Manual teórico-práctico

Los Biofertilizantes y su uso en la Agricultura SAGARPA-COFUPRO-UNAM

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Elaboración y edición: Dra. Esperanza Martínez Romero. Dra. Martha G. López Guerrero. Dr. Ernesto Ormeño Orrillo. Q. A. Carlos Moles.

Colaboradores en la elaboración del contenido: M. en C. César Fernando González Monterrubio. Dr. Miguel Ángel Ibarra Rodríguez. Ing. Artemio Campos Hernández.

Agradecimientos: Por la revisión del documento y sus cometarios, al Dr. Marcel Morales Ibarra y a la C. Dra. Shamayim Tabita Ramírez Puebla.

Índice 1. Presentación .................................................................................................... 5 2. Suelo: formación e importancia en la Agricultura ....................................... 7 3. Movimiento y transformación de los elementos químicos

entre los seres vivos y el ambiente ............................................................... 13

4. Fertilizantes químicos ...................................................................................... 15 5. Los microorganismos del suelo y su aprovechamiento en Agricultura ..... 18 6. Los Biofertilizantes ........................................................................................... 21 6.1 Los microorganismos utilizados como Biofertilizantes .......................... 22 6.2 Otros productos orgánicos o mejoradores de suelo .............................. 23 6.3 Elementos de etiquetado de los biofertilizantes ...................................

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6.4 Manejo y aplicación de los biofertilizantes ............................................

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6.5 Problemas comunes y recomendaciones ............................................... 30 7. Equipo y técnicas agronómicas más empleadas ........................................... 32 8. Establecimiento de parcelas demostrativas y experimentales .................... 33 9. Reflexión final .................................................................................................... 35 10. Referencias Bibliográficas .............................................................................. 36 Índices de figuras y cuadros ................................................................................. 39 Anexo 1. Formatos para el seguimiento de parcelas demostrativas ............... 40 Anexo 2. Día de campo ......................................................................................... 43

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Objetivo 4

El presente manual está diseñado para que el agricultor adquiera conocimientos generales de los microorganismos que promueven el crecimiento vegetal, así como de los mecanismos biológicos involucrados en este proceso. Además, es una guía práctica con las herramientas necesarias para la identificación, selección, manejo y aplicación de los Biofertilizantes como parte integral de los sistemas de producción agrícola.

Presentación ¿Por qué es importante cambiar la manera en que se hace Agricultura? De acuerdo a la Organización para las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) los dos principales retos a cumplir en el futuro son: eliminar el hambre y la pobreza del mundo. La Agricultura tiene un papel muy importante para que se cumplan estos objetivos. Sin embargo, la demanda de alimentos en el mundo aumenta, mientras que los dos recursos primordiales en Agricultura, el suelo y el agua se pierden rápidamente. Por ello, la Agricultura debe ser una actividad que conserve el suelo y mejore las condiciones de aquellos que ya se han degradado y que no se desmonten1 los sistemas vegetales para generar más tierra cultivable, pues son estos los que permiten captar el agua. Es fundamental que la Agricultura sea una actividad que pueda realizarse por muchos años, de manera sustentable, es decir, que no agote los recursos naturales de los que depende, que genere buenos rendimientos e ingresos a los productores para que tenga beneficios sociales y económicos, que produzca alimentos de calidad y que no tenga efectos negativos en el ambiente. La Agricultura denominada Intensiva es aquella en la que se utilizan insumos para generar buenos rendimientos y donde se siembra un solo cultivo por muchos periodos. Este sistema tiene sus limitantes desde el punto de vista económico pues los costos de producción son elevados, desde el punto de vista ambiental tiene efectos negativos que serán detallados más adelante en el capítulo 4, dedicado a los fertilizantes químicos.

Desmontar: cortar los árboles y quitar la vegetación de un monte o de un bosque.

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Existen alternativas a la Agricultura intensiva como la Agricultura de Conservación2, la Agricultura Ecológica y la Agroforestería3, en éstas se proponen diferentes caminos para mejorar y conservar la calidad del suelo que ya se usa para sembrar y de esta manera lograr que la producción y los rendimientos sean buenos bajo las condiciones climáticas de cada región. Se proponen estrategias como la labranza mínima o labranza cero y la incorporación de materia orgánica al suelo, dejando residuos de la cosecha anterior u otro tipo de suplementos. Se propone también el uso de plantas perennes como árboles o arbustos, así como la rotación de cultivos. Como alternativa al control de plagas con productos químicos en la Agricultura intensiva se encuentran propuestas para controlarlas de manera natural utilizando microorganismos mediante un mecanismo llamado “Control Biológico”. La Agricultura Ecológica es un sistema agrícola que trata de imitar a la naturaleza, en dónde los nutrientes se regeneran ciclo con ciclo y son absorbidos por la planta lentamente, sin añadir fertilizantes químicos. La Agricultura se vuelve parte de los ciclos naturales, como el del nitrógeno y del agua, pues la existencia de cobertura vegetal constante permite que el agua no se pierda del suelo. En este sistema las plantas se desarrollan bien, son menos propensas a plagas, tienen mejor sabor, son más nutritivas y se conservan mejor durante el almacenamiento. Además, se requiere menos energía en comparación con la Agricultura convencional o intensiva pues disminuye el uso de máquinas para labranza y para la aplicación de insumos, lo que genera una disminución en los costos.

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En México tenemos ejemplos de sistemas de producción tradicionales usados desde antes que los españoles llegaran a América como las Milpas4 y las Chinampas5. Son sistemas sostenibles por sí mismos, no dependen de agroquímicos y no tienen efectos negativos en el ambiente. Se aprovechan mejor los recursos del suelo, aire y agua. Desafortunadamente, estos sistemas se usan cada vez menos en nuestro país. Una estrategia para aumentar el rendimiento de los cultivos y mejorar el suelo es el uso de microorganismos6 que se asocian a las plantas y son capaces de promover su crecimiento, denominados Biofertilizantes o Inoculantes. En este manual se presentan algunos conceptos importantes asociados al uso de esta tecnología, los fundamentos biológicos y una Guía Práctica de cómo implementar el uso de estos seres vivos en beneficio del agricultor y del ambiente. De acuerdo al Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) la Agricultura de conservación está basada en tres principios: Remoción mínima del suelo sin labranza; cobertura del suelo con los residuos de la cosecha anterior, con cultivo de cobertura o ambos; rotación de cultivos para evitar plagas, enfermedades y diseminación de malezas. 3 Agroforestería: También se le llama Agrosilvicultura, es un sistema de producción en el que se integran árboles, pastos o forraje, ganado para generar un sistema auto sostenible y productivo. 4 Milpa: Sistema agrícola tradicional cuya triada básica es el frijol creciendo sobre el tallo del maíz y la calabaza. En ocasiones se puede sembrar chile y otras hortalizas, así como árboles frutales, 5 Chinampa: Es un sistema de agricultura tradicional, basado en balsas hechas de troncos y varas cubiertas de tierra mezclada con materia orgánica que flotan sobre cuerpos de agua como lagos y lagunas. En este se siembran hortalizas y flores principalmente. 6 Microorganismos: Los microorganismos o microbios son seres vivos microscópicos, es decir que no se pueden observar a simple vista, e incluyen a las bacterias y a los hongos. 2

2. Suelo: formación e importancia en la Agricultura Para que se forme el suelo es necesario que pasen millones de años, sin embargo, puede perderse en poco tiempo, si no existe vegetación o materia orgánica que lo cubra éste será arrastrado por el agua y el viento. El suelo se forma por la acción de diferentes fuerzas (químicas, físicas y biológicas) sobre la materia que le da origen, que es la roca basal. El suelo es un sistema dinámico que se encuentra en continua transformación. En la Figura 1 se muestra de manera resumida cómo ocurre este proceso. Las fuerzas biológicas se refieren a la acción de todos los organismos que viven en él. Microorganismos como hongos y bacterias ayudan en la formación de suelo degradando las rocas y produciendo gomas que le dan estructura. Posteriormente, otros organismos como los líquenes y musgos colonizan la roca facilitando en el proceso de formación del suelo. Más adelante, otros organismos como lombrices, plantas arbustivas y árboles lo colonizarán y el suelo seguirá formándose. El suelo está formado tanto por la parte superficial como por la parte profunda que llega hasta la roca basal, que es la fuente de minerales. La parte superficial del suelo también se forma porque otro suelo se ha transportado desde otros sitios al ser arrastrado por el agua o por el viento, es decir, por la erosión. Cuando se cava en el suelo se pueden ver diferentes niveles llamados “horizontes”, que componen al suelo. En la Figura 2 se puede ver un ejemplo, con una clasificación general de los horizontes. El suelo tiene una diversidad de pequeños sitios que son muy variables, se ha dicho que un centímetro de suelo es diferente al centímetro aledaño y que un gramo de suelo puede contener miles o millones de especies de microbios. Existe una gran diversidad de suelos, éstos son diferentes en su textura, porcentaje de materia orgánica, capacidad de retención de humedad, minerales, tamaño de las partículas que lo forman entre otras características. El suelo está compuesto por tres fases: acuosa (agua), gaseosa (aire) y sólida. La parte sólida está compuesta por dos tipos de compuestos, la materia orgánica y los compuestos inorgánicos. De manera general, un suelo agrícola tendrá entre 15-35% de agua, 1-5% de materia orgánica (un suelo muy fértil), un 45% aproximadamente de minerales y el resto será aire. La parte inorgánica, en forma de arcillas, contiene minerales que aportan nutrientes a las plantas, en ellas se encuentran compuestos capaces de interactuar con el agua en el suelo. Las arcillas se componen de aluminosilicatos, con los elementos silicio, aluminio y oxígeno en su mayoría, pero también sodio, potasio, calcio, hierro, magnesio en menor proporción.

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Los dos elementos más abundantes en el suelo son oxígeno (aproximadamente el 45%) y silicio (aproximadamente el 27%), el resto corresponde a más de 90 elementos como aluminio (8%), hierro (5%), calcio (3%), sodio (3%), potasio (2.5%) y magnesio (2%). Las plantas dependen de los minerales del suelo para vivir y son tomados a través del agua, pues algunos son capaces de disolverse en ésta y así son transportados al interior de las plantas. Otros minerales se encuentran en formas no solubles en la materia orgánica y en la parte inorgánica del suelo y para ser tomados por las plantas requieren ser solubilizados mediante un proceso de “intercambio catiónico” en formas solubles. En el suelo hay procesos físicos y químicos que permiten la solubilización de los minerales, pero también hay procesos biológicos como los que se mencionarán en el capítulo 5. Cada suelo es distinto, y las partículas que lo forman son de tamaños y texturas distintas. De acuerdo al tamaño de las partículas, se clasifican en arcilla (partículas menores de 0.002 mm), limo (0.002-0.05 mm), arena (0.05-2 mm) y grava (partículas mayores a 2 mm) y estás pueden estar en diferente porcentaje en cada suelo y de eso dependerá las características del suelo. Respecto al agua, aire, materia orgánica y minerales, Cada suelo tendrá un porcentaje diferente de agua y aire, materia orgánica y minerales y diferentes porcentajes de partícula, lo que le dará al suelo diferentes propiedades de porosidad, estructura, permeabilidad, densidad.

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B. Material originario En este momento de la formación del suelo ya hay más materia orgánica, pero la capa superior es muy delgada. La roca se fragmenta por acción del agua, viento, temperatura y la actividad biológica. Las plantas que viven en este suelo, son pequeñas: arbustos y pastos . Se encuentran mayor número de animales.

A. Roca Basal El agua de la lluvia llega al suelo y se lixivia hacia los cuerpos de agua subterráneos. La desintegración y descomposición de la roca basal se denomina meteorización y se lleva a cabo por la acción de fuerzas físicas (agua, cambios de temperatura), químicas (oxidación, hidratación, carbonatación, etc) y biológicas. Las primeras plantas que colonizan el suelo en formación son pequeñas como musgos y helechos. Además de hongos y bacterias que son muy importantes en este proceso.

B

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C. Suelo joven La capa superficial de suelo aumenta en tamaño y el contenido de materia orgánica también. Se pueden ver plantas más grandes y los fragmentos de la roca original son cada vez más pequeños y más profundos. Se encuentran bacterias, hongos y un mayor número y tipo de animales viviendo en él.

D. Suelo maduro El suelo está completamente formado y la capa superficial de suelo es mayor, así como el contenido de materia orgánica. Se pueden ver plantas de mayor tamaño y las raíces de está a mayor profundidad, llegando incluso a la roca basal. En este suelo viven animales, plantas, bacterias y hongos y otros microorganismos.

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Figura 1. Formación del suelo. El proceso de formación de suelo es diferente en cada caso, dependiendo del material que le dará origen (roca basal) y de los procesos físicos, químicos y biológicos involucrados.

Los hongos y las bacterias descomponen la materia orgánica. Las sustancias húmicas o humus7 son un producto final de la degradación de la materia orgánica, estos compuestos mejoran la calidad del suelo y por tanto la producción agrícola. Además de los productos de degradación, se incorpora más materia orgánica al suelo porque plantas y microorganismos depositan productos de su metabolismo. La materia orgánica del suelo es muy importante para la nutrición de las plantas porque aporta nutrientes a éstas, pero además es importante para darle algunas propiedades al suelo, como la retención de la humedad. La materia orgánica aumenta la porosidad en el suelo lo que permite que las raíces penetren y aumente la aireación. Además se regula la temperatura, protegiendo al suelo del frio y del calor excesivo, por lo que las plantas en etapas tempranas del cultivo serán menos frágiles ante las heladas y el calor excesivo durante la sequía. La materia orgánica permite que los microorganismos en el suelo se reproduzcan y sobrevivan. La pérdida de materia orgánica en un suelo es fácil de identificar, será de color obscuro cuando tiene un porcentaje alto de materia orgánica y será cada vez más claro conforme ésta se vaya perdiendo. Sustancias húmicas o humus: Son una parte de la degradación completa de la materia orgánica y es lo que confiere el color obscuro al suelo. Son muy estables en el suelo y pueden permanecer por años dando nutrientes a los organismos del suelo, como las plantas.

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Horizonte O: Lecho. Capa superficial donde se encuentra la materia orgánica parcialmente descompuesta, como la hojarasca y restos de animales.

Horizonte O

Horizonte A0-1: Humus. En este horizonte se encuentra la materia orgánica completamente descompuesta.

Horizonte A0-1

Horizonte A2: Zona de lavado o eluvial, (sometida a lavado sucesivo por acción de la lluvia).

Horizonte A2

Horizonte B: Zona enriquecida o iluvial, acumulación de sustancias por el lavado del horizonte A2 También se denomina subsuelo.

Horizonte B

Horizonte C. Material originario, este horizonte puede ser de tamaño variable, dependiendo del suelo y de su proceso de formación.

Horizonte C

Lecho rocoso, se encontrará a distancia variable de la superficie dependiendo del suelo y de su proceso de formación.

Lecho rocoso

Figura 2. Perfil del suelo. Cuando se cultiva un suelo que no ha sido manejado antes y que conserva la vegetación original, los horizontes superiores son los que forman la parte del suelo arable. El arado destruye el orden los horizontes originales del suelo. Dependiendo del grosor de cada horizonte, la capa arable estará compuesta por parte del horizonte A (cuando es muy profundo), todo el horizonte A o el horizonte A y el B. Con algunas prácticas agrícolas, las tierras cultivadas se erosionan alterando más los horizontes del suelo, ocasionando que la capa superficial vaya desapareciendo y con ello los nutrientes así como el soporte para las plantas.

Es muy importante conservar el suelo para mantener la productividad, pues cuando la capa superior se pierde hay menor retención de agua y las raíces ya no tienen soporte, se pierde la materia orgánica, el nitrógeno, el fósforo y otros elementos y nutrientes. El suelo que queda se endurece y las raíces no pueden entrar más profundamente, lo que les impide tomar más recursos. El resultado final es un rendimiento sumamente bajo. (Ver figura 3). Para evitar que el suelo se elimine, se debe mantener vegetación en él, usando árboles o cultivos perennes, con rotación de cultivos o bien, dejando residuos de la cosecha anterior, el objetivo es que siempre haya una cobertura vegetal en el suelo agrícola. La rotación de cultivos, además de conservar el suelo tiene otras ventajas: permite un manejo integral de plagas, pues se rompen los ciclos de vida de los patógenos y plagas que afectan los cultivos.

A. Endurecimiento del suelo El endurecimiento del suelo es una forma de degradación considerada grave, y ocurre generalmente debajo de la superficie. A diferencia de la salinización y la erosión no es visible a simple vista. Con el endurecimiento del suelo, se va perdiendo la capa superficial y se forma una capa dura que las raíces no pueden penetrar, es entonces cuando se puede ver que el enraizamiento comienza a ser deficiente, y esto se verá reflejado en plantas de menor tamaño, pues cada vez habrá una menor cantidad de nutrientes que puedan tomar. El endurecimiento del suelo es un problema mundial causado por prácticas de agricultura convencional, es reversible y previsible y por tanto se pueden tomar medidas para evitarlo.

A.

Capa del suelo endurecida.

B.

B. Erosión La erosión ocasiona que se pierda la capa de suelo superficial, por lo que se pierde el suelo que puede sembrarse. Es causada por lluvias torrenciales y la pendiente prolongada. Se hace más grave cuando no hay vegetación, por deforestación o en suelos agrícolas por la ausencia de cobertura.

C.

C. Salinización El exceso de sales origina que las plantas no puedan crecer en el suelo. Es ocasionada por diferentes factores que pueden ser naturales o provocados por el hombre. Entre los factores naturales se encuentran: una película de agua que circula sobre la superficie y arrastra el suelo, invasión de agua marina (aunque es raro), agua que sube del subsuelo y lleva consigo sales, un drenaje deficiente del suelo que origina acumulación de sales. Las actividades humanas que originan salinización son los fertilizantes químicos y el riego con agua alta en sales.

Figura 3. Procesos de degradación del suelo. Existen diferentes procesos de degradación del suelo, en esta figura s e muestra el endurecimiento, la erosión y la salinización.

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La Agricultura debe conservar los suelos y mantener los sistemas que captan agua, como los bosques y selvas, para que sea una actividad que pueda realizarse por un tiempo largo con beneficios para el agricultor durante todo ese tiempo.

Cuadro 1.

Degradación del suelo en México

De acuerdo a la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales, SEMARNAT, en el 2002, aproximadamente el 45% del suelo en México presenta muestras aparentes de degradación, las principales causas son:

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– Agricultura 17.5% – Deforestación (pérdida de la cobertura vegetal original como bosques y selvas) 7.4% – Urbanización (construcción de ciudades, carreteras) 1.5% – Actividades industriales 0.5%

Cuadro 2.

Deforestación en México

En México se pierde cada vez más la cobertura vegetal (deforestación), los bosques y selvas, vitales para el mantenimiento de la vida y para la captación de agua (ciclo del agua). De acuerdo a la SEMARNAT, en el 2002, las causas de la deforestación son los incendios forestales, que se originan por:

Actividades agropecuarias Intencionalmente Fogatas Fumadores Actividades silvícolas (cuidado de

cerros y montes, producción forestal)

Derechos de vía Otras actividades productivas

48% 17% 16% 8% 3% 1% 1%

3. Movimiento y transformación de los elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente Al movimiento y transformación de los elementos químicos (nitrógeno, fósforo, carbono, calcio, sodio, azufre, entre otros) entre los seres vivos y el ambiente (suelo, aire, agua) se denomina “Ciclo biogeoquímico”. En la Figura 4 se puede ver como ejemplo el Ciclo del Agua y el Ciclo del Carbono. El suelo es parte de estos ciclos y no es solamente un lugar para crecer los cultivos. En él se realizan procesos biológicos muy complejos como la conversión de nutrientes y como ya se ha dicho, viven en él seres microscópicos como bacterias y hongos, además de otros organismos como lombrices, escarabajos y gusanos. Todos participan activamente en los ciclos que permiten el movimiento de elementos y nutrientes.

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Figura 4. Movimiento y transformación de los elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente. Ciclo del agua y del carbono. Los elementos del ambiente son incorporados por los organismos durante su vida y al terminar su ciclo son depositados al ambiente nuevamente, al suelo o al agua. Los elementos se volverán a incorporar a otros organismos, cumpliendo así un ciclo. Existen diferentes elementos que pasan del ambiente a los seres vivos como el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre. En general, el movimiento de los nutrientes en los seres vivos va desde los microorganismos a las plantas, de los microorganismos a los animales y de las plantas a los animales. Los organismos toman los elementos del aire: la bacterias fijadoras de nitrógeno y las plantas toman carbono. Otros organismos toman nutrientes del suelo: los hongos micorrícicos toman fósforo, y las plantas toman agua y minerales.

El aire que respiramos es aproximadamente 78% nitrógeno, 21% oxígeno y el resto es vapor de agua, ozono y otros gases como argón, partículas sólidas como el polvo o el polen de las plantas. El Ciclo del Nitrógeno (que puede verse en la Figura 5) es un ejemplo en donde las bacterias juegan un papel fundamental, pues son capaces de tomar el nitrógeno del aire mediante un proceso denominado “Fijación biológica de nitrógeno”. Es muy importante decir que cuando hay concentraciones de nitrógeno altas en el suelo, como cuando se fertiliza en exceso, la fijación de nitrógeno disminuye o se inhibe. En el suelo, el nitrógeno es transformado por varios procesos como la amonificación (¡¡no confundir con momificación!!), que es la liberación de nitrógeno en forma de amonio a partir de sustancias orgánicas; y la nitrificación, que es la conversión de amonio en nitratos. (Ver la Figura 5). El nitrógeno es el elemento más limitante para el crecimiento vegetal tanto en ambientes naturales como para la producción agrícola. El nitrógeno es fundamental para todos los seres vivos, pues sin él no se podrían formar las proteínas. Sin proteínas, ni las plantas ni las personas podrían crecer.

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Figura 5. Movimiento y transformación de los elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente. Ciclo del nitrógeno 1. Nitrógeno en el aire en forma gaseosa (N2). 2. Producción de nitratos en el suelo por los relámpagos. 3. Las bacterias en asociación con plantas leguminosas (por ejemplo, Rhizobium y frijol), toman el nitrógeno del aire y lo transforman para que las plantas puedan incorporarlo a sus tejidos y así los animales al comerlas lo incorporen a sus proteínas y otros compuestos. (Ver ejemplo en la figura 9). 4. Incorporación de nitrógeno por fertilizantes químicos.

5. Las bacterias que participan en la descomposición de los tejidos de animales y plantas muertos, incorporan nitrógeno al suelo en forma de amonio. 6. Volatilización, el nitrógeno en formas gaseosas es liberado del suelo hacia la atmósfera. 7. Pérdida de nitratos por lixiviación que serán transportados a cuerpos de agua subterráneos y posteriormente a cuerpos de agua en la superficie como lagos y el mar. 8. Liberación de nitrógeno en forma de gas desde el mar, lagos y lagunas.

4. Fertilizantes químicos Después de que terminara la Segunda guerra mundial (Finales de 1945) se buscó una manera de producir alimentos en suficiente cantidad para la población mundial. En 1940, surge en Estados Unidos surge un modelo de producción, llamado Revolución Verde. Es un modelo de Agricultura intensiva que tiene la finalidad de aumentar los rendimientos de los cultivos, en el que se siembran monocultivos y se usan insumos agrícolas como los fertilizantes químicos, plaguicidas y herbicidas. Ahora se sabe que los agroquímicos tienen efectos nocivos tanto para la salud de las personas como para el ambiente. Es verdad que los fertilizantes químicos y en general, los insumos agrícolas, aumentan la productividad agrícola en los primeros años que se usan, sin embargo, se sabe que la productividad no se sostiene por mucho tiempo. El uso de fertilizantes nitrogenados en el mundo aumenta año tras año (ver Figura 6) y su precio también se incrementa, esto es debido a que el petróleo es fundamental para su elaboración, tanto como materia prima como la energía derivada de éste. Hace 30 años México producía los fertilizantes químicos que usaba, sin embargo ahora se importan más de la mitad. Considerando que las reservas de petróleo se están agotando y que su precio se elevará cada año, y que la demanda de fertilizantes aumenta cada año, se espera que también el precio de los fertilizantes aumente en un mediano y largo plazo.

Figura 6. Uso de fertilizantes químicos a nivel mundial de acuerdo a la FAO. En América se consume el 23% de los fertilizantes en el mundo. En Estados Unidos de Norteamérica se consume el 13% y en Latinoamérica el 10% restante.

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El nitrógeno en el suelo tiene un índice de asimilación muy bajo por los cultivos. Del total de nitrógeno que se incorpora al suelo, dependiendo del manejo y del tipo de fertilizante aplicado, más del 50% (hasta el 80%) es perdido del suelo por la lixiviación (lavado por el agua hacia el subsuelo). Se lavan el nitrato orgánico o formas de nitrógeno orgánico que se pueden disolver en agua. El nitrógeno se pierde también por la volatilización de los gases que se producen en el suelo, amonio (NH4+), óxido nítrico (NO), óxido nitroso (N2O) y N2 (que es la forma en la que se encuentra en el aire) (ver la Figura 7). Parte del nitrógeno no utilizado termina en ríos, lagos y mares causando la eutrofización de los mantos de agua, lo que significa que aumentan las concentraciones de nutrientes. La eutrofización provoca que algunos tipos de organismos crezcan de más, como algunas algas que crecen tanto que no dejan pasar la luz a través del agua, lo que limita la producción en estuarios (sitio dónde se une un río con el mar) y costas, el resultado es que hay poca o nula producción pesquera. En sistemas terrestres, los pastos invadirán la tierra pues no hay limitante de nutrientes como el nitrógeno. En la Figura 7 se puede ver cómo ocurre la eutrofización y sus efectos en el ambiente.

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1. Aumenta nitrógeno y fósforo proveniente del suelo y agua contaminadas. 2. El crecimiento de microorganismos como plancton (marea roja) y algas, evita el paso de luz, por lo que plantas acuáticas y otros organismos que usan la luz para vivir y producen oxígeno (fotosintetizadores) mueren. 3. El oxígeno, para muchos organismos marinos como los peces es muy importante, así como lo es para el humano, por lo que si no hay oxígeno también mueren.

Figura 7. Contaminación por Nitrógeno y Fósforo. El aumento en la concentración de nutrientes más allá de lo normal en un ambiente como el agua (también puede ser el suelo), se denomina eutrofización. En este caso el aumento de la concentración de nitrógeno y fósforo (parte por todo el fertilizante químico que no es utilizado en los suelos agrícolas y que llega hasta el agua) es contaminante, pues causan un desequilibrio ecológico.

El consumo de agua con cantidades altas de nitratos tiene efectos en la salud de las personas. Los niños menores de 6 meses de edad desarrollan una enfermedad (metahemoglobinemia) que ocasiona que no puedan respirar y se vean de color azul. Algunos datos científicos han asociado el consumo de nitratos al desarrollo de algunos tipos de cáncer en humanos. Los productos transformados de los fertilizantes nitrogenados que se liberan como gases, tienen efectos negativos en el ambiente. En el caso del óxido nítrico (NO) los efectos son locales, provocando por ejemplo, lluvias ácidas. Los efectos del óxido nitroso (N2O) son globales, pues este es un gas de invernadero que causa un aumento de la temperatura global en el planeta y contribuye al cambio climático. Este gas también es responsable de romper el ozono que nos protege de los rayos ultravioleta. En la figura 8 se puede ver ejemplificado el efecto invernadero. Los fosfatos de los fertilizantes químicos también son responsables de la contaminación ambiental y se han asociado a la proliferación de unas bacterias muy antiguas en el planeta tierra, las cianobacterias, que pueden producir toxinas de alto riesgo para la salud. El consumo de estas toxinas en el agua se ha asociado a enfermedades nerviosas de gravedad semejantes al Alzheimer (pérdida de la memoria). 1. El sol emite energía que atraviesa los gases de la atmósfera y llega al suelo (capa de gases sobre la tierra). 2. Los gases de invernadero como el dióxido de carbono y oxido nitroso forman una capa en la atmósfera. 3. Los gases de invernadero no permiten que la energía del sol regrese a la atmósfera y el calor se acumula entre esta capa y el suelo, lo que provoca calentamiento de la tierra originando el Cambio climático. 4. Algunos gases de invernadero destruyen el ozono, un gas que protege a la tierra de algunas ondas dañinas del sol como los rayos ultravioleta que pueden originar cáncer en la piel en las personas.



Figura 8. Cambio climático. Efecto invernadero.

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5. Los microorganismos del suelo y su aprovechamiento en la Agricultura ¿Cómo es que un microorganismo me ayuda a tener plantas más sanas y nutridas? Existen microorganismos que viven en el suelo y algunos de ellos tienen la habilidad de promover el crecimiento de las plantas porque proporcionan nutrientes como nitrógeno, fósforo y hierro. En la Figura 9 se puede ver de manera general cómo ocurre este proceso. El proceso por el que los microbios pueden asimilar el nitrógeno gaseoso de la atmósfera se llama Fijación biológica de nitrógeno y es una versión natural de la producción industrial de fertilizantes (ver la Figura 5). Los microbios que realizan este proceso se pueden ver como pequeñas fábricas de fertilizantes nitrogenados. Algunas de estas bacterias fijadoras de nitrógeno viven en estrecha relación con plantas y pueden proporcionarles nitrógeno haciendo que estas dependan menos del nitrógeno del suelo o de los fertilizantes químicos con nitrógeno. Las bacterias más conocidas que tiene esta capacidad se asocian a plantas leguminosas y se llaman “rizobios”. Los nódulos fijadores de nitrógeno que forma Rhizobium con el frijol, se pueden ver en la Figura 10.

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Figura 9. Promoción de crecimiento vegetal por parte de los microorganismos. Existen microorganismos que pueden proporcionar nitrógeno (rizobios), solubilizar el fósforo (micorrizas) y aportar hierro a las plantas

El fósforo es un nutriente que puede ser abundante en el suelo pero que no es fácilmente disponible para las plantas porque se encuentran en formas insolubles que no se pueden utilizar. Existen microorganismos llamados “solubilizadores de fosfatos” que tienen la habilidad de producir sustancias ácidas que liberan el fósforo de los minerales del suelo y así este nutriente ya puede ser absorbido por las plantas. Los microorganismos más conocidos que tienen esta capacidad son hongos llamados “micorrizas” pero también hay bacterias que viven asociadas a las plantas que pueden solubilizar fosfatos. En las Figuras 9 y 11 se puede ver una ejemplificación de este fenómeno.

A. Nódulos de frijol.

B. Acercamiento de nódulos de frijol. Figura 10. Nódulos de frijol

El hierro es otro nutriente que también suele encontrarse en formas insolubles y no disponibles para los vegetales en el suelo. Algunos microorganismos producen y liberan unas sustancias llamadas “sideróforos” que unen muy fuertemente al hierro, luego estos complejos sideróforo-hierro son absorbidos por las raíces de las plantas. Ver las Figuras 9 y 11.

Figura 11. Acciones de los microorganismos en el suelo para liberar nutrientes. Solubilización de fosfatos y producción de sideróforos.

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Otra forma en la que los microorganismos pueden favorecer el crecimiento de las plantas es mediante la producción de hormonas vegetales, como las auxinas. Estas sustancias promueven el crecimiento de las raíces de las plantas, lo que permite que puedan absorber más agua y nutrientes del suelo. En la Figura 12 se puede ver una representación de cómo las hormonas producidas por los microorganismos aumentan el tamaño de las raíces de las plantas. Cuando las plantas sufren algún tipo de estrés liberan una hormona llamada etileno, hay algunos microorganismos que producen sustancias capaces de disminuir la producción de etileno en las plantas, lo que disminuye el estrés y por lo tanto mejora el crecimiento. Este es otro mecanismo mediante el cual las bacterias promueven el crecimiento vegetal.

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Figura 12. Producción de auxinas y su efecto en el crecimiento de las raíces.

6. Los Biofertilizantes Los microorganismos que se mencionaron anteriormente, que pueden mejorar el crecimiento vegetal y que se utilizan en el campo reciben el nombre de Biofertilizantes o Inoculantes. Los Biofertilizantes pueden definirse como: “Productos tecnológicos elaborados con microorganismos benéficos que promueven el crecimiento de las plantas y les pueden proporcionar nutrientes”. Los microorganismos benéficos están presentes en el suelo pero no siempre son los adecuados para la planta que se quiere sembrar o son muy escasos para poder tener un impacto positivo. Para potenciar su actividad benéfica y asegurarnos del éxito del uso de estos microorganismos se hace necesario aplicar Biofertilizantes a los cultivos. El uso de Biofertilizantes en Agricultura tiene dos ventajas principales, una ecológica y otra económica. Como ya se mencionó antes, los fertilizantes químicos se usan en muchos casos en forma excesiva de modo que la parte no aprovechada por las plantas termina contaminando aguas subterráneas, ríos, lagos y océanos. Aún cuando se apliquen en forma moderada, solamente un porcentaje de los fertilizantes químicos será absorbido. En contraste, el nitrógeno fijado biológicamente por los microorganismos se libera de manera gradual prácticamente en la superficie o el interior de las plantas y sólo un pequeño porcentaje se pierde al ambiente. Los microorganismos que fijan nitrógeno y los que solubilizan fósforo y hierro crecen en contacto tan estrecho con las plantas que los nutrientes que liberan son rápidamente absorbidos por las raíces. En general, los microorganismos que se usan como biofertilizantes se adhieren fuertemente a las raíces de las plantas y no es fácil que se laven y pierdan. Los biofertilizantes son más baratos de producir que los fertilizantes químicos y eso permite que su precio sea más bajo que el de los fertilizantes químicos y por tanto se reducen los costos de producción. Además, el uso de los Biofertilizantes permite aumentar en la mayoría de los casos el rendimiento8. Al reducir o eliminar el uso de los fertilizantes químicos, la productividad9 y la rentabilidad10 también serán mayores. Los Biofertilizantes pueden utilizarse para aumentar el aprovechamiento de los fertilizantes químicos, lo que permite reducir la dosis que se agrega al cultivo, esto origina que se reduzca la cantidad de nitrógeno que se pierde y por lo tanto la contaminación.

Rendimiento: Producción del cultivo por superficie, generalmente expresada en toneladas / hectárea (t/ha). Productividad: Disminuye la cantidad de trabajo por unidad de producto. 10 Rentabilidad: Aumenta el ingreso monetario por la inversión. 8 9

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6.1 Los microorganismos utilizados como Biofertilizantes Existen tres grupos principales de microorganismos que destacan por su efectividad como Biofertilizantes, los rizobios, las micorrizas y los promotores de crecimiento como Azospirillum. Los rizobios son bacterias que tienen la capacidad de fijar nitrógeno al asociarse con plantas leguminosas como el frijol, el chícharo, el cacahuate, el haba, la soya, la alfalfa u otras. Estos microorganismos entran en las raíces y provocan que en estas se formen unas estructuras llamadas nódulos. Estos nódulos son como casitas que la planta hace para que allí los rizobios puedan vivir protegidos y realicen la fijación de nitrógeno, que finalmente va a beneficiar a la planta. En la Figura 10 se pueden ver los nódulos que se forman en la planta de frijol con la bacteria Rhizobium.

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El segundo grupo de microorganismos utilizados como Biofertilizantes son las micorrizas, que son hongos que tienen la capacidad de solubilizar fosfato. Las micorrizas penetran en las raíces pero también se extienden por el suelo y de esta manera forman una especie de raíz extendida que junto con las raíces de las plantas ayudan a la captación de agua y nutrientes en el suelo. En las Figuras 9 y 11 se puede ver un ejemplo. Otros microorganismos bastante utilizados son aquellos que producen hormonas vegetales, que ayudan a que la planta tenga una raíz de mayor tamaño y como consecuencia una mejor absorción de nutrientes y agua del suelo, incluyendo un mejor aprovechamiento de cualquier fertilizante químico añadido. Bacterias como Azospirillum estimulan el crecimiento de las raíces y se puede utilizar en muchos cultivos pues al parecer no tienen una alta especificidad por la especie de la planta. Ver las Figuras 9 y 12. Brasil, Argentina, Uruguay y Estados Unidos son los países en los que más se utilizan los Biofertilizantes. En Brasil existe un control de calidad muy estricto de los microorganismos que se pueden utilizar, principalmente se usan Biofertilizantes a base de Bradyrhizobium para la soya y de Rhizobium tropici para frijol. Es importante notar que existe una preferencia o especificidad de las bacterias por cultivos particulares. Por ejemplo, las bacterias para frijol no sirven en general para otras plantas, como las de la soya no sirven para otras plantas. En vista de que existen alrededor de 17,000 especies de leguminosas, y aunque no todas forman nódulos, debe de existir una gran diversidad de bacterias capaces de nodular a las diferentes especies. Existen colecciones de bacterias para la producción de los Biofertilizantes útiles para distintas plantas de interés agrícola. Por ello, es necesario comprar los productos específicos para el cultivo que se va a sembrar. Esta información debe estar contenida en la etiqueta del producto.

6.2 Otros productos orgánicos o mejoradores de suelo En el mercado existen otros productos orgánicos que se utilizan para mejorar la nutrición vegetal, pero que no deben ser confundidos con los Biofertilizantes, cuyo principio activo son microorganismos vivos. De acuerdo a la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) de la Secretaría de Salud, existen varias clases de productos denominados Nutrientes vegetales. Estos son “cualquier substancia o mezcla de substancias que contenga elementos útiles para la nutrición y desarrollo de las plantas, reguladores de crecimiento, mejoradores de suelo, inoculantes y humectantes”. En este grupo de Nutrientes vegetales se encuentran los Biofertilizantes, también llamados Inoculantes, y son los únicos productos que están hechos a base de microorganismos vivos. Los otros nutrientes vegetales son un conjunto de productos distintos, como compostas11 y humus producidos a partir de abonos verdes, excretas de animales, residuos de cosecha, residuos orgánicos, residuos de madera. Otros productos son residuos de canal y de pesca procesados, cenizas vegetales y harina de conchas.

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Los Biofertilizantes son los únicos productos elaborados con microorganismos vivos y no son lo mismo que otros productos orgánicos y los mejoradores de suelo.

6.3 Elementos de etiquetado de los biofertilizantes La Ley General de Salud establece que la Secretaría de Salud a través de la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS), ejercerá las atribuciones de regulación, control y fomento sanitario de los Biofertilizantes. Se establece, de acuerdo a la norma de etiquetado de nutrientes vegetales NOM-182SSA1-1998, que una etiqueta debe especificar los siguientes puntos clave, usados para identificar la calidad del producto:

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Composta: Es un producto orgánico que se obtiene al procesar productos de origen animal como estiércol y desechos vegetal como cáscaras, restos de madera, restos de verduras. El grado de descomposición de la materia orgánica es medio, y no está totalmente degradado como el humus.

1) Se debe indicar el nombre comercial y bajo este debe indicarse la función y presentación (sólido o líquido). 2) Se debe indicar claramente las condiciones y recomendaciones de almacenamiento y transporte. 3)





Se debe indicar el número de Unidades Formadoras de Colonias (UFC), es decir, el número de bacterias vivas por gramo o mililitro de producto. Se debe indicar el género y especie del microorganismo o microorganismos de que se traten. Un producto que no especifique la especie de microorganismo que contiene puede ser engañoso o peligroso. Por ejemplo un producto correctamente etiquetado debe decir: “Contiene 5 x 108 UFC de Azospirillum brasilense”. Es importante mencionar que las micorrizas no se pueden cuantificar por UFC, en este caso se debe especificar cuantas esporas o propágulos por gramo o mililitro contiene el producto. Un producto micorrícico que reporte UFC está proporcionando información engañosa o falsa.

4) La etiqueta debe contener el Número de registro del producto. 5) Se debe indicar el lote, fecha de fabricación y contenido neto del producto. 6) El logotipo, nombre, dirección y teléfono del fabricante, así como del distribuidor y, en su caso, del importador.

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7) La información general del producto, es decir cómo actúa el producto y los beneficios que se obtienen al aplicarlo. También deben incluirse recomendaciones para optimizar el producto. Un Biofertilizante que no indica el modo de acción puede ser de dudosa procedencia. 8) Debe incluir un aviso de la garantía que otorga el fabricante, formulador o importador. 9) Debe incluir los métodos para preparar y aplicar el producto, señalando las formas de abrir el envase; medir, diluir, mezclar o agitar el contenido, según sea el caso. 10) Es muy importante que se indique si hay incompatibilidad con productos agroquímicos. 11) Deberá indicar la fecha de caducidad del producto. 12) Si la información, por el tamaño de los envases, no puede formar parte de la etiqueta, deberá presentarse en un folleto o instructivo que acompañe a cada envase. Los productos que no cumplan con estos requisitos pueden ser de dudosa elaboración y mala calidad e incluso representar un riesgo para la salud humana, animal o de los cultivos por lo que se recomienda que no se utilicen.

Una causa de fracasos en la inoculación es la aplicación del producto inadecuado por lo que debe atenderse a las recomendaciones en la etiqueta del producto, que debe especificar de manera muy clara para qué cultivos debe usarse el Biofertilizante. El uso de bacterias para elaborar Biofertilizantes que pudieran representar un riesgo para la salud está prohibido. Por ejemplo, en Brasil no se autoriza introducir bacterias como Burkholderias, pues a pesar de que se ha visto en el laboratorio que promueven el crecimiento de cultivos como el maíz, son patógenos oportunistas de personas cuyo sistema inmune se encuentra debilitado. Para que un producto se apruebe para comercializarse se hacen diferentes pruebas de control de calidad. Se requiere análisis de su viabilidad (que no hayan muerto), el número de bacterias presentes y se llevan a cabo experimentos en campo para probar su funcionamiento, además se determina que no haya contaminación por otras bacterias perjudiciales para la salud.

6.4 Manejo y aplicación de los biofertilizantes Los Biofertilizantes contienen microorganismos vivos por lo que siempre deben mantenerse en la sombra y jamás deben estar expuestos directamente a los rayos del sol. Los microorganismos actúan en la raíz de la planta, por esta razón su aplicación siempre debe realizarse de forma que no se les dificulte el acceso a la raíz. Existen varias formas de aplicación de acuerdo al tipo de producto, al cultivo y al sistema de cultivo que se está utilizando como se verá más adelante. Los Biofertilizantes se pueden aplicar al momento de la siembra o en las semanas posteriores a la siembra. Para un máximo beneficio se recomienda aplicar antes de que se cumplan cuatro semanas después de la emergencia de las plantas. Existen diferentes presentaciones en las que se pueden encontrar los Biofertilizantes, sólidos (que vienen en turba, suelo, arcilla) o líquidos (medios nutritivos). Las indicaciones en el producto nos dirán como trabajar con cada uno. El sustrato o vehículo en el que se encuentran los Biofertilizante tiene la capacidad de mantener a los microorganismos con vida para que su funcionamiento sea adecuado y además facilite su aplicación. En el caso de las presentaciones líquidas, el vehículo puede ser un medio que contiene agua y minerales. Para evitar su contaminación con otros organismos no deseados y garantizar la viabilidad de los microorganismos que contiene debe ser envasado en condiciones de esterilidad y en un recipiente que no sea tóxico para

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los microorganismos o para el ambiente. Si el biofertilizante líquido se hincha o al abrirlo se escucha el escape de un gas o tiene olor a putrefacción el producto, éste se ha contaminado y puede representar un riesgo para la salud, por lo que no se podrá garantizar su adecuado funcionamiento y por lo tanto no debe ser utilizado. Como se mencionó previamente, los Biofertilizantes en presentaciones sólidas pueden tener una variedad de sustratos como vehículo, como arcilla, turba o peat moss, así como suelo estéril. No obstante, para garantizar que estos sustratos fueron manejados adecuadamente y que han sido esterilizados y no representan un riesgo para el cultivo o para la salud, el producto debe indicar en la etiqueta el registro contra riesgos sanitarios RSCO, que garantiza que el producto fue evaluado por la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS). En el caso de los Biofertilizantes en estado sólido será necesario utilizar un adherente si su aplicación es en la semilla. Un adherente es la sustancia que permitirá que el biofertilizante se pegue a las semillas, no es tóxico ni peligroso y no altera la sanidad de las semillas, su capacidad de germinación o de absorber agua del suelo, sólo servirá para adherir los microorganismos a la semilla para su siembra.

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La mayor parte de los Biofertilizantes sólidos incluyen su propio adherente en forma de un polvo soluble en agua, la mayoría consiste en carboximetil-celulosa 5%, que una vez disuelto se utiliza para mojar la semilla antes de la aplicación del Biofertilizante, es un poco pegajoso. Para obtener buenos resultados al inocular la semilla se recomienda utilizar el adherente que se incluye con el Biofertilizante y realizar su preparación de acuerdo a las instrucciones. Si se realiza alguna mezcla casera como adherente, como melaza, azúcar o refresco, puede favorecer la contaminación de la semilla por hongos o bacterias nocivas y no se recomienda hacerlo. En caso de que se requiera usar bactericidas o fungicidas se debe consultar la compatibilidad de los productos. Se recomienda aplicar el Biofertilizante de forma independiente, después de aplicar los agroquímicos siempre y cuando no sean tóxicos para los microorganismos. La forma de aplicación del Biofertilizante dependerá del tipo de semilla, del volumen y del tipo de siembra. A continuación se muestran una serie de recomendaciones para su aplicación:

1. En semilla, para aquellos cultivos que tienen semilla mediana a grande como son gramíneas o leguminosas. 2. Aplicación directa: Sobre el surco de siembra o al pie de la planta. En cultivos previamente sembrados, en macetas o bolsas con plantas en crecimiento o que tienen semilla delicada (como el cacahuate), muy pequeña (como ajonjolí o el tomate) o muy grande (como la papa).

3. Mezclado con sustrato de siembra: Para producción de plántulas, ya sea de vivero o invernadero, o para el trasplante a bolsa o maceta de ornamentales y árboles de ornato, forestales o frutales. 4. Mezclado con fertilizantes orgánicos como composta, humus, biocarbón o algún otro que sea aplicado sobre el cultivo.

Toda el agua que se utilice para el manejo de los Biofertilizantes debe ser agua sin cloro, pues éste puede matar a los microorganismos. Aplicación en semilla El tratamiento de la semilla debe efectuarse preferentemente la tarde o noche anterior a la siembra. Se debe realizar en la sombra ya que los rayos solares pueden matar a los microorganismos. Para aplicar el Biofertilizante en semilla es necesario contar con un lugar adecuado para su aplicación, puede ser una tina, una lona, un plástico sobre el piso, una mesa o algún otro sitio que facilite el mezclado de la semilla con los Biofertilizantes y su posterior manejo. Cuando el Biofertilizante es líquido se puede aplicar en semillas de cualquier tamaño ya que lo único que necesita es mojar la semilla con el producto y dejar secar a la sombra. Si la semilla es muy grande, o se va a realizar la aplicación en grandes cantidades, se puede diluir el producto en la cantidad de agua suficiente para mojar toda la semilla, cuidando que no escurra producto. Como se mencionó antes, el primer paso para aplicar un Biofertilizante sólido en semilla es la aplicación del adherente, con el cual se humedece la semilla e inmediatamente después se agrega el Biofertilizante mezclando hasta conseguir que todo el producto se pegue uniformemente. El mezclado se puede hacer con la mano en el caso de semillas que no estén tratadas con fungicidas o algún otro producto, o bien con la ayuda de una pala. En el caso de volúmenes muy grandes existen tambos adaptados como revolvedoras o bien, se puede utilizar una máquina revolvedora de cemento limpia como se puede ver en la Figura 13.

Una vez que se agrega el Biofertilizante, la semilla se debe dejar secar a la sombra, extendiéndola en un plástico o lona aproximadamente por una hora. En ningún caso se debe usar la semilla húmeda para sembrar inmediatamente después de la aplicación, ya que el Biofertilizante se puede desprender si no está seco y su efecto en el cultivo se verá disminuido.

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Una vez que las semillas estén secas e inoculadas con el biofertilizante, se puede sembrar a mano o con máquina. Las semillas pueden guardarse en un costal hasta que vayan a sembrarse. Si se va a utilizar máquina sembradora debe calibrarse con la semilla que ya tiene el Biofertilizante pues la semilla ya es diferente físicamente, tiene mayor volumen y menor movilidad debido al recubrimiento. Es necesario ajustar la calibración o cambiar el tamaño del plato sembrador para lograr la densidad de siembra deseada y así evitar taponamientos o siembras ralas.

Aplicación directa Para aplicar directamente los Biofertilizantes ya sean líquidos o sólidos, estos se pueden diluir en agua sin cloro y aplicar sobre la superficie de siembra o al pie de la planta, nunca sobre las hojas. Este método se puede usar en parcelas ya sembradas, con cultivos que ya emergieron, en macetas o bolsas de invernadero o sobre cultivos perennes ya establecidos.

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Si el Biofertilizante es líquido se puede aplicar con cualquier sistema de riego que esté limpio y sin residuos de agroquímicos. El producto se diluye en un tanque contenedor, una dosis para una hectárea (ha) en un tanque de 200 litros y se aplica al pie de la planta con una bomba de mochila. La cantidad de 200 litros de agua es sugerida, la cantidad se puede ajustar ya que al ser seres vivos no se afecta su funcionamiento con la cantidad de agua con la que se diluyan. Cuando el Biofertilizante es sólido se puede aplicar en sistemas de riego cuando no tienen conductos delgados pues estos se pueden tapar con el producto. Como alternativa, el producto se puede diluir en agua, por ejemplo, en 200 litros para una hectárea y posteriormente se puede aplicar con bomba de mochila sin boquilla para evitar que se tape. Si el producto contiene residuos grandes deben filtrarse con una coladera o tela de tejido no muy cerrado.

Aplicación en semilla. Figura 13. Aplicación de biofertilizantes.

Aplicación directa.

Maquinaria utilizada para la aplicación en semilla.

Otra alternativa para macetas o bolsas de vivero es resuspender el Biofertilizante en la cantidad de agua necesaria para repartir las dosis entre el número de plantas en las que se va a aplicar. Como se mencionó antes, la cantidad de agua que se usa no afecta la función del producto, ya que son organismos vivos que se mueven y llegan hasta la raíz, el agua sólo es un medio para su aplicación. En regiones de alta productividad o con cultivos de riego, cultivos de ciclo largo o de varios cortes productivos, es conveniente inocular la semilla al momento de la siembra y hacer una segunda aplicación en forma de aspersión a la base de la planta para aumentar el efecto benéfico de los microorganismos pues aumenta el número de éstos en el suelo y por tanto en las raíces. Se han visto incrementos en el rendimiento y en la relación costobeneficio al realizar esta práctica. En cultivos establecidos en huertas frutales, como cítricos, café, mango, aguacate, guayaba, durazno e incluso nopal tunero, se pueden aplicar Biofertilizantes. Se aplica dirigiendo el chorro a la zona de goteo del árbol. En la Figura 14 se puede ver un ejemplo. La aplicación debe ser en la tarde o en la mañana para evitar exponer el Biofertilizante a los rayos directos del sol. Se recomienda su aplicación en temporada de lluvias o aplicar un riego previo para favorecer su incorporación.

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Figura 14. Aplicación de Biofertilizantes en árboles en la zona de goteo.

Mezclado con sustrato de siembra Cuando se trata de plántulas para trasplante o en producción de vivero se puede mezclar el Biofertilizante con el sustrato de siembra o trasplante. La mezcla se realiza con el procedimiento que se suele usar para elaborar el sustrato, únicamente se agrega a la mezcla la dosis de Biofertilizante indicada para el número de plantas que sembrará.

Mezclado con fertilizantes orgánicos Si se van a agregar fertilizantes orgánicos al cultivo como composta, humus, guano o algún otro producto, el Biofertilizante se puede mezclar con el fertilizante orgánico y aplicar de manera habitual.

6.5 Problemas comunes y recomendaciones Los biofertilizantes contienen microorganismos vivos que son sensibles a la luz directa del sol, a altas temperaturas y a ciertos tipos de productos químicos como bactericidas (las bacterias), y ciertos tipos de fungicidas (los hongos). Si se van a aplicar bactericidas o fungicidas directamente en el suelo es necesario consultar la compatibilidad con los Biofertilizantes que se están utilizando para asegurarse de que no matarán a los microorganismos.

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Otro tipo de agroquímicos como insecticidas, herbicidas o fertilizantes generalmente no representan un problema para los Biofertilizantes. No obstante, se recomienda siempre realizar su aplicación por separado y verificar la compatibilidad. Nunca deben usarse las manos para aplicar los Biofertilizantes a semillas que han sido tratadas con algún producto para combatir plagas o enfermedades, pues éstos pueden ser nocivos para la salud de las personas. La cantidad de agua que utilice para diluir el biofertilizante no tiene un efecto sobre el resultado del mismo, no importa si usa 10 litros o 100. Una vez cerca de la raíz los microorganismos llegarán hasta la misma y comenzarán a realizar su trabajo para beneficiar a la planta. Si tiene un sistema de riego por goteo o cualquier otro que tenga conductos delgados se recomienda usar Biofertilizantes líquidos y aplicar los sólidos de forma manual o inocularlos en semilla. En un sistema de riego con conductos amplios se puede realizar la aplicación de productos sólidos diluyéndolos en agua, filtrándolos con un colador, malla o tela para retirar las partículas más grandes. Para aplicar productos sólidos con bomba de mochila se puede usar el colador de la bomba o una tela para filtrar los residuos grandes, se recomienda retirar la boquilla o pichancha y para evitar que el líquido salga a chorro fuerte, aplicar poca presión en la bomba.

Los microorganismos de los Biofertilizantes trabajan en la raíz de la planta o en la zona cercana a ella, la rizósfera12 y su efecto es acumulativo. Una vez que se establecen interactúan con la planta de forma continua durante todo su ciclo de crecimiento, por lo que el efecto es mayor a medida que el cultivo avanza. No hay efectos inmediatos en ningún caso. Para obtener un máximo efecto la aplicación debe realizarse durante la siembra o lo más pronto posible después de ella. Los microorganismos de los Biofertilizantes no son nocivos para la salud humana, de animales o de las plantas. Sin embargo si utiliza un producto de dudosa procedencia o de elaboración casera este puede contener microorganismos peligrosos que pueden dañar su salud o la de su cultivo. Una vez que se produce el Biofertilizante, el número de microorganismos vivos indicado en el empaque va disminuyendo de forma natural con el tiempo. La fecha de caducidad indica el momento en que el número de microorganismos vivos son suficientes para obtener los máximos resultados, si el producto se usa después seguirá habiendo buenos resultados pero éstos serán menores conforme pase el tiempo.

Al poner la semilla inoculada con Biofertilizantes en la sembradora no se deben agregarse los residuos que no se fijaron en la semilla, la dosis está calculada para que esa pequeña pérdida no afecte el resultado. Si se realiza la aplicación en semilla una noche antes de la siembra, se debe extender el producto en un lugar en donde no le caiga el sereno, para evitar que la humedad retrase el proceso de secado. Para aplicar los Biofertilizantes sobre la parcela, el suelo debe estar húmedo. Si la siembra se realiza en seco es necesario esperar hasta el inicio de la temporada de lluvias o hasta que se realice el primer riego para aplicar el producto. Una vez que la planta se ha establecido siempre que haya humedad suficiente para mantener a la planta, los microorganismos no se verán afectados y seguirán activos. Para aplicar en árboles o cualquier otro cultivo perenne que no cuente con sistema de riego la aplicación se debe realizar al iniciar la temporada de lluvias. En perennes que dependan del riego, la aplicación puede realizarse en cualquier época del año. También se recomienda aplicar inmediatamente después de la culminación de un ciclo (cosecha). Si la aplicación se realiza poco antes del inicio de la etapa de floreo o fructificación los resultados serán más evidentes hasta el siguiente ciclo productivo.

Rizósfera: Es la zona de suelo aledaña a la raíz de unos cuantos milímetros de espesor. En esta área los microorganismos son muy activos y las plantas secretan productos que los microorganismos utilizan para crecer.

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7. Equipo y técnicas agronómicas más empleadas La siembra es la operación más delicada de la Agricultura y es necesario realizarla con especial cuidado a fin de lograr un correcto establecimiento del cultivo. En el caso de las semillas inoculadas con Biofertilizantes no deben de observarse problemas durante su siembra. Una vez que la semilla ha sido tratada o inoculada con Biofertilizantes puede ser distribuida manualmente o en forma mecanizada. En el primer caso se trata de productores agrícolas con pequeñas superficies de terreno que realizan la siembra a mano o con la ayuda de equipos de tracción animal, el sembrador maniobra la semilla a fin de depositarla en la tierra. El tratamiento de la semilla no tiene ninguna dificultad ni inconveniente cuando se realiza la labor de siembra manual. En el caso de las siembras extensivas, la distribución y colocación de las semillas en el suelo se realiza mediante implementos de siembra con sistemas mecánicos como sembradoras de platos, en el caso granos medianos como maíz y frijol; o de cajón para granos pequeños como trigo y cebada. También pueden utilizarse máquinas de sistemas neumáticos, equipos en los que las sembradoras constan de bombas de succión de aire que dañan menos al grano y permiten una mayor precisión de la siembra.

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Estos tipos de sembradoras pueden ser utilizadas para sembrar semillas tratadas con Biofertilizante. Es importante resaltar que es necesario calibrar la sembradora antes de iniciar la siembra con la semilla ya tratada. Un error común es usar la sembradora con la misma calibración de la semilla limpia, sin embargo, la semilla tratada tiene un mayor volumen y menor movilidad debido al recubrimiento, es necesario ajustar la calibración de la sembradora con la finalidad de obtener la población deseada en el cultivo. En el caso de las sembradoras mecánicas se puede cambiar el plato sembrador por otro con orificios de mayor tamaño o con más orificios ya que lo más frecuente es que se reduzca el paso de la semilla inoculada por los platos convencionales. Para el caso de las sembradoras neumáticas o de vacío se deben tomar en cuenta las sugerencias anteriores y además se deben tomar en cuenta las siguientes recomendaciones a fin de evitar problemas con el equipo de siembra:

Utilizar siempre adherente para que el producto se fije bien a la semilla.



Dejar secar siempre la semilla a la sombra antes de llevarla a la sembradora.



No vaciar al cajón de la sembradora el polvo que se le haya soltado a la semilla para evitar que este vaya a tapar el sistema de succión.

No utilizar demasiada presión de aire en la succión de la semilla para evitar mayor desprendimiento del tratamiento.

Limpiar periódicamente los cajones del polvo suelto.

8. Establecimiento de parcelas demostrativas y experimentales El objetivo de establecer parcelas comparativas, es mostrar o medir los efectos de utilizar alguna tecnología o producto en el campo. Se establecen parcelas demostrativas cuando sólo se quiere mostrar un resultado y se establecen parcelas experimentales cuando se quiere medir de manera rigurosa alguna variable. En las parcelas demostrativas se pretende demostrar el beneficio del uso de los Biofertilizantes, el objetivo es hacer comparaciones simples y ver el resultado de aplicar o no el producto. El número de comparaciones o tratamientos no deberá ser mayor de tres y éstos se deben distribuir en franjas contiguas sin repeticiones y contar con letreros para ser identificados fácilmente. Las parcelas demostrativas se establecen en terrenos y con la tecnología propia de productores cooperantes, que deben ser representativos y líderes de opinión técnica en su comunidad. Deben estar ubicadas en sitios accesibles y frente a carreteras o caminos frecuentados por los agricultores. En lo posible, deberá de involucrarse a organizaciones como la Fundación Produce A.C. de cada estado. En el caso de las parcelas experimentales, estas son conducidas por un investigador o técnico capacitado en labores de investigación científica. En estas se busca conocer un mayor número de condiciones que afectan la respuesta de los cultivos a los Biofertilizantes como la variedad de semilla, la densidad de población, la cantidad de fertilizante químico, o bien, combinaciones de distintos niveles y formas de aplicación de los Biofertilizantes. Por ello, constan de un mayor número de tratamientos, los cuales se manejan bajo un diseño experimental y con varias repeticiones. Las parcelas experimentales por lo regular se establecen en campos experimentales en Universidades o sitios muy controlados, ya que se requiere un manejo más estricto de las condiciones para garantizar la uniformidad y la aplicación de las variables en estudio. A diferencia de una parcela demostrativa, el seguimiento de una parcela experimental debe hacerse de manera precisa y detallada. Las variables que se consideran para su seguimiento deben ser registradas a tiempos establecidos y estas dependerán de los factores de interés a estudiar. El tamaño de parcelas es pequeño, generalmente no mayor un cuarto de hectárea para los tratamientos y repeticiones. Ya sea que se trate de parcelas experimentales o demostrativas, deben anotarse todas las actividades o labores culturales del cultivo como: preparación de terreno, fecha de siembra, variedad de semilla, ubicación de la parcela, croquis de distribución de los tratamientos, aplicaciones de herbicidas, aplicación de insecticidas, si se utiliza riego o es siembra de temporal. Es importante mencionar que antes de la siembra deben establecerse los tratamientos que se aplicarán y deberán precisarse los datos de ubicación de la parcela, con coordenadas geográficas y realizar un croquis de localización de la parcela. Al seleccionar el terreno para establecer las parcelas tanto demostrativas como experimentales, se debe considerar que éste debe ser uniforme en sus características

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como la topografía y la profundidad, para asegurar la homogeneidad de los tratamientos y que los resultados se puedan comparar. De la estación climatológica más cercana se pueden obtener los siguientes datos del clima prevaleciente en el sitio: temperatura media, máxima y mínima; precipitación y la ocurrencia de fenómenos climatológicos. Estos datos pueden asociarse con el crecimiento del cultivo. En las parcelas demostrativas el tamaño de la parcela va a depender del tamaño del predio y la disposición del productor. De ser posible, es preferible que se considere mínimo una hectárea de superficie total. En las parcelas demostrativas, se recomienda que se mantengan constantes las prácticas de cultivo que no se van a evaluar, como la variedad de la semilla, la fecha y densidad de siembra pues sólo se evaluará el efecto cuando se aplica o no el Biofertilizantes y cuando el agricultor aplica fertilización química, qué ocurre cuando se disminuye la dosis. En el caso de las parcelas demostrativas los tratamientos se dispondrán en franjas contiguas, éstos pueden ser:

Testigo: representado por la tecnología utilizada por el productor. Tratamiento 1: el testigo más la aplicación del Biofertilizante. Tratamiento 2. Si el productor utiliza fertilizante, se aplica sólo el 50% de la dosis y el Biofertilizante.

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Para evaluar la diferencia en los tratamientos en las parcelas se miden características fenológicas13 de los cultivos, lo que va a permitir determinar la eficiencia de los Biofertilizantes de manera cuantitativa (haciendo mediciones en el caso de las parcelas de investigación) o cualitativa (sin hacer mediciones o sólo analizando algunos parámetros fáciles de medir, en el caso de las parcelas demostrativas). A continuación se listan algunos ejemplos de variables que pueden considerarse en cultivos de maíz, frijol y sorgo, así como para cítricos. Maíz: Días a germinación, número de plantas por hectárea, altura de planta, diámetro de tallo, días a floración, peso de mazorca, longitud de mazorca, diámetro de mazorca, peso del olote, peso del grano, rendimiento por hectárea. Frijol: número de plantas por hectárea, número de ramas, número de vainas, número de granos por vaina, porcentaje de humedad, peso húmedo y peso seco de grano, rendimiento. Sorgo: Días a germinación, número de plantas por hectárea, número de panojas por hectárea, altura de planta, días a floración, longitud de panoja, diámetro del tallo, peso de grano, rendimiento por hectárea. Cítricos: Número de frutos por planta, peso del fruto, diámetro de frutos, longitud de frutos, porcentaje de sólidos solubles (brix), rendimiento por planta, rendimiento por hectárea.

Características fenológicas: Características visibles del desarrollo de los cultivos que cambian a lo largo del tiempo y que dependen del ambiente y de las características de cada planta. Ejemplos: floración, aparición de frutos, maduración, caída de hojas.

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9. Reflexión final Existe una gran aceptación de la Agricultura de conservación en los países desarrollados y es un modelo a seguir en países en desarrollo. Dado que la Agricultura de conservación está basada en aprovechar al máximo los recursos biológicos, la Biofertilización es un elemento indispensable que apoya la sustentabilidad. Los microorganismos son un recurso renovable y se pueden reproducir fácilmente en el laboratorio de manera controlada y a bajo costo. Como ya se mencionó, los Biofertilizantes son una opción para reducir los costos de producción. La diversidad de los microorganismos en la naturaleza es tan grande que en teoría se podría contar con una bacteria u hongo para cada caso o necesidad, por eso es importante apoyar la investigación que busca y tiene como objetivos el descubrir bacterias y hongos que pudieran aumentar el rendimiento de los cultivos agrícolas. La investigación debe complementarse con la promoción y transferencia de tecnología para el uso de los Biofertilizantes como parte integral en los sistemas de producción agrícola. En la actualidad existe una extensa superficie de suelo con problemas de fertilidad, pérdida de materia orgánica y disminución de la actividad biológica en éstos, provocada por diversos factores como el uso excesivo de insumos químicos. Por ello, es importante explorar alternativas que detengan el deterioro del suelo como el uso de Biofertilizantes. Estos son una opción para el agricultor que le permite enfrentar los altos costos de la fertilización química y disminuir los efectos contaminantes al ambiente que éstos tienen y a su vez mejorar las condiciones del suelo.

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10. Referencias Bibliográficas

Para mayor información pueden consultar las siguientes fuentes: Para consultar la lista de empresas y productos biológicos autorizados por la COFEPRIS http://www.cofepris.gob.mx/AS/Documents/BASE%20PAGINA%20FORMULADORAS.pdf Si se tiene interés en algún producto en particular se puede consultar la siguiente dirección: http://189.254.115.250/Resoluciones/Consultas/ConWebRegPlaguicida.asp

36 Otras páginas en internet: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). http://www.fao.org/home/es/ Secretaría del Medio ambiente y Recursos Naturales. www.semarnat.gob.mx Dirección General de Divulgación Científica, UNAM http://www.dgdc.unam.mx/ Grupo de Ecología Genómica del Centro de Ciencias Genómicas, UNAM http://www.ccg.unam.mx/es/EcologicalGenomics/group1 Coordinación de Innovación y Desarrollo, UNAM http://www.vinculacion.unam.mx/ Programa de Agricultura de Conservación, MasAgro, Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo http://conservacion.cimmyt.org/

Otras referencias: Aguilera-Herrera.1989. Tratado de Edafología de México Tomo I. Facultad de Ciencias. Universidad Nacional Autónoma de México. Primera Edición. Aguirre Medina J.E. y Colaboradores. 2010. Los Biofertilizantes Microbianos: Alternativa para la Agricultura en México. Folleto técnico núm. 5 Centro de Investigación Regional Pacífico Sur. Campo Experimental Rosario Izapa, Tuxtla Chico, Chiapas, México. INIFAP, SAGARPA. Castellanos J.Z. Uvalle Bueno J.X. Aguilar Santelises A. 2000. Manual de Interpretación de Análisis de Suelos y Aguas. INTAGRI. México. Crews, TE, MB Peoples. 2004. Legume versus fertilizer sources of nitrogen: ecological tradeoffs and human needs. Agriculture, Ecosystems & Enviroment. 102:279-297 Díaz-Franco A., Mayek-Pérez N. 2008. La biofertilización como tecnología sostenible. CONACYT, FOMIX, PyV editores. México. Lloret, L., Rosenblueth, M., Toledo, I., Martinez Romero, E. 2004. Ecología bacteriana. Scientific American Latinoamérica 25:34-35. López-Guerrero, M. G., Martínez Romero, E. 2011. Bacterias fijadoras de nitrógeno. Diversidad y uso como biofertilizantes. Ciencia y Desarrollo. 237: 30-33. Loredo-Osti C., S. Beltrán L., M.A. Peña del Río. 2007. Uso de biofertilizantes para la producción de maíz forrajero en condiciones de temporal. Folleto científico No.2. Campo Experimental San Luis-CIRNE-INIFAP. San Luis Potosí, S.L.P. México. 60 p. Martínez Romero, E. 2008. Detective de bacterias. En: Paredes López, O., Estrada Orihuela, S. (Eds.) Aportaciones Científicas y Humanísticas Mexicanas en el Siglo XX. Pág. 561-569.Fondo de Cultura Económica. México Martínez-Romero, E., Lloret, L., Ormeño-Orrillo, E., Vinuesa, P., Rosenblueth, M., Rincón, R., Rogel, M. A., Silva, C., Martínez-Romero, J., Toledo, I., López, A. 2005. Diversidad genética de bacterias mutualistas de plantas. Agrociencia 9:293-297.

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Martínez-Romero, E., Palacios, R., Mora, J. 1998. Cepas mejoradas de Rhizobium. Investigación y Ciencia, Edición en español de Scientific American, 265:14-19. Moreira, F. M. S. 2011. Capítulo 6. Bacterias formadoras de nódulos en leguminosas. En: Moreira, F., Jeroen Huising, E., Bignell, D. (Ed.) Pág. 177-213. Manual de Biología de suelos tropicales. México. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). 2004. Tendencias actuales y perspectivas de los fertilizantes en el mundo al 2007/08. Roma. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). 2005. Tendencias actuales y perspectivas de los fertilizantes en el mundo al 2009/10. Roma.

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Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). 2011. Current world fertilizers trends and outlook to 2015. Roma. Rosenblueth, M., Martínez, J., Martínez Romero E. 2001. Ecología química en la rizósfera y en la simbiosis de plantas. En: Anaya, A. L., Espinosa-García. F. J., Cruz Ortega, R. (Eds.) Relaciones Químicas Entre Organismos. Aspectos básicos y perspectivas de su aplicación. Pág. 99-136. Plaza y Valdés, Editores, México. Varma A. 2008. Mycorrhiza. 3a ed. Springer. Wang, E. T., Martínez Romero, J., López Lara, I. M. 2001. Rhizobium y su destacada simbiosis con plantas. EN: Martínez Romero, E., Martínez Romero, J. (Eds.) Microbios en Línea. Pág. 131-156. Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Índice de figuras Figura 1. Proceso de formación del suelo .....................................................................

8, 9

Figura 2. Perfil del suelo ................................................................................................... 10 Figura 3. Procesos de degradación del suelo ............................................................... 11 Figura 4. Movimiento y transformación de los elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente. Ciclo del Agua y Ciclo de Carbono ........... 13 Figura 5. Movimiento y transformación de los elementos químicos entre los seres vivos y el ambiente. Ciclo del nitrógeno ..................................... 14 Figura 6. Uso de fertilizantes químicos a nivel mundial de acuerdo a la FAO ...... 15 Figura 7. Contaminación ambiental por nitrógeno y fósforo ..................................... 16 Figura 8. Cambio climático. Efecto invernadero ........................................................... 17 Figura 9. Mecanismos generales por los que los microorganismos promueven el crecimiento vegetal ................................................................ 18 Figura 10. Nódulos de frijol ................................................................................................ 19 Figura 11. Acciones de los microorganismos en el suelo para liberar nutrientes Solubilización de fosfatos y producción de sideróforos ............................. 19 Figura 12. Producción de auxinas y su efecto en el crecimiento de las raíces ........

20

Figura 13. Aplicación de Biofertilizantes ......................................................................... 28 Figura 14. Aplicación de Biofertilizantes en árboles en la zona de goteo ................. 29

Índice de cuadros Cuadro 1. Degradación del suelo en México ................................................................. 12 Cuadro 2. Deforestación en México ................................................................................. 12 Cuadro 3. Fertilizantes químicos disponibles en México y su concentración de elementos ................................................................. 46

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Anexo 1 Formatos para el seguimiento de parcelas demostrativas. A. Seguimiento de parcelas demostrativas A. 1 Identificación de la parcela Productor cooperante Predio y localidad Municipio y estado Coordenadas geográficas Técnico responsable Condición de humedad temporal

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Riegos

Nª

Tamaño del predio

Ha.

Tamaño parcela demostrativa

Ha.

Tamaño por tratamiento

A. 2. Tecnología de producción Cultivo anterior Cultivo actual Variedad Labranza del suelo: Labor 1

Equipo Labor 2 Equipo Labor 3 Equipo Fecha de siembra Método de siembra Distancia entre surcos

Distancia entre plantas

Densidad de siembra

Kg/ha

Labor de cultivo 1

pl/ha Fecha

Equipo Labor de cultivo 2 Equipo Plagas Control Enfermedades Control Fecha de cosecha Metodo y equipo

Fecha

41

Fertilizante Químico Tipo Dósis (Kg/Ha) Forma de aplicación Tratamiento Descripción

42

Biofertilizante Costo/Variable Tipo ($ / Ha) Dósis (Kg/Ha) Forma de aplicación

Producción por Rendimiento unidad de (Kg/Ha) muestreo

Valor de la producción ($ / Ha)

Observaciones

a. materiales de fierro y manganeso (color rojo) o carbonato de calcio (color blanco). b. Textura del suelo: La textura indica la proporción de las partículas del suelo, arcilla, limo y arena, y dependiendo de ésta se denominan de textura fina, media y gruesa. Los suelos de textura gruesa son los que tienen más de 50% de arena pero contienen menos de 20% de arcilla, este tipo de suelo se pega en los dedos, no se moldea como una masa y sus partículas individuales son visibles. Su principal característica es su baja capacidad para retener el agua y los nutrimentos y tiene un drenaje rápido. Los suelos de textura media o francos contienen menos del 40% de arcilla y menos del 50% de arena. Son los suelos de porosidad equilibrada que permiten buenas condiciones de aireación y drenaje. Los suelos de textura fina o pesada contienen más de 40% de arcilla o más de 60% de limo, El suelo se adhiere a los dedos y es moldeable, generalmente son los más fértiles pero deben manejarse con precaución porque tienden a la compactación. c. Conductividad Hidráulica: es una propiedad física que describe la capacidad del suelo para transmitir agua e indirectamente oxígeno hacia el perfil del suelo. Es una medición indirecta de la estabilidad estructural del suelo o de su grado de compactación. La aplicación de materia orgánica al suelo, ya sea de residuos de cultivo (rastrojos) o de estiércoles procesados suele mejorar la conductividad hidráulica de un suelo. 1. Propiedades químicas de los suelos a. Reacción del suelo: La reacción del suelo o potencial de hidrógeno (pH) es un indicador de propiedades físicas y químicas que influyen en su fertilidad. El pH varía en una escala de 0 al 14 con un punto neutro de 7. Debajo de 7 se considera suelo con tendencia al suelo ácido y arriba del 7 con tendencia a suelo alcalino. El pH ideal del suelo para el crecimiento vegetal es de 6.0 a 6.5 pues a este pH todos los nutrimentos muestran disponibilidad. b. Materia orgánica: Es la principal variable que afecta las propiedades físicas del suelo. Los mayores contenidos de materia orgánica en el suelo están entre 2 y 3% y permiten una mejor conductividad hidráulica, tienen mayor porosidad y menor compactación lo que se refleja en un ambiente más propicio para el crecimiento radicular y la actividad biológica en el suelo. Los suelos pobres en materia orgánica (menos del 1%) presentan mayor tendencia a la compactación y baja actividad biológica. c. Niveles Nutrimentales de elementos. Consiste en la determinación de los valores existentes en el suelo de los llamados elementos mayores en la nutrición de los cultivos: nitrógeno, fósforo y potasio. i. El nitrógeno es un elemento que está presente en los suelos en debe

Anexo 2. Día de campo Propiedades y características del suelo. Interpretación de los resultados de su análisis en laboratorio. Es necesario aprovechar el desarrollo de las parcelas demostrativas para realizar eventos demostrativos o días de campo en donde se muestren a los productores el comportamiento de los tratamientos en evaluación, y que se aproveche para que se compartan experiencias y testimonios de los mismos productores en el uso de los Biofertilizantes, resaltando el impacto económico y el cambio en el rendimiento. Este evento debe permitir concluir si el uso de los Biofertilizantes es una alternativa viable y deseable, desde el punto de vista económico, productivo y ecológico en la producción agrícola regional. Para conocer las características del suelo como el porcentaje de materia orgánica y el contenido de elementos y minerales en este con el fin de poder tomar una decisión respecto a la fertilización química que debe aplicarse, se puede realizar un análisis físicoquímico del suelo. Para ello es necesario tomar una muestra compuesta de suelo, de aproximadamente dos kilogramos, en varios sitios de la parcela al azar. Se deberán tomar dos muestras en cada sitio, la primera a una profundidad de cero a veinte centímetros y la segunda de veinte a cuarenta centímetros. Si se quiere conocer la diversidad de microorganismos presentes en el suelo se realiza un análisis microbiológico. En este caso se toma una muestra a una profundidad de cero a veinte centímetros. Las muestras de suelo se envían a un laboratorio para su análisis. Los resultados son una herramienta de diagnóstico de la fertilidad y de otras variables importantes como la salinidad, textura y drenaje, que permitirán saber cómo y cuánto fertilizar el terreno, qué enmiendas deben realizarse para mejorar a corto y largo plazo el suelo y qué practicas se deben realizar para lograr un manejo sustentable de la tierra. Conociendo las características del suelo, los parámetros más importantes a considerar en un análisis de suelo agrícola son los siguientes. 1. Propiedades Físicas de los Suelos: a. Color del suelo: Los suelos pueden ser desde blancos hasta negros, pasando por los de color café y rojos. El color no tiene un efecto directo sobre el crecimiento de las plantas, pero es una característica básica para describir los tipos de suelo. El color puede ser determinado por su origen (tipo de roca basal) o por la presencia de abundante materia orgánica (color negro), materiales de fierro y manganeso (color rojo) o carbonato de calcio (color blanco).

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b. Textura del suelo: La textura indica la proporción de las partículas del suelo, arcilla, limo y arena, y dependiendo de ésta se denominan de textura fina, media y gruesa. Los suelos de textura gruesa son los que tienen más de 50% de arena pero contienen menos de 20% de arcilla, este tipo de suelo se pega en los dedos, no se moldea como una masa y sus partículas individuales son visibles. Su principal característica es su baja capacidad para retener el agua y los nutrimentos y tiene un drenaje rápido. Los suelos de textura media o francos contienen menos del 40% de arcilla y menos del 50% de arena. Son los suelos de porosidad equilibrada que permiten buenas condiciones de aireación y drenaje. Los suelos de textura fina o pesada contienen más de 40% de arcilla o más de 60% de limo, El suelo se adhiere a los dedos y es moldeable, generalmente son los más fértiles pero deben manejarse con precaución porque tienden a la compactación. c. Conductividad Hidráulica: es una propiedad física que describe la capacidad del suelo para transmitir agua e indirectamente oxígeno hacia el perfil del suelo. Es una medición indirecta de la estabilidad estructural del suelo o de su grado de compactación. La aplicación de materia orgánica al suelo, ya sea de residuos de cultivo (rastrojos) o de estiércoles procesados suele mejorar la conductividad hidráulica de un suelo.

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2. Propiedades químicas de los suelos a. Reacción del suelo: La reacción del suelo o potencial de hidrógeno (pH) es un indicador de propiedades físicas y químicas que influyen en su fertilidad. El pH varía en una escala de 0 al 14 con un punto neutro de 7. Debajo de 7 se considera suelo con tendencia al suelo ácido y arriba del 7 con tendencia a suelo alcalino. El pH ideal del suelo para el crecimiento vegetal es de 6.0 a 6.5 pues a este pH todos los nutrimentos muestran disponibilidad. b. Materia orgánica: Es la principal variable que afecta las propiedades físicas del suelo. Los mayores contenidos de materia orgánica en el suelo están entre 2 y 3% y permiten una mejor conductividad hidráulica, tienen mayor porosidad y menor compactación lo que se refleja en un ambiente más propicio para el crecimiento radicular y la actividad biológica en el suelo. Los suelos pobres en materia orgánica (menos del 1%) presentan mayor tendencia a la compactación y baja actividad biológica. c. Niveles Nutrimentales de elementos. Consiste en la determinación de los valores existentes en el suelo de los llamados elementos mayores en la nutrición de los cultivos: nitrógeno, fósforo y potasio.

I. El nitrógeno es un elemento que está presente en los suelos en cantidades limitantes, por lo cual siempre es necesario suministrarlo en diferentes formas al suelo. En el caso del maíz, por cada tonelada que se produce se extraen de 20 a 29 kg de nitrógeno del suelo.

II. El fósforo tiene muy poca movilidad en el suelo, y por lo tanto se puede conservar en el suelo como “alcancía” por muchos años. Un maíz con un rendimiento de 10 t/ ha requiere alrededor de 95 kg de fósforo. III. Los requerimientos de potasio de las plantas son tan altos, sin embargo muy pocas veces se aplica en los suelos de México a los cultivos de maíz, sorgo y trigo, pues la mayoría de los suelos donde se cultivan estos cereales son ricos en potasio. Sin embargo, si el análisis de suelo reporta bajo contenido de este elemento será necesario adicionarlo. d. Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC): Es una medida indirecta del potencial del suelo para almacenar nutrimentos. Su valor depende del tipo de arcillas que estén presentes y del contenido de materia orgánica en forma de humus del suelo. e. Salinidad: Mide el contenido de sales solubles en el suelo, uno de los factores limitantes de los suelos de la zona árida y semiárida en México. Las sales reducen el potencial productivo de los suelos pues reducen la disponibilidad de agua para las plantas aún cuando el suelo muestre un nivel de humedad adecuado. f. Sodicidad: a menudo se confunde la salinidad con la sodicidad y son dos cosas diferentes, la sodicidad indica un porcentaje de sodio alto en el suelo y un bajo nivel de sales solubles. Los suelos salinos se manejan con lavados, los suelos sódicos con la aplicación de mejoradores a base calcio (yeso agrícola) o formadores de calcio (azufre o ácido sulfúrico). El diagnóstico de la fertilidad del suelo y de sus características físicas y químicas es básico para una adecuada recomendación de la fertilización en función de una meta razonable de rendimiento. Para calcular la dosis de los fertilizantes químicos que se van a aplicar en una hectárea de cultivo es necesario conocer la demanda del cultivo (extracción unitaria) y el suministro del suelo (lo que reporta el análisis de suelo) y aplicar un factor de eficiencia de uso, tal como se indica para el caso del nitrógeno en la siguiente ecuación:

Dosis de Nitrógeno

=

Demanda-Suministro ___________________ Porcentaje de eficiencia de uso

El dato más importante en el cálculo de la demanda del elemento es la extracción unitaria, es decir, la cantidad del elemento que requiere el cultivo para producir una tonelada de grano. En el caso del maíz puede ser de 20 a 29 kilogramos de nitrógeno por tonelada de grano producido y si se espera un rendimiento de 4 T/ha la demanda total sería de casi 100 kg de nitrógeno. Si el análisis de suelo reporta 20 unidades disponibles en el suelo, esto indica que se deben agregar 80 kilogramos. Si se considera, como ejemplo, una eficiencia de aprovechamiento del 70% se tendría que aplicar una dosis de 114 kg

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de Nitrógeno por hectárea, que si se aplica con urea (que tiene un porcentaje del 46% de nitrógeno), la cantidad que debe aplicarse es de 250 kg de urea por hectárea. Es importante señalar que debido a la movilidad del nitrógeno, este se debe repartir en dos o tres aplicaciones. En el caso del fósforo por su escasa movilidad, la aplicación se debe realizar antes o durante la siembra. Respecto al potasio, dependerá de la disponibilidad en el suelo, en México es frecuente que el suelo cumpla con las demandas de los principales cereales. Debido al encarecimiento de los fertilizantes químicos en los últimos años, el costo de la fertilización en México representa más del 40% de los costos totales de producción, cuando antes no rebasaba el 20%. Esto indica la importancia de hacer un buen uso de estos insumos y que es fundamental reducir la dependencia de ellos a través del uso de otras formas de nutrición de los cultivos como es el uso de los Biofertilizantes. Los principales tipos de fertilizantes químicos disponibles en el mercado mexicano son los siguientes: Cuadro 3. Fertilizantes químicos disponibles en México y su concentración de elementos.

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Fertilizante

Porcentaje de elementos

Sulfato de amonio

22 N

Urea

46 N

Nitrato de amonio

34 N

Amoniaco anhidro (gas)

82 N

Fosfato monoamónico (MAP)

11 N – 52 P – 0 K

Fosfato diamónico

18 N – 46 P – 0 K

Superfosfato de calcio triple

46 P

Triple 17

17 N – 17 P – 17 K N: Nitrógeno P: Fósforo K: Potasio

Determinación del rendimiento Para determinar el rendimiento de un cultivo ya sea frijol maíz u otro, se deben considerar dos principales variables: área del cultivo y peso de la muestra. Ya que sería imposible pesar la muestra en toda la superficie sembrada, se tomará una muestra y posteriormente se realizará un cálculo para estimar el peso en el total de la superficie. A continuación se muestra un ejemplo para calcular rendimiento en función del peso del grano en una hectárea de cultivo:

Área total del cultivo: 1000 m2 Área en la que se tomó la muestra: 10 m2 Peso del cultivo en los 10 m2: 2.0 Kg. Para calcular el rendimiento se utiliza una ecuación sencilla: Peso del grano en el área total del cultivo = (Área total) (Peso del grano en el área muestra) Área en la que se tomó la muestra. Peso del grano en el área total del cultivo = (1000 m2) (20 Kg)= 2000kg 10 m2

El rendimiento corresponde al peso del grano en el área total del cultivo en el área total en la que se sembró: Rendimiento = 2000 Kg /1000 m2 Es decir, 2 toneladas de grano en 1 hectárea (2 t/ha).

Rentabilidad. Relación costo/beneficio La relación costo/beneficio permite que se relacionen dos factores muy importantes en la producción agrícola. En primer lugar, el capital que invierte el productor o empresario y se denomina costo. En segundo lugar, está la ganancia que obtiene el productor o empresario y se denomina beneficio. La relación costo/beneficio indica cuál fue la ganancia final respecto a la inversión. A continuación se muestra un ejemplo:

Costo Producir 2 toneladas de frijol por hectárea: $10,000 Beneficio Se obtuvo una producción de 2.0 toneladas de frijol en una hectárea (2 t/ha) Cada tonelada se vende en $15,000. Relación costo/beneficio = Ingreso obtenido por la venta = 30, 000 = 3 Inversión o costo 10,000.00 Este resultado permite concluir que por cada peso invertido se están ganando tres.

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LIC. ENRIQUE MARTÍNEZ Y MARTÍNEZ Secretario LIC. JESÚS ALBERTO AGUILAR PADILLA Subsecretario de Agricultura ING. ARTURO OSORNIO SÁNCHEZ Subsecretario de Desarrollo Rural ING. RICARDO AGUILAR CASTILLO Subsecretario de Alimentación y Competitividad MSC MARCOS AUGUSTO BUCIO MUJICA Oficial Mayor ING. GUILLERMO DEL BOSQUE MACÍAS Director General de Fibras Naturales y Biocombustibles

“Esta publicación es producto de recursos federales otorgados por la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, a través del Programa de Sustentabilidad de los Recursos Naturales.” “Este programa es de carácter público, no es patrocinado ni promovido por partido político alguno y sus recursos provienen de los impuestos que pagan todos los contribuyentes. Está prohibido el uso de este programa con fines políticos, electorales, de lucro y otros distintos a los establecidos. Quien haga uso indebido de los recursos de este programa deberá ser denunciado y sancionado de acuerdo con la ley aplicable y ante la autoridad competente.”

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Este Manual se terminó de imprimir el 30 de Septiembre de 2013, en los Talleres de Editorial Prado S. A. de C. V. Tehuantepec no. 34, Col. Roma Sur, México, D.F. Se tiraron 5,000 ejemplares.