Integrated Vermicompost and Inorganic Fertilizer Application Improves Soil Physicochemical Properties and Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Productivity on Nitisols of Northwestern Ethiopia

Resumen Técnico: Aplicación Integrada de Vermicompost y Fertilizantes Inorgánicos en Nitisoles en el Noroeste de Etiopía

Planteamiento del Problema
La producción sostenible de trigo panadero (Triticum aestivum L.) en las tierras altas de Etiopía está severamente constreñida por la disminución de la fertilidad del suelo. El área de estudio, caracterizada por Nitisoles en el distrito de Yilmana Densa en el noroeste de Etiopía, enfrenta desafíos críticos que incluyen el agotamiento de nutrientes, la acidificación del suelo y la reducción de la materia orgánica. Si bien se ha adoptado ampliamente el uso de fertilizantes minerales, su aplicación exclusiva a menudo no logra reponer la materia orgánica del suelo ni mejorar las propiedades físicas y biológicas, lo que conduce a rendimientos decrecientes y una pobre salud del suelo a largo plazo. Además, los pequeños agricultores enfrentan limitaciones como los altos costos de los insumos y la baja eficiencia en el uso de nutrientes. Existe una falta específica de datos respecto a la combinación óptima de enmiendas orgánicas, específicamente el vermicompost (VC), con fertilizantes inorgánicos de nitrógeno (N) y fósforo (P) para agroecologías dominadas por Nitisoles.

Metodología
Para abordar estas brechas, se llevó a cabo un experimento de campo durante la temporada principal de cultivo de 2025 en dos ubicaciones (Kebele de Adet Hana y Kebele de Mossebo) en el distrito de Yilmana Densa. El estudio utilizó un diseño de bloques completos al azar (RCBD) con tres replicaciones en un arreglo factorial de 4 × 4.

• Tratamientos: El experimento probó cuatro tasas de vermicompost (0, 3, 6 y 9 t/ha) frente a cuatro niveles de fertilizante inorgánico NP (0/0, 46/46, 92/69 y 138/92 kg N/P₂O₅/ha), resultando en 16 combinaciones de tratamiento.
• Cultivo: Se utilizó la variedad de trigo panadero 'Kekeba' con una tasa de siembra de 150 kg/ha.
• Aplicación: El vermicompost se esparció y se incorporó dos semanas antes de la siembra. El fósforo (como Superfosfato Triple) se aplicó íntegramente en la siembra, mientras que el nitrógeno (como Urea) se dividió en tres aplicaciones (en la siembra, 35 días después de la germinación, y en la etapa de emboque/floración).
• Recolección de Datos: Se recolectaron muestras de suelo antes de la siembra y después de la cosecha (profundidad de 0–20 cm) para analizar las propiedades fisicoquímicas (pH, Carbono Orgánico, Nitrógeno Total, Fósforo Disponible, CIC, Densidad Aparente, Porosidad). Los datos agronómicos incluyeron altura de la planta, longitud de la espiga, granos por espiga, peso de mil granos, biomasa, rendimiento de grano y rendimiento de paja.
• Análisis: Los datos se analizaron mediante ANOVA (software R v4.3.3) con la prueba de HSD de Tukey para la separación de medias. La viabilidad económica se evaluó mediante un análisis de presupuesto parcial y cálculos de la tasa marginal de retorno (MRR) basados en los datos de rendimiento agrupados de ambos sitios.

Resultos Clave
El estudio demostró que la aplicación integrada de vermicompost y fertilizantes inorgánicos superó significativamente a las aplicaciones únicas o a los tratamientos de control tanto en la mejora del suelo como en la productividad del cultivo.

• Propiedades Fisicoquímicas del Suelo:

  • pH: La aplicación de VC aumentó significamente el pH del suelo, con la tasa de 9 t/ha elevando el pH en un 7.43% (Sitio 1) y un 2.87% (Sitio 2) en comparación con el control, debido al efecto de encalado del VC. Los fertilizantes inorgánicos por sí solos no tuvieron un efecto significativo en el pH.
  • Carbono Orgánico (CO) y Nitrógeno Total (NT): El CO y el NT aumentaron progresivamente con las tasas de VC. El tratamiento de 9 t/ha de VC aumentó el CO entre un 20.3–26.1% y el NT entre un 30.7–31.7% respecto al control.
  • Fósforo Disponible (Fos. Disp.): Tanto el VC como los fertilizantes NP aumentaron significativamente el Fos. Disp. Las tasas más altas (9 t/ha VC + 138/92 NP) produjeron los mayores incrementos (hasta un 57.8% sobre el control).
  • Propiedades Físicas: La aplicación de VC redujo significativamente la densidad aparente (en aproximadamente un 10.6%) e incrementó la porosidad total (en aproximadamente un 11–12%) y la CIC (en un 11–16%), indicando una mejora en la estructura del suelo y la retención de nutrientes.

• Productividad del Trigo:

  • Componentes del Rendimiento: La aplicación combinada de 9 t/ha de VC y 138/92 kg de N/P₂O₅/ha produjo la mayor altura de planta (90.3–94.9 cm), longitud de espiga (8.7–8.9 cm), granos por espiga (50.8–57.2) y peso de mil granos (36.9–40.7 g).
  • Rendimientos: Este tratamiento generó los mayores rendimientos de grano (5.0 t/ha en el Sitio 1 y 5.6 t/ha en el Sitio 2), lo que representa incrementos del 631–640% sobre el control sin fertilizar y del 71–105% sobre el fertilizante NP recomendado aplicado solo. La biomasa y el rendimiento de la paja también alcanzaron su máximo bajo este tratamiento.
  • Correlación: Se observaron fuertes correlaciones positivas entre todos los componentes de crecimiento y rendimiento, lo que sugiere que las mejoras en el crecimiento vegetativo y la disponibilidad de nutrientes se tradujeron directamente en una mayor producción de grano.

• Análisis Económico:

  • El análisis de presupuesto parcial reveló que el tratamiento que combinó 9 t/ha de VC con 138/92 kg de N/P₂O₅/ha generó el mayor beneficio neto (324,853.3 ETB/ha) con una tasa marginal de retorno (MRR) del 429%.
  • Los tratamientos con menores costos de insumos (por ejemplo, 9 t/ha de VC + 92/69 NP) también mostraron una alta viabilidad económica (MRR del 346%), ofreciendo alternativas para agricultores con capital limitado.
  • La aplicación exclusiva de ya sea VC o fertilizantes inorgánicos resultó en menores retornos económicos en comparación con el enfoque integrado.

Significancia y Reivindicaciones
El documento concluye que integrar el vermicompost con N y P inorgánicos es una estrategia altamente efectiva para la producción sostenible de trigo en los Nitisoles del noroeste de Etiopía. Los autores afirman que este enfoque integrado:

1. Mejora la Salud del Suelo: Ameliora significativamente la acidez del suelo, aumenta el carbono orgánico y la disponibilidad de nutrientes, y mejora la estructura física del suelo (porosidad y densidad aparente) de manera más efectiva que los fertilizantes inorgánicos por sí solos.
2. Impulsa la Productividad: Mejora sinérgicamente los componentes del rendimiento del trigo y el rendimiento total de grano, superando el desempeño de las aplicaciones puramente orgánicas o puramente inorgánicas.
3. Garantiza la Viabilidad Económica: La opción de manejo integrado proporciona los mayores beneficios netos y tasas marginales de retorno, lo que lo hace económicamente factible para los pequeños agricultores.

En consecuencia, el estudio recomienda la aplicación combinada de 9 t/ha de vermicompost con 138 kg de N/92 kg de P₂O₅ como la práctica agronómica y económica óptima para el área de estudio y condiciones agroecológicas similares. Los autores sugieren además que este enfoque de gestión integrada de la fertilidad del suelo (ISFM) debe ser considerado para su inclusión en las políticas agrícolas nacionales para promover la salud sostenible del suelo y la producción de cultivos.