XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo

Transcripción

1 XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra Cusco Perú, del 9 al 15 de Noviembre del 2014 Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES (N, P, K y Ca) DE Rubus glaucus B., DURANTE CRECIMIENTO VEGETATIVO Bolaños Benavides, M.M. 1*, Cardona, W.A. 1, Ramírez, W.L. 1, Arguelles, J.H. 1 CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA (CORPOICA) C. I. TIBAITATÁ *Autor de contacto: mmbolanos@corpoica.org.co; P.O. Box ; (+57 1) ( Ext. 1204) RESUMEN En Colombia ha sido creciente la producción y área sembrada en mora, tal es el caso de Cundinamarca, departamento con mayor área sembrada (3226ha en 2008) y se pronostica incremento de 1500ha más para 2026, sin embargo, los rendimientos se han mantenido constantes; abriendo cada vez más la brecha tecnológica. Diversos factores limitan rendimientos, siendo la nutrición uno de los principales. Por lo anterior, se evaluó durante los primeros tres meses (crecimiento vegetativo inicial), la extracción de nutrientes (N, P, K y Ca) en vitroplantas de mora sin espinas, posteriormente endurecidas y finalmente trasplantadas a invernadero. Para determinar curvas de absorción de nutrientes, se utilizó diseño de bloques completos al azar con arreglo compuesto central ortogonal que generó 25 tratamientos (consistentes en aplicación semanal de 25 soluciones nutritivas con concentraciones variables de nutrientes) se permitió ajustar una superficie de respuesta (regresión). Cada semana se registró altura de planta (cm) y número de foliolos. Mensualmente se realizaron muestreos destructivos, tomando cinco plantas por tratamiento. Una vez procesadas en laboratorio se registró: longitud tallo (cm), número foliolos, longitud (cm) y volumen raíz (cm 3 ), área foliar (cm 2 ), peso fresco y seco de tallo, raíz y hoja. Posteriormente, se determinó concentración de nutrientes para elaborar curvas de absorción. Los resultados obtenidos permitieron identificar tres tratamientos que se caracterizaron por presentar mejores respuestas en las variables de estudio: (36gN 43gP 2O 5 18gK 2O 9gCaO/planta) donde se registró mayor altura, número de foliolos y absorción de P. (12gN 9gP 2O 5 18gK 2O 21gCaO/planta) registrando mayor desarrollo radical y (41gN 26gP 2O 5 36gK 2O 15gCaO/planta) donde las plantas presentaron mayor absorción de N, K y Ca. PALABRAS CLAVE Compuesto central ortogonal, curvas de acumulación, soluciones nutritivas

2 INTRODUCCIÓN Actualmente, el cultivo de mora en Colombia enfrenta limitaciones de tipo fitosanitarias y nutricionales principalmente, se suma a esto, la dependencia de un número reducido de variedades y baja calidad genética del material de siembra (Barrero, 2009), motivos que hacen necesario profundizar en investigaciones tendientes a cerrar la brecha tecnológica que abren las mencionadas limitaciones. La mora sin espinas es un material que ha sido reportado como notable por su capacidad productiva pues se pueden obtener rendimientos anuales de hasta 15t.ha -1. Esta característica de mayor productividad se ha encontrado asociada a una mayor producción de tallos o ramas más productivas y a menor número de ramas improductivas en comparación a mora de castilla con espinas (Grijalba et al., 2010). En cuanto a la nutrición y fertilización, los resultados de investigación acerca de este cultivo son escasos, lo que origina un desconocimiento de requerimientos nutricionales y su impacto en los rendimientos. Aún no se ha logrado determinar niveles o dosis que permitan dilucidar requerimientos nutricionales de la mora. Es así, como estudios de requerimientos de nutrientes y desarrollo de curvas de absorción, se convierten en herramientas valiosas para estimar dosis total de nutrientes necesarias para alcanzar rendimientos óptimos del cultivo. Su utilidad e importancia no radica solo en óptimos rendimientos, sino que conjuga una serie de factores esenciales y de gran importancia en la práctica de fertilización, como lo son: momento oportuno, cantidad de fertilizante, fuentes a utilizar, entre otros factores que permiten encontrar eficiencia, y aumentar precisión en nutrición del cultivo. Bertsch (2005) ha realizado varios trabajos sobre absorción de nutrientes en diversos cultivos. Partiendo de estos estudios, se han planteado ciertas condiciones para la realización de esta investigación. Uno de los principios básicos es que la cantidad de nutrientes absorbida por una planta determinada se obtiene de la relación entre el peso seco de los tejidos y la concentración de nutrientes en dichos tejidos. Para la construcción de la curva de acumulación se deben recopilar los datos mencionados en varias etapas durante el ciclo de cultivo, hasta llegar al rendimiento comercial obtenido por este y relacionarlo con la demanda de nutrientes. El objetivo de esta investigación fue determinar los requerimientos nutricionales (N, P, K y Ca) de la mora sin espinas (Rubus glaucus B.) en la fase inicial de crecimiento vegetativo. MATERIALES Y MÉTODOS El experimento se llevó a cabo en el Centro de Investigación Tibaitatá, de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria CORPOICA, localizado a 4º 42' Latitud Norte y 74º 12' Longitud Oeste. En el laboratorio de Micro propagación del Centro de Biotecnología y Bioindustria de CORPOICA, se propagaron las vitroplántulas de mora sin espinas. Luego, el material se dispuso en bandejas translucidas con turba inerte más 1g de Glomus sp/planta para la etapa de endurecimiento durante 30 días. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar (BCA), con un diseño de tratamientos denominado Compuesto Central Ortogonal que permite obtener un modelo de regresión (una superficie de respuesta que corresponde a un polinomio de segundo grado). Se evaluaron tres niveles de nitrógeno (N) 25, 50 y 75%, fósforo (P) 30, 75 y 120%, potasio (K) 15, 30 y

3 45% y calcio (Ca) 30, 50 y 70%. Los tratamientos consistieron en la aplicación de 25 soluciones nutritivas; cada tratamiento contó con una unidad experimental de cinco plantas y tres repeticiones para un total de 1125 plantas. La frecuencia de aplicación fue cada cuatro días durante tres meses, con un volumen de aplicación de 44ml por planta; incrementando cada mes la cantidad del nutrimento suministrado de acuerdo al desarrollo de las plántulas. Las plántulas se sembraron en recipientes con 500g de sustrato, que consistió en una mezcla de turba: arena: cascarilla de arroz en relación 2:1:1. Los muestreos destructivos para determinar los tres puntos de acumulación de nutrimentos, se realizaron a los 30, 60 y 90 días después de trasplante (DDT) con lo que se obtuvieron las curvas de acumulación en tres tiempos correspondientes a la fase vegetativa inicial de la planta de mora. Se realizaron evaluaciones semanales de altura y número de hojas por planta. En el muestreo destructivo, las plantas se procesaron así: a) parte aérea (pecíolo y lámina), b) tallo, c) raíz. Para determinar peso seco, el material clasificado en diferentes secciones de planta se colocó en bolsas de papel y se introdujo en una estufa a 70ºC por 24 a 48h hasta que alcanzó peso constante. El análisis químico de concentración de nutrimentos se realizó en una muestra compuesta por cinco plantas y según el órgano de la planta a analizar. Con base en peso seco y concentración de nutrimentos, se estimó acumulación de elementos en planta. Adicionalmente, se realizaron curvas de acumulación con tres puntos de referencia correspondientes a uno, dos y tres meses. Para determinar la demanda de nutrientes se siguió la metodología utilizada por Bertsch (2005), en donde a partir de la toma de pesos secos de órganos de planta en varios puntos en el tiempo y teniendo en cuenta análisis de nutrientes en tejidos de planta se puede calcular cantidad de nutrientes absorbidos por el cultivo, esto se hizo multiplicando concentración del nutriente (N, P, K y Ca) por peso del tejido. Adicional a esto, se midió longitud de parte aérea y raíz y número de hojas por planta en cada muestreo destructivo. El análisis estadístico se realizó mediante el programa SAS (versión 9.13), determinando análisis de varianza y una prueba de comparación de Tukey, con nivel de confianza de (P<0,05). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Altura del tallo y número de foliolos. Con aplicación de la solución que contenía 36gN 43gP 2O 5 18gK 2O 9gCaO/planta, (tratamiento 4), las plantas mostraron una altura superior, comparadas con los demás tratamientos, presentándose un aumento en la altura de 5cm mensual (9,93cm durante el primer mes y 20,83cm al finalizar el tercer mes) (Figura 1a). Las plantas que recibieron las soluciones con la concentración más baja de N, P o ambos (dosis inferiores a 36gN y 43gP 2O 5/planta), presentaron menor altura (con ganancia mensual de 2 a 3cm), contrario a lo reportado por Martínez (1995), quien afirma que en los primeros periodos de crecimiento de plantas, la carencia de nitrógeno determina mayor elongación de tallos. En la Figura 1b se observa que las plantas con mayor número de foliolos fueron las que recibieron el tratamiento 4, ya que se requieren grandes cantidades de nitrógeno y fósforo para emisión de parte aérea y radical de la planta.

4 a b Figura 1. a. Altura de plantas. b. Número de foliolos de las plantas que recibieron los mejores tratamientos de fertilización Volumen y longitud de raíz. Durante el primer mes, las plantas que presentaron mayor volumen de raíz fueron las que recibieron la solución con 12gN 9gP 2O 5 18gK 2O 21gCaO/planta (tratamiento 9) es decir, la solución con alta concentración de calcio influyó en desarrollo radical de las plantas (Figura 2). Durante los meses siguientes, se observó que plantas que presentaron volumen radical más alto y que aumentó con el tiempo en función de su longitud, fueron las que recibieron 36gN 43gP 2O 5 54gK 2O 9CaO/planta (tratamiento 8), caracterizado por presentar una alta concentración de fósforo. Valores más bajos se presentaron en plantas que recibieron dosis medias y bajas de fósforo (< 29gP 2O 5/planta). La longitud de la raíz tuvo gran variación en función de la solución aplicada, encontrándose plantas con longitud entre 7 y 8cm, hasta alcanzar valores superiores a 20cm en el tercer mes, este último usando la solución del tratamiento 9, similar a lo encontrado por Martínez (1995), quien demuestra que deficiencias de nitrógeno inducen elongación de raíz cuando el elemento no se suministra en estados iniciales de desarrollo de plantas; fenómeno que se puede estar presentando por procesos fisiológicos que inducen en la planta una respuesta a buscar más nutrientes por medio de una raíz más larga. Longitud Raíz (cm) Tratamientos 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Volumen M Figura 2. Relación entre longitud y volumen de raíz en las plantas que recibieron los mejores tratamientos de nutrición. Peso seco. Como se observa en la Figura 3a y b, la mayor acumulación de peso en cada órgano (hoja, tallo y raíz) se presentó en las plantas que recibieron los tratamientos 4 y 18; debido a la alta concentración de nitrógeno suministrado (36 y

5 41gN, respectivamente), lo que concuerda con lo encontrado por Castaño et al. (2008) evaluando deficiencias nutricionales en mora variedad San Antonio; donde el tratamiento que no tenía nitrógeno presentó menor peso seco en comparación con los demás tratamientos, esto corrobora la importancia de este elemento en el crecimiento de plantas y formación de tejidos y, por ende, en incremento de materia seca. Menor peso seco de raíces (Figura 3c) se registró en plantas que recibieron 24gN 26gP 2O 5 11gK 2O 15gCaO/planta (tratamiento 21), caracterizado por presentar niveles bajos de nitrógeno, fósforo y calcio, similar a lo reportado por Castaño et al. (2008), donde el menor peso seco de raíz se observó en ausencia de calcio, mostrando la estimulación de la división celular en los puntos meristemáticos que ofrece este elemento y el cual brinda estabilidad a células durante su división. El mayor desarrollo de raíces que presentaron las plantas del tratamiento 4 se explica por la alta concentración de N y P; adicionalmente la baja concentración de calcio que presenta esta solución no permite que compita con el fósforo suministrado y se precipite como fosfato de calcio. a b c Figura 3. Peso seco de hoja (a), tallo (b) y raíz (c) de las plantas que mostraron la mejor respuesta a los tratamientos de fertilización Curvas de Concentración Nitrógeno. En la Figura 4, se observa la acumulación de nitrógeno en los diferentes órganos de la planta, las hojas son el órgano que más demanda nitrógeno para su desarrollo. Las plantas que recibieron los tratamientos 18 y 4 (con altas concentraciones en sus soluciones de nitrógeno y fósforo, respectivamente) presentaron la mayor acumulación de nitrógeno en hoja, tallo y raíz. Fósforo. Plantas que recibieron la solución nutritiva del tratamiento 18 tuvieron mayor acumulación de este nutriente en hoja; en contraste, la acumulación más alta de fósforo en tallo y raíz se obtuvo en plantas que recibieron la solución nutritiva del tratamiento 4; la cual presentaba una concentración más alta de fósforo necesario para el desarrollo de raíz (Figura 5).

6 Figura 4. Acumulación de nitrógeno en hoja, tallo, raíz y total bajo dosis de: A. 41gN 26gP 2O 5 36gK 2O 15gCaO/planta (Tratamiento 18). B. 36gN 43gP 2O 5 18gK 2O 9gCaO/planta. (Tratamiento 4). Figura 5. Acumulación de fósforo en hoja, tallo, raíz y total bajo dosis de: A. Tratamiento 18. B. Tratamiento 4. Potasio. A nivel foliar, plantas que recibieron solución nutritiva del tratamiento 18, presentaron mayor acumulación de potasio, de igual forma sucede con el tallo, es decir que son dos órganos que aumentan la demanda de este nutriente en el tiempo (Figura 6). Las plantas que tuvieron mayor acumulación radical de este nutriente, fueron las que recibieron el tratamiento 4, indicando, bajo las condiciones de este estudio, que no es un órgano que requiera de grandes cantidades de este nutriente para su desarrollo. A. B. Figura 6. Absorción Potasio en hoja, tallo, raíz y total, bajo dosis de: A. Tratamiento 18. B. Tratamiento 4.

7 Calcio. Hojas de plantas que recibieron soluciones nutritivas de tratamientos 4 y 18, presentaron el mismo valor de acumulación de calcio (Figura 7). Mientras que la mayor acumulación de Ca en tallo, se observó en plantas que recibieron el tratamiento 4. En contraste, cuando el aporte de calcio hacia la raíz fue 15gCaO/planta, se dio translocación de este nutriente hacia parte aérea de planta. Figura 7. Acumulación de Calcio en hoja, tallo, raíz y total bajo dosis de: A. Tratamiento 18. B. Tratamiento 4. En resumen, el nutriente que más acumuló la planta para su desarrollo vegetativo inicial fue el potasio, seguido del nitrógeno, presentándose el siguiente orden de acumulación o demanda: K > N > Ca > P. CONCLUSIONES Las plantas que recibieron solución nutritiva correspondiente al tratamiento 4 (36gN 43gP 2O 5 18gK 2O 9gCaO/planta); presentaron la mejor respuesta en las variables: altura de tallo y número de foliolos. Plantas que recibieron la solución nutritiva referente al tratamiento 9 (12gN 9gP 2O 5 18gK 2O 21gCaO/planta); presentaron los valores más altos en desarrollo radicular. Los valores más altos de peso seco en hoja, tallo y raíz, se obtuvieron en las plantas que recibieron las soluciones nutritivas correspondientes a los tratamientos 4 y 18. El potasio y el nitrógeno son nutrientes fundamentales para el desarrollo vegetativo inicial de las plantas de mora; pero es importante dejar claro que es necesario un adecuado balance entre los tres macronutrientes, en especial la relación N/K y N/P. El calcio y el fósforo juegan un papel importante en el desarrollo radicular de la planta de mora. Plantas que recibieron el tratamiento 18 (41gN 26gP 2O 5 36gK 2O 15gCaO/planta) presentaron, concentraciones más altas de nutrimentos, seguidas por plantas que recibieron el tratamiento 4; sin embargo, aunque agronómicamente el tratamiento 18 puede ser catalogado como el más adecuado, es importante aclarar que

8 económicamente es más rentable escoger el tratamiento número 4 como línea base para futuros ensayos de acumulación de nutrientes en campo, pues requiere de menos concentración de nutrientes (menos costos) para obtener plantas más altas y con mayor área fotosintética. AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus agradecimientos al Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Colombia por el financiamiento del proyecto titulado: Requerimientos nutricionales (N, P, K y Ca) de la mora (Rubus glaucus B.,) determinados en vivero (2013). BIBLIOGRAFÍA Barrero L. E Caracterización, evaluación y producción de material de mora con alto valor agregado. Compilación de artículos científicos. CORPOICA. 84p. Bertsch, F Estudios de absorción de nutrientes como apoyo a las recomendaciones de fertilización. Informaciones agronómicas, N 57. INPOFOS. Castaño, C.A., Morales, C.S & Obando, F.H Evaluación de las deficiencias nutricionales en el cultivo de la mora (Rubus glaucus) en condiciones controladas para bosque montano bajo. Revista Agronomía. 16(1): 75-88, Grijalba, C.M., Calderón, L.A., y Pérez, M.M Rendimiento y calidad de la fruta en mora de castilla (Rubus glaucus Benth), con y sin espinas, cultivada en campo abierto en Cajicá (Cundinamarca, Colombia). Revista Facultad de Ciencias Básicas, Universidad Militar de Nueva Granada. Volumen 6, Número 1, Pág Martínez, G.F Elementos de la fisiología vegetal. España: Artes gráficas - Ediciones Mundi Prensa.