PLAN DINÁMICO DE FERTILIZACIÓN PARA ESCALOPINE VERDE (Cucurbita pepo)

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1 Tierra Tropical (2006) 2 (1): PLAN DINÁMICO DE FERTILIZACIÓN PARA ESCALOPINE VERDE (Cucurbita pepo) M.E. Alpízar, D.F. González, E. Spaans, P. Tabora 1 Universidad EARTH Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica Recibido 16 de enero Aceptado 4 de agosto RESUMEN Los mini vegetales representan una alternativa de diversificación agrícola en las zonas altas de Costa Rica. Por la falta de información acerca de su requerimiento nutricional, la fertilización se realiza con fórmulas comerciales que no contemplan las necesidades específicas del cultivo, ni las condiciones del suelo. Por lo anterior, se determinó la curva de absorción de nutrientes del cultivo para desarrollar planes de fertilización dinámicos en suelo y sistema hidropónico para Escalopine var. Starship, mediante investigación participativa en la finca La Ceiba, en Costa Rica. Tanto la curva de crecimiento como la curva de absorción de nutrientes mostraron un incremento casi lineal a través del tiempo, indicando que la aplicación de los fertilizantes debe ser durante todo el ciclo y proporcional al crecimiento de la planta. El plan de fertilización dinámico en hidroponía presentó la mejor opción debido a su menor costo y mayor producción. Palabras clave: Absorción, Escalopine var. Starship, fertilización, investigación participativa, nutrición, plan dinámico, sistema hidropónico. ABSTRACT Baby vegetables are alternatives of agricultural diversification in the highlands of Costa Rica. Due to the lack of information about its nutritional requirement, these vegetables are being fertilized with commercial formulas that do not contemplate the specific nutritional requirements of the crops, nor the soil conditions. Therefore, a nutrient absorption curve of the crop was determined to develop dynamic fertilization plans for Scallop gourd var. Starship grown in soil as well as in hydroponics, through participatory research with La Ceiba farm, Costa Rica. Both the growth curve as well as the nutrient absorption curve showed an almost linear increase with time, which indicates that the application of fertilizers should be throughout the growing cycle and proportional to the growth of the crop. It was found that the dynamic fertilization plan applied to hydroponics was the best option under the conditions of La Ceiba farm, considering its lowest cost and high production. Key words: Absorption, Scallop gourd var. Starship, fertilization, participatory research, nutrition, dynamic plan, hydroponics. INTRODUCCIÓN En Costa Rica, el sector agrícola representa un 8,8 % del PIB, razón por la cual juega un papel importante en la organización económica y social del país, como fuente de empleo y generador de ingresos (Agrocadenas, 2005). Gracias a su posición geográfica, su sistema montañoso y su cercanía a la línea ecuatorial, el país cuenta con una gran variedad de microclimas, que le han permitido desarrollar una amplia gama de productos agrícolas. 1 Contacto: Panfilo Tabora (ptabora@earth.ac.cr) ISSN:

2 14 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): Una de sus principales actividades es la producción de café, que ocupa actualmente más de ha cultivadas (Flores et al., 2002). Sin embargo, este negocio se ha visto afectado por la variación del precio en el mercado internacional, la cual ha generado una crisis económica y social en el país. Debido a esta situación, el gobierno y varias instituciones han tenido que plantear y ejecutar nuevas políticas que aseguren la estabilidad económica y social de los productores. Una de las estrategias implementadas ha sido la diversificación del sector agrícola, la cual pretende recolectar y difundir información sobre nuevos cultivos o actividades económicas que permitan contribuir al desarrollo de los agricultores y evitar su dependencia a un cultivo específico como el café (Flores et al., 2002). En base al buen precio y a la creciente demanda internacional y nacional, el Grupo de Beneficiadora Santa Eduviges (GBSE) reconoció el cultivo del Escalopine (Cucurbita pepo melopepo) como una opción viable para la diversificación agrícola en la zona alta de Alajuela. El cultivo se puede desarrollar en aquellos lotes de café que se encuentran en renovación o poda, permitiendo así un mejor aprovechamiento del terreno. No obstante, a pesar de la importancia económica que está tomando el cultivo, no existe todavía información confiable sobre los requerimientos nutricionales que permita optimizar su producción. Debido a la variabilidad que presentan las necesidades nutricionales de los cultivos, es necesario cuantificar la cantidad de nutrientes que las especies extraen en sus diferentes etapas de desarrollo, mediante la técnica de curvas de absorción. Una curva de absorción describe el consumo de nutrientes de la planta a través del tiempo, lo cual permite identificar cuáles de ellos demanda el cultivo, en qué momento o estado fisiológico de la planta éstos son extraídos y en qué cantidad (Rincón et al., 2001). A partir de dicha información es posible realizar una aplicación de fertilizantes más precisa, acorde a las necesidades de la planta en sus diferentes estados fisiológicos. Como respuesta a esta situación, se han propuesto planes dinámicos de fertilización, los cuales son un cálculo aproximado del consumo, salidas y entradas de nutrientes en un sistema agrícola. Dichos cálculos son basados y elaborados de acuerdo a las condiciones específicas del lugar de producción, con el fin de optimizar los recursos utilizados en el sistema y maximizar los rendimientos económicos. Adicionalmente, dichos planes deben contar con herramientas como los análisis de suelos (físicos y químicos), foliares, registros de cosecha e información climatológica, para evaluar y continuamente ajustar el sistema o plan de fertilización. A través de este método, el siguiente proyecto tiene como objetivo diseñar un plan de fertilización dinámico para el cultivo de Escalopine var. Starship, bajo las condiciones específicas de la finca La Ceiba en Alajuela, Costa Rica. Su propósito es desarrollar un sistema de producción que asegure un óptimo desarrollo del cultivo, principalmente a nivel nutricional, el cual se refleje en mayores beneficios económicos para el productor. MATERIALES Y MÉTODOS El proyecto se realizó mediante el método de investigación participativa en dos fincas del Grupo de Beneficiadora Santa Eduviges (GBSE) comerciales ubicadas en La Ceiba de Alajuela, Costa Rica. Las fincas se ubican a 840 msnm, con una temperatura promedio anual de 22 C y una precipitación promedio anual de 1940 mm. Alajuela corresponde a la latitud N y longitud O. Se seleccionaron estas fincas ya que en ellas no existía un plan dinámico de fertilización para la producción de Escalopine var. Starship, sino que la fertilización se realizaba en base a la fórmula nutritiva la Molina, la cual recibe este nombre debido a que fue desarrollada

3 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): por la Universidad La Molina, Perú (Universidad Nacional Agraria La Molina, 2005). Ésta es una solución hidropónica nutritiva general ampliamente usada en diferentes cultivos. El productor de estas fincas estaba considerando cambiar su sistema de producción en suelo a uno hidropónico, por lo cual se decidió evaluar la producción del mini vegetal en dos sustratos, suelo y hidropónico. El estudio consistió en tres experimentos. En el primer experimento se sembró el cultivo en hidropónico (piedra roja y arena de río) bajo techo y con la fórmula nutritiva la Molina, para elaborar la curva de absorción de nutrientes. En el segundo y el tercer experimentos, para compara los rendimientos del cultivo bajo la fertilización dinámica y la fórmula nutritiva la Molina, se sembró el cultivo de manera comercial en dos sustratos diferentes: hidropónico (piedra roja y arena de río) bajo techo y en suelo nativo en invernadero. En el invernadero se identificó el tipo de suelo presente mediante un mapeo: un suelo tipo Andisol de textura franco arcillo arenoso y una profundidad mayor a 3 m. En los tres experimentos, las semillas fueron sembradas primero en bandejas y transplantadas a los diez días en el substrato. Todos los tratamientos recibieron un manejo convencional de plagas y el mismo manejo agronómico, de manera que la única variable en los experimentos fue el paquete de fertilización aplicado. Los fertilizantes fueron disueltos en agua y aplicados en tres dosis directamente al sustrato (hidropónico o suelo) con bomba de espalda. La duración de cada experimento fue de 10 semanas En el primer experimento, las plántulas fueron transplantadas en dos camas de 1 m x 10 m. La distancia de siembra fue de 0.3 m entre plantas y 0.7 m entre hileras. Las camas fueron fertilizadas con el paquete convencional fórmula La Molina (Cuadro 1). Para la elaboración de la curva de absorción de nutrientes se utilizó la metodología propuesta por Bertsch (2003). Se realizaron cinco muestreos durante cuatro etapas fenológicas importantes del cultivo; botón floral, inicio de floración, floración y cosecha. Estas etapas correspondieron con los 23, 33, 40, 55 y 68 días después de la siembra, donde las últimas dos fechas corresponden a la época de cosecha. Cada muestra estuvo compuesta de cinco plantas, seleccionadas al azar entre plantas sanas, libres de plagas y enfermedades. Las muestras fueron enviadas al laboratorio el mismo día para análisis químico completo (Benton et al., 1982) de cada una de sus partes (hoja, tallo, raíz, flor y fruto). En total se extrajeron 25 plantas de un total de 133 sembradas para tal fin. Cuadro 1. Composición de la fórmula Molina para Escalopine var. Starship en el primer experimento. Componente Aplicación (g/cama) Componente Aplicación (g/cama) MAP 1102 Metalosato café 172 CaNO Metalosato cobre 19 KNO Metalosato hierro 49 MgSO Metalosato manganeso 32 HBO 3 20 Metalosato zinc 19 En el segundo experimento, la distancia de siembra para ambos sustratos fue de 0.3 m entre plantas y 0.7 m entre hileras. En el suelo en invernadero, se sembraron cuatro camas de 0.7 m x 13 m. Dos camas (Camas 1 y 2) fueron fertilizadas de acuerdo al paquete convencional fórmula La Molina y dos (Cama 3 y Cama 4) conforme a un plan de fertilización dinámico (Cuadro 2). Este plan fue calculado en base al estado de fertilidad del suelo, conocido mediante

4 16 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): un análisis químico (Page et al., 1982) y la información encontrada en la literatura sobre la absorción total de nutrientes de otra Cucurbitaceae (Bertsch, 2003). En el sistema hidropónico bajo techo se sembraron tres camas de 1 m x 10 m. Las tres camas fueron fertilizadas con el paquete convencional fórmula La Molina (Cuadro 2). Cuadro 2. Plan de fertilización para Escalopine var. Starship en suelo y en hidropónico en el segundo experimento. Aplicación en Substrato (g/cama) Componente Suelo Hidropónico Camas 1 y 2 Cama 3 Cama 4 Camas 1, 2 y 3 MAP CaNO KNO Urea MgSO Cal Dolomítica Yeso Metalosato de café Metalosato cobre Metalosato de hierro Metalosato manganeso Metalosato zinc HBO Para el tercer experimento del cultivo, se desarrolló un segundo plan de fertilización dinámico para suelo (Cuadro 3), calculado con los resultados del análisis de suelo de cada cama y la información obtenida de la curva de absorción. Para los cálculos se asumió una profundidad de raíces de 15 cm y un valor de 0.8 g/cm 3 para la densidad aparente, por tratarse de un suelo de origen volcánico. Estos se elaboraron siguiendo el procedimiento descrito en la Figura 1. Cuadro 3. Plan de fertilización para Escalopine var. Starship en suelo y en hidropónico en el tercer experimento. Componente Aplicación en Substrato (g/cama) Suelo Hidropónico Cama 1 Cama 2 Cama 3 Camas 1, 2 y 3 MAP CaNO KNO MgSO Metalosato de café Metalosato cobre Metalosato de hierro Metalosato manganeso

5 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): Dicho plan fue evaluado junto con un plan dinámico de fertilización para sistema hidropónico (Cuadro 3) en base a la curva de absorción obtenida. Debido a que los metalosatos son multiminerales, el cálculo de su aplicación se basó en el elemento presente en menor cantidad. Durante este experimento, se sembraron 3 camas de 0.7 m x 27 m en suelo en invernadero y 3 camas de 1 m x10 m en sistema hidropónico. Requerimiento suelo, kg/ha (nivel óptimo acorde análisis de suelo) Absorción del cultivo, kg/ha/ciclo (curva de absorción) + = Requerimiento neto del sistema agrícola, kg elemento puro/ha/ciclo Requerimiento neto Eficiencia del ( sistema agrícola elemento, % ) Contenido del elemento en el fertilizante, % = Fertilizante a aplicar, kg/ha/ciclo Figura 1. Cálculos utilizados para la elaboración de planes dinámicos de fertilización. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En campo se observó que las etapas fenológicas del cultivo sucedieron durante los siguientes días: botón floral a los 23 días, inicio de floración a los 33 días, floración máxima a los 40 días y cosecha a partir de los 55 días después de la siembra. El crecimiento en peso seco de cada tejido (g/planta) correspondiente a los puntos fenológicos identificados en campo (Figura 2). 70 Peso seco (g/planta) Total Hojas Tallos Raíz Flores y frutos Días después de siembra Figura 2. Curva de crecimiento en peso seco de Escalopine var. Starship durante 4 etapas fenológicas del cultivo.

6 18 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): La tendencia en la absorción de macro y micro elementos por la planta entera fue muy similar al crecimiento de la planta (Figura 2 y Cuadro 4) y se mantuvo en aumento a lo largo del periodo, especialmente a partir de los 40 días (floración). De acuerdo a lo anterior, la disponibilidad de los elementos debe ser constante desde el inicio hasta el final del ciclo. De esta forma, los fertilizantes deben distribuirse en forma proporcional a la curva de crecimiento del cultivo. Cuadro 4. Crecimientos totales y diarios durante 4 etapas fenológicas del cultivo (derecha). Días después de la siembra Crecimiento total Crecimiento/ día 23 7% 0.3% 33 7% 0.7% 40 23% 1.8% 55 21% 1.4% 68 42% 3.2% En la curva de absorción de nutrientes de este cultivo se encontró que la absorción de nutrientes de Escalopine var. Starship es diferente a lo reportado para Cucurbitceaes ((Bertsch, 2003), lo cual confirma la necesidad de contar con esa información específica para el cultivo. También se encontró que la absorción de nutrientes no presentó anomalías, sino que es proporcional al crecimiento de la planta. En Experimento 2 y Experimento 3, en el suelo, las plantas fertilizadas con la fórmula la Molina presentaron una mayor vigorosidad y un mayor tamaño de hojas y tallos, a diferencia de las plantas que recibieron los planes dinámicos (Cuadro 5). Además, las camas fertilizadas con el plan dinámico presentaron una mayor incidencia al hongo conocido como Mildiú polvoso (Erysiphe sp.) (Figura 3). Cuadro 5. Rendimiento (g/planta) de los planes de fertilización aplicados durante los experimentos 2 y 3. Producción (g/planta) Suelo Hidropónico La Molina Plan dinámico La Molina Plan dinámico Exp. 2 Exp. 2 Exp. 3 Exp. 2 Exp Figura 3. Presencia de Mildiú polvoso en Escalopine var. Starship.

7 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): Las plantas en sistema hidropónico fertilizadas con la Molina produjeron un exceso de biomasa que dificultó las prácticas culturales y en muchos casos produjo la caída y muerte de las mismas. Posiblemente esto fue lo que provocó una menor producción de la Molina en comparación con el plan dinámico en el sistema hidropónico, el cual obtuvo un rendimiento de 30% mayor que la Molina (Cuadro 5). La baja productividad obtenida con el plan dinámico en el suelo puede ser debido a su deficiente cantidad de nutrientes (g/planta). El suministro de N, P y K (g/planta) de este plan fue un 65% menor que el de la fórmula Molina (Cuadro 6). Adicionalmente, el suministro total de elementos (g/planta) de la fórmula la Molina se mantuvo entre un 60 y un 90% por encima de la cantidad de nutrientes en el plan dinámico para sistema hidropónico (Cuadro 6). De acuerdo a lo anterior, el plan dinámico de fertilización para sistema hidropónico cumplió con el objetivo de maximizar los recursos y la producción de la finca. En el Cuadro 6 también se presenta la absorción total de nutrientes por planta y por fruto (g/planta). Esta última no superó el 11% del total absorbido por la planta, lo cual indica que no existen exportaciones mayores de nutrientes durante la cosecha. Por otro lado, en las curvas de absorción las hojas y tallos constituyeron los tejidos con mayor contenido de nutrientes a lo largo del ciclo, lo cual posibilita el reciclaje al sistema de parte de los nutrientes absorbidos por la planta mediante la incorporación del material vegetal al suelo después de su cosecha. A largo plazo, el aporte de nutrientes y materia orgánica al suelo podría reducir la tasa de fertilización, de manera que sea necesario devolver al sistema solamente lo que se extrae con la cosecha. Cabe resaltar que dicha práctica no es válida para un sistema hidropónico. Cuadro 6. Aplicación total de los nutrientes (g/planta) de los planes de fertilización para el cultivo de Escalopine var. Starship, en suelo y sistema hidropónico, y la absorción (g/planta) por total de la planta y por el fruto. Nutriente Suelo (g/planta) Hidropónico (g/planta) Absorción (g/planta) La Molina Plan dinámico La Molina Plan dinámico Total la Exp. 2 Exp. 2 Exp. 3 Exp. 2 Exp. 3 planta Fruto N P K Ca Mg S Fe x x10-3 Zn x x10-3 B x x x10-3 Mo 0.2x x x10-2 Cu 0.8x x x x x x10-4 Mn x10-3

8 20 Alpízar et al. / Tierra Tropical (2006) 2 (1): Debido a la alta variabilidad del suelo, tanto en espacio como en tiempo, bajo el concepto de un plan dinámico, no es congruente dar una recomendación estándar de fertilización. Más bien, un plan dinámico procura calcular la fertilización basada en las condiciones específicas de cada siembra, donde la curva de absorción es únicamente el inicio y una referencia válida para establecer este plan de fertilización. Es importante monitorear y ajustarlo de acuerdo al nivel de producción y los nutrientes en la planta y el suelo. CONCLUSIONES A través de la investigación realizada se desarrollaron planes de fertilización dinámicos para Escalopine var. Starship en suelo y sistema hidropónico, de acuerdo a las condiciones específicas de la finca La Ceiba. Para aumentar la certeza de los cálculos, se determinó la curva de absorción de nutrientes del cultivo, a través de la cual fue posible conocer la demanda nutricional de la planta durante las diferentes etapas de su ciclo. La evaluación agronómica y económica de los diferentes tratamientos aplicados en suelo y sistema hidropónico dio como resultado que el plan de fertilización dinámico en sustrato inerte para la producción de Escalopine en la finca La Ceiba, es la mejor opción. Esta alternativa se centró en las facilidades y ventajas que brinda este sistema frente al cultivo en suelo, principalmente en cuanto a la reducción de costos y el aumento en la productividad. LITERATURA CITADA Agrocadenas Indicadores Macroeconómicos: Costa Rica (en línea). Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Observatorio Agrocadenas, CO. Consultado el 18 de marzo del Disponible en Benton, J.; Wolf, B.; Mills, H The essential elements. In Plant Analysis Handbook: A Practical Sampling, Preparation, Analysis, and Interpretation Guide. Micro-Macro Publishing. Georgia, US. p Bertsch, F Absorción de nutrientes por lo cultivos. In La Fertilidad de los Suelos y su Manejo. Asociación Costarricense de la Ciencia del Suelo. San José, CR. p Flores, M.; Bratescu, A.; Martínez, J.; Oviedo, J.; Acosta A Centroamérica: El impacto de la caída de los precios del café (en línea). Consultado el 12 de junio del Disponible en Page, A.L.; Miller, H.; Keeny, D.R (Eds.) Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy. 2nd. Edition. Wisconsin, US p. Rincón, L.; Pérez, A.; Sáez, J.; Abadía, A.; Pellicer, C Extracción de nutrientes del apio en riego por goteo (en línea). Consultado el 10 de marzo del Disponible en Universidad Nacional Agraria La Molina, PE Solución Hidropónica La Molina (en línea). Centro de Investigación de Hidroponía y Nutrición Mineral. Lima, PE. Consultado el 27 de abril del Disponible en