Intensificación de la producción en la agricultura orgánica: caso café*

Intensification of production in organic agriculture: coffee case

Gerardo Noriega Altamirano¹, Brenda Cárcamo Rico¹, Manuel Ángel Gómez Cruz², Rita Schwentesius Rindermann²§, Sergio Cruz Hernández¹, Jesús Leyva Baeza¹, Eduardo García de la Rosa¹, Ulises Iván López Reyes¹ y Alexander Martínez Hernández¹

¹ Academia de Meteorología. (gerardonorieg@gmail.com).

² Centro de Investigaciones Interdisciplinarias para el Desarrollo Rural Integral, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km. 38.5, Chapingo, Estado de México. C. P. 56230. (ciidri2008@yahoo.com.mx). §Autora para correspondencia: rschwent@prodigy.net.mx.

* Recibido: junio de 2013
Aceptado: noviembre de 2013

Resumen

En la región costeña de Oaxaca, en la parte media de la cuenca, se encuentra el agroecosistema cafetalero, donde además de los servicios ambientales, la producción del aromático es la base de la economía campesina, vulnerable a desastres asociados a tormentas y ciclones tropicales. Por ejemplo, antes del huracán Paulina se producían de 12 a 15 quintales ha, 13 años después del meteoro los cafetales tienen una cubierta vegetal con 81% de sombra, 7 000 kilos de hojarasca ha sobre el suelo y un rendimiento medio de sólo 2.9 qq/ha. La lixiviación del suelo ha conducido a la degradación edáfica donde el pH es de 5.4, la relación C/N de 11.57 y el fósforo disponible de 17.68 mg kg. Por ello, en un esquema de parcelas demostrativas se promueve : la restauración de la biología del suelo, de la materia orgánica, para la remineralización del suelo se incorporan minerales secundarios no metálicos, como zeolitas, dolomitas y roca fosfórica; se practica la inoculación de microorganismos: Azotobacter y micorrizas, así como la incorporación de compostas y la fertilización foliar.

Palabras clave: fertilización foliar, remineralización, inoculación de microorganismos y micorrizas.

Abstract

In the coastal region of Oaxaca, in the middle of the basin, is the coffee agroe-cosystem, where in addition to environmental services, coffee production is the basis of the rural economy, vulnerable to disasters associated with tropical storms and cyclones. For example, before Hurricane Paulina occurred from 12-15 quintals ha, 13 years after the meteor the coffee have a cover with 81% shade, 7000 kilos of litter has on the ground and an average yield of only 2.9 qq/ha. Soil leaching has led to soil degradation where the pH is 5.4, the C/N of 11.57 and available phosphorus of 17.68 mg kg. Therefore, in demonstration plots scheme is promoted: the restoration of soil biology, organic matter for soil remineralization incorporate nonmetallic secondary minerals, such as zeolites, dolomite and rock phosphate, is practiced inoculation microorganisms: Azotobacter and mycorrhizae, and the incorporation of compost and foliar fertilization.

Introducción

El ejercicio que aquí se presenta es un ensayo de transferencia tecnológica mediante el conocimiento científico con la participación local y el saber tradicional. Este planteamiento busca la intensificación de la agricultura orgánica, el caso que se presenta está orientado a la cafeticultura orgánica en zonas de deterioro ambiental por la lixiviación ocasionada por las tormentas y ciclones tropicales, reconociendo que el manejo del recurso suelo ayudará a mejorar la productividad. El huracán Paulina en 1997 vino a marcar un parteaguas en la vida de los cafeticultores indígenas de la Sierra Sur de Oaxaca, la lixiviación de los suelos llevó a un siniestro, de 12 qq/ha de café la productividad descendió a 2.9 qq/ha.

El cafeto es un arbusto siempre verde, de cuyos frutos se obtiene una bebida a partir de la mezcla en agua caliente con los granos tostados de la planta de café (Coffea arábiga L.). La planta de café tiene su primera cosecha entre los tres y cinco años, con un rendimiento de hasta 2.2 kilos por mata; su raíz principal penetra hasta unos 50 cm, en los primeros 30 cm se encuentra 86% de las raíces absorbentes. Ésta profundidad del suelo debe abastecer los nutrientes que el cultivo demanda. El cafeto tiene una relación N.P:K de 4:8:1:2.8 (Carvajal et al., 1969); en Brasil se reportan resultados que conducen a incrementar la productividad cuando se acude a practicar de 3 a 4 aplicaciones foliares anuales (Malavolta, 1993).

En México no se ha desarrollado una cultura de fertilización en la agricultura orgánica, salvo en la cafeticultura convencional donde aún se hace uso generalizado de la formula 18-12-6; así alrededor de 500 000 caficultores aprovechan 664 794 ha en aproximadamente 5 000 comunidades rurales, que cultivan en suelos degradados, con bajos rendimientos, con plagas y enfermedades que no logran manejar, por ello el desarrollo tecnológico que se presenta conduce a diseñar agroecosistemas con mayor capacidad de carga.

El presente trabajo difunde una propuesta de fomento para la innovación tecnológica en la productividad de la agricultura orgánica, se ejemplifica con cafetales orgánicos atendiendo a los factores de la producción, donde destacan: (a)genética; (b)clima; (c) remineralización del suelo; (d) restauración de la biología del suelo; (e) incorporación de materia orgánica; (f) manejo del cultivo; y (e) nutrición complementaria vía fertilización foliar.

La cuenca Río Copalita se localiza en el extremo sur del estado de Oaxaca dentro de la provincia Sierra Madre del Sur, ocupando las subprovincias Costa del Sur. Comprende un total de 3.96% del territorio estatal; dividiéndose en dieciséis cuencas y subcuencas donde en la parte media se encuentra el cafeto formando el estrato arbustivo de la vegetación primaria. En la parte media de la cuenca se practica la cafeticultura bajo el sistema rusticano y de policultivo tradicional, la fertilidad de suelos se atribuye a la humificación y mineralización de la materia orgánica de la hojarasca proveniente del arbolado. La región cuenta con 16 clases de uso de suelo, destaca la selva mediana caducifolia con 22.32% seguida por las actividades agrícolas-pecuarias-forestales con 17%. En el área cubierta con vegetación de selva mediana caducifolia y bosque de niebla coexiste el agroecosistema cafetalero.

Para evaluar la fertilidad de los suelos de la entidad, concebida como la disponibilidad que tiene un suelo para proveer condiciones físicas, químicas y biológicas para el crecimiento y desarrollo de las plantas, se utilizaron 720 perfiles de suelos georreferenciados; de la Cuenca del Río Copalita se utilizaron 35 sitios georreferenciados. El pH fue determinado en agua, la materia orgánica mediante la oxidación con dicromato de potasio, las variables químicas de N, P, K, Ca, Mg y micronutrientes fueron determinadas en apego a la NOM-021-SEMARNAT-2000. Los resultados se interpolaron apoyados en Kriging (Demmers, 1999), con sistemas de información geográfico se elaboraron mapas de acidez del suelo y contenido de materia orgánica, así se generó la formulación de la fertilización al suelo y foliar.

Desde 2010 en la comunidad de San Bartolomé Loxicha, se ha impulsado la fertilización foliar y en la actualidad en 200 parcelas distribuidas en la Sierra Sur, se realiza un esquema de transferencia tecnológica orientada al manejo del suelo y a la nutrición del cafeto con nueve componentes.

Manejo de la reacción del suelo. En la rizosfera, zona de contacto del suelo y la raíz el pH disminuye por las excreciones de la raíz producto de la actividad microbiana, así la formación de ácidos orgánicos por la raíz abate el pH de esta zona. Además las condiciones de alta pluviometría explican como el agua disuelve las bases solubles que por lixiviación se pierden del perfil del suelo. Por lo anterior se promueve la incorporación de dolomita con composta, esta mezcla se incorpora a los arbustos.

Remineralización del suelo. Se aplican minerales procedentes de la molienda de rocas, con una malla fina para mezclarlos al suelo, utilizando materiales como diatomeas, dolomitas, roca fosfórica y zeolitas, entre otros.

Dosis de abonadura sustentable. Fundados en el análisis de suelos y en el rendimiento meta se diseña la cantidad de materia orgánica a aplicar, los microorganismos que deben inocularse y los minerales secundarios metálicos que utilizan.

Incremento de la capacidad de intercambio catiónico (CIC). Se promueve el incremento de la CIC, para incrementar la eficiencia de absorción nutrimental, por ello el compostaje debe alcanzar un nivel de humificación previo a su incorporación al suelo, además de mezclar zeolitas.

Incorporación de materia orgánica. Mejora el hábitat de la fauna edáfica, el almacenamiento de agua y la eficiencia de aprovechamiento de los minerales secundarios no metálicos al incrementar la solubilización de ellos, incorporan 2 t de humus/ha.

Biología del suelo. La rizósfera, zona inmediata a las raíces de los cultivos, fundamental para el ciclo biológico y la disponibilidad de nutrimentos, se fortalece inoculando dos grupos de microorganismos:

Bacterias promotoras del crecimiento: Azotobacter. Es trategia para la fijación biológica de Nitrógeno, balancear la relación Carbono/ Nitrógeno y coadyuvar a la humificación de la hojarasca existente en la superficie del suelo, así como a la mineralización.

Micorrizas. Se utiliza el hongo micorrízico arbuscular Glomus intraradices para suministrar Fósforo y otros nutrimentos al cafeto.

Nutrición mineral complementaria. La atención de las necesidades nutricionales de micronutrientes y elementos benéficos se realiza mediante la fertilización foliar teniendo como referencia la normatividad de la agricultura orgánica. La fertilización foliar deriva del análisis de suelos y comprende la incorporación vía foliar de: (a) sustancias húmicas; (b) aminoácidos; y (c) nutrimentos: Cu, Zn, Mn, Fe, Mo, B, Mg, Si, Se y Ni, principalmente.

Materia orgánica. La materia orgánica del suelo que se cuantifica en el análisis químico, corresponde a la fracción orgánica del suelo que pasa por un tamiz con malla de 2 mm (Fassbender y Bornemisza, 1987). El contenido promedio de materia orgánica de los suelos cafetaleros es 5.14% y 2.98% de carbono, existe variación desde 2.89 a 9.34%. La mayoría de los suelos cafetaleros presentan valores altos de materia orgánica, los valores encontrados de materia orgánica indican que aunque existen altas temperaturas y alta precipitación en la zona, las condiciones de acidez frenan el desarrollo de las bacterias y se abate el proceso de mineralización, lo que está ocurriendo es alta proliferación de hongos y nulificación de la actividad bacteriana.

Acidez del suelo. La reacción de un suelo se expresa por el pH, cuyo valor medio regional en los suelos cafetaleros es 5.44, califica como moderadamente ácido, por ello los microorganismos descomponedores de la materia orgánica y de la mineralización del nitrógeno, fósforo y azufre reducen su actividad. las bacterias fijadoras de nitrógeno se reducen, además se incrementa la lixiviación de potasio; esta acidez indica deficiencia de Molibdeno, nitrógeno, calcio, magnesio y fósforo. los resultados revelan alta concentración de manganeso, boro y fierro.

Las causas de la acidez regional son tres: (1) precipitación pluvial; (2) descomposición de la materia orgánica; y (3) cosecha de cultivos. Mediante un proceso de capacitación se realiza el compostaje in situ; incorporándose 2 t ha¹, el material se humifica en apego a la reglamentación orgánica, se aprovecha la actividad microbiana de dicho material y se mezcla con 200 kg de dolomitas/ha y 100 kg de zeolitas/ha que se aplican en cada planta en la banda de fertilización, como enmienda para corregir acidez del suelo.

Nitrógeno. Los valores promedio de la relación C/N son de 11.59. El primer producto resultado de la descomposición de la materia orgánica es el amonio (NH₄+), proviene de la descomposición de proteínas, aminoácidos y otros compuestos; cuando las condiciones son favorables la mayor parte del amonio se transforma a nitrato (NO3^-) mediante la participación de bacterias nitrificantes. Es recomendable la inoculación de bacterias promotoras del crecimiento como Azotobacter esta estrategia abastece al cafeto de 20 a 30 kg/ha/año de nitrógeno, además de aportar sustancias promotoras del crecimiento: ácido indolacético, ácido giberélico, citoquininas y vitaminas.

Fósforo. En suelos tropicales el fósforo es variable; en condiciones de acumulación de materia orgánica en el suelo (baja temperatura, alta precipitación), acidez del suelo, escasa actividad biológica, dominan los fosfatos orgánicos (Fassbender y Bornemisza, 1987). Los suelos cafetaleros en la región presentan un valor medio de 17.68 mg kg, lo que califica como moderadamente bajo. Se recomienda el uso de micorrizas, mejorando la absorción de agua, del ión fosfato y nutrimentos como N, K, Ca, Mg, B y Fe. Además se recomienda la incorporación de 50 kg ha de roca fosfórica, fuente mineral permitida en la agricultura orgánica certificada, que también se mezcla con el humus.

Conclusiones

Se han identificado minerales accesibles para los productores como la roca fosfórica, dolomitas y zeolitas, insumos permitidos en el manejo de la nutrición mineral.

La fertilización foliar en cafetales orgánicos con insumos permitidos en la normatividad internacional de la agricultura orgánica ha conducido a la formulación de un fertilizante foliar, cuya concentración en ppm, es: Mg 4500, Fe 700, Cu 500, Zn 400, B 300, Mn 300, Mo 50, Si 50, Se 50 y Ni 10, este insumo es energizado con baja frecuencia con energía tipo Tesla. Tres aplicaciones al año en los cafetales de San Bartolomé Loxicha, Oaxaca, logró un incremento en el rendimiento de 72%.

En el Módulo de Producción de Abonos Orgánicos de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH), establecido en el Campo San Ignacio se cuenta con una acreditación CERTIMEX para a formulación de un fertilizante orgánico autorizado para aplicarlo en la agricultura orgánica certificada. De la misma manera nuestra experiencia permite que en dicho módulo se promueva el compostaje, la lombricultura, la producción de microorganismos eficientes en la agricultura como una estrategia para restaurar el recurso suelo e incrementar la productividad agrícola. Los insumos que se elaboran son energizados mediante el campo magnético con energía de baja frecuencia tipo Tesla.

Literatura citada

Fassbender, H. y Bornemisza, E. 1987. Química de suelos con énfasis en suelos de América Latina. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA). San José, Costa Rica. 420 p.         [ Links ]

Carvajal, J. F. 1984. Cafeto - cultivo y fertilización. Instituto Internacional de la Potasa. Berna, Suiza. 254 p.         [ Links ]

Carvajal, J. F.; Acevedo, A. and Lopéz, C. A. 1969. Nutrient uptake by the coffee tree during a yearly cicle. Turrialba. 19(1):13-20.         [ Links ]

Demmers, M. N. 1999. Fundamentals of geographic information systems. 2 (Ed.) Wiley. 498 p.         [ Links ]

Malavolta, E. 1993. Sea o doutor de deu cafezal. Informacoes Agronomicas (Brasil). 64:1-10.         [ Links ]

Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis. Diario Oficial 31 de diciembre, 2002. México. 85 p.         [ Links ]