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I+D+i

Estrategias para la optimización de la fertilización orgánica del cultivo del arroz

Estrategias para la optimización de la fertilización orgánica del cultivo del arroz

El uso de fertilizantes orgánicos en el cultivo del arroz en la zona del Delta del Ebro es destacable, especialmente, en la utilización de productos orgánicos sólidos, como la gallinaza. En cambio, los fertilizantes orgánicos líquidos, como el purín de cerdo, son usados con menos frecuencia debido a la baja presencia de explotaciones de porcino en la zona y al elevado coste de transporte a media-larga distancia. Aun así, su utilización en el arroz es una práctica frecuente y es por este motivo que durante el período 2007-2016, se realizó el seguimiento de diferentes aplicaciones de este producto orgánico.

G. Murillo1, C. Ortiz1, M. Català-Forner2, N. Tomàs2, A. Tomàs3, G. Galimany3. 1Oficina de fertilització i tractament de dejeccions ramaderes. Departament d’Agricultura, Ramaderia, Pesca i Alimentació. Generalitat de Cataluña. 2IRTA- Estación Experimental del Ebro, Amposta (Tarragona). 3Secció d’Agricultura i Sanitat Vegetal a les Terres de l’Ebre. Departament d’Agricultura, Ramaderia, Pesca i Alimentació. Generalitat de Cataluña.

En el año 2007, el Departamento de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación de la Generalitat de Cataluña inició un campo ex­perimental con arroz para el estudio del efecto de la aplicación de purín de cerdo en comparación con la utilización de fertilizantes minerales. Las tareas realizadas se llevaron a cabo conjuntamente con los técnicos del IRTA-Estación experimental del Ebro. El ensayo, ubicado en el término mu­nicipal de Deltebre, en el margen izquierdo del Delta del Ebro (Tarragona), tiene por ob­jetivo comparar las producciones de arroz obtenidas con diferentes dosis de pu­rín.

Material y métodos

Duración, variedades, tipo de suelo y características de los fertilizantes

Foto 1. Aplicación de purín de cerdo.

El experimento ha tenido una duración de diez campañas, desde 2007 hasta 2016, y en cada parcela se ha repetido exactamente la misma estrategia de fertilización. Las variedades de arroz utilizadas fueron Gleva y Fonsa, de uso habitual en la zona durante el período del ensayo.

En lo referente a las características edá­ficas, la parcela experimental tiene un suelo calcáreo, un pH básico y una conductividad eléctrica elevada. La textura es arcillo-limosa, con un alto contenido en materia orgánica y en nutrientes (37 mg/kg de fósforo, método Olsen; 307 mg/kg de potasio, método del acetato amónico).

Los purines de cerdo aplicados procedían de la misma explotación ganadera de madres reproductoras y se caracterizaban por tener un contenido de materia seca muy bajo (2,7%) y, consecuentemente, una baja concentración de nutrientes (2,2 kg N/m3–1 kg P2O5/m3–3 kg K2O/m3).

Estrategias de fertilización estudiadas

Durante el período de ensayo se efectuaron aplicaciones continuadas de nitrógeno basadas en la combinación de diferentes dosis y tipo de abono distribuidos en presiembra y/o durante la cobertera del cultivo en el estado de desarrollo de inicio de panícula (IP), tal y como se detalla en el cuadro I.

Cada una de las combinaciones estudiadas se ha repetido tres veces por campaña con el objetivo de dar solidez a los resultados obtenidos; de esta manera, anualmente había un total de 30 parcelas (cinco tratamientos de fondo, dos tratamientos de cobertera, tres repeticiones).

Resultados obtenidos

Presencia de enfermedades fúngicas en función de la estrategia de fertilización

Según estudios realizados en la zona, la aplicación excesiva de fertilizantes nitroge­nados puede ocasionar un incremento en la incidencia de enfermedades fúngicas, principalmente de pyriculariosis (Ga­li­many y otros, 2006). Incluso, en años en los que se dan epidemias graves pueden ocasionarse pérdidas de hasta el 50% de la cosecha (Galimany y otros, 2006). Por ese motivo, en el ensayo también se evaluó su presencia, su relación con las dosis de ni­tró­geno y la posible afectación a los rendimientos. Dicha evaluación se realizó du­ran­te una secuencia de seis años en el caso de la pyriculariosis y en una secuencia de tres años en el caso de la helmintosporiosis.

Figura 1. Grado de afectación de las enfermedades fúngicas pyriculariosis y helmintosporiosis. Escala 1-9.

La valoración del grado de enfermedad de las distintas estrategias de fertilización es­tu­diadas se efectuó durante el estado fe­no­lógico de maduración completa del gra­no (BBCH 89) con el fin de identificar la afectación final en panícula, en función de la siguiente escala: 1. No existen síntomas de la presencia de la enfermedad; 3. Pre­sen­cia de la enfermedad; 5. Presencia me­dia de la enfermedad; 7. Presencia alta de la enfermedad; y 9. Presencia muy alta de enfermedad.

Todas las estrategias estudiadas presentaron niveles muy bajos de pyriculariosis y helmintosporiosis (figura 1), por lo que se advierte que la fertilización con pu­rín de cerdo a dosis conocidas/controladas no se traduce en una mayor incidencia de estas enfermedades.

Estrategias más productivas

En la figura 2 se puede observar el rendimiento obtenido para cada estrategia de fertilización estudiada. Los datos corresponden a los valores promedio de diez años durante el período 2007-2016.

Figura 2. Producción promedio (eje X) en kg grano/ha, al 14% de humedad de las diez campañas de arroz (2007-2016), donde las estrategias de fertilización estudiadas (eje Y) se detallan en letra el tratamiento de fondo y en número (0-40 kg N/ha) la aportación o no aportación de cobertera.

Las estrategias más productivas son siete de las diez estudiadas y no difieren estadísticamente entre ellas. Todas ellas tienen en común que superan una dosis de 120 kg N/ha, ya sea aportada en forma mineral o en purín, y con aplicaciones sólo en presiembra o combinadas con cobertera a IP. El rendimiento más elevado (7.831 kg/ha y año) se obtuvo con el tratamiento que combina el purín a dosis media antes de siembra (126 kg N/ha) y la cobertera mineral a IP (40 kg N/ha).

En este tipo de suelo, se ha observado poca respuesta del cultivo a la fertilización de cobertera aplicada como complemento de la aportación en presiembra. Sólo se mejora la producción cuando la aportación de nitrógeno antes de la siembra es baja, concretamente inferior a los 120 kg N/ha. En cambio, en la mayoría de los años, cuando la dosis de nitrógeno aplicada en fondo es alta, no se observa respuesta del cultivo.

La parcela que no ha recibido nitrógeno en diez años tiene un promedio de producción de 6.500 kg/ha. Este elevado rendimiento se debe al tipo de suelo, ya que tiene un alto contenido en nutrientes y materia orgánica, juntamente con la textura fina (alto contenido en arcilla). Aun así, agronómicamente se trata de una práctica insostenible ya que la disponibilidad de nutrientes se irá reduciendo a lo largo de los años si no existe una restitución de los elementos exportados con la cosecha.

Eficiencia de las estrategias orgánicas

Es necesario ir más allá de los rendimientos productivos (figura 3a) conseguidos y pensar en el margen económico, así como en los efectos que pueda tener una producción intensiva sobre el medio ambiente. En este apartado, sólo se han evaluado las estrategias orgánicas.

Figura 3. Promedio de rendimientos productivos (A), margen económico (B), balance de nitrógeno (C) y balance de fósforo (D), durante las campañas estudiadas (2007-2016).

Para su valoración se ha calculado el margen económico (figura 3b) considerando los ingresos del arroz a precios cons­tantes de 0,29 €/kg y unos gastos de fertilización según el coste de la aplicación orgánica y mineral más el coste del fertilizante mineral. De igual manera, es necesario estimar las posibles afectaciones ambientales por el hecho de escoger una estrategia de fertilización u otra. Una ma­nera sencilla es considerar algunos de los principales nutrientes (nitrógeno y fósforo) aportados en forma de abonos cada año y cuantificar en qué parte se exportan con la cosecha mediante un “balance sencillo” de nitrógeno (figura 3c) y de fósforo (figura 3d).

En el mejor de los casos, este exceso de nitrógeno y fósforo quedaría retenido en el suelo, aunque no siempre sucede así, y mucho menos en suelos inundados como los de la zona estudiada. Por ello, los nu­trientes que no recupera el cultivo ni retiene el suelo se pierden hacia las aguas o la at­mósfera, con el consecuente impacto so­bre los ecosistemas.

La estrategia más productiva (7.831 kg grano/ha) se obtiene con el tratamiento que utiliza purín de cerdo a una dosis me­dia con cobertera (PMC) equivalente a 166 kg N/ha. Cabe destacar que este tratamiento tan solo difiere en 300 kg de gra­no/ha respecto al resto de tratamientos es­tu­diados (dejando a un lado aquellas es­­trategias que no aportan nitrógeno o que lo aportan a dosis bajas).
Si se tiene en cuenta el margen económico (figura 3b) se observa cómo la dosis alta de purín sin cobertera (PA) es la que tiene un valor anual más elevado cuando se utilizan purines en fondo. Aun así, la diferencia anual en este grupo de tratamientos es solo de 60 €/ha y año.

Aunque los resultados de rendimiento y margen económico no sean muy dispares entre las estrategias de fertilización estudiadas, se observan grandes diferencias en la valoración entre las aportaciones y exportaciones de nitrógeno y fósforo (figura 3c y 3d). A medida que se incrementa la aplicación del abono, el exceso de nutrientes es cada vez más acentuado pudiendo ser el origen de pérdidas potenciales de nitrógeno y fósforo hacia el ecosistema.

Foto 2. Cosecha de las parcelas del campo experimental.

El mayor exceso de nutrientes se produce en las estrategias con la dosis alta de purín (PA y PAC), con un superávit de +93 y +130 kg N/ha y año, y de +48 y +49 kg P2O5/ha y año, respectivamente. Estas unidades fertilizantes “perdidas” equivaldrían a la fertilización de una campaña.

Cuando se reduce el purín aplicado a la dosis media (PM y PMC) se obtiene un balance de fósforo más ajustado a las necesidades del cultivo. Aun así, la no respuesta del cultivo al abonado de cobertera hace que se produzca un exceso de nitrógeno de +72 kg N/ha y año.

Las estrategias de fertilización que más se ajustan a las necesidades del cultivo son las dosis bajas de purín ya sea con (PBC) o sin cobertera (PB).

Con toda la información recogida du­rante diez años de ensayo y por las características del suelo y de manejo de la zona de estudio, se considera que la es­trategia de fertilización más eficiente es la aplicación de 130 kg N/ha y año. En el caso del ensayo esta se obtiene con la dosis baja de purín con cobertera (PBC) o bien con la dosis media de purín sin ninguna aportación de N en cobertera (PM). Estas dos dosis combinan una buena producción sin afectación de enfermedades fúngicas, un buen margen económico y se ajustan más adecuadamente a las necesidades de nutrientes del arroz.

Conclusiones

  • Foto 3. Divulgación de los resultados obtenidos en una jornada técnica de campo.

    Todas las estrategias estudiadas presentaron niveles muy bajos de pyriculariosis y helmintosporiosis, por lo que se advierte que la fertilización con purín a dosis conocidas/controladas no se traduce en una mayor incidencia de estas enfermedades.

  • La aplicación de purines en el cultivo del arroz es perfectamente viable y, en las condiciones del ensayo, con un suelo de textura arcillo-limosa, los rendimientos son comparables a aquellos obtenidos con la aplicación convencional de fertilizante mineral.
  • Complementar con 40 kg N/ha a inicio de panícula solo es relevante cuando las aportaciones de fondo son bajas, es decir, con valores inferiores a los 100 kg N/ha. En el resto de los tratamientos no se observa respuesta al complemento de nitrógeno.
  • La estrategia más productiva es el tratamiento que combina purín de cerdo de madre reproductora a dosis media (126 kg/ha y año) y fertilizante mineral en forma de sulfato amónico del 21% (40 kg N/ha) a inicio de panícula.
  • Las estrategias orgánicas más eficientes en estos suelos arcillosos han sido aquellas con una aplicación total de nitrógeno de unos 130 kg N/ha, ya sea con la aportación de purín en fondo o con una combinación de mineral nitrogenado en cobertera.
    Estos resultados se encuentran extremadamente ligados a las condiciones con­cretas de los suelos pesados (es de­cir, con un elevado contenido en arcilla) y a las del ma­nejo del agua del Delta del Ebro con períodos de inundación durante el invierno.