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| Figura 1.
Medias mensuales de la temperatura media (°C), humedad relativa (%) y precipitación (mm), durante el periodo experimental. |
| Livestock Research for Rural Development 28 (6) 2016 | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
Se estudió el crecimiento inicial de moringa (Moringa oleifera), cañafístula (Peltophorum dubium) y leucaena (Leucaena leucocephala) fertilizadas con dosis crecientes de biofertilizante porcino. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado con 12 repeticiones por tratamiento. El experimento fue conducido en campo empleando un marco de 3x3 m para la plantación y se realizaron dos aplicaciones de las dosis 0 (testigo) 3,1; 6,2; 9,3 y 12,4 litros/planta de biofertilizante, a los 2 y 11 meses después de la plantación, siempre de forma superficial.
El crecimiento medio en altura y diámetro, para moringa, aumentó de forma lineal con el incremento de las dosis de biofertilizantes porcinos hasta la dosis máxima (12,4 L/planta). En el caso de especies leguminosas, cañafístula y leucaena, este incremento sólo se encontró hasta la dosis de 6,2 litros/planta. Se concluye que la utilización de los biofertilizantes porcinos puede ser eficiente en el cultivo inicial de las especies arbóreas estudiadas.
Palabras Clave: aprovechamiento de residuos, fertilización orgánica, Leucaena leucocephala, Moringa oleifera, Peltophorum dubium
The initial growth of moringa (Moringa oleifera), cañafistula (Peltophorum dubium) and leucena (Leucaena leucocephala) fertilized with increased dose of pig biofertilizer was studied. A complete randomized design with 12 repetitions per treatment was used. The experiment was conducted in the field using a distance of 3 x 3 m for planting and two applications of biofetilizer dose were made at 2 and 11 months after planting, always applied on the surface.
For the three species the use of pig biofertilizers was efficient. The growth in height and diameter for moringa, increased linearly with the increasing doses of pig biofertilizer up to the maximum dose (12.4 liters/plant). In case of leguminous species, caña fistula and leucaena, this increase was only found until doses up to 6.2 liters/plant. It is concluded that the use of pig biofertilizers can be efficient in the initial culture of the tree species studied.
Key words: Leucaena leucocephala, Moringa oleifera, organic fertilization, Peltophorum dubium, waste recycling
El uso de abonos orgánicos como los biofertilizantes, obtenidos a través de procesos de fermentación anaérobia, es una alternativa promisoria para reducir la aplicación de fertilizantes minerales y promover la mejoría en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (Costa 2001). Estos abonos son fuente importante de macro y micronutrientes para las plantas (Alonso et al 2012; Moreira et al 2014) y pueden utilizarse como repelente o insecticida agrícola natural en aplicaciones foliares (Alves et al 2009).
La aplicación de biofertilizantes es una forma correcta de usar los residuos de la ganadería intensiva; generando una economía en el uso de insumos importados, promueven mejorías en el saneamiento ambiental y propician beneficios económicos para las propiedades rurales. Su empleo, en especies arbóreas multipropósito con potencial para el desarrollo de sistemas de integración agricultura-ganadería-bosque, puede ofrecer diversas ventajas, como la absorción de nutrientes durante un largo periodo del ciclo de vida de la planta, reducción del uso de fertilizantes químicos y consecuentemente la disminución de gastos en la producción arbórea.
Las especies moringa (Moringa oleifera Lam), cañafístula (Peltophorum dubium (Sprengel) Taubert) y leucaena ( Leucaena leucocephala (Lam) de Wit) se destacan entre las especies arbóreas para ser empleadas en diferentes estrategias de manejo en sistemas de integración. Según Bezerra et al (2004), moringa posee un alto valor forrajero, nutritivo, medicinal y culinario y puede ser usada en la recuperación de áreas degradas, en la industria de cosméticos, en la producción de biocombustible y en el tratamiento de agua para el consumo humano. Carvalho (2003) destaca que cañafístula produce madera con alto potencial de aprovechamiento en la construcción civil, mientras que Evangelista et al (2005) señalaron el alto potencial de aprovechamiento de leucaena en la alimentación del ganado por su elevada palatabilidad, contenido de nutrientes y tolerancia a la sequía.
El objetivo de este trabajo fue estudiar el crecimiento inicial de moringa (Moringa oleifera), cañafístula (Peltophorum dubium) y leucaena (Leucaena leucocephala) fertilizados superficialmente con dosis crecientes de biofertilizante proveniente de excretas porcinas.
El estudio se realizó en el campus del Instituto de Ciencias Agrarias de la Universidad Federal de Minas Gerais (ICA/UFMG), localizado entre 16°40'24'' de latitud sur y los 43°50'27'' de longitud oeste a 623 m sobre el nivel del mar. Según la clasificación de Köppen el clima de la región es de tipo Aw – Tropical de Sabana. La temperatura media, humedad relativa y las precipitaciones ocurridas durante el periodo experimental fueron obtenidas en la estación meteorológica localizada aproximadamente a 1 km del área de estudio y se representan en la Figura 1.
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| Figura 1.
Medias mensuales de la temperatura media (°C), humedad relativa (%) y precipitación (mm), durante el periodo experimental. |
El suelo, de textura arcillosa y de color rojo-amarillo presentaba las siguientes características químicas y físicas, en los primeros 20 cm de profundidad:pH en agua= 6,2; P Mehlich= 36,25 mg/kg; K= 42,00 mg/kg; Ca= 6,20 cmol/dm3; Mg= 1,40 cmol/dm 3; Al= 0,00 cmol/dm3; H + Al= 1,86 cmol/dm3; SB = 7,71 cmol/dm3; T= 9,56 cmol/dm3; Mat. Orgánica= 3,39 %; Arena gruesa= 13,80 %; Arena fina= 14,20 %; Silte= 40,00 %; Arcilla= 32,00 %.
El biofertilizante utilizado fue a base de agua y estiércol porcino y su composición química mostró: N= 3,56 g/L; P2O5= 2,83 g/L; K2O= 1,22 g/L; Ca= 1,90 mg/L; Mg= 0,55 g/L; S= 0,15 g/L; Zn= 0,06 g/L; Fe= 0,3 g/L; Mn= 0,03 g/L; Cu= 0,04 g/L; B= 0,001 g/L; pH= 7,2.
Las especies estudiadas fueron moringa (Moringa oleífera), cañafístula (Peltophorum dubium) y leucaena (Leucaena leucocephala). Las semillas de moringa y cañafístula fueron adquiridas del Instituto Estadual de Floresta de Montes Claros-MG. En el caso de la leucaena, las semillas se adquirieron de las áreas de producción de semillas del Instituto de Ciencia Animal de la Habana, Cuba y fueron colectadas de árboles que tenían menor altura y mayor número de ramas como características favorables para su utilización en sistemas de pastoreo.
La siembra de las especies se hizo en el campus del ICA/UFMG utilizando bolsas de polietileno con dimensiones de 11 x 22 cm, las cuales fueron llenadas con un sustrato elaborado a partir de tres partes de tierra y una de carbón molido. En cada bolsa fueron sembradas tres semillas. Posteriormente, se realizó un raleo a los 30 días después de la siembra para dejar solamente la plántula de mayor altura en cada bolsa.
Las plántulas se mantuvieron bajo condiciones de vivero, con riego diario para mantener el sustrato a capacidad de campo, durante cuatro meses y en este momento fueron seleccionadas, según altura de la planta, diámetro del tallo y diámetro de la copa, 60 plantas de cada especie para el trasplante en el campo. La metodología, el procedimiento experimental, las atenciones culturales y las variables analizadas fueron idénticas para las tres especies en estudios.
El trasplante se realizó en enero de 2011 en huecos de 50 cm de diámetro y 40 cm de profundidad que fueron abiertos con barrena perforadora acoplada a un tractor. Antes de la plantación de las posturas se realizó una fertilización de fondo con 90 g de superfosfato simple por planta. La distancia de siembra fue 3 x 3 m con un área total de 1620 m2 y se utilizó un diseño completamente aleatorizado con cinco tratamientos y 12 repeticiones para cada uno de ellos.
Los tratamientos evaluados fueron dosis crecientes de biofertilizante porcino, proveniente del biodigestor instalado en el ICA/UFMG con aplicaciones de cobertura a los 2 y 11 meses después de la plantación. La determinación de las dosis, en cada uno de los tratamientos, fue obtenida según los valores recomendados para cubrir la necesidad de 27 g/hueco de nitrógeno en el cultivo de eucalipto (Korndörfer et al 1999), ya que no existen recomendaciones de fertilización para las especies estudiadas. Las dosis evaluadas fueron 0 (testigo) 3,1; 6,2; 9,3 y 12,4 L/planta (Cuadro 1).
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Cuadro 1. Dosis de biofertilizante (liitros/planta) y cantidad de N, P2O5 y K2O (g/hueco) aplicado en cada una de las fertilizaciones de cobertura. |
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Dosis de biofertilizante |
N |
P2O5 |
K2O |
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0 |
0 |
0 |
0 |
| 3,1 | 11,0 |
8,77 |
3,78 |
| 6,2 | 22,1 |
17,6 |
7,56 |
| 9,3 |
33,1 |
26,3 |
11,4 |
| 12,4 |
44,2 |
35,1 |
15,1 |
Con el auxilio de un camión pipa se aplicó riego semanalmente para mantener la humedad del suelo a capacidad de campo. Fueron realizadas dos evaluaciones; la primera 2 meses después de la plantación (un día antes de la primera aplicación del biofertilizante) y la segunda 13 meses después de la plantación. Se evaluaron los indicadores crecimiento en altura y diámetro del tallo al nivel del suelo. Para medir la altura de la planta fue utilizada una regla graduada y para el diámetro del tallo un pie de rey. Los valores fueron expresados en crecimiento medio en altura y diámetro del tallo y calculados a partir de la diferencia obtenida entre los valores de las dos evaluaciones.
Los resultados obtenidos, para las tres especies, fueron sometidos a un análisis de varianza y cuando fue pertinente se ajustaron modelos de regresión para las variables estudiadas en función de las dosis del biofertilizante. Los parámetros de las ecuaciones, en cada caso fueron probados hasta el 10 % de probabilidad por la prueba t de Student.
La aplicación de dosis creciente de biofetilizante porcino, en cobertura, promovió un crecimiento lineal (P≤0,01) de la altura y el diámetro de las plantas de moringa hasta 13 meses después de la aplicación. La altura (Figura 2A) y el diámetro (Figura 2B) mostraron incrementos de 69,1 y 58,8%, respectivamente cuando fueron aplicados 12,4 L/planta de biofertilizante con respecto a las plantas no fertilizadas.
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Figura 2.
Crecimiento medio en altura A (m) y diámetro del tallo B (cm) de Moringa
oleifera en función de las dosis de biofertilizante. ** Significativo a 1% de probabilidad para la prueba t de Student | |
Para la cañafístula, el modelo ajustado mostró incremento significativo para el crecimiento medio de la altura (10 % de probabilidad) y para el incremento medio del diámetro (5 y 1 % de probabilidad) al aumentar la dosis de biofertilizantes hasta 6,2 L/planta, donde alcanzó 31,34% y 38,12% (Figura 3A y 3B) de incremento al compararlas con las plantas que no recibieron la biofertilización, respectivamente. Mayores dosis de biofertilizantes no tuvieron efecto en los indicadores estudiados y estos fueron similares entre las dosis más altas.
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Figura 3.
Crecimiento medio en altura A (m) y diámetro del tallo B (cm) de
Peltophorum dubium en función de las dosis de biofertilizante. °, *, ** Significativo a 10, 5 y 1 % de probabilidad para la prueba de t de Student | |
De manera similar, en el cultivo de leucaena, la altura y el diámetro de las plantas se incrementaron hasta la dosis de 6,2 L/planta de biofertilizante porcino donde mostraron un incremento de 50,68% y 45,67%, respectivamente (Figura 4A e 4B) al ser comparada con el testigo (sin aplicación). En este cultivo dosis superiores a 6,2 L/planta mostraron disminución en el crecimiento medio en altura (Figura 4A) y diámetro (Figura 4B) de la plantas.
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Figura 4.
Crecimiento medio en altura A (m) y diámetro del tallo B (cm) de
Leucaena leucocephalaen función de las dosis de biofertilizante. °, *, *** Significativo a 10, 5 y 0,1% de probabilidad para la prueba de t de Student | |
El crecimiento medio en altura de la planta y el incremento medio del diámetro del tallo, conjuntamente con la relación entre ellos, se destacan entre las variables morfológicas más importantes de muchas especies forestales para estimar su comportamiento después de su trasplante definitivo al campo (Gomes 2001). Estas variables son de fácil medición y al no utilizar métodos destructivos de muestreos permiten estudiar el comportamiento evolutivo de las plantaciones.
Estos criterios pueden ser utilizados también en el estudio de especies arbóreas, forrajeras o multipropósito para su utilización en sistemas de integración agricultura-ganadería-bosques. Las variables altura de la planta y diámetro del tallo fueron indispensables en el desarrollo de metodologías de estudios de germoplasma arbóreo para su uso en sistemas de pastoreo para la producción animal (Febles et al 2001).
Las diferencias en los ajustes de los modelos de regresión para el crecimiento de las especies estudiadas, en función de las dosis de biofertilizantes porcino, puede estar relacionada con la utilización y aprovechamiento de los nutrientes disponibles para las plantas. En este aspecto se destacan las características del sistema radicular y la posibilidad de la fijación biológica de nitrógeno, como es el caso de las leguminosas cañafístula y leucaena. La respuesta de las plantas a la fertilización depende de factores bióticos y abióticos de los agroecosistemas y de las características inertes de la especie lo que provoca, comúnmente, resultados diferentes.
En la fase inicial de crecimiento, el incremento en altura y diámetro fue superior en las plantas tratadas con biofetilizantes porcino y el incremento de la dosis sólo provocó un crecimiento lineal en la moringa. Este resultado no coincide con los encontrados por Bakke et al (2010) quienes no encontraron incrementos en estos indicadores cuando utilizaron diferentes abonos orgánicos en el cultivo de esta especie.
La demanda de nutrientes difiere entre las especies y varía en las distintas etapas de crecimiento de la planta (Siqueira et al 1995). Dentro de ellos, el nitrógeno se requiere en grandes cantidades y la falta de este elemento, generalmente, provoca un crecimiento no adecuado. Estudios realizados por Marques et al (2009) mostraron respuestas significativas y positivas en la altura de las plantas con la aplicación de nitrógeno en las especies Mimosa caesalpinaefolia (Benth.), Dalbergia nigra (Vell.) Fr All ex Benth y Piptadenia gonoacantha J F Macbr.
Dentro de las varias funciones que el nitrógeno ejerce en la planta se destaca la multiplicación y diferenciación celular por su relación directa con el crecimiento y desarrollo de la planta (Barroso et al 2005). Estos autores señalan que el déficit de nitrógeno o calcio limita de manera significativa el crecimiento de las especies arbóreas.
Conjuntamente con estos criterios, cuando se trabaja con leguminosas arbóreas también es necesario considerar la disponibilidad de P y K en el suelo. Cruz et al (2011) señalaron que el crecimiento en altura de las plantas presentó una respuesta lineal positiva con dosis creciente de P. Por otra parte, Gonçalves et al (2008), destacaron la importancia de este elemento en el sustrato para el crecimiento de posturas de Peltophorum dubium y Anadenanthera macrocarpa (Benth) debido a que ambas especies son muy exigente en P y su ausencia perjudica un normal crecimiento del diámetro del tallo de las plantas.
La adecuada disponibilidad de N y P en el biofertilizante porcino es una característica favorable para la utilización de esta fuente de nutrientes, en el crecimiento inicial de especies arbóreas. No obstante, en las especies de leguminosas estudiadas la dosis no puede exceder los 6,2 L/planta. Estudios realizados (Molina et al 2006) demuestran que después de la aplicación de fertilizaciones orgánicas, las reacciones de mineralización del nitrógeno orgánico promueven la liberación de formas inorgánicas de este elemento. Bajos condiciones aerobias de degradación, parte del N inorgánico es convertido en nitrato; éste sino es utilizado por las plantas o inmovilizado por la biomasa microbiana, puede perderse por lixiviación en el perfil del suelo y contribuir a la contaminación de las aguas subterráneas.
Otro elemento esencial en el crecimiento temprano de las plantas en especies arbóreas es el K y éste no fue totalmente suministrado en la dosis de biofetilizantes estudiadas y pudo ser limitante para el crecimiento. Después del N y P, el K es el elemento que más influye en el crecimiento vegetativo de las plantas (Prado y Leal 2006).En especies nativas de las sabanas brasileña la aplicación de dosis superiores 20 g dm-3 de lodo de alcantarillado, como estrategia de fertilización orgánica, estimuló mucho más el crecimiento de las plantas siempre que se cubrieron los requerimientos con K (Paiva et al 2009).
Por otro lado, la aplicación del biofertilizante porcino en la superficie del suelo pudo contribuir en la mejora de las características físicas del suelo. Braga et al (2007), obtuvieron un mejor crecimiento de las posturas de Tabebuia serratifolia (Vahl) en suelo orgánico no fertilizado con la presencia de hojarasca y atribuyeron este resultado a la mejora de la propiedades físicas y químicas del suelo observada a través del aumento de su materia orgánica.
Al Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y a la Fundación de Amparo a Investigaciones en el estado de Minas Gerais (FAPEMIG) por el apoyo financiero para la ejecución de esta investigación. De igual manera, también se agradece a la FAPEMIG por la concepción de bolsa de posdoctorado para el cuarto autor y CNPq por la concepción de bolsa de Productividad Científica para el tercer autor.
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Received 27 May 2015; Accepted 8 May 2016; Published 2 June 2016