Introducción

El suelo puede considerarse como uno de los recursos naturales más valiosos de un país, pues de su calidad depende en su mayoría la soberanía alimentaria del mismo. Durante siglos ha estado produciendo para el hombre y ha sido sometido a grandes modificaciones tanto por su uso intensivo, como por otras acciones hechas por el hombre que han provocado su erosión, la perdida de sus minerales bases, así como de su agroproductividad, efectos acentuados con el Cambio Climático.

Cuba no está ajeno a esta situación donde el 71.23 % de los suelos agrícolas presentan alguna afectación por la erosión, de ella, el 43 % calificado de fuerte a media, el 70 % con bajo contenido de materia orgánica: 4.6 millones de ha, el 60 % bajo en fósforo, 3.9 MM ha y 58 % bajo en potasio asimilable: 3.9 MM ha, la Acidez donde la disminución del pH se encuentra a niveles que afectan los cultivos de 710,8 miles ha (muy ácidos y ácidos) y con una afectación total de 2 millones 291,8 mil ha, el Potencial productivo de los suelos se encuentra en 76.89 % en categorías poco productivas y 23.2 % en categorías productivas,suelos alcalinos (pH > 7.0): 3.9 MM ha, que representa el 60% del área agrícola.

Para revertir esta problemática, se han estudiado variantes que permitan al país, a partir de minerales presentes en las zeolitas, rocas fosfóricas, tobas potásicas, magnesitas etc, presentes en nuestro territorio nacional, proponer formulaciones de fertilizantes órgano - minerales, que puedan ser una solución alternativa para cubrir las necesidades de nutrimentos de los cultivos, así como de materia orgánica para los suelos, con bajos costos de producción y menor agresividad al medio ambiente y con elevada efectividad agronómica.

Estas formulaciones representan una fortaleza que brinda soberanía alimentaria al país, al aprovechar su potencialidad en recursos y conocimientos sobre el uso de los minerales naturales en función del mejoramiento de las propiedades físico-químicas del suelo, de tal forma que se enmienden aquellos parámetros (acidez, fertilidad, bajos contenidos de materia orgánica, compactación, etc) que afectan una apropiada producción de alimentos y se logre un óptimo aprovechamiento del agua. Atendiendo a lo antes expuesto se prevé obtener 7 fertilizantes órgano-minerales que sean capaces de suministrar nitrógeno, fósforo y potasio, así como que garanticen el incremento del rendimiento de los cultivos y la disminución de las contaminaciones ambientales y Determinar la efectividad agronómica resultante de la aplicación de los fertilizantes órgano-minerales en el rendimiento y calidad de cultivos agrícolas.

Materiales y métodos

Para la elaboración de las formulaciones, se emplearon los siguientes minerales naturales: Zeolita natural, de Tasajeras, en Villa Clara y Roca fosfórica de Trinidad de Guedes, en Matanzas.

La caracterización química y de fases de las zeolitas naturales utilizadas en la investigación para producir las formulaciones se exponen a continuación al igual que el de la roca fosfórica y el Humus de Lombriz por ser la fuente orgánica empleada.

En la tabla 2. Se muestra la composición de la fuente natural de fósforo utilizada en las formulaciones del yacimiento de Trinidad de Guedes.

Tomando como base el procedimiento de formulación de fertilizantes de liberación lenta organo-minerales y de su manual de preparación elaborado por (Velázquez et al., 2010), se calcula el peso en base seca que debe utilizarse en la formulación, a partir del aporte nutricional que posee cada fuente a utilizar y el nivel de NPK que deseamos en la formulación en correspondencia con los niveles de Fósforo y Potasio del suelo según su categoría P₁K₁, P₂K₂ y P₃K₃.Segun tabla 4.

Los experimentos se realizaron en el Instituto de Investigaciones Hortícolas "Liliana Dimitrova", ubicada en el Municipio de Quivicán, provincia de Mayabeque, situada en los 22^o 52´ N y 82^o 23´ W (según Fig. 1). En los cultivos de Tomate, variedad Sile y Pimiento, variedad LDP2, en condiciones de campo y cultivo protegido, respectivamente y en la Granja Güines Rio Seco, Fregat 1, ubicada en el municipio de Güines al Sureste de esta provincia, situado en los 22º50` latitud norte y los 82º02` longitud oeste, en la provincia de Mayabeque, según Fig. 2, donde se estudiaron, los cultivos de Boniato, Frijol y Maíz.

El suelo del Instituto de Investigaciones Hortícolas "Liliana Dimitrova”, es de tipo Ferralítico Rojo típico (Hernández et al., 2019Hernández, A., Pérez, J. & Bosh, Castro,2015 “La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015.” Revista Cultivos Tropicales 40(1):1-31.
), de textura arcillosa, con pH ligeramente alcalino (7,46), altos contenidos de fósforo (85.72 mg/100 g y potasio (70.00 mg/100 g) la materia orgánica baja (2.60%).

Las investigaciones realizadas en Río Seco, se desarrollaron en un suelo Ferralítico Rojo Compactado, según la misma clasificación de Suelos mencionada anterior. De textura arcillosa con pH neutro (7,10), altos contenidos de fósforo (65.82 mg/100 g y potasio (50.00 mg/100 g) la materia orgánica baja (2.13%).

Experimento 1: Evaluación de nuevos fertilizantes órgano-minerales en la producción de pimiento y tomate, en condiciones de cultivo protegido.

Los estudios se realizaron en el cultivo del pimiento, variedad ´LDP2´ proveniente del Programa de Mejoramiento Genético del IIHLD. La producción de plántulas se realizó en cepellones. El trasplante se realizó a los 25 días después de la siembra de las semillas. Se estudiaron diferentes fertilizantes órgano-minerales, aplicados al suelo previo al trasplante a una dosis de 4 t/ha y los tratamientos fueron los siguientes:

La fertilización mineral con fórmulas completas o fertilizantes minerales simples se realizó a través del sistema de riego, utilizando la técnica del fertirriego, para el caso del pimiento.

Experimento 2: Evaluación de nuevos fertilizantes órgano-minerales en la producción de tomate en las mismas condiciones.

Para el estudio se utilizó como material vegetal semillas de tomate ´Sile´ proveniente del Programa de Mejoramiento Genético del Instituto de Investigaciones Hortícola “Liliana Dimitrova”, de crecimiento indeterminado y con destino consumo fresco.

Los tratamientos a evaluar se corresponden con el esquema del cultivo del pimiento.

Los productos fueron aplicados al suelo previo al trasplante a una dosis de 4 t.ha^-1.

En ambos cultivos se determinaron los componentes del rendimiento (#· de frutos/plantas) y el rendimiento (t/ha).

Las investigaciones realizadas en Río Seco se muestran a partir del experimento 3: Evaluación de nuevos fertilizantes organo-minerales en la producción de Boniato en condiciones de campo.

Para el estudio se utilizó como material vegetal esquejes de la ‘variedad INIVIT, proveniente, del Banco de semilla de dicha Institución.

Se estudiaron diferentes fertilizantes órgano-minerales, aplicados al suelo previo al trasplante a una dosis de 4 t/ha y los tratamientos fueron los siguientes:

Experimento 4 y 5: Evaluación de nuevos fertilizantes organo-minerales en la producción de frijol y maíz en condiciones de campo.

Las dosis de los fertilizantes órgano-minerales aplicadas fueron a razón de 4 t.ha^-1, en ambos cultivos. Todas las fertilizaciones fueron aplicadas a los15 días después de la germinación antes del primer aporque. La variedad de fríjol utilizada en el experimento fue Negro” CUL” y en el maíz la variedad hibrido LVN-092. Para evaluar la efectividad agronómica se analizaron los parámetros siguientes por cultivo: a) Frijol, peso de 100 granos (g); y el rendimiento Total en t.ha^-1, b) Maíz: peso (g) promedio de 10 mazorcas, peso de 1000 granos (g) y rendimiento t.ha^-1.

El procesamiento estadístico para los experimentos en condiciones de cultivos protegidos se realizó, según Análisis de Varianza de clasificación simple, con Prueba de Tukey con un nivel de significación de 0,05 en los casos que fue necesario. Se empleó Paquete estadístico: Statgraphics versión 5.0.

En el caso de los experimentos de campo, Se realizó análisis estadístico a todas las variantes de acuerdo al diseño experimental de bloques al azar, de cada cultivo independiente, con Prueba de Tukey con un nivel de significación de 0,05.

Resultados y discusión

El aumento en la sostenibilidad de los sistemas de cultivo, consiste en la reducción de los agroquímicos, para depender de los procesos del ecosistema del suelo y las interacciones biológicas para el suministro de nutrientes para las plantas (Rizo et al., 2017Rizo Mustelier, M, Vuelta Lorenzo, D. & Lorenzo García, A. 2017. Agricultura, Desarrollo Sostenible, Medioambiente, Saber Campesino Y Universidad Ciencia en su PC. 2:106-120.
). Por tal motivo es de gran importancia el empleo del fertilizante órgano-mineral, con base ecológica en la producción de hortalizas, las cuales mayoritariamente se consumen frescas, como en el caso del Pimiento y el Tomate, cultivados en sistemas de cultivo protegido.

Los componentes del rendimiento del pimiento se observan en la (Tabla 6), el número de frutos/planta y el llenado del fruto, expresado en el diámetro polar y ecuatorial no presentando diferencias significativas, mientras que la masa del fruto se vio favorecida con el tratamiento T7, el cual presentó diferencias estadísticas respecto a los tratamientos T4 y testigo, no siendo así con relación a los tratamientos T6, T5 y T3. Se calculó un incremento en la masa del fruto para T7 de 60.42% con relación a la no aplicación de formulaciones de fertilizantes. Resultados similares, en otros cultivos de ciclo corto encontraron, (Fraser et al., 2004Fraser, Teresa, A. Vantour, Marisol Morales & Mustelier A. Luz del Alba 2004. Efecto de la fertilización órgano-mineral en el rendimiento de una secuencia de tomate-maíz-tomate en suelos Ferralíticos Rojos. XIV Congreso Científico del INCA, San José de las Lajas, Cuba. pp. 22.
).

En la figura 3 se muestran los resultados correspondientes al rendimiento del cultivo de pimiento variedad ´LDP2´ donde no se obtuvieron resultados significativos entre los tratamientos en estudio. No obstante, se observó una tendencia a obtenerse los mayores rendimientos en los tratamientos 5, 6 y 7. Con relación a la formulación 7 se calculó un incremento en el rendimiento de 18.11 % con relación a T1. Este comportamiento coincide con los obtenidos por, (Vantour et al., 2005Vantour, A, Fraser, Teresa, Calero, B., Morales, Marisol, Font, Lisbet & Corrales, I. 2005. Tecnologías para producir y manejar los fertilizantes órgano-minerales en los agroecosistemas de viandas, granos y hortalizas. Informe Final del Proyecto de Investigación 11-08, La Habana: Instituto de Suelos, 55 p.
), los cuales aseveraron que las formulaciones órgano-minerales tienen una elevada capacidad para comportarse como fertilizantes de liberación lenta, en función de la demanda del cultivo de la parte activa que necesita para su crecimiento y desarrollo de ahí su elevada efectividad agronómica.

En este caso, los rendimientos fueron bajos, pudiendo estar influenciados por las altas temperaturas propias de la época. Por otra parte, se utilizó una variedad cuyo potencial de rendimiento es inferior al de los híbridos que comúnmente se utilizan en las casas de cultivo.

Los resultados obtenidos con el cultivo de tomate en las mismas condiciones de cultivo se observan, en la tabla 7 y Fig. 4.

Respecto al número de frutos por planta y por categoría (Tabla 7) se observa que el número de frutos extra/planta el tratamiento F4 presentó diferencias significativas al resto de los tratamientos, con respecto al número de frutos de primera y segunda por planta los tratamientos en estudio no mostraron diferencias estadísticas entre ellos, pero si con el tratamiento testigo. En cuanto la a categoría de tercera el tratamiento F4 se mostró estadísticamente superior al tratamiento testigo, pero no al resto de los tratamientos.

En cuanto al rendimiento por tratamiento (Figura 4) se observa un incremento significativo en los tratamientos en estudio respecto al tratamiento testigo, pero no entre ellos, observándose los mayores valores en el tratamiento F7. Al respecto (Pedro Cairo et al., 2017Cairo, Pedro, Machado de Armas, Joaquín, Rodríguez López, Oralia & Rodríguez Urrutia, Alianny.2017. Efecto de abonos órgano-minerales sobre la calidad del suelo. CEN. AZ, vol.44 (no.4), versión impresa ISSN: 0253-.5777.
), plantea que existe una estrecha relación entre los abonos órgano-minerales, índice de calidad de suelo rendimiento de los cultivos de ciclo corto y su impacto económico, debido a la interacción de los componentes orgánicos y minerales, que son capaces de suministrar nutrientes de forma balanceada al suelo, ser transformado de forma adecuada por los microorganismos, pudiendo ser utilizados por los cultivos de forma más eficiente.

La fertilización organo-mineral, es una alternativa a la fertilización mineral, la cual ofrece ventajas en el rendimiento debido a la mayor disponibilidad de nutrientes como N, P, K, Ca, Mg y C orgánico en el suelo (Agbede, 2011Agbede, T. M. & Adekiya, A. O. 2011. “Evaluation of sweet potato (Ipomoea batatas L.) performance and soil properties under tillage methods and poultry manure levels.” Emirates Journal of Food and Agriculture, 23(2), 164-177. doi: 10.9755/ejfa. v23i2.6454 [ Links ]
). Los culés son esenciales para el cultivo del Boniato, aumentando su calidad nutricional, como lo informan Atuna et al. (2018)Atuna, R. A., Aduguba, W. O., Alhassan, A. R., Abukari, I. A., Muzhingi, T., Mbongo, D., &Amagloh, F. K. 2018. “Post-harvest quality of two orange-fleshed sweet potato [Ipomoea batatas (L) Lam] cultivars as influenced by organic soil amendment treatments.” Journal of Nutrition & Food Sciences, 8(6), 3-8. doi: 10.4172/2155-9600.1000691 [ Links ]
.

Los resultados de esta investigación demostraron que con la aplicación de abonos orgánicos se condiciona un lecho favorable para el desarrollo de la tuberización y la mejora de la fertilidad del suelo, lo que se demuestra en la tabla 8 Es importante destacar que con la aplicación de los organo-minerales, se observa un incremento en los parámetros del rendimiento, a partir del tratamiento T4, siendo las de mejor comportamiento los tratamientos T6 y T7, lo cual puede estar influenciado por el efecto mejorador del humus en la actividad microbiana del suelo y la entrega gradual de los nutrientes, proporcionado por la zeolita natural presente en los productos (Rós et al., 2014Rós, A. B., Narita, N. & Hirata, A. C. 2014. ”Produtividade de batata-doce e propriedades físicas e química de solo em função da adubação orgânica mineral”. Semina: Ciências Agrárias, 35(1), 205-214. doi: 10.5433/1679-0359.2014v35n1p205 [ Links ].
).

Un análisis integral de los rendimientos de la secuencia fríjol-maíz, demuestra que la fertilización con las formulaciones se alcanzan producciones de granos que oscilan entre 5,23-6,77 t.ha^-1 en el suelo Ferralítico Rojo utilizado en el experimento, mientras con la fertilización NPK, sólo se logró obtener 3,94 t.ha^-1 destacándose además la influencia que ejerció la aplicación de zeolita en las formulaciones por el poder de retención y liberación lenta de nutrientes para que sean absorbidos por las plantas (Tabla 9).

En general, se puede decir que las formulaciones de fertilizantes órgano-minerales tienen una mayor efectividad sobre los componentes del rendimiento de la secuencia fríjol-maíz, que la fertilización mineral con NPK, lo que coincide con lo reportado por Vantour et al. (2005)Vantour, A, Fraser, Teresa, Calero, B., Morales, Marisol, Font, Lisbet & Corrales, I. 2005. Tecnologías para producir y manejar los fertilizantes órgano-minerales en los agroecosistemas de viandas, granos y hortalizas. Informe Final del Proyecto de Investigación 11-08, La Habana: Instituto de Suelos, 55 p.
y Chaveli et al. (2019)Chaveli Chávez, P. 2019. “Fertilización organomineral en el manejo sostenible de tierras cultivadas con maíz (Zea mays L.)”. Revista Científica Agroecosistemas, 7(3), 116-122. Recuperado de https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes.
. Por otro lado, Laura et al. (2019)García Tapia, Laura & Ronquillo Cedillo, Ildefonso. 2019. “Fertilización mineral y orgánica en el cultivo intercalado maíz-frijol asociados y haba en un Andosol del Estado de México”. September 2019 Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible 7:29-40 DOI:10.5377/payds.v7i0.8412 License CC BY-NC 4.0.
plantea que en la evaluación del sistema integrada por el cultivo de maíz-frijol intercalado con haba, según arreglo topológico, densidad, variedad de maíz, la fertilización mineral, la incorporación de abonos orgánicos como fertilización presenta ventajas importantes, siendo las mayores la combinación de abono orgánico y la fertilización mineral; con variación en los diferentes cultivos.

Conclusiones

Recomendaciones

Bibliografía