UNIVERSIDAD EARTH

EVALUACION DEL EFECTO DE BOKASHI COMO FERTILIZANTE EN CUATRO DOSIS CRECIENTES MEDIDO MEDIANTE UN BIOENSAYO EN PLANTAS DE SORGO.

Othón Fernando Álvarez López Edny Neysor Gamez

Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura

Guácimo, Costa Rica

Diciembre, 2004

Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Agrónomo con el grado de Licenciatura

Profesor Asesor

Moisés Soto Ballestero Ing. Argo.

Profesor Asesor

Luis Quirós Sandí Ing. Argo.

Decano

Daniel Sherrard, Ph.D.

Candidato(a)

Edny Neysor Gamez

Candidato(a) LópezDiciembre, 2002

Othón Fernando Álvarez

ii

DEDICATORIA A mi madre Magdalena Gámez y hermano Enri y hermanas, Marlene, Marlett, Yadira y Zenia cuyo apoyo y amor han sido incondicionales y que me dieron su apoyo total en los cuatro años de estudio. A mi padre que me enseño los pasos que hay que seguir en esta vida, medio apoyo y confianza mientras estuvo junto a mí. (R.I.P.) A Anna Marin, que creo en mí y me dio su amor y apoyo cuando estuve cerca y lejos de ella. Me dio fuerzas y realizó sacrificios junto a mí. A mis amigos que compartieron junto a mí tiempos alegres y tristes pero las cuáles ayudaron a alcanzar la meta. Edny Neysor Gámez.

A mis padres, muy en especial y con mucho amor, por darme sus consejos, confianza, apoyo y cariño que eh necesitado durante toda mi vida. A mis tíos Mauricio Lespinasse y Angelita de Lespinasse, dos ángeles en mi vida quienes con su incondicional ayuda hicieron posible la realización de uno de mis sueños como el realizar mis estudios en EARTH. A mis abuelos Everardo López (en memoria), que en paz descanse, Othón Álvarez, Rosa Elena de López y Gloria de Álvarez. Quienes siempre me aconsejaron y guiaron, además de que son un gran ejemplo en mi vida. A todos mis tíos que me apoyaron y estuvieron al tanto de mi preparación profesional. A mis hermanos y primos, como un ejemplo de perseverancia y dedicación. Y a manera de recuerdo que también ellos pueden esto y mucho más.

Othón Fernando Álvarez López. iii

AGRADECIMIENTO A Dios y la Virgen por darnos la fuerza, guía, paciencia e inteligencia para poder salir adelante en nuestros estudios. Al Ing. Agr. Moisés Soto, y Ing. Agr. Luís Quiroz por el apoyo que nos brindaron en todo momento para la realización de este proyecto. A EARTH y nuestros profesores quienes compartieron durante cuatro años sus conocimientos con nosotros. Al personal de la empresa agrocomercial EARTH y al personal de laboratorio de suelos y aguas, quienes colaboraron con la obtención de la información requerida y la obtención de las muestras para nuestro proyecto. A todos nuestros compañeros universitarios quienes en algún momento brindaron ayuda en parte de nuestra formación en esta institución.

Edny Gamez: A los donantes (LAAD), que confiaron en mi y me dieron la oportunidad de poder estudiar en esta Universidad.

Othón Álvarez: A mis tíos Mauricio y Angelita, quines confiaron en mi y gracias a ellos logré realizar mis estudios en esta Universidad.

iv

RESUMEN En el presente trabajo se analizó el comportamiento del bokashi en cuatro dosis diferentes (7.5, 15, 30 y 60 Toneladas por hectárea) frente a un testigo químico (N 37 – P 0,0 – K 3,8 - Mg 4,1 - Ca 0,8 - S 0,0) y un testigo sin aplicación alguna. Con el propósito de saber si el bokashi se puede utilizar de forma rentable como alternativa a las aplicaciones de fertilizantes químicos. El experimento se realizó en las instalaciones del vivero forestal de la Universidad EARTH, bajo un sistema de bioensayo con plantas de sorgo, donde se utilizaron 24 macetas para crear 6 tratamientos con 4 repeticiones por tratamiento. Se realizaron 2 plantaciones de 50 gr de semilla por maceta y se dejaron crecer por 8 semanas, para cosechar y analizar biomasa, para ver las cualidades de bokashi como fertilizante. El comportamiento del bokashi fue como se esperaba, la degradación de la materia orgánica fue lenta por lo que la liberación de los nutrientes fue de la misma manera aportándole los nutrientes de manera constante a la planta. Minerales como P, K, Ca y Mg aumentaron a través del tiempo confirmando que el bokashi puede ser utilizado como un abono orgánico. Al finalizar el experimento se observo que los abonos orgánicos demandan mucha mano de obra para la aplicación, lo que eleva los costos, comparándolo con las aplicaciones químicas. Analizando los costos de aplicación por hectárea, así como los costos de producción de bokashi se concluyo que la mejor opción de aplicación de bokashi consistía en el tratamiento de 30 ton-1 ha-1 año-1 realizando tres aplicaciones de 10 ton-1 ha-1 cada cuatro meses. Palabras Claves: Bokashi, fertilizante, tratamientos, bioensayo, nutrientes, sorgo, banano. ÁLVAREZ, O; GÁMEZ, E. 2004. Evaluación del efecto de bokashi como fertilizante en cuatro dosis crecientes medido mediante un bioensayo en plantas de sorgo. Proyecto de Graduación Lic. Ing. Agr., Guácimo, CR, Universidad EARTH. 50 p.

v

ABSTRACT The following experiment is based on the use of bokashi in four different concentrations (7.5, 15, 30 y 60 Tons per hectare) compared to a fertilizer ((N 37 – P 0,0 – K 3,8 - Mg 4,1 - Ca 0,8 - S 0,0) both compared with soil without the application of fertilizers. The objective of this research was to analyze if bokashi being an organic fertilizer can substitute a conventional fertilizer. The research was done at the nursery of agro forestry, installed at EARTH campus. Sorghum was used as a plant indicator, 50 grams of seed were planted per pot, and they grew for eight weeks before harvesting. Soil and foliar analysis were made to determine the potential of bokashi as an organic fertilizer. The procedure was carried out twice, and the results were compared to see the variability of the six treatments. The bokashi behaved as was expected, the nutrients were released slowly as the organic material decomposed providing nutrients to the plant in stages. Nutrients such as P, K, Ca, and Mg increased as the organic fertilizer decomposed in the soil. It was confirmed that bokashi can be used as a substitute for a chemical fertilizer providing the necessary elements for the good growth of a banana plant. Comparing the results at the end of the experiment it was determined that because of the great amounts of bokashi applied the costs of applications are raised. On the other hand, the application of fertilizer is much cheaper because of the lesser volume, but the numbers of application are more. Finally it was concluded that by applying 30 ton/ha/yr of bokashi, in three different applications of 10 tons-1 ha-1 yr-1 every four months, would satisfy the necessities of a banana plantation. Key words: Bokashi, Fertilizers, Treatments, biotest, nutrients, sorghum, banana plantation. ÁLVAREZ, O; GÁMEZ, E. 2004. The effect of bokashi as a fertilizer in tour different dosages in a biotest evaluated on sorghum plants. Graduation project. Lic. Ing. Agr., EARTH University. CR. 50 p.

vi

TABLA DE CONTENIDO Página EDNY NEYSOR GAMEZ .................................................................................................................................... I DEDICATORIA........................................................................................................................................... III AGRADECIMIENTO .................................................................................................................................. IV RESUMEN .................................................................................................................................................... V ABSTRACT ................................................................................................................................................. VI TABLA DE CONTENIDO.......................................................................................................................... VII LISTA DE CUADROS................................................................................................................................. IX LISTA DE FIGURAS.................................................................................................................................... X LISTA DE ANEXOS.................................................................................................................................... XI 1

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 1

2

OBJETIVO GENERAL ......................................................................................................................... 5 2.1

3

METODOLOGIA................................................................................................................................... 6 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.4 3.4.1 3.4.2 3.5 3.6 3.7

4

LOCALIZACIÓN: .......................................................................................................................... 6 ESTABLECIMIENTO DEL EXPERIMENTO:.............................................................................. 6 VARIABLES EVALUADAS: ........................................................................................................ 7 Análisis previos de suelos: ......................................................................................................... 7 SIEMBRA ....................................................................................................................................... 8 Primera siembra:........................................................................................................................ 8 Segunda siembra: ....................................................................................................................... 8 COSECHA ...................................................................................................................................... 8 ANÁLISIS FINAL DE SUELOS .................................................................................................... 9 ANÁLISIS ECONÓMICO.............................................................................................................. 9

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................... 10 4.1 4.2 4.3 4.4

5

OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................................................... 5

FERTILIZACIÓN EN BANANO: ................................................................................................ 10 SORGO: ........................................................................................................................................ 12 BOKASHI: .................................................................................................................................... 13 MATERIALES USADOS EN LA ELABORACIÓN DE BOKASHI:.......................................... 15

RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................................................................... 17 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.2 5.3 5.4

EFFECTO FERTILIZANTE DEL BOKASHI .............................................................................. 17 NITROGÉNO............................................................................................................................ 17 FÓSFORO ................................................................................................................................ 19 POTASIO.................................................................................................................................. 22 CALCIO.................................................................................................................................... 24 MAGNESIO .............................................................................................................................. 25 PH .................................................................................................................................................. 26 BIOENSAYO................................................................................................................................ 27 ANÁLISIS ECONÓMICO............................................................................................................ 28

6

CONCLUSIONES ................................................................................................................................ 35

7

RECOMENDACIONES....................................................................................................................... 37

8

LITERATURA CITADA ..................................................................................................................... 38

vii

ANEXOS ......................................................................................................................................................... 40

viii

LISTA DE CUADROS Cuadro

Página

Cuadro 1. Tratamientos utilizados en el experimento. ............................................7 Cuadro 2. Fertilización para zona atlántica aplicado por hectárea. .......................11 Cuadro 3. Niveles críticos tentativos de algunos nutrientes en plantas completamente desarrolladas, para el clon Gran Enano .......................12 Cuadro 4. Aplicaciones recomendadas para el cultivo del sorgo. .........................13 Cuadro 5. Contenido de macro nutrientes en algunos compuestos utilizados en la elaboración de Bokashi .................................................16 Cuadro 6. Contenido de micro nutrientes en algunos de los materiales

utilizados en la

elaboración de Bokashi

tradicional...............................................................................................16 Cuadro 7. Aportes de nutrientes en Bokashi de banano por tonelada. .................29 Cuadro 8. Aporte de nutrimentos de 12,32 ton de bokashi. ..................................30 Cuadro 9. Necesidades nutricionales del banano/ha y aporte de las diferentes dosis analizadas y suplementos requeridos. .........................30 Cuadro

11.

Costos

de

aplicación

de

fertilizante

en

finca

aerocomercial EARTH. ..........................................................................32 Cuadro 12. Comparación económica aplicación Bokashi Vs. aplicación fertilización químico...............................................................33

ix

LISTA DE FIGURAS Figura

Página

Figura 1. Proceso bioquímico para la elaboración de bokashi. .............................14 Figura 2. Contenido de nitrógeno en el tejido foliar de los seis tratamientos. ..........................................................................................18 Figura 3. Contenido de fósforo en el suelo de los seis tratamientos. ....................19 Figura 5. Cantidad de Potasio (cmol+/L) en los suelos de los tratamientos. ..........................................................................................23 Figura 6. Contenido de Potasio en los tejidos foliares de seis tratamientos en bokashi y testigos. ........................................................24 Figura 7. Contenido de Ca en los suelos de 4 tratamientos de bokashi, testigo químico y testigo en cmol+/L........................................25 Figura 8. Contenido de Magnesio en los suelos de 4 tratamientos con bokashi, testigo químico y testigo en cmol+/L. ................................26 Figura 9. Comportamiento del pH en los seis tratamientos a través del tiempo...............................................................................................27 Figura 10. Biomasa de sorgo en cuatro tratamientos de bokashi, testigo químico y testigo.........................................................................28

x

LISTA DE ANEXOS Anexo

Página

Anexo 1. Costos de producción bokashi en sistema convencional. ......................41 Anexo 2. Primer análisis de suelo .........................................................................42 Anexo 3. Primer Análisis foliar de laboratorio........................................................43 Anexo 4. Segundo Análisis de suelos ...................................................................44 Anexo 5. Segundo Análisis foliar...........................................................................45 Anexo 6. Análisis del bokashi utilizado como abono orgánico ..............................46

xi

1

INTRODUCCIÓN

La materia orgánica es de suma importancia para los suelos agrícolas ya que de ella depende la actividad biológica de este. Además de suministrar los nutrientes requeridos por las plantas regulando así sus actividades metabólicas de las cuales depende su crecimiento y producción. El costo bajo de los abonos químicos ha marginado la utilización de materias orgánicas para incorporar los nutrimentos requeridos por la planta, así como la materia orgánica que esta requiere. De tal manera que los residuos orgánicos agrícolas se han convertido en una fuente de contaminación ambiental en vez de una fuente útil en la agricultura moderna. En Costa Rica, en la primera mitad de la década de los 90’s, las principales actividades agrícolas se desarrollaron en un área promedio anual de 451,000 ha, en las cuales se aplicaron aproximadamente

281,000

ton3

de

fertilizantes

químicos

(620

kgs3

de

fertilizante/ha/año). Lo cual necesitó divisas de 74 millones de dólares por importación de materia prima para la elaboración de fertilizantes granulados (ABOPAC 1996). Las producciones bananeras son una de las fuentes que genera grandes cantidades de desechos orgánicos, provenientes de banano de rechazo y el raquiz. En el año 1995 se generaron 225 000 toneladas de banano de rechazo en Costa Rica debido a los bajos precios en el mercado (Russo y Hernández 1995). Los desechos de banano son ricos en carbono por lo que se pueden utilizar en la producción de bokashi. La producción de abonos orgánicos a base de desechos de banano es una alternativa de manejo de desechos aparte de suplir las plantaciones con los nutrimentos necesarios para una buena producción y la cantidad de materia orgánica al suelo para evitar su degradación. Según Tavares y Falquez (1997) en plantaciones de alto rendimiento en Costa Rica (70 ton/ha/año de fruta fresca) aproximadamente 101.97 kg ha-1 año-1 de nitrógeno, 12.14 kg ha-1 año-1 de fósforo y 242.53 de kg ha-1 año-1 de potasio 1

son removidos de los suelos en las plantaciones de banano. Por lo que sí se elabora un plan de fertilización donde se trata de devolver la cantidad de nutrientes removidos del suelo por la planta. Según Soto (1992) en la mayoría de las plantaciones bananeras de Costa Rica este plan de fertilización consiste en aplicar 350 Kg de nitrógeno, 125kg de fósforo y 700 Kg de potasio por hectárea por año. Dándonos así una pedida de 248.03, 112.86 y 457.17 kg ha-1 año-1 de nitrógeno, fósforo y potasio respectivamente. Debido a que se ha venido notando que las aplicaciones de fertilizantes químicos no están dando los resultados esperados se están buscando nuevas alternativas de fertilización. Una de estas alternativas es el abonar con abonos orgánicos como el compost o bokashi. El bokashi ha sido utilizado como abono orgánico por los agricultores japoneses desde hace ya muchos años. Bokashi es una palabra japonés que significa materia orgánica fermentada. Este abono sé dejar fermentar en un proceso anaeróbico o aeróbico de materiales de origen animal o vegetal. El uso de este abono activa y aumenta la cantidad de microorganismos en el suelos así como mejora la características físicas del suelo y suple a las plantas con nutrientes necesarios para una buena cosecha (Shintani et al 2000). En la degradación de la materia orgánica participan distintas variedades de microorganismos por lo que la liberación de los nutrientes es constante lo cual les permite suplir a la planta de manera escalonada. Estos microorganismos necesitan de fuentes de nitrógeno y carbono. El carbono lo utilizan como energía para formar estructuras celulares y su reproducción; el Nitrógeno lo utilizan para formar proteínas (Burés, citado por Bolaños 2002). Por lo tanto la materia orgánica que se esta utilizando tiene que tener una relación de C:N de entre 30:1, si esta es mayor los microorganismos no tiene suficiente N para su metabolismo y tiene que utilizar el nitrógeno inorgánico del suelo causando una inmovilización de N (Alexander 1980).

2

La relación C:N juega un papel de suma importancia al elaborar un abono orgánico ya que de esto dependerá el tiempo de estabilización del abono orgánico. Si existe una relación C:N muy alta el tiempo que el Bokashi necesitara para estabilizarse será largo, si al contrario la relación es baja la degradación del abono será más rápida, sin embargo se podrían dar perdidas de N por volatilización debido a la rapidez de la degradación. Lo optimo en la elaboración de bokashi seria obtener una degradación moderada donde la relación C:N alcanzara valores de 10:1 a 20:1 en un tiempo razonable. Debido a sus valores y características los desechos orgánicos de banano se han visto como una nueva alternativa para reducir la cantidad de desechos destinados a los rellenos. También se ve la posibilidad de utilizar el abono producido para la fertilización de las plantaciones de banano reduciendo o eliminando el uso de los fertilizantes químicos. La planta de banano es de rápido desarrollo y muy demandante en nutrientes por lo que utiliza los nutrientes disponibles en el suelo, degradando así los suelos rápidamente. A esto se le une la eliminación de cobertura por la sombra que genera la planta y la constante limpieza que se realiza mediante chapeas o aplicación de herbicidas. También se da la erradicación de microorganismos por las constantes aplicaciones de funguicidas para el control de Sigatoka negra (Mycropylella fijensis) las cuales aportan a la degradación de los suelos. Debido al mal estado del suelo y su inestabilidad biológica se presentan los ataques de nematodos a las raíces de las plantas ocasionando perdidas significativas en las plantaciones bananeras. Por esta razón de degradación en los suelos los productores de banano tienen que buscar nuevas tierras para plantar y mantener su producción bananera. Esto a llevado a un aumento de área de zonas bananeras. Según el Foro Emaus (1997) en un periodo de cinco años las extensiones bananeras pasaron de 23 000 hectáreas a 52 000 hectáreas.

3

Con las cualidades del bokashi como el agregar materia orgánica al suelo, control de nematodos y el proceso de liberación de nutrientes de forma lenta a través del tiempo se puede lograr reducir la problemática actual de degradación de suelos, presentada actualmente por la utilización de fertilización química. Estudios realizados en las aplicaciones de bokashi muestran impactos positivos en el control de nematodos usando la teoría que se crea un ambiente más competitivo para estos patógenos lo cual reduce su crecimiento así como el daño a la planta. Con esto en mente se dispone de un producto muy útil para las plantaciones bananeras con un gran potencial y muchas cualidades aun por evaluar.

4

2

OBJETIVO GENERAL

Evaluar y medir el efecto del Bokashi, en EARTH, producido en la finca agro comercial como fertilizante en cuatro diferentes dosis, bajo un sistema de Bioensayo en plantas de sorgo y determinar su potencial como sustituto del fertilizante químico tomando en cuenta la parte económica. 2.1

OBJETIVOS ESPECIFICOS •

Calcular la cantidad de nutrimentos por kilogramo de bokashi y por aplicación a la planta.

•

Determinar la cantidad de macro y micro nutrimentos aportados por kilogramo de bokashi en el suelo.

•

Evaluar el comportamiento de los nutrimentos del bokashi en los diferentes tratamientos en el suelo.

•

Identificar la dosis que posea un mayor efecto sobre el desarrollo de las plantas evaluando su cantidad de biomasa producida por cosecha.

•

Brindar una alternativa de fertilización complementando o sustituyendo las aplicaciones químicas con el bokashi.

•

Evaluar la parte económica del bokashi como fertilizante orgánico.

5

3 3.1

METODOLOGIA

LOCALIZACIÓN: El experimento se llevó a cabo en el vivero forestal ubicado dentro de las

instalaciones de la Escuela de Agricultura de la Región Tropical Húmeda (EARTH), en la provincia de Limón, Costa Rica, a una altitud de aproximadamente 50 msnm. Recibe una precipitación anual promedio de 3410mm, con una temperatura media anual de 25°C y una humedad relativa promedia de 87%. La fase inicial del proyecto se inicio la cuarta semana de mayo del 2004 y se termino segunda semana de octubre del mismo año. 3.2

ESTABLECIMIENTO DEL EXPERIMENTO: El experimento se llevó acabo en condiciones de clima controlado bajo

techo, tratando de proporcionar un ambiente adecuado para el crecimiento optimo del sorgo utilizado como una planta indicadora a los diferentes tratamientos. Se realizaron riegos buscando mantener la humedad necesaria en el suelo. En este experimento se evaluaron 6 diferentes tratamientos, con 4 diferentes dosis crecientes de bokashi, un tratamiento con fertilizante químico y un tratamiento testigo o sin nada. Los 6 tratamientos con un mismo tipo de suelo a manera de bioensayo. Cada tratamiento se repitió 4 veces. Las 4 diferentes dosis de bokashi a evaluar su comportamiento fueron 7.5, 15, 30 y 60 toneladas por hectárea en campo. Sé a tomado en cuenta una densidad de 1950 plantas de banano por hectárea, lo cual lleva a una aplicación de 3.85, 7.70, 15.38 y 30.86 kg por planta respectivamente a cada tratamiento de bokashi como se puede observar en el cuadro 1. Para el diseño de las macetas sembradas con sorgo el cual es utilizado como una planta indicadora de rápido crecimiento, se creó una relación de abono/ suelo de 11 kg totales de sustrato por maceta, siendo la capacidad máxima de la misma. 6

Tomando en cuenta lo aplicado por planta de banano en cada tratamiento y considerando que el área de aplicación de bokashi por planta de banano es de 900 cm2 de base por 60 cm de profundidad como área funcional de la raíz, da un volumen de suelo de 54 Kg. Tomando en cuenta dicho volumen se realizó una relación suelo/abono/fertilizante para cada tratamiento obtenemos las siguientes proporciones en kgs: 10.30/0.72, 9.70/1.383, 8.70/2.48 y 7/4 kg. El tratamiento químico fue la formula: 37-0-3.8-4.1-0.8

utilizando 230 gramos por maceta.

También se utilizo 11 kg de suelo como testigo. Cuadro 1. Tratamientos utilizados en el experimento.

3.3

No. Tratamiento 1 2 3 4

Tratamiento Bokashi Bokashi Bokashi Bokashi

Tons/Ha 7.5 15 30 60

Kg/planta 3.85 7.70 15.38 30.86

Kg/Maceta 0.77 1.57 2.56 4.00

5

37-0-3,8-4,1

0.65

0.23

6

Testigo

1.26 o

0

0

VARIABLES EVALUADAS: Para este experimento se evaluaron los contenidos de N, P, K, Ca, Mg y Ph

en el análisis de suelos para cada uno de los tratamientos y N, P, K, Ca, y Mg en los análisis foliares. Se determino la Biomasa para determinar el efecto fertilizante en las plantas de sorgo en cada uno de los tratamientos. 3.3.1 Análisis previos de suelos: El sustrato de bokashi/suelo y fertilizante/suelo, se preparo 4 semanas antes de la siembra de sorgo, para el establecimiento de los suelos. Se tomaron cuatro muestras por cada tratamiento y se homogenizaron para formar una sola muestra por cada uno de los seis tratamientos y fueron analizados en el laboratorio de suelos y aguas de la Universidad EARTH.

7

3.4

SIEMBRA Se realizaron dos siembras de Sorghum vulgares Pers en dos diferentes

formas de densidad por maceta, fueron sembradas a una profundidad de 2cm promedio. Se selecciono esta variedad de sorgo a manera de indicador para el bioensayo, ya que es un cultivo de ciclo corto y rápido desarrollo lo cual en dos meses permite la extracción de resultados. 3.4.1 Primera siembra: Los tratamientos de bokashi se dejaron reposar por cuatro semanas para estabilizar el sustrato. Una vez estable se sembraron tres semillas de sorgo por maceta dejando crecer las plantas hasta llegar a los dos meses de floración, todo esto con las macetas a la intemperie. El tratamiento con fertilizante se dejo reposar durante 4 días y luego se sembraron las

tres semillas de sorgo por

maceta, con la hipótesis que los nutrientes estarían ya presentes en el suelo cuando la plántula germine y además de evitar el quemar el cultivo con el fertilizante. 3.4.2 Segunda siembra: La segunda siembra fue realizada con las macetas bajo techo, se aplico una densidad de semillas por maceta de 50 gramos es decir un promedio de 50 semillas, esto debido a que en la primera siembra fue difícil obtener la biomasa adecuada para la evaluación respectiva. También se realizo bajo techo ya que en la primera siembra la lluvia afecto considerablemente el estado de las plantas causando un estrés hídrico por saturación de agua en las macetas, el cual no resistió el cultivo. 3.5

COSECHA Se cosecharon 50 plantas por maceta y se homogenizaron para cada

tratamiento. Las cosechas se realizaron a los dos meses para cada una de las siembras, donde la planta presentó un desarrollo considerable. Las muestras

8

fueron llevadas al laboratorio de suelos y aguas de EARTH donde se realizo el análisis foliar y de biomasa. 3.6

ANÁLISIS FINAL DE SUELOS Una vez recolectado todos los datos foliares de la segunda cosecha se

realizó un segundo análisis de suelo completo por tratamiento para evaluar las comparaciones entre suelo inicial y suelo final. 3.7

ANÁLISIS ECONÓMICO Se realizo un análisis económico para determinar los costos por unidad

nutricional de bokashi y de fertilizante, llevándose a un costo total por cada tratamiento de bokashi. En dicho estudio se evaluó los costos de mano de obra que tendría el aplicar las cantidades de abono orgánico así como los costos de elaborar las cantidades de este abono en comparación con la compra de fertilizantes químicos y su aplicación a las plantaciones bananeras.

9

4 4.1

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

FERTILIZACIÓN EN BANANO: La aplicación de fertilizantes en las plantaciones de banano nuevas se debe

realizar 2 a 3 meses después del transplante ya que es el tiempo donde la planta comienza a aprovechar los nutrientes de las aplicaciones de fertilizantes y los aprovecha a hasta la floración del fruto. En la floración la planta deja de crecer y llena los frutos con nutrientes almacenados (Figueroa y Lupi 2004). En plantaciones ya establecida el estado nutricional de plantas en su etapa temprana de desarrollo es importante, especialmente el de K, ya que este determinara el rendimiento de los frutos. Las tasas de K en los suelos con plantaciones de banano deben de ser restituidas con frecuencias aunque los muestreos de suelo indiquen que este esta en sus niveles óptimos de Potasio. En un estudio que se realizó, se encontró que en 17 países con altas producciones de banano la formula mas recomendada era 211 kg N ha-1 año-1, 35 kg P ha-1 año-1 y 323 kg K ha-1 año-1. En las plantaciones de banano el macro nutriente crítico es el K ya que de este depende mucho del tamaño y calidad de fruto que la planta va a producir. En Costa Rica se realizo un experimento donde se noto que la mejor respuesta en base a lo económico fue aplicando de 600 y 675 kg de K2O kg ha-1 año-1, aun en suelos con relativo alto contenido de K (Figueroa y Lupi 2004). En el caso de nitrógeno la cantidad que se utiliza comúnmente varía de 100 a 600 kg/ha/año, dependiendo de la zona y clima. En muchas de las zonas de América latina la cantidad de nitrógeno aplicada es de 300kg N ha-1 año-1. No existen restricciones en cuanto a las fuentes químicas para fertilizar, en muchos casos el criterio de que fuente química a utilizar es determinado por el costos de esta. Sin embargo estos fertilizantes tienen que tener los nutrientes principales para la plantación de banano los cuales son: N, P, K, S y Mg. Para las cuales varían dependiendo del lugar y clima. Algunos ejemplos de formulas comúnmente utilizadas

en

plantaciones

bananeras 10

son

14-2-25-26-7

o

14-4-29-11-6

(corresponden a N-P2O5-K2O, S y Mg) estas se pueden ajustar a lo que se recomienda después de un análisis de suelo a lo que este necesite. La dosis recomendadas puede dividirse en distintas aplicaciones a través del año para evitar la quema de raíces y perdida de nutrientes por volatilización y lixiviación. En condiciones donde el suelo presenta bajas cargas catiónicas, texturas gruesas y bajo porcentaje de materia orgánica se recomienda que las aplicaciones sean de 8 a 26 veces por año. O simplemente para una mayor eficiencia de uso de los fertilizantes dando así una mayor rentabilidad a la empresa (Figueroa y Lupi 2004). En cuanto al fertilizante químico es práctica común que en la zona atlántica de Costa Rica se recomienda la aplicación de fertilizantes, por hectárea, de cantidades que oscilan entre las cantidades observadas en cuadro 2 (Soto 1992). También Espinoza y Mite (2002) en el cuadro 3 demuestran los niveles óptimos y críticos para el clon de gran enano. Cuadro 2. Fertilización para zona atlántica aplicado por hectárea.

cantidad Uni. Medición 350-400 kg 40-80 kg 650-750 kg 80-150 kg Fuente: Soto M. 1992

11

Elementos Nitrógeno Fósforo Potasio Magneso

Cuadro 3. Niveles críticos tentativos de algunos nutrientes en plantas completamente desarrolladas, para el clon Gran Enano Nivel de la disponibilidad en el suelo Bajo Medio Alto Nutriente Nitrógeno Variable según productividad Kg N/ha/año 350 a 400 Fósforo (ppm) < 10 10 a 20 > 20 Kg P2O5/ha/año 100 50 0 Potasio (cmolc/ kg) < 0.2 0.2 a 0.5 > 0.5 % de Saturación con K 10 Kg K2O/ha/año 700 600 500 Magnesio ( cmolc/kg) 3 % de Saturación con Mg < 10 10 a 20 > 20 Kg MgO/ha/año 200 100 0 Calcio (cmolc/kg) % de Saturación con Ca Kg CaO/ha/año

6

< 50 1200

50 a 70 600

> 70 0

Fuente: (Datos de Lahav y Turner, 1992, tomados y adaptados de Espinoza y Mite (2002)

4.2

SORGO: Sorghum vulgares Pers es una planta originaria de la India y Región

central del África, pertenece la familia de las gramíneas, tiene un crecimiento entre 1,75m a 2,30m de altura, tiene un buen desarrollo en alturas por debajo de 1000msnm, con temperaturas entre 21ºC y 31ºC es muy resistente a sequías y a pH’s que oscilan entre 5,5 y 8,2. Se caracteriza por una inflorescencia en panojas y semillas de 3mm, esféricas y oblongas de color negro, rojizo y amarillento. Su sistema radicular puede llegar a penetrar terrenos permeables a una profundidad de 2 m. En su etapa de desarrollo temprana, el sorgo soporta bajas temperaturas de igual manera que el maíz y su sensibilidad en el otoño es parecida. Sin embargo su producción puede verse afectada si existe un descenso de 12

temperatura al momento de su floración que tarda aproximadamente 70 a 98 días desde la siembra. El sorgo es resistente a altas temperaturas y si el suelo es lo suficientemente fresco no hay problemas por el corrimiento de flores con los fuertes olores que se producen (INFOAGRO 2004). Como se puede observar en el siguiente cuadro 4 las necesidades de fertilización para el caso del sorgo. Cuadro 4. Aplicaciones recomendadas para el cultivo del sorgo. J.R. QUINBY L. JACQUIN OT J. DULAC

4.3

N 24

P2 O 5 10

K2O 8

34

7

17

26,3

13,1

31,3

BOKASHI: El bokashi es una palabra japonesa que significa materia orgánica

fermentada la cual se comenzó a utilizar en Japón desde hace 2,000 años utilizando los desechos fermentados de los alimentos. En la Universidad EARTH se ha adaptado esta tecnología para hacer bokashi de banano la cual se ha difundido en Costa Rica a 12 empresas en 1999 (Tabora 1999). El bokashi se le conoce por la capacidad de generar materia orgánica, pero no así como un suplidor de nutrientes para la planta como en el caso del compost. (Okumoto 2004)1. Sin embargo la poca aportación de nutrientes lo recompensa por el aumento de microorganismos en el suelo lo que permite una mejor degradación de material orgánico y por ende un aumento en la disponibilidad de nutrientes fijados en el suelo.

1

Okumoto, S. 2004. Comunicación personal. Universidad EARTH. Guácimo, Limón, CR.

13

La función del bokashi en el suelo es incorporar inóculos que promuevan una fermentación regulada, para así, suministrar alimentos energéticos a los microorganismos del suelo y crear una biodiversidad benéfica y nutritiva para los cultivos. Con la mejora de la biodiversidad se espera que se mejore la eficiencia de fermentación/descomposición en el suelo formando así una cadena completa de fermentación para minimizar la perdida de nutrientes (Tabora 1999).

Materia orgánica (Azucares almidón)

Levadura

Bacteria ácido-láctica H2

+ Melaza

Alcohol vinagre + e (Medio ácido menos de 5)

Piruvato + e Láctate+H2

Figura 1. Proceso bioquímico para la elaboración de bokashi. Otra de sus funciones es suministrar las hormonas y enzimas de crecimiento que son valiosas para el vigor de las raíces y las plantas. En el proceso también se administrara paulatinamente los iones y moléculas finas (amino-ácidos y ácidos orgánicos) para que estén disponibles para la absorción de las plantas a través de las raíces (Tabora 1999). El bokashi contiene un alto estado de energía ya que se encuentra en un estado de degradación incompleta. Por lo que promueve una cadena de fermentación (reductivo) y dinamismo energético en la rizosfera que se debe a las reacciones metabólicas de los microorganismos del suelo. En este proceso el flujo de nutrientes entre el suelo y la planta es más dinámico especialmente de las moléculas más finas (Tabora 1999). La preparación del bokashi se hace de varias formas, la manera tradicional consiste en fermentar una mezcla de semolina de arroz con un inoculo microbiano como lo puede ser el EM (Efficient Microorganisims). Las aplicaciones del inoculo 14

continúan de 2 a 3 días, con el propósito de multiplicar de alimentar a los microorganismos benéficos y darle alimentación para su trabajo en el suelo. En la Universidad EARTH, por los altos contenidos de desechos de banano, en la finca bananera Aerocomercial, se comenzó a elaborar bokashi utilizando dicho desecho con aserrín, el cual se utiliza para absorber la humedad del banano y oxigenar la masa. Su duración en el proceso es de 7 días. En otras empresas se sustituye el aserrín por tierra pero el tiempo de fermentación se prolonga a 15 días (Tabora 1999).

4.4

MATERIALES USADOS EN LA ELABORACIÓN DE BOKASHI: Los materiales usados para la elaboración de bokashi deben de ser de un

alto contenido de carbono ya que este mejora las características del suelo dándole así una mejor aeración, absorción de humedad y calor. Debido a su alta porosidad favorece a la actividad de los microorganismos y es capaz de, retener, filtrar y liberar elementos gradualmente. Esto reduce la posibilidad de que los elementos sean lavados gradualmente por erosión o filtración (Restrepo 1996). Por lo tanto los materiales comúnmente usados en la elaboración de bokashi son: cascarilla de arroz, gallinaza, aserrín, semolina y materiales vegetativos.

15

Cuadro 5. Contenido de macro nutrientes en algunos compuestos utilizados en la elaboración de Bokashi

Material

N

Arachis pinzote de banano Yuca Bovinaza Cerdaza

P 1,3-1,5 0,7-0,9 0.2 1.9 1,2-2,1

K 0,19-0,2 0,08-0,1 0.2 1.2 0,5-3,2

Ca % 0,6-1,0 2,7-3,1 0.3 0.6 0,6-1,3

Mg

0,3-0,4 0,01-0,03 0.1 4.8 --

0,1-0,2 0,05-0,07 0.03 0.5 --

Cuadro 6. Contenido de micro nutrientes en algunos de los materiales utilizados en la elaboración de Bokashi tradicional.

Material

Cu

Fe

Zn

Mn

20-40 42-44 28-39

20-25 12 23-33

% Arachis pintoi Banano Yuca

04-10 6-8 5-6

50-100 90-179 960-1448

16

5

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados del presente trabajo se presentan basándose en el promedio de dos evaluaciones de seis tratamientos por repetición, para determinar la cantidad de nutrientes que el abono orgánico, bokashi, aportó al suelo. Se analiza el efecto que tuvo la aplicación de bokashi usando las plantas de sorgo como indicadoras y midiendo su biomasa en cada uno de los tratamientos. Los resultados que se obtuvieron en el experimento no pudieron ser analizados estadísticamente debido a que el diseño del experimento se realizo utilizando un bioensayo donde los resultados se basan en dos análisis de los nutrientes en el suelo al inicio y final del experimento por lo que no hay suficientes datos para realizar un análisis estadístico. Los resultados del estudio se presentan por cada uno de los nutrientes evaluados. Se presentan tanto individuales para los análisis químicos de suelo así como los foliares donde se compararon los iniciales con los finales para determinar la calidad del abono bokashi y el aporte que este tuvo en el desarrollo de las plantas de sorgo. 5.1

EFFECTO FERTILIZANTE DEL BOKASHI

5.1.1 NITROGÉNO Los informes de análisis de suelo presentados por el laboratorio de aguas y suelos de la Universidad EARTH no determinan los contendidos de nitrógeno total en el suelo. Por lo que no se pudo realizar un estudio del nitrógeno en el suelo y se basara simplemente en el análisis foliar del sorgo que se utilizo como indicador del comportamiento nutricional. En el análisis foliar presentado en la figura 2 se puede apreciar como los contenidos de nitrógeno fueron aumentando de manera significativa en el tratamiento químico, en comparación a los demás tratamientos. Este tratamiento contenía una aplicación de fertilizante químico con formula de N 37 – P 0,0 – K 17

3,8 - Mg 4,1 - Ca 0,8 - S 0,0 por lo que se acredita a la aplicación de una alta dosis de nitrógeno en la formula del fertilizante al aumento de este elemento en las hojas de la planta indicadora. N inicial

N final

Contenido N (%) foliar

2.5 2 1.5 1 0.5 0 7.2

15

30

60

test.quim.

testigo

Cantidad abono aplicado Tons/ha

Figura 2. Contenido de nitrógeno en el tejido foliar de los seis tratamientos. En los tratamientos con 7.5, 15 y 60 ton/ha se notó un pequeño aumento de nitrógeno aportado por el abono orgánico. Según Tabora, P (2004)2 el bokashi de banano contienen cantidades relativamente bajas de nitrógeno y lo hace disponible para la planta lentamente a través del tiempo. Por lo que se observa que en estos tratamientos la planta absorbió el nitrógeno a manera que se iba liberando lo que produjo el aumento de este en sus tejidos foliares. En los tratamientos 30 ton/ha y testigo

se nota una disminución de

nitrógeno en el tiempo, en el testigo era de esperarse una disminución ya que no se aplicó abono alguno, por lo que las plantas encontraron bajas cantidades de este elemento en el suelo en la segunda cosecha ya que en la primera las plantas habían extraído el nitrógeno disponible que tenia el suelo.

2

Tabora, P. 2004. Comunicación personal. Universidad EARTH. Guácimo, Limón Costa Rica. 18

Las condiciones que presento el tratamiento 30 ton/ha de bokashi por planta no eran esperadas. El comportamiento esperado era similar al tratamiento de 60 ton/ha de bokashi. Sin embargo esta condición se pudo haber dado por el encharcamiento que sufrió dicho tratamiento al inicio del experimento. Según Foth (1996) en condiciones anaeróbicas o donde los suelos presentan malas condiciones de drenaje se da la desnitrificación, que ocurre a partir de nitrato (NO3) que en este caso tiene que haber provenido de la mineralización de N orgánico aportado por el bokashi.

El nitrógeno en forma de nitrato al ser

desnitrificado no es disponible para la planta por lo que se pierde en el suelo por varias razones ya sea por lixiviación o volatilización. 5.1.2 FÓSFORO En los tratamientos donde se aplicó bokashi, se observa un aumento del P en el suelo, con respecto a los testigos, el cual a manera que aumentaba la dosis de bokashi se incrementó el contenido de P. A pesar que el contenido de P se aumentó, este gradualmente se fue disminuyendo con el paso del tiempo como se observa en la figura 3, sin llegar a los contenidos de los testigos, lo que muestra un efecto fertilizante positivo en cuanto a P. P Inicial

P Final

16 14 12 10 P en ppm en 8 suelo 6 4 2 0 0.72

1.38

2.38

4

test. Quím

testigo

Cantidad de abono aplicado Tons/ha

Figura 3. Contenido de fósforo en el suelo de los seis tratamientos. 19

En los tratamientos testigo y testigo químico de la figura 3 se noto que el fósforo inicial en ambos tratamientos fue igual, no hubo aumento. Debido a que la formula del fertilizante químico utilizado no contenía P y el tratamiento testigo no se aplicó una fuente de P. Según Buckman y Brady (1966) el fósforo es aportado en combinaciones orgánicas, en este caso aportado por el bokashi. Por el ataque de microorganismos los compuestos orgánicos del fósforo se mineralizan y así se cambian en combinaciones inorgánicas las cuales son asimilables por la planta. La mayor cantidad de fósforo que la planta de sorgo necesita continuamente es absorbida por las raíces en la forma de los compuestos químicos inorgánicos H2PO4- y HPO4-. Pequeñas cantidades son absorbidas de forma orgánica. Esto explica la disminución de dicho elemento en el suelo, a como las plantas fueron creciendo la demanda de P aumentó por lo que las cantidades en el suelo disminuyeron (Aldrich y Leng 1974). En la figura 4, el comportamiento de P en los tejidos foliares es muy similar al del suelo en los tratamientos 7,5, 15, 60 ton/ha y el testigo donde se observa la disminución del P al pasar el tiempo. Esto se puede relacionar a la cantidad de P en el suelo en un estado disponible para la planta. Se nota que a conforme el P disminuye en el suelo de la misma manera disminuye en las hojas de la planta indicadora.

20

P inicial

P final

0.4 0.35 0.3 0.25 Contenido de P (%) 0.2 foliar 0.15 0.1 0.05 0 7,5

15

30

60

test.quim.

testigo

Cantidad de abono aplicado Ton/ha

Figura 4. Contenido de fósforo en (%) de los seis tratamientos. En el tratamiento químico se presento un aumento en la absorción de P en la planta en el transcurso del tiempo. Según Aldrich y Leng (1974) esto se debe a que el N hace aumentar la absorción del P, ya sea porque el fósforo se mantiene formando compuestos químicos más asimilables o por un crecimiento del sistema radicular produciendo mas cantidad de raíces para absorberlo. La aplicación del fertilizante en el tratamiento testigo químico, creo una reacción en el suelo y pudo haber liberado el P que el suelo contenía el cual la planta asimiló aunque este tratamiento sigue presentando la menor cantidad asimilada entre los demás tratamientos. Esto se pudo haber dado por el pH de 4.20 que el suelo presentaba. Según Aldrich y Leng (1974) la mayor cantidad de P asimilable, en compuestos orgánicos e inorgánicos, se encuentra en suelos de pH entre 5.5 y 7.0. En este tratamiento el pH era de 4.20 al final del experimento, a lo cual se le atribuye a que las cantidades de P que la planta pudo asimilar eran menores que en los demás tratamientos. La materia orgánica afecta la cantidad de fósforo asimilable ya que ella puede contener la mitad o más, del fósforo existente en el suelo (Aldrich y Leng

21

1974). Por tal motivo los demás tratamientos muestran niveles mas altos de P en el análisis foliar. En el caso del tratamiento 15 tons/ha de bokashi/ha el comportamiento de P fue inesperado. Los resultados del análisis del laboratorio mostraron un incremento en la cantidad de P en los tejidos foliares del sorgo. Buckman y Brady (1966) mencionan que el fósforo esta presente en materia orgánica en forma abundante. Tabora (2004) menciona que el bokashi fabricado con desechos de banano contiene altos niveles de fósforo. Debido a la materia orgánica, proveniente del bokashi y este siendo elaborado con desechos orgánicos de banano aporto altas cantidades de fósforo al suelo. 5.1.3 POTASIO En el tratamiento con 60 ton/ha de bokashi presentó un mayor contenido de K en el suelo al inicio, pero al pasar el tiempo el que mantuvo un nivel de K más estable fue el tratamiento 30 ton/ha de bokashi. En la figura 5, se puede notar que a medida que se aumentó la cantidad de bokashi aumentó el K en el suelo. Pero hay que tomar en cuenta que en los suelos de cultivo solamente del 1% al 2% es asimilable (Aldrich y Leng 1974). La figura 5 nos demuestra como los aportes de K por parte del bokashi sobre el suelo, son de gran relevancia según es la cantidad aplicada. A medida que pasó el tiempo, el K se fue perdiendo donde se aplico mayor cantidad de bokashi (30 ton bokashi/ha, 60 ton bokashi/ha). Esto pudo haberse presentado debido a la variabilidad que existe en el suelo donde el Ion K se lixivia hacia los estratos inferiores del suelo (Foth 1996).

22

K Inicial

K Final

3 2.5 2 Contenido de 1.5 K (cmol+/L) 1 0.5 0 0.72

1.38

2.38

4

test. Quím

testigo

Cantidad de abono aplicado Ton/ha

Figura 5. Cantidad de Potasio (cmol+/L) en los suelos de los tratamientos. En el análisis foliar, como se puede ver en figura 6, la asimilación de K fue aceptable en todo los tratamientos en comparación con los otros elementos. Se especula que el K en condiciones ordinarias del campo y con una reserva nutritiva adecuada, la absorción de este elemento por el cultivo es elevado (Buckman y Brady 1966). En la figura 6 también se puede observar que los testigos presentaron un aumento en las cantidades de potasio, debido a que este estuvo en las condiciones óptimas para la asimilación del K que se presentaba en las condiciones naturales del suelo utilizado.

23

K Inicial

K final

2.48

4.00

Contenido de K (%) foliar

6 5 4 3 2 1 0 0.72

1.38

test.quim.

testigo

Cantidad de aplicado Tons/ha

Figura 6. Contenido de Potasio en los tejidos foliares de seis tratamientos en bokashi y testigos. 5.1.4 CALCIO Los contenidos de Ca en el suelo se presentan en la figura 7. Los contenidos aumentaron en los tratamientos con bokashi y tratamiento químico. En el testigo hubo una disminución del calcio a través del tiempo. El calcio presenta muy poca variabilidad en los tratamientos por lo que se puede decir que la aplicación de bokashi tuvo poco efecto en el contenido Ca en el suelo. Según Berstch (1995) la materia orgánica no puede aportar mucho calcio a la planta por que la planta no absorbe mucho calcio. En el caso de banano López y Espinosa (1995) afirman que necesita cantidades pequeñas, alrededor de 10 kg/ha/año. En el caso de la poca pérdida de Ca en el testigo se le puede atribuir a la lixiviación que fue poca ya que según Fassbender y Bornemisza (1987), el Ca es un catión muy estable ya que los coloides del suelo lo retiene lo que evita perdidas por movimiento hacia estratos inferiores.

24

Ca Inicial

Ca final

4.5 4 3.5 3 Contenido de 2.5 Ca (cmol+/L) 2 en el suelo 1.5 1 0.5 0 0.72

1.38

2.38

4

test. Quím

testigo

Cantidad de abono aplicado Ton/ha

Figura 7. Contenido de Ca en los suelos de 4 tratamientos de bokashi, testigo químico y testigo en cmol+/L. 5.1.5 MAGNESIO Como se puede notar en la figura 8 el Mg aumentó significativamente, al principio y una baja al final del experimento, en el tratamiento químico. Esto se pudo haber dado por el fertilizante que se utilizo, este contenía 4,7% de Mg lo que pudo haber disparado el contenido del nutriente en el suelo. La perdida de este elemento se pudo haber dado por la precipitación que se dio en la zona. Como se sabe la precipitación en el trópico húmedo de Costa Rica es de aproximadamente 3500mm por año. El contenido de Mg fue aumentando a como se aumentó la cantidad de bokashi por tratamiento, en el caso de los tratamientos de bokashi. Por lo que se le puede acreditar al bokashi por dicho aumento. En el caso del testigo se puede ver que la disminución fue poca, esto se le atribuye al consumo por la planta. El Mg tiene un comportamiento similar al Ca, se debe a ese comportamiento que el consumo de Mg por la planta fue mínima de misma manera la reducción en los suelos. 25

Mg Inicial

Mg final

3 2.5 2 Contenido de Mg (cmol+/L) en 1.5 suelo 1 0.5 0 7,2

15

30

60

test.quim.

testigo

Cantidad de abono aplicado

Figura 8. Contenido de Magnesio en los suelos de 4 tratamientos con bokashi, testigo químico y testigo en cmol+/L. 5.2

PH El comportamiento del pH fue indiferente el cambio observado para los

tratamientos de bokashi los cuales se mantuvieron a través del tiempo, aunque se logra presentar un pH mayor según la dosis aplicada, es decir a mayor cantidad de bokashi aplicada se obtiene un mayor pH cercano a pH 7, y también se puede ver en la figura 9 que el pH no presenta mucha diferencia en aumento de pH entre 30 y 60 ton/ha. En el testigo el pH no presenta cambio alguno, lo que es normal ya que no existió influencia externa en los suelos que puedan hacer variar a este. Sin embargo por el contrario en el tratamiento testigo químico el pH fue alterado en gran diferencia a los demás lo que se puede observar claramente en la figura 9. Hay muchas posibilidades por las cuales se pudo haber afectado el pH una de ellas es por la alta concentración de N en el fertilizante aplicado. Que a como se fue incorporando o perdiendo en el suelo fue acidificándolo.

26

Según Buckman y Brady (1976) el lavado de Ca y Mg pueden también repercutir en el pH de los suelos, por lo que en las zonas húmedas existe una correlación entre estos metales y el pH del suelo. Si se observa en la figura 8 demuestra que el Mg se perdió en el suelo el que pudo haber causado la baja en el pH del suelo acidificándolo. Inicial

final

8 7 6 5 pH en el suelo 4 3 2 1 0 7,2

30

test.quim.

Cantidad de abono aplicado Ton/ha

Figura 9. Comportamiento del pH en los seis tratamientos a través del tiempo. 5.3

BIOENSAYO Con el bioensayo se comparo el efecto fertilizante del bokashi en sus cuatro

diferentes dosis con el fertilizante químico y el testigo. Los resultados demostraron que a medida que se aumentó las cantidades de bokashi en cada tratamiento, aumentó la biomasa de las plantas de sorgo. Los contenidos de biomasa

son

presentados en la figura 10. En el caso del tratamiento con 30ton/ha y 60 ton/ha el aumento presentado fue mínimo, por lo que puede ser un factor importante al momento de la decisión 27

de cual es el mejor tratamiento tomando en cuanto al los demás análisis tanto foliar, suelos y económico, ya que demuestra que el aplicar mayor cantidad de bokashi después de los 30 ton/ha es mínimo el beneficio obtenido al momento de considerarla producción del cultivo. El testigo químico es muy semejante en la producción de biomasa a los tratamientos con 30 por 60 ton de bokashi por ha. 70 60 50 peso en gramos 40 30 20 10 0 7,5

15

30

60

test.quim.

testigo

Cantidad de abono aplicado Ton/ha

Figura 10. Biomasa de sorgo en cuatro tratamientos de bokashi, testigo químico y testigo. 5.4

ANÁLISIS ECONÓMICO De acuerdo a las necesidades de abono recomendado, en base al análisis

convencional de suelo para el cultivo de banano se realizo un análisis económico para cada tratamiento de bokashi y fertilizante químico. Las necesidades de fertilización recomendados basándose en el análisis convencional del suelo para el cultivo del banano son de, N 380 kg ha-1 año-, P2O5 60 kg ha-1, k2O 700 kg ha-1 y Mg 120 kg ha-1 (Soto, 2004). Según el análisis realizado al bokashi de la finca agrocomercial considerado aplicar en las diferentes dosis de tonelada por hectárea, como se puede observar en el cuadro 7 demuestra que los aportes por tonelada de bokashi son de:

28

N = 1,46% x 1000 kgs = 14,60 kg/ton

K = 5,68% x 1000 kg = 56,80kg/ton

P = 0,23% x 1000 kgs = 2,30 kgs/ton

Mg = 0,26% x 1000 kg = 2,60 kg/ton

Elemento

Contenido en %

kg/ha

N

1,46

14,60

P

0,23

2,30

K

5,68

56,80

Mg

2,60

2,60

Cuadro 7. Aportes de nutrientes en Bokashi de banano por tonelada. Para poder calcular el bokashi que se necesita para satisfacer las recomendaciones dadas por Soto (1992) es necesario dividir las necesidades del cultivo de banano entre los aportes del bokashi en kilogramos por tonelada. N = 380 kg por ha / 14,60 kgs por tonelada = 26,02 ton/bokashi P = 60 kg por ha / 2,30 kgs por tonelada = 26,08 ton/bokashi K = 700 kg por ha / 56,80 kg por tonelada = 12,32 ton/bokashi Mg = 120 kg por ha / 2,60 kg por tonelada = 46,15 ton/bokashi Para determinar la dosis de bokashi a ser utilizada va a depender de cómo se desea aplicar el N en el cultivo. Si se desea maximizar el uso de bokashi, en este caso se selecciona la dosis mas baja, la cual es de 12,32 ton/ha. Este tonelaje aporta las siguientes cantidades de nutrientes, como se puede ver en el cuadro 8.

29

Cuadro 8. Aporte de nutrimentos de 12,32 ton de bokashi. Necesidades Aporte de de planta Aporte Ton/ha 12,32 Nutriente banano ton/bokashi ………...………..Kg/ha/año……………… N 380 14,60 179.87 P 60 2,30 28.33 K 700 56,80 700 Mg 120 2,60 32.03

El cuadro 8 demuestra como al maximizar el uso del bokashi en cuanto a su aplicación con respecto al cultivo de banano este queda deficiente en N, P y Mg solo logra satisfacer la necesidad del potasio. Cuadro 9. Necesidades nutricionales del banano/ha y aporte de las diferentes dosis analizadas y suplementos requeridos.

Necesidades aporte en 1000 en planta kg/bokashi Nutriente banano Kg/ha Kg/ha N 380,0 14,6 P 60,0 2,3 K 700,0 56,8 Mg 120,0 2,6

7,5 ton/ha aporte suplemento 109,5 270,5 17,3 42,8 426,0 274,0 19,5 100,5

15 ton/ha aporte suplemento 219,0 161,0 34,5 25,5 852,0 -152,0 39,0 81,0

30 ton/ha 60 ton/ha aporte suplemento aporte suplemento 438,0 -58,0 876,0 -496,0 69,0 -9,0 138,0 -78,0 1704,0 -1004,0 3408,0 -2708,0 78,0 42,0 156,0 -36,0

El cuadro 9 muestra claramente los aportes que brindan cada uno de los tratamientos evaluados de bokashi y el suplemento que se necesita para poder completar la demanda que tiene el cultivo de banano. Hasta el tratamiento de 15 ton/ha, donde ya el potasio es excedido en 152 kg/ha se podría considerar como buena dosis a aplicar en campo, aunque se necesitaría seguir suplementando con fertilízate para cubrir las necesidades del N, P y Mg. Por tal motivo se considera como mejor dosis de aplicación la de 30 ton/ha conociendo que se tendría un exceso de K. 30

Cuadro 10. Costos de producción de Bokashi para cada uno de los tratamientos evaluados con aplicación y cargas sociales.

Costos de producción Bokashi en Tratamientos EA RTH en dólares evaluados Ton/ha Kg 7.5 0.041 15 0.041 30 0.041 60 0.041

Costo m ano de obra de las tres aplicacion es de bokashi al Costo por tratam iento año con en dólares cargas Ton/ha 3 apli./año 303.98 99.57 607.96 99.57 1215.93 99.57 2431.86 99.57

Costo total tratam iento aplicado en cam po con cargas sociales $/ha/año 403.55 707.53 1315.50 2531.43

En el cuadro10 Es posible observar el costo total de aplicación de Bokashi por hectárea por cada tratamiento. Según Valle (2004)3 los costos que tiene la producción del bokashi en EARTH bajo un sistema convencional son de 18.32 colones/kg/bokashi y estando el cambio a 452 colones /dólar son 0.041 dólares/kg. También se puede observar que el costo de aplicación por mano de obra es de 19.91 dólares/ha de bokashi y de acuerdo a Segura (2004)4 con cargas sociales incluidos suman los 33.19 dólares/ha determinando así los diferentes costos totales por cada uno de los tratamientos evaluados considerando las tres aplicaciones por Ha/año.

3

Valle, R.2004. Comunicación personal. Universidad EARTH. Guácimo, Limón, CR.

4

Segura, R. 2004. Comunicación personal. Universidad EARTH. Guácimo, Limón, CR.

31

Cuadro 11. Costos de aplicación de fertilizante en finca aerocomercial EARTH.

Nutriente N P K Mg

costo de costo total 13 aplicación ciclos de de aplicación Costo de fertilizante fertilizante Necesidades fertilizante mas quimico con en planta costo de por cargas cargas banano fertilizante hectarea sociales sociales. Kg/ha/año Kg .....……………..$/ha………………… 380 0.30 114 5.04 65.52 60 0.30 18 5.04 65.52 750 0.30 225 5.04 65.52 120 0.30 36 5.04 65.52 Costo total aplicación de N,P,K y Mg. Ha/año

Costo total de aplicación fertilizante con cargas sociales. $/ha/año 179.52 83.52 290.52 101.52 655.08

Para poder observar los costos de fertilización química necesarios para satisfacer las necesidades básicas de banano se determina el cuadro 11 el cual indica que los costos de aplicación total N, P, K y Mg son de 655.08 dólares/Ha/año. Según Segura (2004) el costo de fertilizante químico es de 0.30 dólares Kg. y el costo de aplicación de fertilizante por hectárea es de 1500 colones ó 3.32 dólares y si se le suman las cargas sociales son 2280 colones ó 5.04 dólares por aplicación de fertilizante en una hectárea. Aunque cabe considerar que según Barrantes (2004)5 el costo total real en la finca agrocomercial de aplicación de fertilizante químico en la bananera hace una suma total de 767 dólares/ha/año. Para obtener este dato se considera que se hace una aplicación de 4 sacos /ha de fertilizante químico en 13 ciclos de aplicación al año, con un costo Kg./fertilizante de 0.30 dólares en sacos de 45 Kg mas el costo de aplicación con cargas sociales que son 5,04 dólares por ciclo en los 13 ciclos. Este costo total de 767 dólares/Ha/año brindado por Barrantes (2004) incluye costos adicionales como la enmienda de encalado, por esto se 5

Barrantes, R. 2004. Comunicación personal. Universidad EARTH. Guácimo, Limón Costa Rica. 32

presenta una diferencia mayor contra los 655.08 dólares/ha/año obtenidos en el requerimiento del cuadro 11. Cuadro 12. Comparación económica aplicación Bokashi Vs. aplicación fertilización químico.

Costos

Fertilizante qumico 655.08

Bokashi ton/ha 7.5 403.55

15 707.53

30 1315.5

60 2531.43

En el cuadro 12 se puede observar que los costos en la fertilización química que son de 655.08 dólares/Ha/año contra los costos por tratamientos de bokashi, se considera aceptable la utilización de bokashi hasta las 15 tons/Ha/año que presenta un total de 707.53 dólares/Ha/año contra el fertilizante químico. Siendo que el tratamiento de las 15 ton/Ha/año no aporta las cantidades optimas para suplir las necesidades nutricionales del cultivo de banano como lo hace el tratamiento químico, se recomendaría aplicar al tratamiento de 30 tons/Ha/año. Él cual si cumple con las necesidades básicas del cultivo. Cabe considerar que en los demás análisis tanto químicos del suelo como foliar, demuestran que el bokashi genera un gran aporte de nutrientes al cultivo y el suelo es enriquecido de nutrientes con el tiempo. Siendo esto todo lo contrario para el tratamiento con la fertilización química, el cual demostró una acides en el suelo con el paso del tiempo y una menor apreciación de nutrientes por parte del cultivo indicador, además de que la biomasa obtenida no fue de mucha diferencia contra los tratamientos de 30 y 60 toneladas por hectárea. A todos estos beneficios que presenta el bokashi contra la fertilización química se le pude sumar que según Nevárez y Garner (2003) el bokashi actua como supresor de nematodos en la bananera, quienes lo recomiendan aplicar cada cuatro meses logrando así disminuir la incidencia de nematodos en las raíces del cultivo de banano.

33

Si se toma el tratamiento de 30 ton/ha de bokashi se podrían cubrir los requerimientos de banano considerando que se excede en el K al doble de las necesidades pero se satisfacen los otros nutrimentos, se tendría que aplicar en tres veces por año y así también se aprovecharía su efecto como supresor de nematodos lo cual con todos sus beneficios el bokashi a esta dosis seria justificable su costo.

34

6

CONCLUSIONES

El bokashi se comporto como se esperaba, a manera que se degradaba la materia orgánica, liberaba nutrientes aportándolos de manera lenta pero constante para la planta. Los niveles de P, K, Ca y Mg aumentaron a través del tiempo. Esto confirma que el bokashi es un abono de lenta liberación de nutrientes por lo que la planta es suplida constantemente. En el experimento se concluye que no existe una gran diferencia en cuanto al efecto nutricional entre las 30 y 60 ton/ha. Lo cual indica que la aplicación de mayor cantidad de Bokashi no aumenta la productividad de forma paralela, si no que se presenta un punto en el cual el bokashi se estabiliza en su efecto fertilizante sobre el suelo y el cultivo. De acuerdo al análisis económico que se realizo se demostró que los abonos orgánicos demandan mucha mano de obra para la aplicación, lo que eleva los costos, comparándolo con las aplicaciones químicas. El costo de la aplicación de fertilizante químico tomando en cuenta las cargas sociales suman un total de 655.08 dólares por hectárea, la cual solo la aplicación de 15 ton de bokashi por hectárea con un costo similar de 703.53 dólares al año justifica su utilización. El tratamiento de 15 Ton/Ha/año de bokashi no satisface las necesidades básicas de la planta de banano. Sin embargo estos requerimientos tomados en cuenta consideran las perdidas de nutrientes por lixiviación que se presentan al aplicar fertilizantes químicos por ser de rápida liberación, por lo que el bokashi no tendría las mismas cantidades de perdidas por la liberación lenta que presenta y podría ser menor la cantidad requerida por la planta de banano al final llegando a ser justificable la aplicación de las 15 ton/Ha/año. Analizando los costos de aplicación por hectárea, así como los costos de producción de bokashi se concluyo que la mejor opción de aplicación de bokashi consistía en el tratamiento de 30 ton/ha/año con un costo de 1315.50 dólares 35

realizando tres aplicaciones de 10 ton/ha cada 4 meses para poder aprovechar también su efecto como supresor de nemátodos.

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7

RECOMENDACIONES

1. Según los resultados obtenidos se recomienda aplicar el tratamiento que consiste en 30 ton/ha/año de bokashi en tres aplicaciones. 2. Es necesario continuar con la investigación utilizando mas tratamientos para obtener mas información del tonelaje exacto que se debe de aplicar de bokashi para suplir las necesidades del banano sin desperdicio, disminuyendo de esta manera los costos de aplicación. 3. Por ser los abonos orgánicos de lenta liberación de nutrientes, sería bueno darle continuación al experimento para ver el comportamiento a manera que se va descomponiendo la materia orgánica y su posible liberación de nutrientes. 4. Tomando en cuenta el punto numero 3 se debe realizar un experimento basado en las perdidas que existen al aplicar abonos orgánicos en las bananeras y basarse en los datos obtenidos para cuantificar la cantidad real de bokashi que se necesitaría aplicar. 5. Se cree conveniente la aplicación práctica, a partir de los resultados obtenidos en la fase experimental, al nivel de campo en fincas productivas de banano. 6. Es conveniente que el establecimiento del bioensayo se realice en un área con las condiciones climáticas controladas para no tener atrasos por dicho factor, como sucedió en este caso, en el cual las lluvias afectaron el crecimiento del sorgo.

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8

LITERATURA CITADA

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38

Nevárez, R; Garner, S. 2003. Efecto del bokashi en dosis crecientes como depresivo de nematodos y como abono en el cultivo de banano. Trabajo de graduación, Universidad EARTH. Mercedes de Guacimo, CR. 71 p. Restrepo, J. 1996. Abonos orgánicos fermentados; experiencias de agricultores en Centroamérica y Brasil. San José, CR., OIT. 51 p. Russo, R; Hernández, C. 1995. The environmental impact of banana production can be diminished by proper treatment of wastes. Journal of Agriculture. Vol. 5. Shintani, M; Leblanc, H; Tabora, P. 2000. Bokashi: Abono orgánico fermentado. EARTH, Guácimo, Limón, CR. 25 p. Soto, M. 1992. Banano, cultivo y comercialización. 2da ed. San José, CR. Litografía e Imprenta LIL, S.A. 649 p. Tabora, P. 1996. Componentes y procesos bioquímicos del Bokashi. Universidad EARTH. Tavares, G; Falquez, C. 1997. Contenido nutricional y absorción de nutrientes en plantas de banano (Musa AAA), subgrupo “Cavendish”, clon “Gran Enano” en diferentes etapas fenológicas de desarrollo. Trabajo de Graduación. EARTH. Guácimo, CR. 77 p.

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ANEXOS

Anexo 1. Costos de producción bokashi en sistema convencional. Costos fijos Instalaciones

Cantidad

Unidad Frecuencia 384,0 Metros cuadrados

Mano de obra Maquinaria

2 Personas

Herramientas palas tridentes carretilla Sacos

Costos fijos Instalaciones

2 3 1 3985

Cantidad

Mensual

1084,50 0,00

Anual Anual Anual Mensual

66,89 33,44 18,95 88,85

Unidad Frecuencia Valor $ 384 Metros cuadrados Dep Mensual 150,80

Mano de obra Maquinaria Herramientas palas tridentes carretilla Sacos

unidad unidad unidad Sacos

Valor $ 18095,6

2 Personas

2 3 1 3985

unidad unidad unidad Sacos

Mensual

1084,50 0,00

Mensual Mensual Mensual Mensual

0,19 0,09 0,05 0,00 1235,63

Tot Costos variables M. Obra ocacional Mantenimiento Agua Transporte Energía Eléctrica Materia Prima Pinzonte de banano Banano de rechazo EM Melaza Aserrín

Cantidad 5 1 158 1 0

Unidad Personas unidad Metros cubicos Unidad Kw/hora

Frecuencia Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual

99789,8 59873,88 4,75 0,17 24

Kilogramos Kilogramos Litros Barril Metros cubicos

Mensual Mensual Mensual Mensual Mensual Tot

Costos Fijos Costos Variables Costos netos Utilidad Bruta Utilidad Neta

$1.235,63 $891,21 $2.126,84 $3.674,41 $1.547,56 Mensual $18.570,74 Anual

41

$0,04

Valor $ 130,90 0,00 0,00 399 0,00

0 0,00 0,00 4,46 356,74 891,21

Costo por kilo ₡18,38

Anexo 2. Primer análisis de suelo

EARTH LABORATORIO DE SUELOS Y AGUAS INFORME DE ANÁLISIS DE SUELO agosto 18 del 2004 Cliente: Othón Álvarez Extractantes; Olsen modificado y KCl 1N # MUESTRA IDENTIFICACIÓN

41048 41049 41050 41051 41052 41053

T1 T2 T3 T4 T5 T6

pH/agua Ac.Ext. 6.39 6.78 6.83 6.89 6.89 6.05

0.28 0.25 0.24 0.25 0.75 0.3

K Ca cmol+/L 0.79 3.22 1.71 2.99 2.4 3.01 2.49 3.1 0.71 3.16 0.11 3.88

___________________ Herberth Arrieta Vargas Administrador Laboratorio de Suelos y Aguas Universidad EARTH

42

Mg

P

Fe

Cu ppm 0.88 7.6 81 5 1.02 9.9 78 5 1.14 12.2 135 8 1.42 13.8 129 7 2.66 7.4 65 8 0.83 7.4 98 5

Zn

Mn

1 1 4 3 30 1

15 20 27 19 19 8

Anexo 3. Primer Análisis foliar de laboratorio

EARTH LABORATORIO DE SUELOS Y AGUAS INFORME DE ANÁLISIS FOLIAR Cliente: Othón Alvarez Fecha: setiembre 23 del 2004 PG Incineración // Kjeldahl

# MUESTRA

IDENTIFICACIÓN

N

P

4867 4868 4869 4870 4871 4872

T1 T2 T3 T4 T5 T6

1.08 0.73 1.48 1.01 1.09 1.42

0.25 0.14 0.32 0.34 0.04 0.24

K % 3.47 2.08 3.59 3.46 1.98 1.62

Ca

Mg

Fe

0.35 0.32 0.24 0.32 0.3 0.72

0.26 0.3 0.26 0.2 0.28 0.66

980 8600 1300 1000 686 4475

___________________ Herberth Arrieta Vargas Administrador Laboratorio de Suelos y Aguas Universidad EARTH

43

Cu Zn ppm 7 101 18 82 9 64 6 56 8 82 24 138

Mn 74 176 90 100 88 82

Anexo 4. Segundo Análisis de suelos

EARTH LABORATORIO DE SUELOS Y AGUAS INFORME DE ANÁLISIS DE SUELO Fecha: octubre 21 del 2004 Cliente: Othon A. Extractantes: Olsen modificado / KCl 1N # MUESTRA IDENTIFICACIÓN

41277 41278 41279 41280 41281 41282

S1 S2 S3 S4 S5 S6

pH/ agua Ac. Ext. 6.37 6.88 6.97 6.82 4.2 6.04

0.15 0.15 0.15 0.2 0.55 0.15

K Ca cmol+/L 0.98 3.64 1.9 3.42 2.21 3.51 1.92 3.7 0.39 3.66 0.13 3.6

___________________ Herberth Arrieta Vargas Administrador Laboratorio de Suelos y Aguas Universidad EARTH

44

Mg

P

Fe

0.95 1.27 1.46 1.54 1.48 0.77

5.54 8.52 10.6 10.2 3 3.61

106 126 147 150 111 107

Cu ppm 5 6 6 6 5 4

Zn

Mn

1 2 2 2 16 1

8 11 11 12 19 6

Anexo 5. Segundo Análisis foliar Cliente : Othon Fecha: octubre 21 del 2004 PG Ana lisis foliar Incineración // Kjeldahl

# MUESTRA

IDENTIFICACIÓN

N

P

41017 41018 41019 41020 41021 41022

T1 T2 T3 T4 T5 T6

1.28 1.16 1.08 1.21 2.11 1.19

0.18 0.32 0.30 0.31 0.10 0.14

K % 3.52 5.01 4.67 4.79 2.51 1.91

Ca

Mg

Fe

0.54 0.39 0.27 0.28 0.48 0.87

0.24 0.31 0.25 0.36 0.48 0.42

3375 7475 2175 2400 5050 9700

___________________ Herberth Arrieta Vargas Administrador Laboratorio de Suelos y Aguas Universidad EARTH

45

Cu Zn ppm 7 31 13 40 5 38 6 35 9 143 15 33

Mn 101 144 72 77 151 156

Anexo 6. Análisis del bokashi utilizado como abono orgánico EARTH LABORATORIO DE SUELOS Y AGUAS INFORME DE ANÁLISIS FOLIAR agosto 20 del 2004 Cliente: Othón Alvarez PG // bokashi Incineración // Kjeldahl

# MUESTRA

IDENTIFICACIÓN

N

P

4778

bokashi 1

1.46

0.23

K % 5.68

Ca

Mg

Fe

0.74

0.26

1225

___________________ Herberth Arrieta Vargas Administrador Laboratorio de Suelos y Aguas Universidad EARTH

46

Cu Zn ppm 9 29

Mn 78

Hum. % 67.2