Estiércol

Efecto del estiércol sobre el suelo

Los suelos fertilizados sistemáticamente con estiércol se caracterizan por una menor acidez, un mayor contenido de formas de fósforo disponibles para las plantas, una mayor cantidad de humus y nitrógeno total, y un mayor grado de saturación de bases. Según la síntesis de A. D. Khlystovsky (1992), durante 55-65 años en un suelo sodopodsólico franco-arcilloso pesado no cultivado de la Estación Agroquímica Experimental Dolgoprudnaya que lleva el nombre de D. N. Pryanishnikov, dosis de estiércol con cama de un promedio de 9 t/ha por año condujeron a un aumento al doble de los rendimientos de centeno y trigo de invierno, patata, avena y gramíneas en comparación con el control no fertilizado. Al mismo tiempo, la productividad media anual de la rotación de cultivos fue de 2,3-2,6 t/ha de unidades de grano; con dosis de 15 t/ha, de 2,8-3,0 t/ha de unidades de grano.

Durante 52 años, la aplicación anual de estiércol con cama a una dosis de 12 t/ha tuvo un efecto neutralizante sobre la acidez del suelo equivalente a la aplicación de 100 kg/ha de CaCO₃, redujo en la capa de 0-20 cm la acidez hidrolítica y de intercambio en comparación con el control en 0,5 mg-eq/100 g, el contenido de aluminio en 2 veces, aumentó la suma de bases absorbidas en más de 1 mg-eq/100 g de suelo y el grado de saturación de bases en un 10%. El efecto neutralizante del estiércol también se manifestó en el horizonte subarable (20-40 cm) del suelo.

El aumento de la saturación de los cultivos con estiércol y la transición a la aplicación sistemática de dosis crecientes mejoran los indicadores agroquímicos, la fertilidad y el estado de cultivo del pobre suelo sodopodsólico. En combinación con la aplicación sistemática de dosis altas con encalado, transforma el suelo pobre en suelo fértil, que no se diferencia en indicadores agroquímicos de los chernozems. Sin embargo, por regla general, un aumento tan fuerte de la fertilidad es económicamente no rentable y ecológicamente peligroso. Teniendo en cuenta las posibilidades económicas, es conveniente elevar la fertilidad de suelos pobres concretos hasta un nivel óptimo que asegure la máxima productividad de cultivos de buena calidad con una aplicación científicamente fundamentada de fertilizantes y enmiendas.

El efecto positivo del estiércol sobre las propiedades fisicoquímicas de los suelos se confirma con numerosos datos experimentales obtenidos en diversas zonas edafoclimáticas del país.

Bajo la acción de la materia orgánica del estiércol se activan los procesos microbiológicos en el suelo, que contribuyen a aumentar la solubilidad y la disponibilidad de nutrientes para las plantas. Bajo la influencia de los procesos microbiológicos que descomponen la celulosa, el contenido de formas disponibles de fosfatos en el krasnozem aumentó en 2-3 veces. Bajo la acción de los productos vitales de los microorganismos, los fosfatos insolubles de calcio, hierro y aluminio pasan a compuestos solubles. El estiércol influye en la actividad biológica del suelo, la capacidad de nitrificación y la actividad proteolítica.

El estiércol tiene especial importancia en las regiones de la zona No Chernozem de Rusia, cuyos suelos son pobres en humus y contienen pocos nutrientes.

Fuente de humus del suelo

En suelo estercolado sistemáticamente durante más de 50 años, el contenido de humus en comparación con el control sin fertilizantes después de 15 años era superior en el horizonte arable en más de 0,2% de carbono, nitrógeno total en 0,02-0,05%; en el horizonte subarable (20-40 cm), carbono en 0,04-0,05% más, nitrógeno en 0,02-0,05%.

En condiciones de agricultura intensiva, en el suelo es imposible lograr un balance de humus sin déficit sin el uso de fertilizantes orgánicos. Con la aplicación sistemática de estiércol en la rotación de cultivos, el contenido de humus aumenta en todos los tipos de suelo. Los fertilizantes minerales influyen poco en la acumulación de humus y nitrógeno, ya que la fuente de humus con la aplicación de fertilizantes minerales son principalmente los residuos radiculares y de cosecha.

Dependiendo del tipo de suelo, la aplicación prolongada de fertilizantes actúa de manera diferente sobre la acumulación de humus y nitrógeno. Por ejemplo, en suelos sodopodsólicos pobres en humus este proceso es más notable. El bajo contenido de humus de los serozems permite aumentar el contenido de humus en el suelo gracias a los fertilizantes orgánicos. En suelos chernozémicos ricos en humus, los fertilizantes proporcionan incrementos de rendimiento menores.

La composición del humus de diferentes suelos cambia poco con la aplicación prolongada de fertilizantes; el aumento del contenido de carbono se acompaña de la acumulación de todos los grupos de sustancias húmicas. La relación entre ácidos húmicos y fúlvicos es un rasgo característico de un tipo genético concreto de suelo. La ausencia de influencia de los fertilizantes sobre este indicador se debe a que la composición grupal del humus se caracteriza por compuestos orgánicos del suelo totalmente humificados. Los fertilizantes influyen en la materia orgánica del suelo, que se encuentra en las primeras etapas de humificación.

Por ejemplo, en suelos sodopodsólicos durante 36 años la aplicación sistemática de estiércol aumentó el contenido de humus soluble en agua en 17-34%, en chernozem débilmente lixiviado en 5-18%, en serozem típico en 23-50% en comparación con el control. Estas sustancias orgánicas móviles se encuentran en las primeras etapas de humificación y enriquecen el suelo con compuestos de nitrógeno disponibles. En suelos con bajo contenido de humus, con la aplicación prolongada de estiércol se acumuló más humus soluble en agua.

La acumulación de sustancias húmicas móviles también se manifiesta con la aplicación prolongada de fertilizantes en suelos chernozémicos. Esto se explica por la movilización del humus de los chernozems debido al efecto acidificante de los fertilizantes minerales. Así, la aplicación prolongada de estiércol y fertilizantes minerales enriquece con carbono y nitrógeno total los suelos pobres en materia orgánica y aumenta en todos los tipos de suelo el contenido de formas móviles de sustancias orgánicas que se encuentran en las primeras etapas de humificación.

Al calcular el balance de humus en el suelo se tiene en cuenta la materia orgánica formada por la humificación del estiércol, así como la formada a partir de residuos radiculares y de cosecha de las plantas. La reposición anual de humus en los suelos a partir de residuos de cosecha y radiculares de los cultivos depende de la zona edafoclimática, las características biológicas de las plantas y el rendimiento. Por ejemplo, en la zona No Chernozem después de los cereales el humus se repone en promedio en 0,4 t/ha, en los chernozems de la parte europea en 0,5-0,7 t/ha, en los Urales, Siberia y Extremo Oriente en 0,3 t/ha. Los cultivos de escarda reponen las reservas de humus en promedio la mitad que los cereales. Las gramíneas perennes en suelos no irrigados en 0,5-1 t/ha; con riego, más.

El coeficiente de humificación del estiércol depende de la zona edafoclimática, las prácticas agrotécnicas, el riego, el contenido de materia seca en el estiércol y el tipo de estiércol. En conjunto es del 15-30% sobre materia seca. El coeficiente de humificación de los residuos vegetales de cultivos de cereales y gramíneas perennes se equipara al coeficiente de humificación del estiércol con cama, y el de los cultivos de escarda es la mitad. Conociendo las dosis de aplicación de estiércol en la rotación de cultivos, se puede calcular la acumulación de humus en el suelo.

La mineralización anual del humus depende de las condiciones edafoclimáticas, la estructura de las superficies sembradas, la intensidad del laboreo del suelo y el nivel de quimización. Los suelos bajo cultivos de cereales pierden anualmente 0,5-1 t/ha de humus; bajo cultivos de escarda, 0,8-3 t/ha. La mineralización máxima del humus ocurre en barbechos limpios, hasta 3-5 t/ha. La mineralización del humus es mayor en suelos de composición granulométrica ligera y con riego.

La aplicación de fertilizantes orgánicos mejora el régimen nitrogenado de los suelos, ya que 1 gramo de carbono se consume para la fijación por microorganismos de 15-20 a 20-40 mg de nitrógeno atmosférico.

El estiércol sin cama es una fuente de nutrientes fácilmente solubles para las plantas, aumenta el contenido de humus y nitrógeno en el suelo. Sin embargo, la materia orgánica del estiércol sin cama difiere en composición y capacidad de reproducción del humus del estiércol con cama y de la paja. La relación C:N en el estiércol sin cama tiene valores de 5:1 a 10:1. El estiércol sin cama se distingue por un alto contenido de compuestos orgánicos fácilmente descomponibles. Por ello, influye menos en la reproducción del humus que el estiércol con cama.

Contenido de nitrógeno en el estiércol

El nitrógeno de los compuestos orgánicos, como resultado de la amonificación, se transforma en amonio o se nitrifica hasta nitratos. En condiciones de humedad elevada del suelo y falta de oxígeno en medio alcalino pueden transcurrir procesos de desnitrificación y formación de nitrógeno molecular, que se pierde irreversiblemente en la atmósfera. Con un manejo correcto del estiércol, las pérdidas de nitrógeno por desnitrificación se reducen drásticamente.

El contenido y las formas de nitrógeno en el estiércol de cada especie animal están determinados por la relación entre excreciones sólidas y líquidas y el material de cama. El nitrógeno de las heces y la cama contiene compuestos nitrogenados de descomposición lenta, por lo que es poco disponible para las plantas en el primer año; el de la orina contiene compuestos fácilmente solubles que se transforman rápidamente en amoníaco y están disponibles para las plantas inmediatamente después de la aplicación. Cuanta más orina y amoníaco absorbe la cama, mayor es el contenido de nitrógeno total y amoniacal; por ello, el estiércol sobre cama de turba o almacenado o cubierto con turba es el más rico en nitrógeno total y amoniacal. En el estiércol semipodrido de almacenamiento denso, el contenido de nitrógeno total, según la especie animal y la calidad de los piensos, oscila entre 0,3 y 1,0%, y el amoniacal, según el tipo y la cantidad de cama, entre 20 y 40% del nitrógeno total.

En el primer año las plantas asimilan en promedio 20-30% del nitrógeno del contenido total en el estiércol. Esto depende del contenido de la forma amoniacal del nitrógeno y de la relación entre nitrógeno soluble y proteico, de la cantidad de carbohidratos en el estiércol y del tiempo entre la aplicación y el inicio del consumo intensivo por los cultivos. Una gran cantidad de carbohidratos favorece el desarrollo de la microflora, que también consume el nitrógeno amoniacal del estiércol, por lo que su asimilación por las plantas es menor. Cuando el estiércol se aplica en barbecho o bajo el laboreo principal de otoño, se descompone más completamente y los cultivos asimilan más nitrógeno que con la aplicación antes de la siembra y en primavera.

En comparación con los fertilizantes minerales, el nitrógeno total del estiércol es asimilado por el primer cultivo 3 veces menos; sin embargo, proporciona nutrición vegetal con este elemento a los cultivos durante 3-4 años, a veces más, dependiendo de la dosis, la calidad del estiércol y las condiciones edafoclimáticas.

El uso del nitrógeno del estiércol con cama en el primer año es más significativo (en promedio 30% del total) en el estiércol de oveja (cabra), menor en el de caballo (20%) y en el de ganado vacuno (18%), y mínimo (10%) en el de cerdo, aunque con un engorde abundante de cerdos el uso del nitrógeno en el primer año puede superar el 20% del contenido total.

Las plantas asimilan más rápidamente el nitrógeno del estiércol de oveja, que contiene poca agua y mucho nitrógeno.

Contenido de fósforo en el estiércol

Gracias a la materia orgánica del estiércol se intensifican los procesos microbiológicos en el suelo, como resultado de lo cual aumenta la solubilidad y la disponibilidad para las plantas de los elementos de nutrición mineral. Así, los fosfatos insolubles de calcio, hierro y aluminio pasan a formas móviles. El fósforo consumido por los microorganismos y fijado en el plasma, al morir estos, pasa a compuestos disponibles para las plantas.

El aumento de la movilidad de los fosfatos insolubles puede ocurrir como resultado de la interacción con ácidos húmicos y otros ácidos orgánicos. Por ello, el fósforo aplicado con el estiércol se distingue por una mayor movilidad. Así, en el suelo sodopodsólico, el fósforo acumulado como resultado de la aplicación sistemática de estiércol en la rotación de cultivos se une menos a los sesquióxidos de hierro y aluminio que con la aplicación de fertilizantes minerales. En los serozems pobres en materia orgánica, el estiércol evita parcialmente la fijación del fósforo residual por los carbonatos. El efecto acidificante de los fertilizantes nitrogenados-potásicos no se manifiesta en medio alcalino. En estas condiciones, el fósforo acumulado por la aplicación prolongada de estiércol es más móvil que el fósforo acumulado como resultado de la aplicación de fertilizantes minerales.

La mayor parte de los fosfatos residuales se acumula en las capas superiores del suelo (0-20, 20-40 cm). En algunos casos se observa penetración del fósforo en capas más profundas.

El contenido de fósforo móvil en el suelo (según Kirsanov) con la aplicación de estiércol ya después de 4 años en la capa arable aumentó en 12 mg/kg en comparación con el control sin fertilizantes. Después de 52 años, la diferencia fue, con una dosis de 9 t/ha de estiércol, de 16 mg/kg; con una dosis de 15 t/ha de estiércol, de 24 mg/kg. Al mismo tiempo aumentó la movilidad de los fosfatos. Después de 40 años, se detectaron cambios análogos en el contenido de formas móviles y la movilidad de los fosfatos en el horizonte subarable.

La mayor parte del fósforo del estiércol se encuentra en la composición de las excreciones sólidas de los animales y la cama, y es asimilada por las plantas a medida que se mineralizan. La materia orgánica del estiércol impide la fijación química del fósforo mineralizado en el suelo y permite que permanezca más tiempo en formas asimilables para las plantas. Por ello, en el primer año después de la aplicación en dosis equivalentes de fósforo, las plantas asimilan 1,5-2,0 veces más (en promedio 35% del total, a veces hasta 50-55%) del estiércol que de los fertilizantes minerales.

La asimilación por las plantas del fósforo del estiércol, dependiendo de su dosis y calidad, así como de las condiciones edafoclimáticas, continúa durante 3-4 años. Además, la ventaja inicial del fósforo del estiércol frente a los fertilizantes minerales disminuye con el tiempo.

Contenido de potasio en el estiércol

El potasio en todos los componentes del estiércol con cama se encuentra en formas móviles y asimilables para las plantas. El potasio del estiércol es asimilado por las plantas en el primer año igual que el de dosis equivalentes de fertilizantes minerales. Su acción total en el estiércol se conserva en promedio 3-4 años; al aumentar las dosis y en suelos fértiles, más de 4 años. La duración de la acción del potasio del estiércol y de los fertilizantes minerales en dosis equivalentes durante varios años suele ser cercana o con cierta ventaja del estiércol, y depende de los cultivos cultivados, las dosis de fertilizantes y las condiciones edafoclimáticas.

La aplicación sistemática de estiércol y el encalado reducen la movilidad del potasio, ya que conducen a su fijación en el suelo. En los chernozems, debido a los procesos de nitrificación, que reducen el contenido de amonio y, por consiguiente, su capacidad competitiva. La aplicación de estiércol en los chernozems, al igual que en los suelos sodopodsólicos, favorece la acumulación de potasio intercambiable en comparación con los fertilizantes minerales; simultáneamente aumentan los procesos de fijación del potasio en forma no intercambiable. El potasio intercambiable en los chernozems es menos móvil; además, con la aplicación de estiércol su movilidad disminuye, mientras que con los fertilizantes minerales aumenta.

En los serozems, la aplicación sistemática de fertilizantes conduce a un aumento del potasio intercambiable y no intercambiable. El régimen de lavado de los suelos favorece la acumulación de estas formas de potasio a lo largo del perfil del suelo hasta una profundidad de 1 m. Las diferencias en la acción del estiércol y los fertilizantes minerales se manifiestan en el cambio de la movilidad del potasio intercambiable: sobre el fondo de estiércol la movilidad disminuye; sobre el fondo de fertilizantes minerales, aumenta.

Durante 52 años, dosis de estiércol de un promedio de 9 t/ha aumentaron, en comparación con el control sin fertilizantes, el contenido de potasio intercambiable en la capa arable en 15-36 mg/kg; con una dosis de 15 t/ha durante 18-20 años, en 31-52 mg/kg. En el horizonte subarable (20-40 cm), el contenido de potasio intercambiable después de 40 años aumentó en 100 mg/kg; después de 50 años, en 120 mg/kg.

En el primer año las plantas asimilan 60-70% del potasio aplicado con el estiércol.

Carbono, calcio, magnesio, azufre

Durante la descomposición de la materia orgánica del estiércol se mineraliza al menos 70% del carbono, que se transforma en dióxido de carbono; el 30% restante se consume en la neoformación de humus. El dióxido de carbono, al disolverse en la solución del suelo, aumenta la movilidad de los fosfatos y el calcio del suelo, lo que mejora la nutrición de las plantas con estos elementos; el calcio también mejora la estructura del suelo. Por ejemplo, en el proceso de descomposición de 30-40 t de estiércol se liberan diariamente 35-55 (100-200) kg de dióxido de carbono, que enriquece el aire atmosférico cercano al suelo y mejora la nutrición aérea de las plantas. Todos los cultivos rastreros, por ejemplo, pepino, calabacín, calabaza, con una hierba densa absorben completamente el dióxido de carbono del suelo liberado. Esto es especialmente importante para los cultivos cultivados en condiciones de suelo protegido. Para un rendimiento de cereales de 40-45 quintales/ha se requieren diariamente 180-200 kg de dióxido de carbono.

Los incrementos de rendimiento por el estiércol como fuente de dióxido de carbono, aplicado en dosis de 20-30 t/ha bajo cultivos hortícolas y de escarda, alcanzan 30-40%. La aplicación de 60 t/ha de estiércol bajo pepinos en suelo arenoso-arcilloso aumentó el rendimiento en 43%, de los cuales 20% se debió al dióxido de carbono formado por la descomposición del estiércol. La cantidad adicional de dióxido de carbono aumentó el rendimiento de raíces de remolacha azucarera en 24% y la recolección de azúcar en 25%.

La disponibilidad para las plantas de calcio, magnesio, azufre y micronutrientes del estiércol, por regla general, no es peor que la de los fertilizantes minerales. La duración de la asimilación depende de las dosis y la calidad del estiércol, la composición y productividad de los cultivos y las condiciones edafoclimáticas.

Micronutrientes en el estiércol

El estiércol es una fuente de micronutrientes. Con su aplicación, el suelo se empobrece menos en micronutrientes al obtener altos rendimientos que con el uso de fertilizantes minerales. El contenido de micronutrientes en el estiércol varía dentro de amplios límites.