Agricultura ecológica
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9 octubre, 2017
En la mayor parte de la superficie desinfectada se realizan cultivos ecológicos de pimiento. En la otra parte se realizan cultivos de pimiento de forma convencional con planteamientos de producción integrada.
En todos los casos, la desinfección del suelo mediante biosolariación se realiza para el control preventivo de los patógenos del suelo que producen enfermedades en las plantas. En los suelos de los invernaderos del Campo de Cartagena los principales patógenos del suelo, productores de enfermedades son:
Phytophthora parasítica (=nicotianae) y Phytophthora capsici. Los dos hogos producen podredumbres en las raíces y en el cuello de las plantas y marchitamiento de la copa, ocasionado la denominada “tristeza o seca” del pimiento, que es una enfermedad limitante del cultivo (significa que si no se controla el cultivo no es posible llevarlo a término), provocadora de pérdidas de cosecha.
Meloidogyne incognita. Este nematodo produce alteraciones en las raíces, amarilleos en las hojas, marchitez en la copa de las plantas, reducción en el desarrollo de la planta y reducciones de cosecha.
La desinfección de los suelos de los invernaderos del Campo de Cartagena se realiza todos los años no solo para el control de los patógenos productores de enfermedades sino para, también, paliar los efectos de la fatiga del suelo. La fatiga o cansancio del suelo se produce cuando se repite ininterrumpidamente el mismo cultivo (en este caso el pimiento) en el mismo suelo. Con el tiempo se acumulan en el suelo poblaciones de microorganismos (hongos del género Fusarium, mayoritariamente, de otros géneros o bacterias) que no son capaces de producir enfermedad directamente las plantas, pero que compiten con las plantas en la absorción de los nutrientes originando en las plantas depresiones vegetativas que repercuten de forma negativa en la cosecha. En el caso del pimiento en los invernaderos del Campo de Cartagena la fatiga es específica para el pimiento que durante muchos años ha sido y es un monocultivo de 8 ó 9 meses de ciclo vegetativo, permaneciendo en el suelo de noviembre-diciembre a agosto-septiembre.
Las primeras pruebas de desinfección de invernaderos (para el cultivo de pimiento ecológico) en el Campo de Cartagena se iniciaron en 1997, por lo que en este momento hay invernaderos en que se aplica este método de desinfección del suelo (con éxito) desde hace 20 años.
Desde hace 4 ó 5 años se ha extendido esta práctica cultural a cultivos como la alcachofa o la lechuga, tanto para el control de patógenos del suelo (Verticillium dahliae y Rhizoctonia solani en alcachofa; Sclerotinia sclerotiorum y Sclerotinia minor u Olpidium brassicae en lechuga) como para recuperar la fertilidad o para paliar los efectos de la fatiga del suelo.
La biosolarización: se puede definir como la combinación de la biofumigación y la solarización o como la solarización con la adición al suelo de restos orgánicos antes iniciarse el proceso hidrotérmico de calentamiento del suelo humedecido y cubierto con plástico.
La biofumigación: se basa en los efectos de los gases de la biodescomposición de las enmiendas orgánicas y restos vegetales en el suelo sobre los patógenos y fitoparásitos productores de enfermedades. En 1993 se denominó, inicialmente, “biological fumigation” y posteriormente “biofumigation”. Los primeros autores anglosajones que hablan de ella señalaron más tarde que la biofumigación se refiere a la acción de las Brassicaceae, bien por cultivarlas en rotación de cultivos o bien por utilizadas como abonos verdes, evaluando sus efectos sobre los organismos fitoparásitos y patógenos que colonizan el suelo. Los compuestos liberados en la descomposición de algunas brasicas tienen efectos insecticidas, fungicidas, nematicidas, bactericidas y herbicidas, por eso consideraron la biofumigación como una forma de desinfección del suelo. La eficacia desinfectante depende tanto de la especie de brasica como de las características físicas y químicas del suelo y del patógeno a controlar. En la actualidad se han descrito efectos biofumigantes similares por la descomposición de vegetales de otras familias botánicas, de estiércoles de origen animal o urbano, de subproductos agroindustriales, etc., tanto sólidos (pellets de Brassica carinata, tortas de colza, bagazo de cerveza) como líquidos (vinaza de remolacha o de caña de azúcar).
La solarización: se define como el proceso hidrotermal que supone el calentamiento del suelo humedecido y cubierto con plástico por la radiación solar y los efectos que el calentamiento tiene sobre los organismos fitoparásitos y patógenos del suelo. El método se muestra muy dependiente de las condiciones climáticas (temperatura ambiente o estado del cielo), y su eficacia depende de la cantidad de radiación incidente y también de las características físicas y químicas del suelo, así como del estado evolutivo del organismo productor de la enfermedad.
La combinación de la solarización con la biofumigación muestra efectos sinérgicos de los dos métodos aplicados por separado. Así, el sellado del suelo con el plástico durante el proceso de solarización no solo contribuye a calentar más el suelo sino que retiene los gases de la descomposición de los aportes orgánicos. Pero si el humedecimiento del suelo realizado para la solarización alcanza niveles de saturación, en el proceso de descomposición de la enmienda orgánica, además de los gases liberados se produce anaerobiosis que afecta a fitoparásitos y patógenos productores de las enfermedades eliminándoles o reduciendo sus poblaciones. La anaerobiosis se acentúa cuando se utilizan plásticos impermeables a los gases (Virtually impermeable film, VIF o Total impermeable film, TIF)) para sellar el suelo. A esta forma de desinfección se la denomina “desinfección biológica de suelos” (biological soil disinfestation, BSD).
En el suelo sellado, humedecido y con enmiendas orgánicas en descomposición se producen procesos de reducción química por lo que algunos autores como han denominado al método de desinfección como “esterilización reductiva del suelo” (soil reductive sterilization SRS) o “desinfección reductiva del suelo” (reductive soil disinfestation, RSD).
Dado que el efecto de la enmienda orgánica no se limita solo a la generación de compuestos que inciden sobre patógenos fúngicos o nematodos fitoparásitos (similar a otros compuestos químicos de la desinfección química), sino que aporta nutrientes al suelo, que son aprovechados por microorganismos saprofitos y por las plantas el organismo internacional de las Naciones Unidas MBTOC propuso en 2007 encuadrar todos los anteriores bajo la denominación de “biodesinfección” (“biodisinfestation”).
Cualquiera de los términos vienen a reflejar el avance en el conocimiento de los mecanismos que intervienen en el proceso, para explicar los efectos que la integración práctica de los conceptos originarios de la solarización y la biofumigación ejercen sobre los parásitos y patógenos del suelo. Se podría decir que la biosolarización o biodesinfección es el inicio de la integración de métodos o técnicas para el manejo de las enfermedades producidas por organismos del suelo, inicialmente basada en hechos empíricos. Se podría considerar que son el inicio de prácticas más amplias encaminadas al manejo integrado de los suelos, en los sistemas de producción de alimentos de forma sostenible.
Ver ampliación sobre ensayos en el Campo de Cartagena en ANEXO I
Ver metodología (forma de hacerla) de la biosolarización en ANEXO II
Efecto sobre los patógenos del suelo productores de enfermedades
Con el paso del tiempo esta forma de desinfección del suelo, utilizada inicialmente para los cultivos calificados como ecológicos, se ha implantado en la comarca del Campo de Cartagena, extendiéndose a los cultivos de pimiento bajo gestión integrada de plagas o al cultivo convencional.
La implantación en una parte importante de la superficie cultivada de pimiento en los invernaderos del Campo de Cartagena se debe a los efectos múltiples que se traducen en mayor capacidad productiva de los suelos y por ser un método sostenible. Pero fundamentalmente se debe a la eficacia en el control de las enfermedades del suelo.
Tras ensayos experimentales y de demostración, se ha podido comprobar que la eficacia del método para el control de Phytophthora (tanto parasítica como capsici) es similar a la de los desinfectantes químicos de amplio espectro a partir del segundo año de reiteración en el mismo suelo, si el proceso de biosolarización se inicia en agosto. Las temperaturas alcanzadas en el suelo a 30 cm de profundidad y el tiempo acumulado de permanencia de aquellas por encima de 40ºC son el indicador de la eficacia de la desinfección para paliar la incidencia de la “tristeza o seca” del pimiento.
Para un cultivo de larga duración como el pimiento (permanece en el suelo hasta 10 meses) la eficacia se muestra aleatoria para el control del nematodo Meloidogyne incognita, dependiendo de las condiciones climáticas durante el proceso de biosolarización. En algunos invernaderos se han presentado deficiencias en la eficacia algunos años, incluso iniciando la biosolarización en agosto. Muy pocos años y de esos años no en todos los invernaderos en tiempo acumulado con temperaturas del suelo por encima de 42ºC a 30 cm de profundidad superan las 15 horas que se necesitan para matar el 100% de los juveniles o los huevos del nematodo. Pase a que se pueden alcanzar esos periodos de tiempo a 15 cm de profundidad, las poblaciones que sobreviven a profundidades mayores recolonizan el suelo después de desinfectado e infestan las plantas de pimiento poco después de plantarlas.
Cuando el proceso de desinfección se inicia con posterioridad a la primera semana de septiembre la eficacia en el control de Meloidogyne es reducida y se producen pérdidas de cosecha.
El aporte de materia orgánica, necesaria para la biosolarización supone una mejora en las características físicas y químicas.
Sobre las características físicas
Utilizando una mezcla de estiércol fresco de ovino y otras enmiendas ensayadas en los invernaderos de pimiento del Campo de Cartagena, se aumentó la velocidad de infiltración del agua en el suelo y se produjo una disminución de la densidad aparente del suelo en los primeros 10 cm de profundidad. El efecto mejora al reiterar la aplicación de la biosolarización con la misma enmienda en el mismo suelo en años consecutivos, de forma que se puede reducir la cantidad de agua de riego a lo largo del cultivo, al reducir la evaporación. Como consecuencia de la reducción del agua en superficie se disminuye el agua libre (rocío) sobre las plantas durante la noche y con ello la incidencia de las enfermedades fúngicas de evolución aérea como el oidio o la Botrytis disminuye
Sobre las características químicas
El contenido en materia orgánica aumentó con la biosolarización de forma notable hasta alcanzar niveles de 3% en el segundo año de reiteración de la desinfección, manteniéndose a ese nivel en los años siguientes, pese a los aportes anuales. Los niveles de potasio, fosforo, nitrógeno, al igual que algunos micronutrientes como el hierro, zinc, cobre, etc., y la capacidad de intercambio catiónico también aumentaron, manteniéndose algunas componentes como el pH.
De los elementos químicos analizados y del tipo y dosis de enmiendas experimentadas no se intuyen riesgos potenciales de toxicidad que puedan comprometer la salud presente y futura del suelo. Si bien la actividad enzimática disminuye tras la biosolarización con estiércol fresco de ovino y gallinaza, al final del desarrollo del cultivo la actividad se recupera, no detectándose efectos negativos ni fitotóxicos.
El efecto sobre la microbiota fúngica se evaluó en suelos biosolarizados con estiércol fresco de ovino y gallinaza, tras varios años de reiteración en el mismo invernadero. Los efectos sobre la flora fúngica total y sobre la flora fusárica resultaron menos agresivos que los observados para los desinfectantes químicos, incluso el quinto año de repetición en el mismo suelo.
La recuperación de las densidades de inóculo en los suelos biosolarizados presentan una dinámica muy diferente a la que se presenta en los suelos desinfectados con desinfectantes químicos, de forma que la recolonización del suelo es menos rápida y no se alcanzan niveles tan altos al final del cultivo. Esto se traduce en que los efectos de la biosolarización sobre la fatiga del suelo sean, a largo plazo más sostenibles y sostenidos que los de los desinfectantes químicos, mejorando al desarrollo de las plantas y las cosechas comerciales
Los plaguicidas y sus residuos pueden plantear riesgos potenciales para el medio ambiente si permanecen activos en el suelo, siendo particularmente preocupantes para el uso de suelos en agricultura ecológica.
La biosolarización aumentó la tasa de disipación de fungicidas. El efecto fue muy notable para la degradación de fungicidas como: azoxystrobin, cyprodinil, fludioxonil, kresoxin methyl, tebuconazole, hexaconazole, triadimenol, procimidona, pyrimethanil y fludioxonil, comúnmente utilizados en cultivos de pimiento en invernaderos del Campo de Cartagena en cultivos convencionales.
También aceleró la degradación de insecticidas como pyrifenox. Los plaguicidas DDT y dieldrin no se vieron afectados por la biosolarización, probablemente debido a la resistencia de estas materias activas a la degradación microbiana y a las elevadas temperaturas.
El el efecto de la biosolarización sobre la degradación de herbicidas como: oxifluorfen, etalfluralin, linuron, pendimetalin, propizamina, terbutilazina o trifluralina fue muy positivo.
La biosolarización no supone riesgos medioambientales indeseados.
La biosolarización con estiércol fresco de oveja o con las otras enmiendas ensayadas en invernaderos de pimiento del Campo de Cartagena puede considerarse una práctica agronómica segura medioambientalmente, pues durante dos, cuatro, cinco y seis años consecutivos no se produjo acumulación de metales pesados (Cd, Co, Cu, Cr, Pb, Ni, Zn) y de compuestos químicos que pudieran comprometer la fertilidad de los suelos.
Independientemente del ciclo de cultivo habitual, los primeros ensayos sobre biosolarización en los invernaderos del Campo de Cartagena se plantearon para determinar las fechas más adecuadas, utilizando invernaderos de diferentes antigüedades del monocultivo, con los suelos contaminadas de Phytophthora spp. y/o Meloidogyne incognita.
En los meses de julio y agosto, cuando la temperatura del suelo puede alcanzar o superar los 40ºC, se obtienen resultados similares a los de los desinfectantes químicos, tanto en el control de las enfermedades como en el desarrollo de la planta y en la producción.
Enterrando estiércol fresco de ovino a dosis de 2,5 a 4 Kg/m2 y manteniendo el plástico durante 6 semanas. Con temperaturas por encima de 40ºC se produce una merma importante de la población de Phytophthora.
La mayor parte de los años, durante las seis semanas se acumulan más de 140 horas con la temperatura por encima de 40ºC, lo que supone una reducción de la población de Phytophthora superior al 98%. De igual forma en el suelo biosolarizado en estas fechas se reduce la incidencia de Meloidogyne incognita y el inicio de las infestaciones se retrasan en el tiempo en relación suelo no desinfectado, pero el nivel de control no es del mismo orden que para Phytophthora sp.. Esto se debe a que para reducir las poblaciones del nematodo en el suelo es necesario que la temperatura en el suelo sea superior a 42,5 ºC durante más de 140 horas, lo que no se alcanza todos los años. Además, las poblaciones del nematodo se conservan a más profundidad que las de Phytophthora por lo que cuanto mayor es la profundidad menor es la temperatura.
Si la biosolarización se inicia a partir de la primera semana de septiembre, la eficacia desinfectante no resulta satisfactoria, el control de las enfermedades es deficiente produciéndose reducciones en el desarrollo de las plantas y pérdida de cosecha comercial
Es decir, para que la biosolarización resulte eficaz en los invernaderos del Campo de Cartagena es preciso iniciarla antes de la última semana de agosto y pese a ello, la eficacia en el control de los nematodos puede presentar deficiencias algunos años de días nublados o bajas temperaturas a finales de agosto o principios de septiembre.
Con el fin de ajustarse al ciclo habitual del cultivo del pimiento en los invernaderos del Campo de Cartagena (Final del cultivo en septiembre y adelantar el final a mediados de agosto supone sacrificar una parte de la potencial cosecha, que estimamos entorno a los 2-3 kg/m2) se han realizado ensayos para paliar el déficit térmico que se produce al iniciar la biosolarización en fechas posteriores. Para ello se han ensayado:
– La utilización de enmiendas orgánicas productoras de anaerobiosis, de mayor cantidad de compuestos volátiles al descomponerse, o que induzcan a efectos supresivos de los patógenos del suelo.
-El cultivo de brásicas no multiplicadoras de los patógenos y su utilización en verde como enmiendas biofumigantes.
De los ensayos donde la biosolarización se inició en septiembre u octubre se desprende: que hay efectos positivos en cuanto al control de las enfermedades, al desarrollo de las plantas y a la calidad y cantidad de la cosecha, pero los niveles de eficacia no alcanzan los de la biosolarización iniciada en agosto
ANEXOS
ANEXO I. Biosolarización en invernaderos de pimiento del Campo de Cartagena.
Ensayos preliminares.
Sobre la base de los estudios sobre solarización realizados en pimiento por Cenis (1986) y Cenis y Fuchs (1988) en el Campo de Cartagena, y la de las experiencias sobre biofumigación realizadas en otros países (Kirkegard et al., 1993 a,b; Agnus et al., 1994; Kirkegard y Sarwar, 1998, etc.) o la utilización de enmiendas orgánicas para el control de patógenos edáficos (Kim et al., 1996a, 1996b, etc.), en la campaña agrícola 1997-1998 se iniciaron los primeros ensayos de biofumigación+solarización en los invernaderos de pimiento del Campo de Cartagena, tratando de aunar las ventajas de ambas formas de intervención sobre el suelo y de reducir sus deficiencias.
En los primeros ensayos se utilizó estiércol fresco de ovino mezclado con gallinaza (proporción 7:3) como enmienda biofumigante y se orientaron a:
Ensayos más recientes
En base a los resultados previos se plantearon ensayos para:
ANEXO II
La metodología del proceso de biosolarización
No se tenían antecedentes del empleo de la biofumigación y la solarización utilizando estiércoles frescos de origen animal para la desinfección de suelos de invernaderos para cultivo de pimiento, cuando se iniciaron los ensayos en el Campo de Cartagena. Tomando como referencias otros cultivos y enmiendas orgánicas se desarrolló una metodología o protocolo adaptado a las circunstancias de los cultivos e insumos de la comarca, con el fin de que sirviera de modelo orientativo para los agricultores a la hora de aplicar la biosolarización en sus invernaderos. El protocolo consta de los siguientes pasos o fases:
Los restos del cultivo precedente y preparación del suelo
La gestión de los restos del cultivo de pimiento precedente genera no pocos inconvenientes medioambientales a los productores, por lo que es cada vez más frecuente el triturarlos y enterrarlos en el mismo invernadero, tanto si se efectúa desinfección mediante biosolarización como si es por medios químicos.
Después de retirar los hilos y perchas del entutorado y los ramales de riego, y antes de que las plantas se desequen, se trituran las plantas con un pase de fresadora a poca profundidad. Luego se dan pases cruzados de subsolador a una profundidad de 30-40 cm, para facilitar la percolación del agua en el cultivo siguiente.
Enterrado de la enmienda (estiércol fresco de ovino y gallinaza)
Sin que el suelo pierda el tempero, se esparce la enmienda orgánica sólida y se entierra con un pase de fresadora a 25-30 cm de profundidad, procurando que todo quede bien desmenuzado y lo más homogéneo y liso posible en la superficie.
El humedecimiento del suelo y el sellado con plástico
Si en el inicio de la aplicación de la biosolarización en los invernaderos del Campo de Cartagena el humedecimiento del suelo se realizaba con el riego por goteo, en la actualidad, son muchos los invernaderos que disponen de una instalación fija de riego por aspersión, colocado a la altura de los alambres de sujeción de los hilos para el entutorado de las plantas, a unos 2 m de altura.
En el caso de utilizar el sistema de riego por goteo, se extienden los ramales a la misma separación que se ponen para hacer el cultivo (1 m entre líneas). Se comprueba que los goteadores funcionan correctamente y se riega en esa postura durante el tiempo necesario (depende del tipo de suelo, de la humedad en el momento de iniciar el riego, de la distancia entre emisores, generalmente 0,40 m, y del caudal de descarga de los goteadores: 3 a 4 L. hora-1) para que la humedad del bulbo llegue a unos 30 cm y se solapen los bulbos en superficie. Luego se cambian de postura los ramales, poniéndolos a 1 m de separación entre las zonas ya regadas. Algunos invernaderos disponen de una instalación complementaria con igual número de ramales que la utilizada para el cultivo. En ese caso se extienden los ramales colocándolos a 0,50 m de separación, por lo que el riego se realiza al mismo tiempo, y así se puede cubrir antes el suelo con el plástico y realizar la colocación de forma más cómoda.
La forma de colocar el plástico depende de la forma de humedecer el suelo:
Si la enmienda a incorporar al suelo es líquida, se prepara el suelo mediante las labores de subsolador y fresadora, procurando que quede bien desmenuzado, y lisa la superficie, se extienden las mangueras, que han de estar a 0,50 m, se coloca el plástico, se riega un día lo suficiente como para que el líquido a incorporar se pueda difundir con facilidad (aproximadamente la mitad del tiempo necesario para humedecer todo el suelo hasta unos 25-30 cm de profundidad). Al día siguiente se riega durante 30-60 minutos antes de incorporar la enmienda durante unos 60 a 90 minutos, luego se sigue regando durante el tiempo necesario para que los bulbos se solapen a una profundidad de 25-30 cm.
El film de plástico habitualmente utilizado es de polietileno (PE) transparente de 0,04 o 0,05 mm de espesor. En un futuro no muy lejano es probable se utilicen plásticos semi-impermeables o impermeables a los gases de los tipos TIF o DAF
Duración de la solarización
Depende de las condiciones climatológicas en las que se realice con el fin de acumular tiempo a temperaturas elevadas suficientes para afectar a los patógenos. Para fechas de inicio en agosto se recomienda un mínimo de 4 semanas, siendo 6 semanas las más indicadas para que los efectos sean consistentes.
Tras el levantamiento y retirada del plástico se opta, generalmente, por dar una labor de fresadora cuando la humedad del suelo lo permita, con el fin de dejar preparado el suelo para la plantación. Recientemente, se opta por no dar la labor de preparación del terreno después de la desinfección, plantando directamente, con lo que se evita la tarea de recogida de los goteros y su posterior extensión después de la labor de fresadora, así como la labor de labrado.
