Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas ISSN:

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1 Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas ISSN: Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias México Apáez Barrios, Maricela; Escalante Estrada, J. Alberto S.; Rodríguez González, Ma. Teresa; Apáez Barrios, Patricio Rendimiento de garbanzo en función del tipo de suelo y niveles de nitrógeno Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, vol. 2, octubre, 2015, pp Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias Estado de México, México Disponible en: Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

2 Chapingo, Texcoco, Edo. de México 01, 02 y 03 de octubre de 2015 p Rendimiento de garbanzo en función del tipo de suelo y niveles de nitrógeno Maricela Apáez Barrios 1*, J. Alberto S. Escalante Estrada 1, Ma. Teresa Rodríguez González 1 y Patricio Apáez Barrios 2 1 Colegio de Postgraduados-Campus Montecillo. Carretera México-Texcoco 56230, km Montecillo, Texcoco. Estado de México. 2 Facultad de Agrobiología Presidente Juárez. UMSNH. Paseo Lázaro Cárdenas esquina con Berlín. C.P Uruapan, Michoacán. (apaez.maricela@colpos.mx*, jasee@colpos.mx, mate@colpos.mx, apaez.patricio@colpos.mx). Resumen El garbanzo es una leguminosa utilizada principalmente para la alimentación humana, por sus excelentes propiedades nutraceúticas, comúnmente se cultiva en lugares cálidoshúmedos, puede ser factible su cultivo en climas templados. De manera general no se fertiliza. Los objetivos de esta investigación fueron determinar en el cultivo de garbanzo, en clima templado, el efecto del tipo de suelo y N sobre: La ocurrencia de las etapas fenológicas, producción de biomasa, rendimiento de grano y sus componentes. El estudio se estableció en Montecillo, Edo. de México. Los tratamientos consistieron en la siembra de garbanzo en dos tipos de suelo (S1 y S2) y tres niveles de 0 (N0); 75(N75) y 150(N150) kg ha -1. Como fuente de N se utilizó urea (46% de N). A madurez fisiológica (RH) se determinó la biomasa total (BT, g m -2 ), rendimiento de grano (RG) y sus componentes como número de vainas por m 2 (NV), peso de cien granos (P100G), número de granos por m 2 (NG). Los resultados indican que la BT, IC, RG, NV, P100G y NG fueron afectados significativamente por S, N y S*N. Con S2 y N150 se logró la mayor BT, IC, RG, NV, P100G, NG; y la más baja con S1-N0. Palabras clave adicionales: Cicer arietinum, índice de cosecha, biomasa total, componentes. Introducción El garbanzo por sus excelentes propiedades nutraceúticas es una leguminosa utilizada principalmente para la alimentación humana, y en menor medida para la animal, comúnmente se cultiva en lugares cálidos-húmedos, y su cultivo puede ser factible también en climas templados. Aunque el Estado de México no figura en los principales estados productores de esta leguminosa a nivel nacional, de manera general en donde si se produce, no se aplica fertilización, ya que se siembra comúnmente en condiciones de humedad residual, es decir, después del periodo de lluvias estacionales con el agua que queda retenida en el suelo. Sin embargo, existen alternativas para aumentar la producción de los cultivos, entre ellos, mejorar la nutrición. En este sentido es necesario determinar la dosis más apropiada de fertilización principalmente de nitrógeno (Olaleye et al., 2011), elemento más demandante por el cultivo, cantidades apropiadas que favorezcan la mayor producción de materia seca, incrementen el rendimiento, número de vainas y número de semillas por vaina e incluso la calidad nutrimental (Aguilar et al., 2005). Este macronutrimento aplicado en exceso causa la pérdida de fertilidad del suelo, así como la contaminación de agua superficial y acuíferos (Cárdenas et al., 2004). No es posible generalizar una dosis de nitrógeno adecuada, ya que diversos factores están involucrados: el genotipo, forma de aplicar el nitrógeno, eficiencia en el uso de fertilizante, etapa de desarrollo en que se aporta el nitrógeno, tiempo a cosecha y las condiciones nutricionales del suelo, ya que la materia orgánica junto con el contenido de nitrógeno inorgánico aumenta la fertilidad del suelo, mejora su estructura e incrementa la retención de agua (Havlin et al.,2005); también contribuye a la formación de macro y

3 296 Chapingo, Texcoco, Edo. de México 01, 02 y 03 de octubre de 2015 Maricela Apáez Barrios et al. micro agregados, lo que propicia la continuidad de poros y facilita así la infiltración de agua en todo el perfil del suelo (Sustaita et al., 2000). La práctica más utilizada para la aplicación de N es mediante la fertilización al momento de la siembra, ya que esta etapa junto con la floración, son las más críticas en la determinación del rendimiento, por lo que es importante determinar la dosis adecuada y el momento de la aplicación (Sarandón et al., 1993). Los objetivos de esta investigación fueron determinar en el cultivo de Garbanzo, bajo condiciones de clima templado, el efecto del tipo de suelo y dosis de N sobre: La ocurrencia de las etapas fenológicas, producción de biomasa, rendimiento de grano y sus componentes. registró la temperatura máxima (Tmáx., C), mínima (Tmín., C) y precipitación (PP, mm), así como días a la emergencia (E), a inicio de floración (R1), inicio de fructificación (R2) y a madurez fisiológica (RH), según el criterio presentado por Padilla et al. (2008). A madurez fisiológica (MF) se tomaron 5 plantas de la hilera central y se registró la biomasa total (BT, g m -2 ), para ello el material se secó en estufa de aire forzado a 80 C hasta peso constante, el rendimiento de grano (RG, peso de granos a 12 % de humedad, g m -2 ) y sus componentes como número de granos por m 2 (NG), peso de cien granos (P100G), número de vainas por m 2 (NV). A las variables en estudio se les aplicó un análisis de varianza y aquellas con significancia estadística una prueba de medias de Tukey 5%. Los análisis estadísticos se hicieron utilizando el paquete SAS versión 9.1 (SAS, 2003). Materiales y métodos Resultados y discusión El estudio se estableció durante el verano de 2014, bajo condiciones de lluvia estacional en Montecillo, Texcoco, Edo. de México, Méx. (19 27 N, O y 2249 m de altitud), de clima templado (García, 2005). Se utilizaron dos suelos (S) con diferentes características físico-químicas. Para conocer el nivel inicial de fertilidad de cada suelo se realizó un análisis físico y químico. El suelo 1 (S1) tiene las siguientes características: es de textura franco arcillo arenoso, densidad aparente de 1.22 g cm -3, ph fuertemente alcalino (8.2), CE muy baja (0.41 ds m -1 ), materia orgánica moderadamente baja (1.7%), bajo en N-inorgánico (3.46 ppm) y muy alto en P-Bray (66.8 ppm); el suelo 2 (S2) es de textura franco arcillosa, densidad aparente de 0.95 g cm -3, ph fuertemente alcalino (8.4), CE moderadamente baja (1.03 ds m -1 ), alto contenido de materia orgánica (3.51%), bajo en N-inorgánico (3.46 ppm) y muy alto en P-Olsen (94 ppm). Los tratamientos consistieron en la siembra de garbanzo criollo a dos distancias entre hilera de 40 cm y tres niveles de N: 0(N0), 75(N75) y 150(N150) kg ha -1. La combinación de los dos suelos y los niveles de N generó seis tratamientos, los cuales se distribuyeron en campo en un diseño de bloques completos al azar en parcelas divididas con cuatro repeticiones. Como fuente de N se utilizó urea (46% de N), la mitad de N se aplicó 20 días después de la siembra (dds) y el resto a los 40 dds. Durante el desarrollo del cultivo se Clima y fenología Durante el ciclo del cultivo, las Tmáx y Tmín en promedio fueron de 22.5 C y 10.7 C, respectivamente. Las Tmáx más elevadas se presentaron en la tercera, cuarta y sexta semana después de la siembra, la Tmín más elevada en la segunda semana después de la siembra (7.0 C). Posteriormente la Tmáx disminuyó, así, en la decena del 20 de julio fue de 21.0 C, que correspondió al periodo de inicio de floración (R1). El rango térmico para el desarrollo del cultivo es de 5-35 C, con un óptimo alrededor de 22 C (Ruiz et al., 1999). Bajo estas condiciones el cultivo alcanzó su madurez fisiológica, considerando así a la temperatura como un factor no limitante, para el crecimiento y desarrollo del cultivo. La precipitación acumulada de siembra a madurez fisiológica fue de 306 mm, en la etapa vegetativa fue de 43% (65 días) la mayor incidencia (57%) ocurrió en las últimas cinco decenas del ciclo del cultivo (etapa reproductiva, 55 días) (Figura 1). El tipo de suelo y el N, no afectaron el tiempo a ocurrencia de las etapas fenológicas en garbanzo. Así, la emergencia (E) se presentó a los 12 días después de la siembra (dds), R1 a los 65 dds, R2 a los 75 dds y a los 120 dds se llegó a madurez fisiológica (RH). Respuesta similar encontró Olalde et al. (2000) en girasol, ya que el tiempo a ocurrencia de las etapas fenológicas no se afectó por cambios en N.

4 Rendimiento de garbanzo en función del tipo de suelo y niveles de nitrógeno 297 Índice de cosecha Figura 1. Temperatura máxima, mínima (media decenal) y suma decenal de la precipitación (mm) durante el ciclo de cultivo del garbanzo. Montecillo, Méx. Verano de S = siembra, E= emergencia, R1 = inicio de floración, R2 = inicio de fructificación y RH = madurez fisiológica. Biomasa total La BT en Garbanzo, mostró cambios significativos por efecto de S, N y la interacción S*N (Figura 2). La respuesta de la BT al N para tipo de suelo se ajustó a un polinomio de segundo grado. Así para S1 la BT se incrementa en 1.33 g m -2 por cada kg de N aplicado, mientras que en fue de 1.60 g m -2 por kg de N. Así, con S2-N75 y S2-N150, se registraron los valores más altos, en promedio 329 g m -2, 56% superior a lo obtenido con S1-N75 y S1-N150. La mayor BT en S2 y altas dosis de N, puede ser consecuencia de características físico-químicas más favorables para el desarrollo del cultivo, la diferencia en la textura del suelo pudo provocar mayor aprovechamiento de los recursos hídricos e incluso nutricionales, con lo cual, puede aumentar la radiación interceptada, que resulta en mayor actividad fotosintética y acumulación de BT (Escalante, 1995). Figura 2. Biomasa total de garbanzo en función del tipo de suelo y nitrógeno. Montecillo, Méx. Verano de N0, N75 y N150 = 0, 75 y 150 kg ha -1 de N. El índice de cosecha (IC) mostró cambios significativos por efecto de S, N y la interacción S*N (Cuadro 1). En S2 el IC del cultivo fue superior al de S1, con incremento del 6%. Con respecto al N, el IC con N150 aumentó en 13 % y 15 % en comparación con N75 y N0, respectivamente. En relación a la interacción S*N, el más alto IC se encontró con S2-N150 (28% más que S1-N0). Estos resultados indican que el N, al generar una mayor demanda de fotoasimilados mediante una mayor producción de vainas y grano, eleva la asignación de MS hacia dichas estructuras (Olalde et al., 2000; Escalante y Rodríguez, 2010). IC similar reportan Saxena et al.,(1988), quienes en cultivares de garbanzo tolerantes al frio reportan IC de 22 %, valor cercano al promedio del presente estudio. Rendimiento de grano y sus componentes En el Cuadro 1 se observa que el RG y sus componentes, número de vainas (NV), peso de cien granos (P100G) y número de granos (NG) presentaron cambios significativos por efecto de la S, N y la interacción S*N. Con S2, el RG se incrementó en 43 g m -2, NV en 257 m -2, el P100G en 6.7 g y el NG en 261 m -2 en relación a S1. Con N150, se logró el mayor RG, NV, P100G y NG. Lo anterior se atribuye a que las características del S2 fueron más favorables para la mayor expresión del crecimiento, rendimiento y sus componentes. En relación a la combinación S*N, el mayor RG, NV, P100G y NG se logró con S2-N150, con incrementos de 45, 46, 35 y 48 %, respectivamente, en relación a S1-N0. Estos resultados indican que la mayor respuesta al N se observó en el S2 (Cuadro 1), lo que sugiere que las características de este suelo, son más apropiadas para lograr una mayor respuesta en la BT y RG a la fertilización con N. En la India se reportan incrementos en el RG de garbanzo, de hasta 30 % al aplicar 100 kg de N ha -1 (Roy y Sharma, 2006). En haba (Vicia faba L.), aumenta significativamente el NV, NG y en consecuencia en el RG con aplicación de 99 kg de N ha -1 (Escalante y Rodríguez, 2010). En el Cuadro 2, se presenta el análisis de varianza de los factores de estudio y su interacción, en el cual muestra que para IC, RG, NV, P100G y NG existe diferencias significativas en tipo de suelo (S), nitrógeno (N), y la interacción S*N, respectivamente.

5 298 Chapingo, Texcoco, Edo. de México 01, 02 y 03 de octubre de 2015 Maricela Apáez Barrios et al. Cuadro 1. Índice de cosecha (IC), rendimiento de grano (RG), número de vainas (NV), peso de cien granos (P100G) y número de granos (NG), en función del tipo de suelo y niveles de Nitrógeno. Montecillo, Méx. Verano de Suelo Nitrógeno IC % RG g m -2 NV m -2 P100G g NG m -2 (kg ha -1 ) c 83c 324c 14.2c 282c S b 127b 479b 21.2c 429b b 129b 493b 37.3b 443b b 121b 500b 29.4b 550b S b 169 a 666a 41.2a 616a a 207 a 741a 47.4a 691a Suelo (S) S1 19.9b 123 b 482b 31.6b 428b S2 21.2a 166 a 739a 38.3a 689a Nitrógeno(N) c 102 b 519b 30.4c 468c b 128 a 608ab 40.4b 558b a 187 a 705a 46.7a 645a Media gral (DMS 0.05 ) S N S * N En cada columna los tratamientos con letra similar indica que las diferencias no fueron significativas, según Tukey (α = 0.05). DMS 0.05 = diferencia mínima significativa al 5 % de probabilidad de error. Cuadro 2. Significancia de índice de cosecha (IC), rendimiento de grano (RG), número de vainas (NV), peso de cien granos (P100G) y número de granos (NG), en función del tipo de suelo (S) y niveles de Nitrógeno (N). Montecillo, Méx. Verano de FACTOR IC % RG g m -2 NV m -2 P100G g NG m -2 S * ** ** ** ** N * ** * ** ** S * N * ** ** ** ** **= P 0.01 y *=P 0.05, respectivamente. Relación entre el rendimiento de grano y sus componentes En el Cuadro 3, se presenta la relación entre el RG y componentes como NV, P100G, NG e IC. El NV presentó mayor relación con el RG, seguido de NG. El IC fue el que presentó una relación más baja con el RG. Los resultados sugieren que para obtener mayor RG se deben elevar el NV y NG (Escalante y Rodríguez, 2010), lo cual se puede lograr mediante la siembra en un suelo con características favorables para el crecimiento del garbanzo, como el S2 del presente estudio y con la aplicación nitrógeno. Cuadro 3. Relación entre rendimiento de grano (RG) y componentes del rendimiento. Montecillo., Méx. Verano de Componente Significancia R 2 NV ** 0.97 P100G * 0.81 NG * 0.85 IC * 0.72

6 Rendimiento de garbanzo en función del tipo de suelo y niveles de nitrógeno 299 Conclusiones El tipo de suelo y nitrógeno, no modifican la ocurrencia de las etapas fenológicas, pero afectan la biomasa, el índice de cosecha, el rendimiento de grano y sus componentes como el número de vainas, el peso de cien granos y el número de granos. El suelo 2 presenta condiciones más favorables para incrementos la biomasa, rendimiento de grano, número de vainas, peso de cien granos, número de granos e índice de cosecha al aplicar nitrógeno. La producción de biomasa, rendimiento de grano e índice de cosecha más alta se logra con la combinación S2-N150 y la más baja con S1-N0. Literatura citada Aguilar, G. L., J. A. Escalante E., L. Fucikovsky Z., L. Tijerina C. y E. Mark E Área foliar, tasa de asimilación neta, rendimiento y densidad de población en girasol. Terra. 23(3): Cárdenas, N. R.; Sánchez Y. J. M.; Farías R. R.; Peña C. J. J Los aportes del Nitrógeno en la Agricultura. Revista Chapingo Serie Horticultura 10: Escalante, E. J. A Aprovechamiento del recurso agua en cultivos de secano. Agroproductividad 12 (1): Escalante, E. J. A y Rodríguez, G. M. T Biomasa y rendimiento en haba en función de la densidad de población, nitrógeno y fósforo. Ciencias Agrícolas Informa 20(1): García, E Modificación al sistema de clasificación climática de Köppen. 4ª. Edición. Instituto de Geografía. Universidad Autónoma de México. 217 p. Havlin, J. L, J. D. Beaton, S. L. Tisdale, W. L. Nelson Soil Fertility and Fertilizers. An Introduction to Nutrient Management. 7th ed. Pearson Prentice Hall. Upper Saddle River, New Jersey, U. S. A. 515 p. Olalde, G. V. M; Escalante, E. J. A; Sánchez, G. P; Tijerina, C. L; Mastache, L. A. A y Carreño, R. E Crecimiento y distribución de biomasa en girasol en función del nitrógeno y densidad de población en clima cálido. Terra Latinoamericana 18(4): Olaleye, O., F. Olajire, R. C. Aboido and I. Nnenna Nitrogen and Phosphorus Response Efficiency in cowpea Genotipes. J. Agric. Sci. 4: Padilla, V. I; Ramón, I; Valenzuela, V. C. M; Armenta, C. R. A y Salinas, P. E Comportamiento agronómico de genotipos de garbanzo en siembra tardía en el valle del mayo, Sonora, México. Revista Fitotecnia Mexicana 31 (1): Roy, R. K. and Sharma, R. P Performance of chickpea genotypes at varying plant population and fertility levels under late sown conditions. International chickpea Newsletter 14(1): Ruiz, C. J. A.; Medina, G. G.; Ortiz, T. C.; Martínez, P. R.; González, A. I. J.; Flores, L. H. E. y Byerly, M. K. F Requerimientos agroecológicos de cultivos. INIFAP. Libro técnico. Núm p. Sarandón, S. J., A. Chamorro, R. Bezus & M. C. Gianibelli Respuesta de la colza (Brassica napus L. var. oleifera) a la fertilización nitrogenada. Efecto sobre la producción de biomasa, rendimiento de semilla y sus componentes. Revista de la Facultad de Agronomía, La Plata. 69 (1): Saxena, N. P; Johansen, C; Sethi, S. C; Talwar, H. S and Krishnamurthy, L Improving harvest index in chickpea through incorporation of cold tolerance. International Chickpea Newsletter 19(1): Statistical Analysis System (SAS Institute) SAS/STATUser s Guide Release 9.1 ed, Cary, NC, USA. Sustaita, R.F.V; Ordaz, C. A. Ortiz, F de León Cambios en las propiedades físicas de dos suelos de una región semiárida debidos al uso agrícola. Agrociencia 34: