

pH

6 11.3

7

Lixiviados de compostas vermicompostas

5.5 – 8.5 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

43.1 %

Frecuencia relativa (%)

44

33

22

11

0 1 10.4 2 20.6

3 30.8

4 41.0

5 51.2

6 61.4

7

Conductividad Eléctrica (dS m-1)

< 4.0 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

43.1 %

Frecuencia relativa (%)

44

33

22

11

0 1 10.4 2 20.6 Lixiviados de compostas y vermicompostas

3 30.8

4 41.0

5 51.2

Conductividad Eléctrica (dS m-1)

6 61.4

7

Lixiviados de vermicompostas Te de composta

< 4.0 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

61.6 %

Frecuencia relativa (%)

62

47

31

16

0 1

1.6

2

3.1

3 4.7

4 6.2

5 7.8

6 9.3

7

Materia Orgánica (%)

20 – 50 % (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

Frecuencia relativa (%)

66

59.7 %

50

33

17

0 1

1.6

2

3.2

3

4.8

4

6.3

5 7.9

6 9.5

7

Nitrógeno total (g L-1)

10 – 40 g L-1 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

Frecuencia relativa (%)

66

59.7 %

50

33

17

0 1

1.6

2

Lixiviados de vermicompostas 0.07 – 0.09 g L-1

3.2

3

4.8

4

6.3

5 7.9

Nitrógeno total (g L-1)

6 9.5

7

Lixiviados de vermicompostas Te de composta

10 – 40 g L-1 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

Frecuencia relativa (%)

66

87.7 %

50

33

17

0 1 10.4 2 20.6

3 30.8

4 41.0

5 51.3

6 61.5

7

Relación C/N

< 20 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

Frecuencia relativa (%)

66

87.7 %

50

33

17

0 1 10.4 2 20.6 Lixiviado de composta y guano de murciélago

3 30.8

4 41.0

5 51.3

Relación C/N

6 61.5

7

Fermento de cáscara de café

< 20 (NMX-FF-109-SCFI-2008) Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

Conclusiones • Las características químicas de los materiales orgánicos líquidos colectados en la franja aguacatera de Michoacán, México, son muy contrastantes debido al tipo de materia prima utilizada y a su forma de preparación.

Hernández et al, 2011. Características químicas de materiales orgánicos líquidos utilizados en la franja aguacatera de Michoacán, Mex. Memorias del XXVI Congreso Nacional de la Ciencia de Suelo. Campeche, Campeche, Mex.

pH y salinidad de cinco vermicompostas producidas por E. foetida. pH

Salinidad mS cm-1

Doméstico

8.2 b

1.3 b

Estiércol

7.8 c

0.3 d

Banano

9.0 a

1.5 a

Ornamental

7.8 c

0.6 c

Broza de café

6.9d

0.3 d

Vermicomposta

Las columnas con la misma letra son similares de acuerdo a la prueba de Tukey a p