5. Resultados
5.3 Ciclaje de nutrientes en las praderas de la Sabana de Bogotá
El obejtivo de esta sección fue desarrollar modelos eficientes de reducción de costos de los componentes críticos de la producción lechera identificados, y a definir los niveles de intervención tecnológica en las fincas seleccionadas. Especificamente se buscó:
Evaluar el efecto de la renovación de praderas en las características químicas, físicas y bio- •
lógicas de suelos.
Evaluar el efecto de la renovación de praderas en las pasturas y la producción de leche en •
lotes de la Sabana de Bogotá.
Realizar un balance de nutrientes y evaluar económicamente las prácticas de mejoramiento •
de praderas.
metodología
La evaluación de la información se realizó en dos parcelas de 4 ha cada una, localizadas en el lote 47 del Centro de Investigación Tibaitatá, municipio de Mosquera, Cundinamarca. Una de las parcelas se manejó sin la aplicación de ninguna práctica de recuperación y en la otra parcela se realizarón prácticas de recuperación de praderas.
a- Características de las tecnologías evaluadas:
RenOVAdO: Un pase de desbrozador, renovador de praderas y un pase de subsolador de
cincel rígido. La siembra se realizó con mezcla de pastos raigras (perenne y anual) y azul Orchoro y leguminosas (Trébol blanco y Rojo). 25 Kg de semilla de gramíneas y 6 Kg de
semillas de leguminosas. Las leguminosas fueron inoculadas con cepas específicas de
Rhizobium en dosis de 50g de inoculante específico (Cepa ICA –T-14) por kilogramo de
semilla.
nO RenOVAdO:Sin ninguna práctica.
b- Evaluaciones
Sobre las dos parcelas se realizarón muestreos de las características físicas, químicas y bio- lógicas de suelos; evaluación de pasturas y evaluación de producción de leche. Se realizaron mediciones para evaluar entrada y salidas de nutrientes y se llevó una relación detallada de costos para cada parcela.
Los muestreos se realizarón antes y después de la renovación de las praderas y antes de introducir el ganado al lote y después de que sale el ganado.
El ganado fue introducido al lote 60 días después de la renovación, con una duración de 10-15 días y posterior descanso de 50-60 días. Para un total de 4 muestreos en el año.
Análisis
Químico: Primer muestreo 0-20 cm. Otros muestreos 0-20 y de 20-40 cm. Se realizaron análisis completo a cada una de las muestras y a cada una de las profundidades señaladas.
Físico: 0-45 cm cada 5 cm. Resistencia a la penetración y porosidad.
Foto 5. Preparación de lotes para ensayo de recuperación de praderas. C.I. Tibaitatá
microbiológico: Primer muestreo 0-20 cm. Otros muestreos:0-20 y 20-40 cm. Se realizaron aná- lisis de bacterias, hongos y actinomicetos.
biológico: Sobre el suelo obtenido de la muestra de cilindro se recolectaron ejemplares de Meso, macrofauna y se aislaron esporas micorrizas y se determinó el % de colonización en raíces.
biomasa: Evaluación de un área de 1m2 en la cual se evaluó peso seco y fresco de biomasa y diversidad de especies.
Sobre un cilindro de 50 cm de profundidad y diámetro de 20 cm.: Peso fresco y seco de parte aérea y raíz de la pradera y contenido de nutrientes en follaje y raíz. Análisis de nutrientes y
cantidad de agua lluvia y lixiviados (5, 10, 15 y 20 cm. de profundidad), con el fin de determi- nar entradas y salidas de nutrientes.
Análisis de nutrientes en leche y en heces del ganado
Los datos debieron transformarse a cantidades de elementos por hectárea para posteriormente ser incluidos y analizados por medio del modelo FAO/KIT.
Foto 7. Secuencia de toma de muestra en cilindro sin alterar el suelo.
balance de nutrientes: se tomaron los datos socioeconómicos evaluados en el proyecto y los datos biofísicos del experimento realizado en Tibaitatá. Esta información se analizó con el pro- grama FAO-KIT para balance económico y biofísico de la información.
Foto 9. Muestreo de biomasa m2
Resultados
Resultados de diversidad biológica de las parcelas
En forma preliminar se puede observar una mayor diversidad tanto vegetal como de meso y macro fauna en las parcelas renovadas. Sin embargo, se debe anotar que debido a la baja precipitación en las primeras semanas después de la renovación y siembra de las parcelas, el proceso de establecimiento de las especies sembradas se retrasó y solamente se empezó a evidenciar un establecimiento real en el último muestreo. Los valores de peso húmedo y
seco del suelo permiten ver el efecto benéfico de la renovación en cuanto al aumento en la capacidad de retención de agua en el suelo, el cual se refleja en una mayor biomasa fresca
y seca en estas parcelas.
En cuanto a micorrizas, se observa un mayor número de esporas en las parcelas renovadas, lo cual va a permitir un mejor establecimiento de la asociación simbiótica, que posteriormente
se debe reflejar en una mejor absorción de nutrientes y por lo tanto en mejor calidad de forraje
(Figuras 13 y 14)
En relación con microorganismos (bacterias, hongos y actinomicetos), tanto en el muestreo
inicial como en el final se observa un mayor número de microorganismos en las parcelas reno- vadas. En el segundo muestreo las diferencias entre parcelas renovadas y no renovadas no se aprecian claramente. Posiblemente por condiciones climáticas en el tercer muestreo se observa una mayor proporción de actinomicetos y en el primer muestreo una mayor población de bac- terias (Anexo 4).
Figura 13. Colonización de Micorrizas (%) en
praderas renovadas y no renovadas Figura 14. Número de esporas en praderas renovadas y no renovadas
Análisis físico de suelos
En los primeros dos muestreos se observa claramente el efecto benéfico de la renovación de praderas en relación con la disponibilidad de agua en los lotes. Se observa cómo estos valores se incrementan, especialmente en el segundo muestreo. En el tercer muestreo no se observan diferencias apreciables en cuanto al agua disponible y a la lámina total de agua.
Figura 15. Agua disponible en praderas renovadas y no renovadas
Figura 16. Lámina de agua en praderas. renovadas y no renovadas
Tabla 29. Disponibilidad de agua en el suelo en praderas renovadas y no renovadas
Mosquera, Finca Tibaitá, lote 47 Regresión Potencial (uv=Acmb)
Fecha Tratamiento Retención de Humedad Agua Disponible (mm) Lamina Total (mm) Coeficiente de determinacion R2 Tencion en bares Ecuación R2 0,05 0,10 0,33 1,00 3,00 15,00 02/02/2005 Renovación 50,82 50,18 48,30 46,80 45,03 43,91 6,27 12,54 uv = 46.866 cm -0,0271 0,99 Testigo 50,96 50,46 48,46 46,89 45,27 44,31 6,15 12,30 uv = 47.118 cm-0,0264 0,98 21/06/2005 Renovación 49,60 49,33 45,73 44,23 42,27 41,12 8,21 16,43 uv = 44.611 cm -0,0354 0,97 Testigo 52,47 52,30 49,05 47,50 45,88 44,91 7,39 14,79 uv = 47.971 cm-0,0299 0,96 23/08/2005 Renovación 49,59 48,76 46,54 45,24 43,11 41,70 7,06 14,12 uv = 46.133 cm -0,0316 0,99 Testigo 51,60 50,76 48,62 46,88 44,73 43,56 7,20 14,40 uv = 46.955 cm-0.0315 0,99
Figura 17. Resistencia a la penetración en praderas renovadas y no renovadas
Figura 18. Distribución de la porosidad en suelos de praderas no renovadas (a) y renovadas (b).
Tabla 30. Características físicas de suelos en praderas renovadas y no renovadas (Resistencia a la penetración, densidades aparente y real y % de porosidad)
Mosquera, Finca Tibaitá, lote 47
Fecha Tratamiento Resistencia a la penetración ug
Densidades % de porosidad Aparente
(g/cm3)
Real
(g/cm3) Total Macroporos Mesoporos Microporos
02/02/2005 Renovación 4,86 32,1 0,95 2,12 55,19 4,12 6,74 44,33 Testigo 3,87 35,72 0,85 2,06 58,74 7,92 6,71 44,11 15/04/2005 Renovación 4,01 39,37 Testigo 3,73 43,79 21/06/2005 Renovación 2,93 40,27 0,85 2,19 60,98 11,37 8,48 41,12 Testigo 3,34 40,7 0,86 2,16 60,25 7,78 7,56 44,91 23/08/2005 Renovación 5,06 31,37 0,93 2,22 57,96 8,37 7,89 41,70 Testigo 5,66 35,57 0,81 2,20 63,24 11,64 8,04 43,56
En cuanto a la resistencia a la penetración se puede observar cómo el lote al cual se le aplicó la renovación inició con una mayor resistencia a la compactación en relación con el testigo, y cómo
ésta fue disminuyendo significativamente en las primeras tres lecturas, hasta llegar a valores me- nores de 3. En el último muestreo la resistencia a la penetración se incrementó. Igual comporta-
miento, aunque de menor intensidad, se observó en el lote testigo. Estos valores se reflejan tanto
en la densidad aparente como real de los suelos y en los porcentajes de porosidad.
Es importante anotar que los valores de compactación que se presentan en los lotes, aun después del tratamiento de renovación y descompactación, siguen siendo altos para la mayo- ría de los cultivos, limitando la producción del sistema.
No se observan diferencias apreciables en la distribución de macro –meso y microporos en los dos tratamientos, sin embargo, se presentan valores ligeramente mayores de meso poros en
el lote renovado, lo cual se refleja en la capacidad de almacenamiento y retención de agua en
este lote y en el comportamiento de la biomasa presente en el tratamiento de renovación.
Los análisis relacionados con estructura de suelos muestran en los primeros dos muestreos un mayor porcentaje de agregados de mayor tamaño en la parcela renovada, lo cual la hace menos susceptible a la erosión. En el caso del testigo se presentan mayores agregados de tama- ño pequeño, lo cual incrementa su susceptibilidad a la erosión. Durante todos los muestreos se observa que los suelos son moderadamente estables, en ambos tratamientos, lo cual debe orientar el planteamiento de sistemas de manejo y prácticas agronómicas que reduzcan los procesos de degradación de estos suelos.
Análisis de lixiviados
La precipitación presentó valores muy bajos en los primeros meses del ensayo, lo cual se reflejó
en la cantidad de lixiviados que se encontraron en los lotes de evaluación. Posteriormente estos valores de precipitación se incrementaron, encontrándose mayores volúmenes de lixiviados en la parcela no renovada, los cuales se presentaron en los primeros centímetros del suelo. Esto
refleja la menor capacidad de retención de agua presentada en estos suelos. En las parcelas
Tabla 31. Características físicas de suelos en praderas renovadas y no renovadas (Porcentaje de agregados y susceptibilidad a la erosión)
Mosquera, Finca Tibaitá, lote 47
Fecha Tratamiento Tencion en bares DPM Interpretación % agregados <0,5 Susceptiblilidad a la erosión % agregados >0,5 Estado de agregación 4 mm 2 mm 1 mm 0,5 mm 0,25 mm <0,25 mm
02/02/2005 Renovación 10,69 18,20 22,26 17,48 8,42 22,95 1,71 Mod. Estable 48,85 Susceptible 51,15 Media Testigo 8,05 15,06 19,00 17,67 11,27 28,95 1,43 Lig. Estable 57,89 Muy susceptible 42,11 Media 21/06/2005 Renovación 18,59 34,15 22,76 11,68 5,40 7,42 2,60 Mod. Estable 24,50 Medianamente 75,50 Media Testigo 20,31 32,11 19,76 11,65 12,10 10,44 2,62 Mod. Estable 34,19 Medianamente 72,04 Media 23/08/2005 Renovación 10,59 26,34 20,03 12,70 7,2 23,14 1,86 Mod. Estable 43,04 Susceptible 56,96 Media Testigo 14,35 27,21 18,86 10,94 5,74 22,90 1,96 Mod. Estable 39,59 Medianamente 60,41 Media
renovadas se pudieron obtener lixiviados hasta 50 cm., lo cual refleja una mayor movilidad del
agua en el suelo, pero también un mayor riesgo de pérdida de nutrientes en los lixiviados. Sin embargo, es importante anotar que las cantidades de agua lixiviada fueron muy bajas en las parcelas renovadas. La relación entre precipitación y lixiviados es baja, lo que permite deducir que la mayor cantidad de agua se retiene en el suelo. Es importan- te anotar que en el caso de precipitaciones altas, en los lotes no renovados esta agua se almacena en los primeros 10 cm., lo cual puede fácilmente permitir encharcamientos o excesos de agua que pueden llegar a limitar la cantidad de oxígeno disponible para la planta y ocasionar daño al cultivo. Aunque se observan algunas diferencias en los con- tenidos de nutrientes de los lixiviados, es necesario hacer el balance de nutrientes con el fin de determinar el verdadero impacto de estas pérdidas potenciales de nutrientes del suelo (Anexo 4).
Tabla 32. Precipitación (mm) Estación Meteorológica CI. Tibaitatá
MES (2005) PRECIPITACION EN (Mm.) MAYO 4 JUNIO 21,1 JULIO 23,4 AGOSTO 49,1 SEPTIEMBRE 73,6 OCTUBRE 66,5 TOTAL 237,7
Figura 19. Cantidad total de lixiviados a diferentes profundidades en praderas renovadas y no renovadas.
Para el análisis de balance de nutrientes se considera como pérdida de nutrientes a aquellos que se recogen por debajo del frente de raíz. En el caso de los lotes renovados el frente de raíz se encontraba a los 25 cm., mientras que en el caso del lote no renovado el frente de raíz se encontraba a los 10 cm.
Análisis químico de suelos
El muestreo inicial no muestra diferencias apreciables en el contenido de nutrientes del suelo en los dos lotes evaluados. En el segundo muestreo se presentan diferencias entre tratamientos
que reflejan la aplicación de algunos nutrientes en los lotes renovados así como cambios en la
distribución de nutrientes entre 0-20 cm. y 20 -40 cm. La renovación genera movimiento de
suelo y por lo tanto redistribución de los nutrientes en el perfil. En el tercer muestreo se obser- van incrementos en algunos nutrientes (S, Ca, Mg,) y materia orgánica en el lote renovado en relación con la condición inicial del lote, y reducción (pérdidas o mayor absorción por la plan- ta) de P y K. El pH sufrió un ligero incremento. En el caso de los elementos menores se observa una disminución con relación al estado inicial del lote.
El análisis de balance de nutrientes que se realizó al obtener los datos de los muestreos faltantes, permitió de una forma más clara determinar las posibles pérdidas o ganancias de nutrientes en cada uno de los tratamientos y el valor económico relacionado con las prácticas de manejo empleadas (Anexo 3).
El pH del suelo mostró valores entre 5.5 y 6.0, siendo más altos los valores en praderas re- novadas durante todo el tiempo de desarrollo del proyecto. En cuanto a la materia orgánica se observaron valores entre 8 y 13%. Los valores más altos se presentaron en las praderas renova- das. Este comportamiento está asociado con el mejoramiento de algunas características físicas, químicas y biológicas del suelo que permiten un mejor crecimiento y desarrollo de las plantas (Figuras 20 y 21).
Tabla 32. Cantidad de lixiviados recolectados en praderas renovadas y no renovadas a diferentes profundidades.
Lixiviados Lote 47 Fecha Profundidad
(cm)
Cantidad (ml) Cantidad (mm LLUVIA)
Renovación Testigo Renovación Testigo
07/05/2005 5 0,4 0 0,02 0 15 0 0 0 0 25 0 0 0 0 50 0 0 0 0 15/05/2005 5 1 8 0,06 0,46 15 7,4 0 0,43 0 25 0,6 0 0,03 0 50 2,7 0 0,16 0 31/08/2005 5 25 126 1,44 7,42 15 38 63 2,18 3,63 25 0 0 0 0 50 0 0 0 0 30/09/2005 5 30 257 1,72 14,77 15 28 67 1,61 3,85 25 6 0 0,34 0 50 0 0 0 0
El contenido de fósforo en praderas no mostró diferencias marcadas en parcelas renovadas y no renovadas (Figura 22). Sin embargo, se observa una reducción en su contenido en los muestreos 2, 3 y 4 debido al empleo continuo de este elemento por las plantas y un incremento
al final del ensayo debido, posiblemente al ingreso y cambio de formas orgánicas a inorgánicas
de este elemento proveniente de residuos orgánicos. El potasio (Figura 23) presentó incremen- tos en su contenido a través del ensayo. En lotes renovados solamente en los últimos muestreos se observa un mayor contenido de este elemento para Mg. Es necesario relacionar los conte-
nidos de nutrientes en suelo con la cantidad de nutrientes en tejido, con el fin de observar la
mayor absorción de nutrientes y productividad del cultivo.
Figura 21. Variación de la Materia Orgánica del renovadas y no renovadas.
Figura 20. Variación del pH del suelo en praderas suelo en praderas renovadas y no renovadas.
Figura 23. Comportamiento de K en el suelo
Figura 22. Comportamiento de P en el suelo
El comportamiento de los elementos secundarios durante el desarrollo del proyecto mues- tra incrementos desde el primer muestreo hasta el último, debido al incremento de la dispo- nibilidad de estos nutrientes en el suelo. El Ca y el S presentaron mayores valores en praderas no renovadas, mientras el Mg presentó menores valores. Este comportamiento se relaciona con las prácticas de labranza en el lote renovado, las cuales permiten una mayor movilidad de
elementos en el perfil del suelo, mientras que en el lote no renovado los elementos nutritivos
El Na presentó valores similares en los primeros muestreos en praderas renovadas y no
renovadas, sin embargo, hacia el final del ensayo los valores de sodio fueron mayores en pra- deras no renovadas. Similar comportamiento presentó la conductividad eléctrica. Los menores
valores en estos parámetros en praderas renovadas reflejan el mejoramiento de la capacidad
productiva del suelo y está relacionado con las mejores características físicas y biológicas del suelo que permiten un mejor lavado de elementos como el Na, que pueden ser nocivos para el desarrollo de las plantas (Figura 25).
Figura 24. Comportamiento de elementos secundarios (Ca, Mg, Na y S) en praderas renovadas y no renovadas.
El comportamiento de los elementos menores se puede observar en la Figuras 26 y 27 don- de se muestra el comportamiento de Fe, Cu, Mn, Zn y B en praderas renovadas y no renovadas. En términos generales no se observan diferencias marcadas entre el contenido de elementos menores en praderas renovadas y no renovadas. Al inicio del ensayo los valores son similares
para Fe, Zn y B y mayores para Cu y Mn en praderas no renovadas. Al final del experimento
se encuentran mayores valores de elementos menores para todos los nutrientes con excepción de B, aunque en muestreos intermedios se observan mayores valores en praderas renovadas. Este comportamiento se debe relacionar con la productividad de la pradera y el contenido de nutrientes en tejido vegetal, ya que para lograr incrementos en producción, también se requie- re una mayor absorción de nutrientes.
Figura 27. Comportamiento de elementos menores (Mn, Zn y B) en praderas renovadas y no renovadas.
Análisis de tejido vegetal
En las Figura 28 se puede observar la absorción de elementos mayores y secundarios e pra- deras renovadas y no renovadas. Cada muestreo corresponde a un corte de la pradera y está asociada con la calidad de forraje que consumieron las vacas en cada uno de los tratamientos evaluados. El nitrógeno presentó valores mayores en los tres primeros cortes de forraje y me-
nor valor en el último corte. Esta capacidad de absorción de nutrientes se ve reflejado en la
producción de la pradera y en la cantidad de leche producida por las vacas.
Figura 28. Contenido de elementos mayores en forraje de praderas renovadas y no renovadas.
El fósforo presentó mayores valores de absorción en praderas renovadas durante toso el período de evaluación, lo que permite explicar los menores valores de este elemento en suelos de praderas renovadas. En el caso del potasio, se presentaron valores mayores de absorción en praderas no renovadas, lo que explica los mayores valores de este elemento en suelos de praderas renovadas.
El comportamiento de elementos secundarios en cada uno de los muestreos se puede ob- servar en la Figura 29. Los contenidos de Ca y Mg fueron menores en praderas renovadas en casi todos los muestreos. Pero como se anotó anteriormente, es necesario relacionar esos con- tenidos con productividad de la pradera.
La capacidad productiva de las praderas está relacionada con la disponibilidad potencial de nutrientes para alcanzar producciones adecuadas de forraje y leche. El balance de nutrien- tes permitirá posteriormente entender si la cantidad de elementos disponibles del suelo es
suficiente para que las plantas puedan tener acceso a ellos y convertirlos en producto.
Producción
La producción de follaje por metro cuadrado mostró variaciones importantes durante el tiempo de evaluación del experimento (Figuras 30 y 31). Inicialmente se observa una mayor producción en praderas renovadas y posteriormente se equilibra esta producción con la de las praderas no renovadas. Es importante tener en cuenta tanto la cantidad como la calidad de la pastura.
Figura 30. Producción de follaje por hectárea en praderas renovadas y no renovadas.
Los datos de producción de forraje se reflejan en la producción de leche, encontrándose va- lores similares entre praderas renovadas y no renovadas. Es importante anotar que la cantidad de vacas en pastoreo fue diferencial en praderas renovadas y no renovadas (Figura 32), ya que la oferta y el consumo de forraje también fue mayor en el lote renovado. La mayor capacidad de carga en las praderas renovadas debidas a la mayor capacidad productiva de esos lote hace la diferencia entre las dos tecnologías evaluadas, así al evaluar cada una de las vacas indivi- dualmente no muestre mayores diferencias.
Figura 31. Disponibilidad y consumo de forraje y por lote en praderas renovadas y no renovadas.
balance de nutrientes
En la Tabla 33 se pueden observar los datos generales empleados para el análisis de balance de nutrientes. Los datos de análisis químicos, físicos y biológicos, así como las entradas y pérdi- das de nutrientes se encuentran en la primera parte del documento y en los anexos. Es impor- tante resaltar que las entradas se relacionan para los tratamientos renovados con la aplicación
de fertilizantes químicos y aportes de residuos orgánicos (heces y orina), agua lluvia, fijación
simbiótica de nitrógeno (leguminosas) y los contenidos de nutrientes iniciales del suelo. En el
caso de praderas no renovadas no se cuenta con aportes de fertilizantes ni de fijación simbió-