INTRODUCCIÓN

En Ecuador, el cacao (Theobroma cacao L.) fino y de aroma, constituye el principal rubro exportable a nivel mundial, con un aporte considerable de ingresos a la economía del país [¹]. La región ocupa el tercer lugar en la exportación del grano, solo superada por Costa de Marfil y Ghana [²], sin embargo, los rendimientos promedios nacionales son bajos y alcanzan solo las 0,62 t ha^-1 [³], lo cual evidencia los efectos de las prácticas de manejo inadecuadas, los factores ambientales adversos y la baja fertilidad de suelo [⁴]. La escasa fertilidad del suelo es el principal factor biofísico que afecta a la producción de cultivos en el mundo [⁵]. Considerada un parámetro fundamental que determina la capacidad de crecimiento, el rendimiento y el valor nutricional de los cultivos. Los suelos de la Región Amazónica del Ecuador en su mayoría son considerados pobres en nutrientes y con un bajo potencial de retención de macro y microelementos, principalmente en nitrógeno, calcio, potasio y fósforo [⁶], los cuales son aportados al suelo, a través de insumos comúnmente conocidos como fertilizantes.

Fertilizante es cualquier material de origen natural o sintético (distinto de los materiales de encalado) que se aplica a los suelos o a los tejidos de las plantas para suministrar uno o más nutrientes vegetales esenciales para su crecimiento o para superar la deficiencia de nutrientes de estas. Existen muchas fuentes de fertilizantes, tanto naturales como producidos industrialmente a los que se llaman fertilizantes minerales [⁷]. Su consumo mundial no deja de aumentar cada año, ya que la demanda de fertilizantes inorgánicos por parte de los agricultores no deja de crecer de forma significativa. Sin embargo, con el aumento del precio de los fertilizantes inorgánicos y los efectos adversos sobre el medio ambiente y la estructura del suelo, la mejor alternativa es el uso óptimo de fertilizantes orgánicos [⁸].

El uso continuado de fertilizantes inorgánicos para aumentar los nutrientes del suelo puede ir acompañado a largo plazo de una reducción materia orgánica del suelo, aumento de la acidez del suelo, pérdidas por lixiviación, erosión y degradación de las propiedades físicas del suelo. Dado que estos carecen de la capacidad de mejorar las propiedades físicas del suelo, por lo que su aplicación exclusiva como mejoradores de la fertilidad resulta insostenible. La idoneidad de los fertilizantes orgánicos para mejorar la producción de los cultivos está ampliamente demostrada. En este sentido el uso de fertilizantes orgánicos u otros materiales de naturaleza orgánica tiene por objetivo reducir los problemas derivados del uso de productos químicos que pueden dañar el suelo y el medio ambiente [⁹]. Ha sido demostrado que los abonos orgánicos aumentan la eficiencia y reducen la necesidad de fertilizantes químicos, para mejorar la fertilidad y la salud del suelo [¹⁰]. La adición de restos de cosechas, estiércol animal y abonos verdes, tiene un efecto directo en el contenido de materia orgánica, que se traduce en el mejoramiento de las propiedades físicas y químicas del mismo [¹¹].

El estiércol de ave de corral (Gallus domesticus), comúnmente se denomina gallinaza y contiene más nutrientes vegetales que otros abonos, pero debe gestionarse adecuadamente para evitar la rápida pérdida de nitrógeno. En los últimos tiempos, la gallinaza ha ganado atención como fuente potencial de fertilizante orgánico, debido a su alto contenido en nutrientes y a su costo relativamente bajo. Se ha demostrado que este material mejora la fertilidad del suelo, aumenta el rendimiento de los cultivos y mejora la calidad de los productos agrícolas [¹²]. Siendo una fuente orgánica excepcional que contiene un alto porcentaje de nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes esenciales, fácilmente disponibles para la absorción de las plantas en comparación con otras fuentes orgánicas [¹].

La efectividad de la gallinaza no sólo se refleja en las propiedades físicas del suelo, sino también en las químicas, dentro de las que se destacan su relación carbono/nitrógeno, pH y equilibrio catiónico, estimulando los procesos de mineralización y humificación [¹³]. Este abono orgánico ha sido valorado como una importante fuente de fósforo para la nutrición vegetal en el mundo contemporáneo [¹⁴].

En este sentido, Cairo-Cairo et al. [¹⁵] probaron diferentes niveles de gallinaza como en esta investigación, en varios suelos tropicales y los resultados mostraron que tras la aplicación de 6 t ha^-1 del material, se lograron aumentos del pH y la materia orgánica que contribuyeron a una mayor disponibilidad de fósforo y potasio, así como mejoras en la estructura y estabilidad del suelo. Adeyemo et al. [¹⁶] estudiaron el efecto de diferentes niveles de gallinaza sobre dos suelos alfisoles con diferentes texturas y demostraron que los mejores resultados en materia orgánica del suelo, tasa de infiltración y rendimiento de maíz se obtuvieron con 10 t ha^-1 de gallinaza.

Por otra parte, ha sido demostrado por Boney et al. [⁸] que la utilización de materiales orgánicos en la plantación de cacao es una práctica favorable, especialmente en la agricultura a pequeña escala. Los autores demostraron que con la aplicación de materiales orgánicos dentro de los que se destaca la gallinaza, se obtienen resultados comparables a los de los fertilizantes inorgánicos, especialmente sobre las características de los frutos, las semillas y la producción de cacao. Lo cual repercutió en la fertilidad del suelo, mediante el incremento del pH del suelo y la disponibilidad de nutrientes para las plantas durante más tiempo.

El efecto de diferentes dosis de gallinaza sobre plantas jóvenes de cacao fue estudiado por Dogbatse et al. [¹⁷] quienes demostraron que con la aplicación de gallinaza no se logró efecto significativo sobre el número de hojas, independientemente de la dosis o la variedad, durante todo el período del experimento. Sin embargo, con la aplicación de solo 1 t ha^-1 de gallinaza se mejoró significativamente la altura de la planta, el diámetro del tallo y el área foliar en varios periodos experimentales. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo del estudio fue determinar el efecto de diferentes dosis de Bioway® sobre las propiedades químicas de un suelo Inceptisol dedicado a la producción intensiva de cacao.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento fue conducido en el invernadero perteneciente al laboratorio de suelos de la Universidad Tecnológica Equinoccial sede en Santo Domingo de los Tsachilas, Ecuador.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Con la aplicación de las diferentes dosis de Bioway® al suelo, se lograron incrementos significativos en las propiedades químicas evaluadas (Tabla 1). Sin embargo, los mayores niveles en el pH del suelo fueron alcanzados con la aplicación de 6 t ha^-1 del abono orgánico, con diferencias estadísticas significativas con el tratamiento control (suelo bajo sistema intensivo de cacao), que hacen que el indicador varíe de la categoría de moderadamente a ligeramente ácido. La capacidad de los abonos orgánicos para aumentar el pH del suelo fue estudiada por Bilong et al. [²⁴], quienes la relacionaron con la presencia de cationes base contenidos en estos abonos orgánicos.

El Bioway® activa la vida microbiana benéfica del suelo y dentro de su composición química se encuentra el Ca elemento que contribuye a alcalinizar el medio, lo cual podría explicar los incrementos alcanzados en este indicador. Otros autores afirman que los incrementos en el pH tras la aplicación de estiércol de aves, pueden estar ocasionada por factores como la disociación de productos alcalinos presentes en la composición de la dieta de los animales, las actividades metabólicas de los compuestos orgánicos y la degradación de proteínas, que libera amoniaco al medio ambiente, así como el uso de óxido de calcio (CaO) durante la desinfección de gallineros [²⁵].

La materia orgánica de suelo juega un papel clave en la fertilidad del mismo, en el estudio con el aumento de los niveles de Bioway® aumentó el contenido de materia orgánica, observándose los mayores incrementos al aplicar 6 t ha^-1 (4,57 %). Los cambios originados en este indicador tras la aplicación de compuestos orgánicos, fueron atribuidos por [¹⁵] a la capacidad que tienen los mismos de cambiar la porosidad del suelo, los agregados, el pH y la composición de la comunidad microbiana atributos distintivos del abono orgánico objeto de estudio.

Tabla 1 Efecto de los niveles de Bioway® sobre las propiedades químicas del suelo. 

Similar respuesta del suelo a la aplicación del material, fue observada en indicadores como el P₂O₅ y K₂O asimilables, con niveles que difieren significativamente con el tratamiento control y aumentan a medida que lo hacen las dosis de Bioway®. Con un valor máximo correspondiente al mayor nivel (8 t ha^-1 de Bioway®) 23,10 mg 100 g^-1 para el fósforo y en el potasio de 0,51 mg 100 g^-1 superiores con respecto al control en 25,84 y 62,74% respectivamente. Similar respuesta fue obtenida por Bilong et al. [²⁴] con la aplicación de diferentes abonos orgánicos, autores que atribuyeron sus resultados al incremento de los niveles de nutrientes en el suelo y la buena composición química del abono orgánico utilizado, unido a que ha sido demostrado que la aplicación de fertilizantes orgánicos aumenta el contenido de nutrientes del suelo en diferentes grados.

Efecto del Bioway® sobre la composición química y crecimiento de las plantas

El efecto positivo del Bioway® sobre el suelo mejorado orgánicamente se refleja en la composición química de la masa foliar de las plantas (Tabla 2). Los resultados indican que la aplicación del abono orgánico mejora significativamente los contenidos de N, P, K, Ca y Mg totales de las plantas indicadoras, lo que se refleja en su crecimiento (Tabla 3).

Los mayores incrementos en los contenidos de N, P, K, Ca²⁺ y Mg²⁺ con diferencias estadísticas significativas con respecto al tratamiento control, fueron obtenidos con la aplicación de 4 t ha^-1 siempre superiores a los observados con la mayor dosis 8 t ha^-1 de Bioway® . Resultados que sugieren que con la aplicación de una dosis menor se pueden obtener incrementos significativos en la composición química del material vegetal.

Resultados que se corresponden con los obtenidos en los indicadores morfofisiológicos de las plantas indicadoras. Los cuales, en concordancia, aumentaron con los niveles del material orgánico aplicado desde las 4 t ha^-1, dosis de Bioway® con la que se observan los mayores incrementos estadísticamente significativos con respecto al tratamiento control en la mayoría de los indicadores, que para la altura y la materia seca son superiores en un 57,31 y 53,18 % respectivamente. Estos aumentos en la altura de las plantas también podrían atribuirse al aumento del fósforo disponible observado en los suelos.

Tabla 2 Contenidos de nutrimento foliar por efecto de los niveles de Bioway® en el suelo. 

Tabla 3 Indicadores morfofisiológicos de la planta indicadora por efecto de los niveles de Bioway® en el suelo. 

Los resultados en los indicadores de crecimiento de las plantas indicadoras mostraron que no hubo diferencia estadística significativa debido a la aplicación de diversas dosis de Bioway® sobre la altura, la raíz y masa seca de las hojas de las plantas indicadoras. Lo cual pudiera deberse a que los fertilizantes orgánicos tardan más en convertirse en nutrientes disponibles y ser absorbidos por las plantas y a una reacción relativamente lenta en el suelo. Como en el presente estudio [⁸, ¹⁷], lograron aumentos significativos en el crecimiento vegetativo de plantas de cacao al cultivarlas en un suelo enmendado con estiércol de aves de corral en comparación con el tratamiento control. Lo cual corrobora la posible utilización del abono orgánico Bioway® como mejorador del suelo y el cultivo.

La Fig. 1 y Fig. 2 ilustran las estrechas relaciones entre la materia orgánica con la masa seca total y el diámetro del tallo de las plantas de maíz con R² de 0,96*** y 0,84*** respectivamente. Lo cual demuestra que ambos indicadores de las plantas, dependieron fuertemente de esta propiedad de suelo y de su efecto integral sobre el mismo, unido a la posible utilidad práctica que para cuantificar la calidad del suelo pudiera tener la respuesta del cultivo a la aplicación del abono orgánico.

La aplicación del Bioway® al suelo incrementó significativamente los niveles de materia orgánica del mismo (Tabla 1). La estrecha relación entre este indicador con los indicadores morfofisiológicos de las plantas demuestra como a medida que aumenta la materia orgánica, aumentan también los indicadores de las plantas, lo cual confirma la importancia de la materia orgánica como sumidero de nutrientes para los suelos y para la mejora y estabilización de las propiedades del suelo [¹⁹], lo que se traduce en una mayor eficiencia de los cultivos. Los resultados obtenidos, revelaron que la adición de estiércol orgánico, como el avícola, es esencial para estabilizar el suelo frente a la degradación [¹⁷].

Fig. 1 Relación entre la materia orgánica y la masa seca total  

Fig. 2 Relación entre la materia orgánica y el diámetro del tallo 

CONCLUSIONES

El estudio demuestra que con la aplicación del Bioway® al suelo se lograron aumentos del pH y de la materia orgánica que contribuyeron a una mayor disponibilidad de fósforo y potasio. Lo que resulta en un aumento significativo de los indicadores morfofisiológicos de las plantas siendo las mejores dosis 4; 6 y 8 t ha^-1.