Efecto de la aplicación de distintos fertilizantes en dos ciclos de cultivo de lechuga romana

Transcripción

1 Efecto de la aplicación de distintos fertilizantes en dos ciclos de cultivo de lechuga romana E. Conesa 1, A. Esteban 1, J. Álvarez-Rogel 2, A. Pato 3, L.F. Condés 3, J. Ochoa 1 y J.A. Fernández 1 1 Departamento de Producción Vegetal. UPCT. Cartagena, Murcia. 2 Departamento de Ciencia y Tecnología Agraria. UPCT. Cartagena, Murcia. 3 OCA Torre Pacheco. Consejería de Agricultura y Agua. Comunidad Autónoma de Murcia Palabras clave: Bioprón, Rombiorgan, Producción Integrada, fertilizante de liberación lenta, sondas de succión Resumen Se estudió el efecto de cuatro tratamientos distintos de fertilización: 1) el recomendado para Producción Integrada en la Región de Murcia, 2) un abonado ecológico líquido (Rombiorgán), 3) dos fertilizantes nitrogenados de liberación lenta y 4) una mezcla de bacterias fijadoras (Bioprón), en la evolución de nitratos en lixiviados y en planta en dos ciclos de cultivo (primavera y otoño) de lechuga tipo romana cv. Olympus. Se realizaron tres repeticiones de cada tratamiento distribuidas al azar en una parcela al aire libre. Cada repetición estaba compuesta por tres caballones de 6 m de longitud y 1 m de separación entre mesetas. En el caballón intermedio se colocaron unas sondas de succión a dos profundidades distintas (30 y 60 cm) para recoger el lixiviado del agua de riego y de donde se obtuvieron, en el momento de la recolección, las plantas objeto de estudio. En el ciclo de cultivo primaveral, con los fertilizantes de Rombiorgan y Biopron se consiguió una disminución en el contenido de nitratos en planta, a la vez que se obtuvo una mejor producción final de lechuga. El abonado que provocó una mayor acumulación de nitratos en hojas, una mayor concentración de nitratos en la sonda de 60 cm y un menor rendimiento en la producción del cultivo fue el de Producción Integrada. En el ciclo de cultivo otoñal no se obtuvieron diferencias en el contenido de nitratos de los lixiviados entre tratamientos, aumentando el contenido de nitratos en hoja respecto al cultivo de primavera. El menor rendimiento en la producción del cultivo se obtuvo con Biopron. En general, en esta plantación se obtuvieron lechugas más altas y anchas y con un mayor contenido de clorofila, respecto a la plantación primaveral. INTRODUCCIÓN El uso de abonados nitrogenados es una práctica frecuente en la agricultura, por lo que en ocasiones se declaran zonas vulnerables debido al riesgo elevado de que se produzca lixiviación y contaminación de las aguas subterráneas por este nutriente en áreas de agricultura intensiva (Nolasco et al., 2005); asimismo dichos autores indican que la fertilización tradicional supone un aporte excesivo de nitrógeno, produciéndose grandes pérdidas por lixiviación y volatilización. Además de las consecuencias ambientales, existe el problema de la acumulación de nitratos por parte de la planta (Hochmuth, 1992), que depende tanto de factores genéticos, ambientales (humedad atmosférica, temperatura, radiación, fotoperiodo), como de factores agrícolas (dosis de nitrógeno y formas químicas, disponibilidad de otros nutrientes, uso de herbicidas etc.) (Santamaría, 2006). La concentración de nitratos en las hojas comestibles de los cultivos está regulada por la Comisión Europea Reglamento Nº 563/2002, que ha fijado límites máximos para proteger a los consumidores de posibles riesgos toxicológicos tras el consumo de alimentos ricos en nitratos (Pavlou et al., 2007). Es conocido que la concentración 214

2 de nitrato en planta, generalmente se incrementa con el aumento de la disponibilidad de nitrógeno en el medio de cultivo (Santamaría et al., 2002), por lo que el aporte indiscriminado de nitrógeno puede repercutir negativamente sobre el medio ambiente y sobre la calidad de la hortaliza, lo que ha llevado consigo la exigencia de una limitación de aportaciones orgánicas, nitrogenadas, o de otra naturaleza para reducir los riesgos de contaminación (Nolasco et al., 2005). Mediante técnicas no contaminantes compatibles con producciones comerciales es posible mantener la fertilidad del suelo y cuidar los recursos del suelo y agua. El objetivo de este trabajo fue determinar y comparar en qué medida diferentes tratamientos de fertilización, aplicados a dos ciclos de cultivo (primavera y otoño) de lechuga romana cv. Olympus, pueden generar problemas por lixiviación de nitratos o acumulación de éstos en planta. Para esto se estudió la evolución de nitratos en lixiviados y se analizó el contenido de nitratos en planta, a fin de determinar el tratamiento más adecuado para el cultivo de lechuga romana. Asimismo, se estudiaron los efectos de los tipos de fertilización sobre distintos parámetros del desarrollo vegetativo de la lechuga tipo romana para evaluar índices de rendimiento y calidad en cada ciclo de cultivo. MATERIALES Y MÉTODOS Descripción del experimento en campo Este experimento se realizó en dos ciclos de cultivo (primavera y otoño) de lechuga tipo romana cv. Olympus, en una parcela a campo abierto, en la Estación Experimental Agroalimentaria Tomás Ferro (ESEA), situada en La Palma (Cartagena), perteneciente a la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT). Se compararon entre sí cuatro aportes distintos de fertilización: a) Producción Integrada en la Región de Murcia; fertilización siguiendo las recomendaciones de abonado para lechuga que dicta la Normativa de Producción Integrada de la Región de Murcia (43 kg/ha de NH 4 NO 3, 57,69 kg/ha de KH 2 PO 4, 218,23 kg/ha de K 2 NO 3 y 111,11 kg/ha de (NO 3 ) 2 Ca ); 2) Rombiorgán (abonado ecológico líquido: 31% materia orgánica -M.O.- 1% N, 0,5% P, 2% K ) a una dosis de 60 litros/ha; 3) fertilizantes nitrogenados de liberación lenta ( 40 l/ha de Glucoumato base L1 (0,8% N) y 186 l/ha de Glucoumato L2 (18% N)) y 4) + 57,69 kg/ha de KH 2 PO 4 y 200,77 kg/ha de K 2 SO 4 y 4) Bioprón (mezcla de bacterias fijadoras (Azospirillium brasilense (Cepa M3), Pantoea dispersa (Cepa C3),) + 240kg/ha de K 2 SO 4. Se diseñó un experimento en tres bloques de repetición. En cada bloque, la parcela elemental estuvo formada por tres caballones de 6 m de longitud y 1 m de separación entre mesetas, realizándose tres repeticiones de cada tratamiento distribuidas al azar. El caballón intermedio fue el de muestreo, de donde se obtuvieron las plantas objeto de estudio tras la recolección. El primer ciclo de cultivo comenzó el 12 de abril y finalizó el 8 de junio de 2007, siendo por tanto su duración de 57 días. En este periodo, la temperatura máxima registrada fue de 24,8º C y la mínima de 18º C, siendo la precipitación total de 4 mm. El segundo ciclo de cultivo comenzó el 3 de octubre, y la recolección se realizó el 17 de diciembre, con una duración de 75 días. Durante este periodo la temperatura máxima registrada fue de 22º C y la mínima de 7,2º C, siendo la precipitación total de 187,4 mm. Las lechugas utilizadas fueron adquiridas en un semillero y plantadas en la parcela en forma de plántula con 3 ó 4 hojas verdaderas. Antes de la plantación, y para la preparación del suelo, se adicionó estiércol, sólo antes de la primera plantación, y se realizaron las labores con subsolador, fresadora y, finalmente acaballonadora para preparar los caballones. 215

3 El agua utilizada para el riego tuvo una conductividad eléctrica de 1,3 ds m -1 y un ph de 7,5, siendo su procedencia de la balsa propiedad de la finca que recibe sus aguas del trasvase Tajo-Segura. En los dos ciclos de cultivo, inmediatamente después de la plantación, se les suministró a las plántulas un riego abundante para la implantación del cultivo. El resto de riegos que se adicionaron se determinaron teniendo en cuenta la evapotranspiración de la semana anterior por el método de Penman-Monteith y el aporte total varió, para el primer cultivo entre 2,44 m 3 al principio del cultivo hasta 9,6 m 3, mientras que en el segundo cultivo el aporte fue de 2,95 m 3 al inicio del cultivo y 2,1 m 3 al final. En el primer ciclo se comenzó regando dos veces por semana y a partir de la quinta semana, cuando el calor fue más intenso, tres veces, mientras que en el segundo cultivo, se comenzó regando tres veces y a partir de la quinta semana se realizaron dos riegos. En ambas plantaciones, en la primera semana el riego fue tan sólo con agua, por lo que no fue hasta la segunda semana cuando se empezó a incorporar el abono, en cada uno de los distintos tratamientos, hasta el final del cultivo. La colocación de las sondas de succión se realizó una semana después del transplante, insertando cuatro sondas (dos a 30 cm y dos a 60 cm) por cada caballón de estudio intercaladas dos a dos, dos al principio del caballón y dos al final. Los lixiviados fueron recogidos cada semana, comenzando dos semanas después de la plantación, coincidiendo con la primera semana de incorporación de la fertilización y terminando la semana anterior a la recolección. Por lo tanto, el muestreo de lixiviados se realizó durante cinco semanas, en la primera plantación y ocho en la segunda. Cuando las plantas alcanzaron su aspecto comercial se cortaron a ras de suelo. Para la realización de las mediciones se recogieron 12 plantas del caballón central de cada tratamiento y repetición, en total 144 plantas para cada uno de los ciclos de cultivo. Métodos analíticos En el momento de la recolección se determinaron las características morfológicas de las plantas: peso bruto (g), peso neto comercial, (g), anchura (cm) y altura (cm) de la planta. Una vez realizado este proceso, se dividieron las doce plantas de cada repetición en tres grupos de los que se sacaron cuatro hojas externas y cuatro internas por grupo. De estas hojas se determinó el peso fresco, contenido relativo de clorofila, realizado con un medidor de clorofila SPAD-502 (Konica Minolta Holdings, Inc.) y el peso seco después de permanecer en una estufa a 60º C hasta peso constante. Asimismo, se determinó el grado de suculencia aérea, que se obtuvo dividiendo el peso fresco entre el peso seco aéreo, tanto de las hojas interiores como exteriores. Posteriormente, las hojas secas se molieron, obteniéndose un polvo adecuado para realizar la determinación de nitratos. La extracción de los nitratos de las hojas se realizó agitando las muestras en agua destilada durante media hora. Se analizó la concentración de nitratos en las hojas externas, ya que es en estas hojas donde mayor concentración de nitratos se acumula (Santamaría et al., 1999) Tanto los nitratos de los lixiviados, así como los de las hojas, se midieron con cubetas de cuarzo a una = 220nm según la metodología propuesta por la A.O.A.C.(1975) en un espectofotómetro Dinko 8500, restando la interferencia debida a la materia orgánica a una = 275nm. El contenido de nitratos en hojas se expresó como mg kg -1 de producto fresco (p.f.) y el de los lixiviados en mg L -1. Análisis estadísticos Se realizó un ANOVA y, cuando existieron diferencias significativas entre grupos (P<0.05), las medias fueron separadas con la Prueba de Rango Múltiple de Duncan. 216

4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Análisis de nitratos en lixiviados En el cultivo de primavera, el contenido de nitratos analizado en los lixiviados de las sondas situadas a 30 cm y a 60 cm de profundidad, no mostraron diferencias significativas para los tratamientos de fertilización ensayados. Se apreció una tendencia a la disminución en el contenido de nitratos a lo largo del ciclo de cultivo tanto en las sondas superficiales como en las profundas (Figura 1). En las sondas de 30 cm, se observó una reducción de nitratos en los tratamientos con Rombiorgan y el abonado de lenta liberación del 96% desde el inicio a la finalización del cultivo. En los tratamientos de Producción Integrada y de Biopron la disminución fue del 86%. En las sondas de 60 cm, la disminución de nitratos fue menor que en las de 30 cm para todos los tratamientos, sin embargo, la aplicación de Rombiorgan y Biopron provocó una reducción en la concentración de nitratos del 91-97% respectivamente al final del ciclo de cultivo. En el cultivo de otoño, la disminución en el contenido de nitratos a lo largo del ciclo de cultivo es más evidente en las sondas situadas a 30 cm, llegándose a una reducción del 98-99% en todos los tratamientos ensayados. En las sondas situadas a 60 cm, con el abonado de lenta liberación y con el tratamiento de Producción Integrada se consiguió una reducción en el contenido de nitratos al final del ciclo de cultivo, que fue del 97% y 81% respectivamente, mientras que con Rombiorgan y Biopron, no sólo no se redujo el contenido final de nitratos en lixiviados, sino que estos aumentaron en un 41% y 61% respectivamente desde el inicio al final del ciclo. Comparando los cuatro tratamientos fertilizantes en los dos ciclos de cultivo, la menor concentración de nitratos, tanto en las sondas superficiales como en las profundas, al final de los ciclos de cultivo se obtuvo con el abonado de lenta liberación. Contenido de nitratos en hojas En el ciclo de primavera, no existieron diferencias significativas entre los tratamientos ensayados para el contenido de nitratos en las hojas externas. Sin embargo, se apreció una diferencia clara del contenido de nitratos de las hojas de lechugas tratadas con Biopron, con los valores más bajos (1189 mg kg -1 p.f.), respecto al tratamiento de Producción Integrada, con el que se obtuvieron los mayores valores (1833 mg kg -1 p.f.) (Tabla 1). En cualquier caso, con ninguno de los tratamientos se sobrepasaron los límites máximos de concentración de nitratos en lechuga permitidos por la Comisión Europea para cultivos de lechuga en periodo estival y en campo abierto, donde se estableció que la concentración de nitrato foliar no debía exceder de mg kg -1 p.f. En el cultivo de otoño se obtuvo una mayor concentración de nitratos en planta que en el cultivo de primavera con todos los tratamientos aplicados, ya que la acumulación de nitratos en vegetales es mayor a menor radiación solar (Gonnella et al., 2002). No obstante, con Biopron se obtuvieron valores significativamente más bajos (1015 mg kg -1 p.f) que con el resto de tratamientos. Con el tratamiento de Producción Integrada y con Rombiorgan, se obtuvieron las mayores concentraciones de nitratos en hojas (2644 y 2668 mg kg -1 p.f), no llegando en ningún caso a los límites establecidos, por la Comisión Europea, para el cultivo de lechuga en periodo otoñal, con una concentración máxima de nitratos admitida de 4000 mg kg -1 p.f (Santamaría, 2006). Siomos et al. (1999) consiguieron valores similares en lechuga cultivada en periodo estival en Grecia a los obtenidos en este trabajo con Biopron, mientras que Pavlou et al. (2007) en el mismo país y para el mismo periodo de cultivo obtuvo una concentración de nitratos en las hojas externas inferior (664 mg kg -1 p.f.). En cuanto al contenido de clorofila en hoja (unidades SPAD), tanto en el ciclo de cultivo 217

5 de primavera como en el de otoño, no hubo diferencias significativas entre los distintos tratamientos ensayados para las hojas externas (Tabla 1). En las hojas internas en el cultivo otoñal, con el abonado de lenta liberación se obtuvieron los valores significativamente mayores de unidades SPAD. En general, se apreció una disminución de unidades SPAD en el segundo cultivo respecto al primero, debido posiblemente a la relación existente entre temperatura media del aire y concentración de clorofila, aumentando los valores de SPAD, cuando las temperaturas aumentan en el rango de 15ºC a 20ºC (Sainz et al., 1998). La diferencia de radiación recibida por la planta respecto al primer cultivo de lechuga también pudo ser responsable de esta disminución de unidades SPAD en el cultivo otoñal. Parámetros de desarrollo vegetal En el ciclo de cultivo de primavera, la aplicación de los distintos tratamientos de fertilización produjo diferencias significativas en la altura, anchura, peso bruto total y peso neto comercial de la planta. Los mayores valores de peso total (bruto y comercial) y altura se obtuvieron con el fertilizante de lenta liberación; por el contrario el de Producción Integrada dio los valores más bajos de peso total y altura de planta (Tabla 2). De los fertilizantes considerados, a priori menos agresivos, Rombiorgan actuó más favorablemente en la producción, mejorando su peso total frente al de Producción Integrada. El grado de suculencia aérea mostró valores similares en todos los tratamientos de fertilizantes utilizados, no habiendo diferencias significativas entre ellos. En el segundo ciclo de cultivo, en otoño, se obtuvieron diferencias significativas entre los distintos tipos de fertilizantes en los parámetros de altura, anchura y peso bruto de la planta, así como en la suculencia de las hojas internas (Tabla 2). Las lechugas más altas y más anchas se obtuvieron con el abono de lenta liberación, mientras que los valores más bajos de estos parámetros se obtuvieron con Biopron. En cuanto a la anchura, peso total (bruto y comercial) y suculencia aérea externa, el tratamiento con Rombiorgan no mostró diferencias significativas respecto al fertilizante de lenta liberación ni al de Producción Integrada, excepto en la anchura de planta para este último tratamiento. El tratamiento que actuó más favorablemente en el rendimiento de planta en los dos ciclos de cultivo fue el abonado de lenta liberación. A modo de conclusión, y comparando los dos ciclos de cultivo, podemos indicar que, de los tratamientos ensayados, el fertilizante que provocó una mayor reducción de nitratos lixiviados al final del ciclo de cultivo, tanto en sondas superficiales como profundas, a la vez que indujo una reducida acumulación de nitratos en hojas y una mejor producción final de planta, fue el abonado de lenta liberación. Para el primer ciclo de cultivo Rombiorgan y Biopron se mostraron como fertilizantes adecua dos para el cultivo de lechuga estival, sin embargo los resultados obtenidos en este segundo ciclo mostraron que, a pesar de obtenerse resultados muy aceptables en cuanto al contenido de nitratos en hoja y producción final de planta, tienen tendencia a lixiviar los nitratos hacia los horizontes más profundos del suelo lo que podría provocar la contaminación de aguas subterráneas. Agradecimientos Este trabajo ha sido financiado por el proyecto Interreg III C GRINMED. Referencias Gonnella, M. Serio, F. Santamaria, P Fattori genetici e ambientali e contenuto di nitrato degli ortaggi. Colture protette. 12:

6 Hochmuth, G.J Concepts practices for improving nitrogen management for vegetables. HortTechn. 2: Nolasco, J. Outeiriño, A. Monzó, J. González, A. López, J Fertilización en hortalizas de hoja. Horticultura. 188: Pavlou, G.C. Ehaliotis, C.D. Kavvadias, V.A Effect of organic and inorganic fertilizers applied during successive crop seasons on growth and nitrate accumulation in lettuce. Scientia Horticulturar. 111: Sainz, H. Echeverria, H Relación entre las lecturas del medidor de clorofila (Minolta SPAD 502) en distintos estadios del ciclo del cultivo de maíz y el rendimiento en grano. Revista de la Facultad de Agronomía, La Plata. 103 (1): Santamaria, P. Elia, A. Serio, F. Todaro, E A survey of nitrate and oxalate content in retail fresh vegetables. J. Sci. Food Agric. 79: Santamaria, P. Gonnella, M. Valenzano, V Livelli di nitrato e comercializzazione degli ortaggi. Colture Protette. 12: 7-13 Santamaria P Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. J. Sci. Food Agric. 86: Siomos, A.S. Dogras, C.C Nitrates in vegetables produced in Greece. Journal of Vegetable Crop Production. 5(2): 3-13 EC (European Commission), Commission Regulation (EC) No 563/2002 of 2 April 2002 amending Regulation (EC) No 466/2001 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Official J. Eur Commun 1, 86: 5-6 N03 - (mg/l) N03 - (mg/l) Figura 1. Evolución de la concentración de nitratos en lixiviados a 30 cm de profundidad en los dos ciclos de cultivo de lechuga romana 219

7 N03 - (mg/l) N03 - (mg/l) Figura 2. Evolución de la concentración de nitratos en lixiviados 60 cm de profundidad en los dos ciclos de cultivo de lechuga romana Tabla 1. Concentración de nitratos en hojas externas y contenido relativo de clorofila (SPAD) en lechuga tipo romana cv. Olympus. Diferentes letras dentro de una misma columna indican diferencias significativas entre los tratamientos, según el test de Duncan (p=0.05). Tabla 2. Parámetros de desarrollo vegetal en lechuga romana cv.olympus. Diferentes letras dentro de una misma columna indican diferencias significativas según el test de Duncan (p=0.05). 220