Respuesta maiz estiercol

CIENTIFICAInvestigación

volumen 7, número 2 agosto–diciembre 2013, issn 1870–8196CIENTIFICAInveInveInv ststs igigi aciaciacóiói nónó

volumen 7, número 2 agosto–diciembre CIENT, número 2 agosto–diciembre CIENTI, número 2 agosto–diciembre IFICA, número 2 agosto–diciembre FICA 2013, issn 1870–8196

Javier martÍnez gÓmez fidel villagrana sOtO

hUmbertO rOmerO beltrÁn

Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario 167

maXiminO lUna flOres

Unidad Académica de AgronomíaUniversidad Autónoma de Zacatecas

[email protected]

Respuesta de maíz de riegoa una sola aplicación de estiércol


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Resumen

Esta investigación realizada en Valparaíso, Zaca-tecas, tuvo como objetivo estudiar el efecto re-sidual de una sola aplicación de estiércol de ganado bovino sobre el rendimiento y otras va-riables en maíz de riego. Se probaron las do-sis de estiércol 20, 40 y 60 t ha–1, y como tes-tigo la dosis de fertilización 160–60–00. Se usó un diseño experimental en bloques completos al azar con seis repeticiones en 65 mil plantas por hectárea del híbrido h–311. Cabe mencionar que se presentaron propicias de humedad y no hubo problemas de malas hierbas, plagas y en-fermedades. Las mediciones se hicieron duran-te cuatro años. Se encontraron diferencias sig-nificativas entre los promedios de las variables medidas a causa del tiempo, de ellas sobresale el segundo año con valores más altos que los demás; en el cuarto, todas las variables tuvieron valores menores que los demás años. Los resul-tados indican que 40 t ha–1 de estiércol aplica-das cada dos años o 60 t ha–1 aplicadas cada tres brindan altos rendimientos de maíz sin aplica-ción de fertilizante inorgánico.

Palabras clave: Zea mays L., abono orgánico, efecto residual, rendimiento grano.

Abstract

This research in Valparaiso, Zacatecas, aimed to study the residual effect at one application of bovine manure on the yield and other varia-bles on irrigated corn. Were tested 20, 40 and 60 t ha–1 doses of manure, and as control the 60–60–00 fertilization dose applied once. The ex-perimental design was a randomized complete block with six replications using 65 thousands plants per hectare hibrid h–311. It is notewor-thy that favorable moisure conditions were pre-sented and no weed problems, pests and di-seases. Measurements were made during four

years. Were found significant differences bet-ween the averages of measured variables be-cause of the time, of wich protudes the se-cond one, with higher values than the others. In the fourth year, all variables had significantly lower values than previous years. The results suggest that 40 t ha–1 of manure applied every two years or 60 t ha–1 applied every three years, provide high corn yields without inorganic fer-tilizer application.

Keywords: Zea mays L., organic fertilizer, residual effect.

Introducción

En la agricultura actual se busca obtener una alta productividad de los cultivos sin deterio-ro del ambiente. En ese sentido, además de ser costosos, los fertilizantes inorgánicos pueden alterar de manera negativa el ecosistema (Ro-mero et al., 2000). Desde hace tiempo el estiércol se ha considerado una alternativa viable para mejorar las características del suelo de cultivo, gracias a que aporta nutrimentos indispensa-bles a las plantas (Castellanos et al., 1996; López et al., 2001). Complementariamente, proporciona al suelo altas cantidades de nitrógeno en forma de amonio y de nitrato, así como fósforo, pota-sio, magnesio, calcio y otros (Salazar et al., 2009). Sin embargo, su uso debe ser moderado, pues en opinión de Christensen et al. (1994) su aplica-ción excesiva puede repercutir en la fertilidad del suelo debido a diferentes concentraciones de sodio, potasio y calcio.

En Zacatecas, el maíz ocupa el segundo lugar en superficie cultivada con más de 370 mil hec-táreas de maíz de temporal para grano y forraje, y 38 mil de riego (sagarpa, 2012). Este cultivo re-quiere altas cantidades de fertilizante nitroge-nado a fin de alcanzar un buen desarrollo y cre-cimiento (Luna, 2008); pero como ya se advirtió, cada vez es más caro. El estiércol de ganado bo-

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vino aporta al suelo alrededor de 1 por ciento de nitrógeno, 0.8 por ciento de fósforo, 0.8 por ciento de potasio, 2 por ciento de calcio, 0.5 por ciento de magnesio, entre otros nutrimentos (López et al., 2001; Flores–López et al., 2009).

Algunos investigadores coinciden que en maíz de riego se deben agregar entre 40 y 60 tonela-das por hectárea de estiércol de bovino para lo-grar un alto rendimiento, sin aplicación de fer-tilizante inorgánico (Ávalos et al., 2007; Martínez et al., 2007); otros indican que es necesario apli-car entre 80 y 120 toneladas (Figueroa, 2002; Sa-lazar et al., 2009; Trinidad, 2010). La variación en la cantidad de estiércol se debe al sistema de cultivo, la disponibilidad de agua y el estado del estiércol.

Aunque en la entidad no existe una gran po-blación de ganado estabulado (sagarpa, 2012), el estiércol disponible podría utilizarse para mejo-rar los suelos agrícolas. Con el propósito de que el estiércol sea aprovechado de modo eficiente por un cultivo, es imprescindible incorporarlo a una profundidad de 10 a 20 cm dos semanas antes de sembrar; también hay que cuidar que la humedad y la temperatura sean las adecua-das durante el ciclo de cultivo, que haya una ex-celente aireación y una alta población de bac-terias para la degradación (Romero et al., 2000; Salazar et al., 2009).

Figueroa (2002) y Trinidad (2010) reportan que del estiércol agregado a un suelo de cultivo de maíz, en el primer año se descompuso el 35 por ciento; al siguiente, el 15 por ciento del residual del primero; en el tercero, el 15 por ciento del re-sidual del segundo; en el cuarto, el 10 por cien-to del residual del tercero; en el quinto, el 5 por ciento del residual del cuarto año. Al respecto, el objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto residual de una sola aplicación de tres dosis de estiércol de ganado vacuno sobre el rendimien-to, así como otras características agronómicas en maíz de riego.

Materiales y métodos

Localización

El experimento se llevó a cabo en terrenos del Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario 167 (cbta) de Valparaíso, Zacatecas, ubicado a 22o 46’ 57’’ latitud norte, 103o 34’ 17’’ longitud oeste y mil 900 msnm; el área cuenta con una precipita-ción media anual entre 400 y 500 mm y su tem-peratura media es de 21 oc (Medina et al., 2003). Un análisis efectuado en el laboratorio de suelos del Campo Experimental Zacatecas (cezac), situa-do en Calera de Víctor Rosales, determinó que el suelo seleccionado presentaba las siguientes ca-racterísticas: textura franco–arenosa, humedad a capacidad de campo (18.4 por ciento), humedad a punto de marchitamiento permanente de 50 a 70 cm de profundidad (10.1 por ciento), pendien-te de menos del 0.8 por ciento, ph de 7.0, mate-ria orgánica (1.6 por ciento), contenido medio de nitrógeno inorgánico (27.4 mg/kg de suelo), con-tenido alto de fósforo–Bray y Kurtz (69.3 g/kg de suelo) y conductividad eléctrica (0.23 dS/m).

Tratamientos y diseño experimental

Se probaron las dosis de 20, 40 y 60 t ha–1 de es-tiércol seco de ganado bovino junto con un tes-tigo, que consistió en aplicar la dosis de fertili-zación recomendada para siembras de maíz de riego en Valparaíso (160–60–00) (Medina et al., 2003; Luna, 2008). Es preciso aclarar que los trata-mientos sólo se aplicaron el primer año del es-tudio; el estiércol se agregó diez días antes de la siembra y se revolvió manualmente con la ayuda de pala y azadón; del fertilizante inorgánico se utilizó la dosis 80–60–00 al sembrar y el resto de nitrógeno en la segunda escarda. También se usó un diseño en bloques completos al azar con seis repeticiones. La parcela experimental constó de seis surcos de 10x0.75 m, con 20 cm de sepa-ración entre las plantas; los dos surcos centrales fungieron de parcela útil.


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Manejo del lote experimental

El estudio tuvo lugar entre 2009 y 2012, en el mis-mo lote. Las mediciones de cada tratamiento se hicieron en la parcela experimental los cuatro años. Antes de sembrar, se barbechó, rastreó y surcó el suelo; luego se regó y se rastreó de nuevo el terreno, tal como lo recomienda el ce-zac (Medina et al., 2003); después se sembró el híbrido h–311 con una sembradora convencio-nal. Cada año se efectuaron dos escardas y un deshierbe manual: 25 de mayo de 2009, 10 de ju-nio de 2010, 9 de mayo de 2011 y 11 de mayo de 2012. Asimismo, se aplicó insecticida para el con-trol de plagas del suelo y se regó en los perio-dos necesarios. En consecuencia, no se presen-taron problemas de plagas ni enfermedades. Las temperaturas medias durante los ciclos de culti-vo oscilaron entre 19 y 20 oc (Campo Experimen-tal Zacatecas, 2013).

Variables medidas

Anualmente se registraron diversos aspectos de las parcelas: días de la siembra al 50 por ciento de f loración masculina, altura de la planta, altu-ra de la inserción de la primera mazorca, núme-ro de hojas del tallo principal, diámetro del en-trenudo de la mazorca, peso de forraje verde y seco al sol y peso de mazorca. Al dividir el peso de rastrojo entre el peso del forraje verde, se ob-tuvo el índice de forraje; mientras que al dividir el peso de la mazorca entre el peso del rastrojo, se consiguió el índice de cosecha.

Análisis estadísticos

Se hicieron análisis de varianza a cada variable a través de la combinación de años por tratamien-tos, así como una prueba de medias mediante el criterio de Tukey a los factores que mostraron significancia estadística (Martínez, 1996). El pro-grama empleado fue sas versión 2003.

Resultados y discusión

Resultados de los análisis de varianza

Los análisis de varianza detectaron significancia estadística (p<0.01) en tres factores: años, trata-mientos e interacción años por tratamientos, en todas las variables (tabla 1), excepto en el número de hojas. En la variable días a f loración mascu-lina no hubo significancia estadística en los fac-tores tratamientos e interacción años por trata-mientos. Lo anterior denota la existencia de una diferencia estadística entre los promedios de las variables analizadas por año y los tratamientos probados; por tanto, se realizó la prueba de me-dias. En cuanto a las repeticiones, sólo hubo sig-nificancia estadística en las variables peso de grano, días a f loración masculina, altura de plan-ta y altura de mazorca.

Dentro de la variable número de hojas, la no significancia estadística en ninguno de los facto-res implica que se trata una característica gené-tica poco afectada por el medio ambiente (Hor-telano et al., 2012); algo semejante ocurre con la variable días a la f loración masculina en los fac-tores de variación tratamientos y en la interac-ción años por tratamientos. Las disimilitudes son de esperarse, toda vez que las características del medio ambiente cambian de un año a otro (Luna, 2008; Hortelano et al., 2012).

Prueba de medias del efecto simple por años

En 2011 se consiguieron los rendimientos más elevados de forraje verde (fv), grano (g) e índice de cosecha (ic) (tabla 2); en cambio, hubo un bajo rendimiento de rastrojo (r) e índice de forraje (if), cuyos valores más altos se obtuvieron en 2009, periodo en el que los pesos de fv, g e ic fueron menores. Las condiciones ecológicas fueron re-levantes e impactaron en el resultado. Los pesos de fv, g y r en 2011 coincidieron con las bajas al-turas de planta y de mazorca (tabla 2); al contra-rio, los pesos de fv, g y r de 2009 estuvieron acor-


des con las mayores alturas de planta y mazorca (D’Andrea et al., 2008).

También en 2010 se obtuvieron resultados im-portantes, en tanto que los valores más bajos en general se reportaron en 2012 (excepto en ic); de-bido a que había en el suelo una menor canti-dad de residuos nutrimentales provenientes de las dosis de estiércol y la fertilización inorgáni-ca del tratamiento 4. Figueroa (2002) y Trinidad (2010) indican que en el primer año de aplicación de estiércol de ganado bovino al suelo hubo una descomposición del 35 por ciento; en el segun-do, de 15 por ciento; en el tercero, 10 por ciento; y en el cuarto, 5 por ciento. Es posible que en la investigación no se hallan presentado condicio-nes adecuadas para la rápida descomposición del estiércol, por lo que los más altos rendimientos de fv y g se consiguieron en el segundo y tercer año de aplicación. En el cuarto año de prueba se obtuvieron los fv, r y g: 28.9, 31.9 y 33.4 por ciento, inferiores a las cifras de 2011.

Prueba de medias del efecto simple de los tratamientos

El tratamiento que alcanzó los valores medios su-periores de fv, r y g fue 60 t ha–1 de estiércol (tabla 3). Con anterioridad, Ávalos et al. (2007) y Martínez et al. (2007) expusieron que lograron el rendimien-to más alto con 40 a 60 t ha–1; a diferencia de Sa-lazar et al. (2009), quienes emplearon 80 t ha–1 para tener óptimos resultados. Con 20 t ha–1 de estiér-col y el testigo (160–60–00 de n, p y k) se obtu-vieron las menores cifras de las variables analiza-das (tabla 3), excepto en ic; esto se debe a la poca aportación de nutrimentos al suelo en el primer caso y a la falta de ellos en los años dos, tres y cuatro en el tratamiento testigo. Con el tratamien-to de 60 t ha–1 de estiércol se consiguió en prome-dio 13 por ciento más fv que con 40 t ha–1, 26 por ciento más que con 20 t ha–1 y 15 por ciento más que con el testigo; en peso de r, superó en 4, 18 y 17 por ciento a los otros tres; y en peso de grano en 9, 19 y 26 por ciento, respectivamente.

Prueba de medias del efecto combinado años por tratamientos

Peso de forraje verde, rastrojo y grano

Los mayores pesos de fv, r y g fueron proporcio-nados por el tratamiento de 60 t ha–1 de estiércol en los cuatro años de prueba (excepto en 2009 en peso de fv) (tablas 4 y 5); le siguió el de 40 t ha–1. El testigo (160–60–00 de n, p y k) solamente mostró alto rendimiento de fv los dos primeros años, pero en los dos siguientes fueron los más bajos, igual que con el de 20 t ha–1.

Con 60 t ha–1 de estiércol, el peso de fv se ele-vó en 22.4 por ciento de 2009 a 2010, en 17.9 por ciento del 2010 a 2011, y descendió 14.8 por ciento de 2011 a 2012; en cambio, el testigo disminuyó 1.7 por ciento en el mismo periodo, 1.0 por cien-to y 28.1 por ciento respectivamente. El peso de rastrojo fue disminuyendo en cada año para to-dos los tratamientos; sin embargo, con 60 t ha–1 de estiércol mantuvo el más alto rendimiento. El peso de grano obtenido con ese tratamien-to aumentó 8.1 por ciento de 2009 a 2010, 9.5 por ciento de 2010 a 2011 y decreció 29.7 por ciento de 2011 a 2012. En el cuarto año disminuyeron de manera considerable los rendimientos de fv, g y r, respecto al tercer año.

Lo anterior sugiere que para tener rendi-mientos superiores de fv, r y g de maíz de rie-go bajo condiciones de cultivo similares a las de este estudio, es preciso agregar al suelo al menos 40 t ha–1 de estiércol de ganado bovino cada dos años, de acuerdo con las sugerencias de Ávalos et al. (2007) y Martínez et al. (2007), o bien 60 t ha–1 cada tres años. Si no se cuenta con estiércol de ganado bovino, es posible utilizar estiércol de cualquier otro tipo de ganado al ha-cer la conversión para añadir los nutrimentos requeridos por el cultivo o complementar con fertilizante inorgánico.


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Índice de forraje y de cosecha

En el índice de forraje (tabla 5) sobresalió el trata-miento de 60 t ha–1 de estiércol en los dos prime-ros años de prueba, aunque en el segundo año también tuvieron rendimientos superiores los de 20 y 40 t ha–1; cabe mencionar que el de 20 t ha–1 tuvo pesos menores de fv y r. De forma similar a las cifras de fv, r y g, el tratamiento testigo mos-tró los resultados más bajos, lo que confirma las ventajas de la aplicación de estiércol.

Relativo al índice de cosecha (ic), los resulta-dos fueron semejantes a los de peso de fv, r y g, ya que en general los valores más elevados se al-canzaron con el tratamiento de 60 t ha–1, segui-do por el de 40 t ha–1. También surgieron valores altos de ic con el tratamiento 20 t ha–1 y con el testigo, pero con valores bajos de peso de r y g.

Alturas de planta y de mazorca

La altura de la planta únicamente presentó dife-rencias entre tratamientos en el primer año de prueba (tabla 6), mientras que la altura de mazor-ca mostró distinciones en el primer y tercer años (tabla 7). Es probable que se haya manifestado una menor variación en estas variables, porque esas características de la planta, junto con el nú-mero de hojas, sufren menor impacto por fac-tores del medio ambiente, no así el forraje y el grano. La mayor altura de planta en la diferen-cia estadística correspondió al tratamiento de 40 t ha–1, seguido de los otros de estiércol. En ma-zorca se lograron los mismos resultados que en altura de planta en 2009, en tanto que en 2011 los mayores valores correspondieron a los trata-mientos de 60 t ha–1 y testigo.

tabla 1Cuadrados medios de las variables, 2009–2012

Factor de variación gL pfv pr pg if ic Dfm ap am NH

Años 3 214.6** 61.20** 653** 57.50** 48.30** 68.4** 1500** 2694** 0.57nsTratamientos 3 104.1** 10.50** 2356** 7.70** 5.13** 0.5ns 413** 314** 0.01nsA*T 9 36.6** 0.38** 244** 8.79** 4.96** 0.6ns 383** 483** 0.23nsRepeticiones 5 1.74ns 0.20ns 76* 0.12ns 0.281ns 3.9** 595** 208* 0.69nsError 75 1.34 0.13 27 0.41 0.44 0.8 87 52 0.43

cv ( por ciento) 6.49 4.64 5.26 5.46 5.30 1.13 3.32 4.97 3.40

R2 0.92 0.96 0.93 0.89 0.86 0.785 0.65 0.79 0.18

gl= Grados de libertad; pfv= Peso de forraje verde; pr= Peso de rastrojo; pg= Peso de grano; if= Índice de forraje; ic= Índice de cosecha; dfm= Días a la f loración masculina; ap= Altura de planta; am= Altura de mazorca; nh= Número de hojas; cv= Coeficiente de variación; r2= Coeficiente de determinación.*Significativo al 0.05 de probabilidad, **significativo al 0.01 de probabilidd, ns= no significativo al 0.05 de probabilidad.

tabla 2Resultados de las variables en la prueba de medias entre años

Año pfv pr pg if ic Dfm ap am NH

2009 20.9c 9.15a 3.11c 0.440a 0.340d 80.8c 291.5a 158.5a 17.5a2010 22.6b 8.69b 3.35b 0.388b 0.386c 81.3b 282.4b 148.4b 17.5a2011 24.2a 8.19c 3.60a 0.338c 0.440a 81.6b 273.2c 136.3c 17.7a2012 17.2d 5.58d 2.39d 0.335c 0.425b 84.5a 277.1c 136.8c 17.8adms (0.05) 1.0 0.22 0.10 0.015 0.012 0.5 5.4 4.1 0.4

pfv, pr y pg en kg/parcela; ap y am en cm.

Son iguales los valores con la misma letra en la misma columna (p< 0.05).


tabla 3Prueba de medias de las variables entre tratamientos

que mostraron significancia estadística en el análisis de varianza.

Tratamiento pfv pr pg if ic ap am

20 t/ha 19.0c 7.33c 2.95c 0.388b 0.407a 276.5b 143.7b

40 t/ha 21.2b 8.30b 3.21b 0.395a 0.400a 283.5a 147.6ab

60 t/ha 24.0a 8.63a 3.50a 0.373b 0.411a 285.5a 148.2a

Testigo 20.8b 7.36c 2.78d 0.355c 0.378b 278.6b 140.4b

dms (0.05) 1.2 0.21 0.09 0.017 0.012 5.4 4.1

pfv, pr y pg en kg/parcela, ap y am en cm.Son iguales los valores con la misma letra en la misma columna (p< 0.05).

tabla 4Prueba de medias del peso de forraje verde

y de rastrojo de la interacción variedades por años

TratamientoPeso de forraje verde (kg/parcela) Peso de rastrojo (kg/parcela)2009 2010 2011 2012 2009 2010 2011 2012

20 t/ha 19.6c 20.3b 20.9c 15.0bc 8.55c 8.01b 7.47b 5.28b

40 t/ha 21.1b 23.1a 25.0b 15.5b 9.48a 9.17a 8.68a 5.88a

60 t/ha 19.6c 24.0a 28.3a 24.1a 9.62a 9.42a 9.27a 6.30a

Testigo 23.3a 22.9a 22.6bc 14.0c 8.96b 8.18b 7.33b 4.97c

dms (0.05) 0.8 1.7 2.6 1.0 0.30 0.34 0.60 0.39


tabla 5Prueba de medias del peso de grano (kh/parcela)

e índice de forraje de la interacción variedades por años

TratamientoPeso de grano (kg/parcela) Índice de forraje

2009 2010 2011 2012 2009 2010 2011 2012

20 t/ha 2.980b 3.164c 3.348b 2.296b 0.439b 0.400a 0.358a 0.353b

40 t/ha 2.966b 3.395b 3.799a 2.692a 0.448b 0.400a 0.348b 0.381a

60 t/ha 3.417a 3.693a 4.045a 2.843a 0.500a 0.400a 0.328b 0.258c

Testigo 3.075b 3.195c 3.198b 1.722c 0.385c 0.336b 0.326b 0.346b

dms (0.05) 0.444 0.178 0.287 0.195 0.023 0.028 0.025 0.023



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tabla 6Prueba de medias del índice de cosecha

y altura de planta de la interacción variedades por años

TratamientoÍndice de cosecha Altura de planta (cm)

2009 2010 2011 2012 2009 2010 2011 2012

20 t/ha 0.348a 0.395a 0.449a 0.435a 285.8bc 280.8a 274.2a 265.3a

40 t/ha 0.313b 0.370b 0.438a 0.461a 306.7a 284.3a 265.2a 277.8a

60 t/ha 0.355a 0.392a 0.436a 0.459a 292.8b 287.0a 281.5a 280.5a

Testigo 0.343a 0.385ab 0.436a 0.348b 280.5c 277.0a 272.0a 284.7a

dms (0.05) 0.013 0.020 0.020 0.033 10.3 13.4 18.4 20.5


tabla 7Prueba de medias de altura de mazorca (cm)

de la interacción variedades por años

Tratamiento 2009 2010 2011 2012

20 t/ha 157.0b 145.5a 133.5b 139.0a

40 t/ha 177.2a 153.3a 127.8b 132.0a

60 t/ha 156.3b 152.2a 146.5a 137.7a

Testigo 143.3c 142.7a 137.2ab 138.5a

dmd (0.05) 8.4 12.7 12.7 10.6


Conclusiones

Los resultados indicaron que 40 t ha–1 de estiér-col aplicado cada dos años o 60 t ha–1 aplica-do cada tres brindan óptimos rendimientos de maíz de riego en Valparaíso y en otras localida-des con condiciones ecológicas semejantes sin aplicación de fertilizante inorgánico.

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