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05. Fertilizacin con lquidos y estircol

Fecha de Publicación: 20/1/2012

Fertilizacin con efluentes lquidos y estircol

4.1. Riego con efluentes lquidos

El objeto de establecer reas a regar con los efluentes consiste en minimizar los riesgos de contaminacin con los lquidos emanados del feedlot a travs de la generacin de un uso econmico del agua, nutrientes y materia orgnica almacenados en la laguna de almacenamiento.
Los cultivos o pasturas producidos bajo riego sern seleccionados por su alta capacidad de retencin de nutrientes en biomasa area y la facilidad de cosecha mecnica del forraje (Clark et al., 1975 a; Sweeten, 2000). Si la cosecha fuera por medio del pastoreo directo, el retorno de nutrientes al lote es muy alto y se reducen la capacidad del sitio para aceptar riegos frecuentes con lquidos efluentes de alta carga de nutrientes en solucin (particularmente fuentes nitrogenadas y azufradas de alta movilidad). La capacidad del suelo de asimilar nutrientes es crucial. Los suelos arenosos tienen una muy baja capacidad de retencin de nutrientes, los ms francos o arcillosos tienen mayor capacidad.
En el diseo de la superficie a regar debe tenerse en cuenta la cantidad de agua a dispersar, calculo que debera hacerse teniendo en cuenta el volumen a colectar en un ao correspondiente al 90% ms hmedo conocido en los ltimos 50 aos del sitio. Dado que el aporte por lluvias es tambin importante en esas condiciones y el riego debe planificarse en base al dficit hdrico, la cantidad de agua de lluvia deber ser sumada a los aportes y, en funcin de la demanda anual de los cultivos, se calcular la superficie mnima a disponer para no generar excedentes que resulten en la acumulacin de residuales en la laguna de almacenamiento.
La tasa de carga anual de nitrgeno, fsforo, demanda bioqumica de oxgeno (DBO), sales y carga hidrulica del efluente a regar deben ser calculada. En algunos casos ser necesario inyectar agua comn al riego para diluir la carga de sales y nutrientes, y ajustarla a la asimilacin de los cultivos (Clark et al., 1975 a,b; Clark, 1975b).
La uniformidad de distribucin del agua es esencial para no generar reas de sobrecarga, por otro lado el clima y el tipo de cultivo definen la cantidad a incorporar y la eficiencia de uso del agua y de los nutrientes. En ambientes con alta capacidad de evaporacin, climas clidos, los efluentes a regar pueden ser menores en volumen pero ms concentrados.
En los casos de climas templados, por otro lado, la evaporacin puede ser escasa y consecuentemente la evapo-transpiracin de grandes cantidades de agua sera el principal objetivo. As, se seleccionarn distintos cultivos, algunos con alta produccin de materia seca y alta eficiencia de conversin de agua en biomasa area para retener nutrientes (ej. maz o sorgos), escenario de climas clidos, o se seleccionarn cultivos de baja eficiencia de produccin de biomasa por unidad de agua utilizada (ej. las leguminosas) (Wallingford et al., 1994; Butchmaker, 1973). En estos suelos irrigados con fertilizantes lquidos, la movilidad de los nutrientes es potencialmente alta por lo que se recomienda disturbar el suelo en la menor medida posible. Las labranzas aceleran la mineralizacin de la materia orgnica y aumentan la movilidad de los nutrientes (Harman et al., 1994).
Es conveniente disponer de un relevamiento topogrfico del rea y del perfil del suelo a regar. Entre las condiciones deseables del suelo a regar se incluiran:
Capacidad de carga hidrulica del suelo, permeabilidad en la superficie, baja salinidad a travs del perfil, bajo nivel de sodio bajo contenido de nitratos, alta capacidad de adsorcin de fsforo, fretica profunda (ms de 1 m), ausencia de estratos endurecidos limitantes de la profundidad antes del metro de perfil.
Se sugiere que el rea: no tenga antecedentes de inundacin no exista en la proximidad recursos hdricos superficiales o drenajes no dimensionados para recibir excedentes del rea a regar sea homognea, las pendientes sean suaves o inexistentes. Ser tambin necesario realizar muestreos peridicos de nutrientes y fsica de suelos para detectar:
Acumulacin de algunos nutrientes, desbalances de elementos nutrientes, incrementos de salinidad y de sodio, necesidad de yeso para reducir el efecto de alto contenido de sodio (natricidad), y necesidad de lavado para reducir salinidad.

1.1. Calidad de los efluentes

Las caractersticas de la dieta, la frecuencia e intensidad de las lluvias, el tamao y diseo de los corrales y la frecuencia de limpieza de las excretas condicionan la cantidad y composicin del efluente. El Cuadro 4.1 muestra resultados medios de anlisis de efluentes generados durante una lluvia sobre reas de feedlot.
Los niveles de nitrgeno varan en el rango de 20 a 400 mg/litro, mayoritariamente en la forma de amonio. La salinidad (medida en CE) vara en 2 a 15 dS/m y las concentraciones de sodio (en SAR) de 2,5 a 16. Los niveles de fsforo se ubican en el rango de 10 a 150 mg/ litro y los slidos totales entre los 2000 y 15000 mg/litro (NSW Agriculture, 1998; Marek et al., 1994).
La carga de nutrientes de los efluentes es comnmente inferior a la demanda de los cultivos utilizables en un rea de riego, al menos en trminos anuales. Sin embargo, no puede ajustarse el riego a la demanda de nutrientes, sino a la de agua (Powers et al., 1973). Si se utilizara el primer criterio, se podra exceder la carga hdrica tolerable y se promovera la lixiviacin y la escorrenta. Adicionalmente, se expondra a incrementos de la salinidad a niveles intolerables por las plantas. El grado de salinidad del efluente tipo de feedlot es demasiado alto para el riego directo. Determinaciones realizadas en EEUU indican que efluentes almacenados en lagunas de almacenamiento pueden alcanzar conductividades elctricas de hasta 15 dS/m. El mayor contribuyente a ese nivel de salinidad es el cloruro de potasio, seguido del cloruro de sodio y el de amonio.
El agua comnmente utilizada para riego tiene entre 0,6 y 1,4 dS/m y es muy segura desde el punto de vista del riesgo de salinizacin cuando su CE es inferior a los 0,8 dS/m, pero por sobre los 2,5 dS/m es tolerada por pocos cultivos y pasturas.
La salinidad reduce la produccin de forraje, la eficiencia de captura de los nutrientes y degrada la calidad del suelo en el largo plazo. Muy probablemente en todos los casos se deber diluir con agua de bajo contenido de sales totales si se plantea cubrir dficit hdricos con agua proveniente de efluentes de feedlot (Marek et al., 1994, 1995; Sweeten, 1976).
Teniendo en cuenta los factores ambientales y los de calidad del efluente antes citados, el rango de aplicaciones es muy amplio. Vara entre 100 y 1000 mm anuales. El riesgo de acumulacin de sodio se acenta en los valores mayores, con efectos degradantes del suelo. Con ese tipo de lmina anual es conveniente prever lavados del suelo y un sistema de drenajes del lote bajo riego como para contener y manejar los excedentes

1.2. Programa de uso y monitoreo

El manejo del efluente lquido debera plantear un programa de uso. Se listan a continuacin aspectos a tener en cuenta en el diseo del programa y a monitorear previo y posterior a las aplicaciones. Sera conveniente la opinin tcnica de un especialista en riego y fertilizacin para ajustar el programa.

Antes de aplicar:
- Determinar el contenido de N, P, K y sales totales del efluente.
- Determinar las caractersticas de textura del suelo y su capacidad de retencin hdrica.
- Relevar el rgimen hdrico del sitio a regar
- Describir el balance hidrolgico probable.
- Seleccionar cultivos a utilizar y justificar su inclusin en funcin de su potencial para capturar nutrientes en biomasa vegetal.
- Determinar el nivel de aplicacin de efluente mxima anual posible de acuerdo con la capacidad de captura de nutrientes en suelo y vegetacin y los lmites impuestos por el contenido de sales.
- Asignacin de superficies. Con la informacin precedente calcular la superficie a regar.
- Seleccionar la superficie de acuerdo con pautas recomendadas con respecto a:
a) textura de suelos, b) pendientes, c) distancias a centros poblados, d) distancia a acuferos superficiales y pozos de agua, e) profundidad mnima de la fretica, f) capacidad de evapotranspiracin y captura de nutrientes por los cultivos y g) precipitacin en la estacin de crecimiento y anual.
- Confeccionar un plano con la ubicacin topogrfica de la superficie a regar. Incluir la informacin citada arriba.
- Describir la tecnologa de los cultivos a desarrollar y los momentos convenientes de aplicacin de los efluentes lquidos.
- Definir el sistema de cosecha y destino del forraje a producir.
Luego de aplicaciones recurrentes:
- Determinar peridicamente (anualmente) el contenido de N, P, K, sales totales, y el pH en el perfil de suelo a los 0 a 20, 20 a 60 y 60 a 1m de profundidad. El anlisis de la evolucin de los contenidos de nutrientes y sales permitir hacer correcciones en la dosificacin y momento de aplicacin para prevenir lixiviacin de contaminantes y salinizacion del suelo.

  • Determinar contenido de nutrientes en pozos de agua y acuferos superficiales
  • Determinar el perfil nutricional (macro y micro-minerales relevantes: N, P, S, K, Ca, Mg, Bo, Mo, Se, Zn, Mn, Al y Cd) de los forrajes producidos en el lote y contenidos en el suelo. Estos anlisis permitirn la identificacin de desbalances nutricionales debidos a carencias o efectos competitivos entre elementos que resulten en carencias o acumulaciones toxicas para las plantas como para los consumidores del forraje generado.

4.2. Abonado con estircol

Una tonelada de excrementos de bovinos de feedlot contiene cerca de 5 kg de nitrgeno, 1 kg de fsforo y 4 kg de potasio. Si no se considera la fraccin lquida, el excremento resulta en 2,5 kg de nitrgeno, 1 kg de fsforo y 0,8 kg de potasio (1kg K2O). Determinaciones en varios feedlots de EEUU indicaron que el excremento promedio de feedlot contiene entre 2 y 2,5% de nitrgeno, 0,3 a 0,8 % de fsforo y 1,2 a 1,8 %de potasio en base seca (Mathers et al., 1971, 1973; Arrington y Pachek, 1981; Sweeten y Amosson, 1995). Investigaciones australianas (NSW Agriculture, 1998) sugieren rangos de 0,7 a 3% de nitrgeno, 0,2 a 1,4% de fsforo, 0,7 a 4% de potasio sobre base seca y un contenido de humedad del 9 al 54% para clculos de mnimos o mximos segn se lo requiera. A manera de ejemplo adicional, en el Cuadro 4.2 se resume informacin de composicin qumica de muestreos realizados en feedlots de Australia (NSW Agriculture, 1998).

El clima, la dieta, el tipo de instalaciones y la limpieza afectan la composicin final de la excreta acumulada en los corrales.
Debido a esta gran variabilidad en los contenidos, particularmente de nitrgeno, es conveniente producir informacin local para ajustar las estimaciones de las concentraciones de elementos en la excreta recientemente producida y la que se remueve peridicamente de los corrales. La primera permitir conocer las diferencias que se pierden por volatilizacin, o disuelta en los efluentes lquidos va lixiviacin o movimiento superficial.
La segunda calificar la composicin de la excreta que se pretende introducir en un programa de uso.
Como regla general se sugiere disponer de 1 ha a fertilizar cada 20 a 25 animales en el feedlot, en sistemas de secano.
En reas bajo riego, con cultivos de mayor intensidad, se utiliza una relacin de 1 ha por cada 10 a 15 animales. Si se implementan algunas prcticas de manejo y manipulacin de las dietas podran reducirse las emisiones de nitrgeno en las excretas y consecuentemente podra incrementarse el nmero de animales por superficie a fertilizar (Satter et al., 1998).
Al igual que el planteo de uso de lquidos, los cultivos producidos en el rea fertilizada deben ser cosechados y extrados del predio. El pastoreo directo extrae a una tasa muy lenta, no compatible con un planteo de fertilizaciones recurrentes.
Podra ser ms seguro disponer de una superficie mayor y tener as mayor flexibilidad en la forma de cosecha del forraje.
El monitoreo de los efectos de la aplicacin sobre las propiedades del suelo y sobre la calidad de aguas es necesario para realizar ajustes en la tasa, forma y momento de aplicacin de estos fertilizantes orgnicos.
Aplicaciones de 8 a 15 toneladas de excreta (en base seca) provee suficiente nitrgeno para la mayora de los cultivos en secano y retrasa o evita la salinizacin.
Aplicaciones de 22 toneladas de excremento por hectrea, con 35 a 50% de humedad, proveen la base nutricional de maz, sorgo o trigo bajo riego (Mathers y Stewart, 1984).
Se recomienda generalmente fertilizar de acuerdo con los requerimientos de nitrgeno o demanda de agua de los cultivos
(NSW Agriculture, 1998). El clculo de las aplicaciones depender de la demanda del cultivo y la cantidad de nutrientes disponibles en el suelo. El exceso de estircol resulta en lixiviacin y movimiento superficial de nutrientes e incrementa el riesgo de salinizacin. Niveles de 70 a 100 toneladas por hectrea han permitido producciones sin limitantes nutricionales en varios cultivos de sorgo y maz, pero cantidades superiores han deprimido los rendimientos, provocado salinizacin, dao a la produccin y contaminacin por lixiviacin (Stewart y Meek, 1977). Debe tenerse en cuenta en los clculos la disponibilidad de los nutrientes aportados por el abono.
Los nutrientes estarn accesibles para los cultivos cuando la materia orgnica aplicada al suelo sea degradada y los nutrientes sean liberados en formas solubles.
Este proceso no es instantneo, solamente la mitad del nitrgeno aplicado estar disponible para el cultivo en el primer ao. El remanente, de degradacin ms lenta, se va liberando en los aos sucesivos por la accin microbiana. La eficiencia de captura del nitrgeno por la vegetacin ocurrir en los meses de crecimiento vegetativo de la planta, poco ocurre durante meses fros o de cultivos en dormancia. Asimismo, el nitrgeno es el elemento de mayor movilidad, se volatiliza, lixivia o escurre y pierde en el agua de superficie si no se lo captura en biomasa vegetal. Es conveniente fertilizar en la lnea de siembra de los cultivos para aumentar la eficiencia de captura y reducir las prdidas por lixiviacin.
En cuanto al potasio aportado, el abono de feedlot contiene nitrgeno y potasio en relaciones similares a las requeridas por la mayora de las plantas, por lo que al fertilizar por requerimientos de nitrgeno con excreta bovina se fertiliza tambin con potasio en las proporciones deseables. Las altas cargas de potasio en el agua son raramente un problema en las reas de riego por la alta capacidad de los suelos de retener potasio. Sin embargo, como para los otros nutrientes, el elemento debe integrarse a la solucin acuosa del suelo para poder ser capturado por la matriz coloide y retenido.
El abono orgnico aporta tambin cantidades importantes de fsforo. Este elemento es el menos mvil, poco susceptible a la lixiviacin pero puede incrementar su tasa de migracin cuando el suelo excede las posibilidades de absorcin y retencin del nutriente. Las fertilizaciones recurrentes con excreta incrementan el nivel de fsforo del suelo. Existe riesgo de sobrecarga de fsforo, particularmente en suelos con limitada capacidad de retencin hdrica. En esos casos podra ser conveniente fertilizar de acuerdo con la demanda de fsforo y complementar la posible carencia de nitrgeno con una fertilizante qumico (ej. urea). En esos mismos casos, las rotaciones con leguminosas permitiran tambin mejorar el balance del nitrgeno sin deteriorar el del fsforo.
La fertilizacin distribuida en varias aplicaciones escalonadas favorece la respuesta, aumenta la eficiencia de captura de los nutrientes y reduce los riesgos de lixiviacin y movimiento superficial por lluvias. La incorporacin al suelo con una labranza superficial tambin mejora la eficiencia de uso de los nutrientes, en particular del nitrgeno por reducir su volatilizacin y acelerar la nitrificacin.
Dados los volmenes de aplicacin, deben tenerse en cuenta los posibles movimientos con precipitaciones y escorrentas en el potrero, pudindose generar sectores de dficit y otros de sobrecarga, siendo estos ltimos tambin los topogrficamente ms bajos y de menor profundidad de suelo hasta el nivel fretico.
Con la aplicacin de abonos orgnicos la respuesta ms rpida y visible es al nitrgeno, luego al fsforo y a los otros elementos que se aportan y pudieran estar en dficit en el suelo (Mathers y Stewart, 1984; Sweeten, 1979, 1984). Frecuentemente se menciona a las aplicaciones de abonos como correctores tambin de deficiencias de micronutrientes y capacidad buffer. Las mejores respuestas a la fertilizacin orgnica se verifican en suelos de textura franca con bajos niveles de nitrgeno y fsforo. An en esas condiciones se recomienda fertilizar con el mnimo necesario para retardar el incremento excesivo de fsforo, e incluso pensar en el complemento con urea u otro oferente de nitrgeno solamente.
Existe un efecto postergado o residual de la aplicacin de abonos orgnicos que debe ser tenida en cuenta en el ajuste de fertilidad en aos sucesivos (Mathers et al., 1975). El monitoreo de macronutrientes como azufre, magnesio, potasio y sodio es necesario para evitar excedentes perjudiciales. El aporte de micro-nutrientes en estas aplicaciones es menos relevante desde el riesgo de contaminacin y bloqueo de otros elementos.
Por otro lado, es factible que se pueda dar una mejora de la estructura edfica (mayor capacidad de retencion de nutrientes y agua) debido a los aportes de estircol al suelo, pero tal efecto no se detectar hasta pasados 4 o ms ciclos o aos (Mathers y Stewart, 1981; Sweeten y Mathers, 1985).
Las pendientes del lote constituyen otro factor condicionante de la magnitud y frecuencia de las aplicaciones de abonos lquidos o slidos. En lotes con pendientes mayores al 1,5% y que sern sujetos de fertilizaciones recurrentes con efluentes lquidos o estircol, sera conveniente construir almacenamientos de tierra o bordes en los lados hacia donde la escorrenta superficial se dirige, si dicho escape pone en riesgo recursos hdricos u otra construccin prxima (NSW Agricultura, 1998; Lott, 1994b). Esa bordura servir de almacenamiento temporal permitiendo que el agua encuentre una va de salida planeada previamente..
Franjas de vegetacin natural o implantada que operen de barrera adicional ayudan tambin a retardar y disminuir el escurrimiento. Finalmente, se debera evitar fertilizaciones con abonos orgnicos en reas de pendiente con distancias menores de 100 m a cursos o fuentes de agua. Tampoco se debe aplicar efluentes lquidos o estircol en reas de alta recarga de acuferos ni sobre suelos salinos (Mathers y Stewart, 1984; Paine,1973; Lehman y Clarck, 1975).
Por ltimo, se debera evitar lotes para fertilizacin con estircol que se encuentren muy prximos a sectores poblados o de recreacin. El estircol recientemente distribuido genera olores que pueden resultar muy molestos a las personas si la incidencia por proximidad o magnitud es alta (NSW Agriculture, 1998) . Es importante tener en cuenta el sentido de los vientos predominantes y la poca de fertilizacin.
La incorporacin inmediata en el suelo reduce el efecto. La homogeneidad de distribucin es otro factor, amontonamientos de excrementos prolongan la produccin de olores. Si se distribuyen lquidos, la aspersin realizada lo ms prxima al suelo evitar la deriva con el viento y el transporte de olores a reas vecinas.


4.2. Programa de uso y monitoreo


El manejo del estircol debera plantear un programa de uso semejante al planteado para el uso de efluentes lquidos (ver pag. 80 4.2). Sera conveniente la opinin tcnica de un especialista en fertilizacin con abonos para ajustar el programa.

Anbal J. Pordomingo
INTA Anguil

Agradecimientos:
El autor agradece los aportes de informacin y la crtica del Dr. Ernesto Viglizzo
(Coordinador del Programa Nacional de Gestin Ambiental de INTA)