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22 de julio del 2017
Manejo integrado de fertilizantes y abonos orgánicos en el cultivo de maíz (Primera parte)
Autor:
J. David Ávarez–Solís1*, D. Aurora Gómez–Velasco2, N. Samuel León–Martínez1, F. Antonio


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J. David Ávarez–Solís1*, D. Aurora Gómez–Velasco2,
N. Samuel León–Martínez1, F. Antonio Gutiérrez–Miceli2
1 Departamento de Agroecología. División de Sistemas de Producción Alternativos. El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR).
Apartado Postal 63. San Cristóbal de Las Casas, Chiapas, México.
* Autor responsable: (dalvarez@ecosur.mx).
2 Maestría en Ciencias en Ingeniería Bioquímica,
Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México.

El mantenimiento de la capacidad productiva del suelo
requiere integrar prácticas de nutrición vegetal y de mejoramiento del suelo que permitan un manejo adecuado de los nutrimentos para evitar su carencia o pérdidas por lixiviación, y de la materia orgánica para potenciar la biodiversidad edáfica y optimar las variables edáficas ligadas a su conservación (Labrador, 1996). Para este fin se requiere aplicar prácticas agroecológicas, así como generar información de la evolución de las características del suelo en diferentes condiciones de manejo (Astier–Calderón et al., 2002; Bautista–Cruz et al., 2004).
Los abonos orgánicos aportan materia orgánica, nutrimentos y microorganismos, lo cual favorece la fertilidad del suelo y la nutrición de las plantas (Eghball et al., 2004); sin embargo, su capacidad como fuente de nutrimentos es baja, respecto a los fertilizantes. El contenido de N de las compostas es 1–3% y la tasa de mineralización del nitrógeno es cercana al 10% (Sikora y Enkiri, 2001), por lo cual sólo una fracción del N y otros nutrimentos está disponible el primer año después de su aplicación. Para satisfacer las necesidades nutricionales de cultivos como el maíz, se requieren altas cantidades de abonos (López–Martínez et al., 2001), lo que implica una elevada disponibilidad de residuos orgánicos para su elaboración y condiciones adecuadas para su almacenaje y aplicación. Un enfoque alterno es usar bajas cantidades de abonos orgánicos y complementar con fertilizantes inorgánicos.
La mineralización de la materia orgánica implica procesos metabólicos catalizados por enzimas. La actividad enzimática es un indicador de cambios tempranos en la calidad del suelo por sus relaciones con la microflora y la facilidad de su medición y su rápida respuesta a las prácticas de manejo agrícola (De la Paz–Jiménez et al., 2002). La ureasa y las fosfatasas han recibido más atención por sus implicaciones en los ciclos biogeoquímicos y de nutrición (Makoi y Ndakidemi, 2008). La ureasa cataliza la reacción de hidrólisis de los enlaces C–N de algunas amidas y de la urea en amonio y dióxido de carbono. Las fosfatasas catalizan la reacción de hidrólisis de los enlaces ésteres y anhídridos de fosfato. Estas enzimas tienen una función fundamental en el ciclo del P al liberar el ión ortofosfato de compuestos orgánicos e inorgánicos, el cual queda disponible para las plantas.
La micorriza arbuscular es un tipo de simbiosis mutualista que mejora la capacidad de las plantas para absorber agua y nutrimentos, debido a su mayor accesibilidad a recursos distantes del sistema radical (González–Chávez y Ferrera–Cerrato, 1994). El maíz es una planta micotrófica facultativa que responde a la presencia de hongos micorrízicos nativos en suelos con bajo o moderado nivel de fertilidad (Gavito y Varela, 1995; Gavito y Miller, 1998). La fertilización fosfatada disminuye la colonización y los beneficios que podría proveer al cultivo; por el contrario, los abonos orgánicos tienden a aumentar el potencial de inóculo micorrízico del suelo, la colonización y la absorción de nutrimentos (Gosling et al., 2006).
La aplicación de materia orgánica también aumenta la actividad de las fosfatasas al estimular de la biomasa microbiana y la secreción de las raíces (Deng y Tabatabai, 1997; Purakayastha et al., 2006). La fosfatasa ácida es influenciada por la fisiología de la planta y el suministro de P inorgánico: su actividad disminuye con la edad y aumenta cuando hay deficiencia de P (Cruz–Flores et al., 2005). Por el contrario, la actividad de ureasa muestra una respuesta variable a la aplicación de abonos orgánicos y hay una mayor actividad ureasa en suelos con composta que sin ella (Banik et al. 2006, Antonious 2003). Sin embargo, Serra–Wittling et al. (1995) y Crecchio et al. (2001) indican que no hay efecto de la composta en la ureasa, y García–Gil et al. (2000) señalan su inhibición debido a la continua aplicación de compostas elaboradas con desechos municipales. Además se ha observado una inhibición de la actividad ureasa en respuesta a una fertilización nitrogenada (Ajwa et al. 1999; Crecchio et al., 2001; Lalfakzuala et al., 2008). Así, con un manejo integrado de abonos orgánicos y fertilizantes inorgánicos, la actividad de estas enzimas y la colonización micorrízica podría ser reprimida por la presencia de N y P inorgánicos.
Por tanto, el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de tres abonos orgánicos con dos niveles de fertilización inorgánica en la colonización micorrízica nativa y la actividad de ureasa, fosfatasa ácida y fosfatasa alcalina, así como en el rendimiento de grano del maíz.
Materiales y métodos
El estudio se realizó durante el ciclo primavera–verano de 2006 en condiciones de temporal en el Centro Universitario de Investigación y Transferencia de Tecnología de la Universidad Autónoma de Chiapas ubicado en Teopisca, estado de Chiapas, a una altitud de 1 800 m. El clima es templado subhúmedo (C(w2) w) con temperatura media anual de 12 a 18 °C y precipitación media anual de 1100 a 1300 mm, con lluvias en verano y época seca de noviembre a mayo (Mera, 1989). El suelo es de textura arcillosa con pH de 5.3 (relación 1/2 en agua) y drenaje deficiente en la temporada lluviosa, con densidad aparente de 1.15 Mg m–3; 3.3% de materia orgánica (Walkley y Black); 0.18% de N total (micro–Kjeldahl); 2.6 mg kg–1 de P–Olsen; 0.30, 4.83 y 2.51 cmol kg–1 de K, Ca y Mg intercambiables (espectrometría de absorción atómica); y 30.1 cmol kg–1 de capacidad de intercambio catiónico (acetato de amonio 1N pH 7).
El diseño experimental fue bloques completos al azar con un arreglo factorial (2×4) de tratamientos (cuatro réplicas por tratamiento): dos dosis de fertilización inorgánica (60–30 y 120–60 de N – P), y 6 t ha–1 de cuatro abonos orgánicos (sin abono, composta, bocashi y humus de lombriz). La dosis de fertilizantes minerales se definió con base a la cantidad usada en la zona de estudio. La composta se elaboró con rastrojo y olote de maíz, estiércol de borrego, tierra de monte y ceniza de roble (proporciones aproximadas de 48, 32, 19 y 1% peso seco) y agua. El bocashi se elaboró con 400 kg de la mezcla de la composta más melaza (8 Lt) y levadura (500 g). El humus de lombriz con estiércol de borrego y la adición de lombrices rojas (Eisenia foetida). Para cada abono se determinó: materia orgánica, N, P y K totales y N inorgánico según la Norma Oficial Mexicana (NOM–021–RECNAT–2000). Los resultados del análisis se muestran en el Cuadro 1.
El tamaño de la unidad experimental fue 6 m por 12 m. En los tratamientos con abono la dosis fue 6 t ha– 1 (600 g mata–1) al fondo de la cepa en el surco de siembra. Como fuente de fósforo se usó superfosfato de calcio triple (SPT), y de nitrógeno la urea. El SPT se aplicó al momento de la siembra debajo de la semilla y la urea se incorporó al pie de la mata: la mitad 35 d después de la siembra (dds) y el resto a 90 dds. Para la siembra se depositaron tres semillas de maíz criollo (Zea mays L.) por mata, con distancia de 1 m entre matas y surcos (10 000 matas ha–1, la población normal del maíz criollo en la región).
En la fase temprana de crecimiento vegetativo (30 dds), floración (100 dds) y llenado del grano (150 dds), se recolectaron muestras compuestas de suelo rizosférico a una distancia de 5–10 cm del tallo de la planta y profundidad de 15 cm en cada unidad experimental. Las muestras fueron tamizadas (5 mm). La actividad de las fosfatasas se determinó según Tabatabai y Bremner (1969). Se incubó 1 g de suelo en una solución: 1 mL p–nitrofenil fosfato (p–NPP), 0.2 mL tolueno y 4 mL de amortiguador universal (pH 6.5 para fosfatasa ácida; pH 11 para fosfatasa alcalina), a 37 °C por 1 h. Luego se adicionó 1 mL de CaCl2 0.5 M y 4 mL de NaOH 0.5 M y se filtró con papel Whatman No. 2. La formación de p–nitrofenol (p–NP) se midió en un espectrofotómetro (Beckman Mod. 25–1331) a 420 nm, y su concentración se calculó con una curva patrón con 10, 20, 30, 40 y 50 µg de p–NP.
La actividad de ureasa se determinó como el NH4+ liberado en la reacción de hidrólisis (Tabatabai y Bremner, 1972). Se incubaron 5 g de suelo en una solución: 9 mL Tris (hidroxymetil) aminometano (THAM) 0.05M a pH 9, 0.2 mL tolueno y 1 mL de solución de urea 0.2 M como sustrato, por 2 h a 37°C. El amonio liberado se determinó mediante la destilación de una alícuota de 20 mL por arrastre de vapor con 0.2 g de MgO calcinado a 700°C como catalizador (Bremner, 1965).
Para determinar el porcentaje de colonización micorrízica nativa, se recolectó a los 100 dds las raíces de una mata de maíz en cada unidad experimental, las cuales fueron conservadas en FAA (formol–alcohol–ácido acético) hasta su utilización. Las raíces fueron aclaradas con KOH y H2O2, y teñidas con azul tripano en lactoglicerol (Phillips y Hayman, 1970). El registro de la frecuencia de segmentos de raíz con estructuras micorrízicas se realizó con un microscopio óptico compuesto (100x), de acuerdo con Giovannetti y Mosse (1980).
En la madurez fisiológica se cosecharon las mazorcas de maíz en la parte central de las unidades experimentales y se obtuvo el rendimiento de grano.
Los datos fueron analizados mediante análisis de varianza y prueba de separación de medias de Tukey (p≤0.05), usando el programa SPSS 8.0 para Windows. CO
Continuará...

 

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