Evaluación de diferentes medidas de planta para la guía de la fertilización nitrogenada de la coliflor. Ensayos en La Rioja.

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1 Evaluación de diferentes medidas de planta para la guía de la fertilización nitrogenada de la coliflor. Ensayos en La Rioja. L. Rivacoba, M. L. Suso y A. Pardo Servicio de Investigación y Desarrollo Tecnológico Agroalimentario, Ctra. Mendavia- Logroño NA 134 km. 90, Logroño, lrivacoba@larioja.org. Resumen El objetivo de este estudio ha sido evaluar diferentes métodos para el diagnóstico del estado nutricional de nitrógeno en coliflor. El ensayo se llevó a cabo en la Finca Valdegón (SIDTA del Gobierno de La Rioja), en el año La plantación se realizó en agosto en un ciclo de cultivo de 75 días. Se realizaron cuatro tratamientos de nitrógeno disponible (Nmin inicial + Nfertilizante + Nmineralizado): (N min inicial: kg N/ha), (170 kg N/ha), (230 kg N/ha), (300 kg N/ha). Se realizaron muestreos de nitrógeno en suelo, en planta, nitrato en savia y medidas en hoja con los sensores SPAD, Dualex, Multiplex, y Crop-Circle. La concentración de N total en los tratamientos y ha estado por encima del N crítico y los tratamientos y han sido deficitarios. El nitrato en savia y Spad no detectaron diferencias entre tratamientos antes de la fertilización de cobertera, aunque si lo hicieron a partir del inicio de la formación de inflorescencias. Los sensores Dualex, Multiplex y Crop-Circle, detectaron las diferencias de nitrógeno antes de la fertilización y en medidas posteriores. Los índices de balance de nitrógeno (NBI) de Dualex y Multiplex se han mostrado más discriminantes que los índices de contenido en clorofila (CHL y SFR-R). Sería necesario determinar los umbrales críticos de deficiencia que tendría que ser detectada a tiempo para ser corregida en la fertilización de cobertera. Palabras clave: SPAD, Dualex, Multiplex, Crop-Circle, savia. INTRODUCCION La mayoría de los sistemas de recomendación de abonado nitrogenado en los cultivos hortícolas se basan en un análisis del N mineral en las primeras etapas del cultivo y/o en el estado nutricional de la planta (Schröder et al., 2000). Entre ellos, el análisis rápido de nitrato en savia (Rodrigo y Ramos, 2007) y la medida de la clorofila (Schepers et al., 1992). En los últimos años se han desarrollado sensores ópticos para determinar el estado nutricional de N de los cultivos. Los medidores de reflectancia se emplean a nivel de cubierta vegetal y sus medidas están relacionadas con propiedades tales como el índice de área foliar, el contenido de N foliar o la clorofila (Lemaire et al., 2008; Jongschaap, 2006). Hay estudios abundantes sobre la aplicación de las medidas de reflectancia para la gestión del abonado nitrogenado en cultivos extensivos, pero son escasos en cultivos hortícolas (El- Shikha et al., 2007). El objetivo de este trabajo ha sido evaluar la reflectancia y transmitancia de hojas y cubiertas mediante sensores ópticos, como estimadores del estado nutricional de nitrógeno en un cultivo de coliflor. MATERIAL Y METODOS La experiencia se llevó a cabo en la finca del SIDTA. Se utilizó coliflor var. Barcelona de ciclo corto en un suelo de textura franco arenosa. El trasplante se realizó el 7

2 de agosto en mesetas separadas 1,5 m entre ejes, a doble línea por meseta y una densidad de plantas/ha. El riego fue por aspersión. En pre-plantación se aplicaron kg/ha de un complejo N-P-K, y en cobertera se realizó una aplicación de fertilizante nitrogenado a los 26 días desde el trasplante (DDT) en forma de nitrosulfato amónico , a una dosis variable en función del nitrógeno disponible (Tabla 1). El diseño en bloques, se estableció en función del nitrógeno mineral (Nmin) inicial del suelo y constaba de cuatro tratamientos con cuatro repeticiones. La parcela elemental tenía una superficie de 81 m 2 y contenía 6 líneas de cultivo. Los detalles de los procedimientos experimentales empleados en la determinación del N mineral en suelo (nitrato y amonio), N total en plantas y N mineralizado utilizando resinas de intercambio, se describen en Rivacoba et al. (2013a). El 6 de septiembre, un evento de granizo provocó una defoliación moderada en todas las parcelas. En cinco fechas durante el cultivo, se realizaron medidas de clorofila en hoja con los equipos SPAD (Mod. 502, Minolta), Dualex y Multiplex (Force-A), a las 11:00 h, en una hoja adulta por planta, en diez plantas por parcela elemental. Cinco pecíolos de estas hojas se trocearon y mezclaron en el laboratorio para extraer la savia mediante prensado y una alícuota de esta muestra se diluyó en agua desionizada midiéndose el - contenido en N-NO 3 mediante un reflectómetro portátil RQflex. En tres fechas, se tomaron medidas de reflectancia a 670, 730 y 780 nm, con el equipo Crop-Circle ACS- 430 (Holland Scientific). Se realizó un trayecto sobre las dos líneas interiores de cada parcela elemental a dos alturas: una a (1-h) y otra a (0,7-h), siendo h la altura de la planta que osciló entre 0,2 y 0,5 m en el período de medidas. Los detalles sobre los equipos e índices empleados pueden encontrarse en Rivacoba et al. (2013b) y el índice Chl de Crop Circle es un índice de clorofila que relaciona las reflectancias a 780 nm y 730 nm (Holland Scientific, 2014). El análisis estadístico de los resultados, ANOVA y pruebas de Student y Tukey se han realizado utilizando el programa SYSTAT 12. RESULTADOS Y DISCUSION La producción comercial en función del N disponible ha alcanzado kg/ha con 294 kg/ha de N disponible (Fig. 1). La concentración de nitrógeno en hojas adultas, a partir de la fertilización de cobertera, se ha mantenido en todos los tratamientos hasta el inicio de la formación de la inflorescencia (54 DDT), en que ha comenzado a disminuir (Fig. 2). Tanto la producción como la evolución de la concentración de nitrógeno, podrían estar influenciadas por la disminución de la biomasa ocasionada por el granizo. La variación de biomasa ha podido afectar al efecto de dilución del nitrógeno. Las concentraciones observadas en los tratamientos y han estado por debajo de los valores de nitrógeno crítico según el modelo de Kage et al. (2002) y ello justificaría los menores valores de producción comercial obtenidos en estos tratamientos. Tres días antes del abonado de cobertera, 23 DDT, la concentración de N-NO 3 - en savia oscilaba entre 1200 y 1300 ppm, sin diferencias significativas entre tratamientos. Esta concentración disminuyó después del granizo, y se recuperó en el inicio de formación de las inflorescencias (54 DDT), en los tratamientos, y, siendo significativamente superior al contenido en (Fig. 3). Desde este momento hasta cosecha, la concentración en el tratamiento fue inferior al nivel crítico indicado por Hartz (2002) y en el se mantuvo en valores próximos a dicho nivel.

3 En las medidas realizadas con el sensor SPAD, no se han encontrado diferencias significativas antes de la fertilización de cobertera. La evolución de sus valores ha sido similar a la del nitrato en savia. Al inicio de la formación de la inflorescencia (30 de septiembre) y en cosecha se han encontrado diferencias significativas entre tratamientos (Fig. 4). Existen discrepancias entre los autores en cuanto al uso de este medidor como guía de aplicación de abonado nitrogenado. Así Goffart et al. (2006) en escarola recomienda su uso, mientras que Villeneuve et al. (2002) en brócoli lo desaconseja. En las medidas con el sensor Dualex (Fig. 5) existen diferencias significativas para los índices CHL, estimador del contenido en clorofila, y NBI, índice de balance de nitrógeno, entre fechas y entre tratamientos desde la aplicación de cobertera, diferenciando al tratamiento, más fertilizado y con mayor cosecha, del resto. Al igual que lo observado con Spad y nitrato en savia, se observa un descenso en los valores medidos después del evento de granizo y una posterior recuperación de los mismos. El parámetro NBI se ha mostrado más discriminante que el CHL para detectar estas diferencias. La evolución de los índices Multiplex, SFR-R, estimador del contenido en clorofila, y NBI se muestra en la Figura 6. Existen diferencias significativas para cada fecha en ambos índices. A los 16 días después del abonado, el índice NBI del es significativamente inferior al resto. Desde ese momento hasta la cosecha, los tratamientos, y muestran valores significativamente superiores a. Al igual que Dualex, el parámetro NBI se ha mostrado más discriminante que el SFR-R para detectar las diferencias entre tratamientos. En los trayectos realizados con el sensor Crop-Circle se han obtenido diferencias significativas para los índices Chl, estimador del contenido en clorofila, y NDRE, estimador del contenido en nitrógeno, entre los tratamientos para cada fecha de muestreo, siendo el muestreo a 0,7 m de altura más discriminante que a 1 m (datos no mostrados). Al inicio de la formación de inflorescencias los valores NDRE y Chl del tratamiento han sido significativamente inferiores al resto. El menor valor de NDRE supone un incremento de la reflectancia a 730 nm que indica un menor valor del contenido en clorofila (Fitzgerald et al., 2006), mientras que el menor valor de Chl indica un estado deficitario en nitrógeno. CONCLUSIONES El contenido de N total en los tratamientos y ha estado por encima del N crítico y los tratamientos y han sido deficitarios. El nitrato en savia y Spad no detectaron diferencias entre tratamientos antes de la fertilización de cobertera, aunque si lo hicieron a partir del inicio de la formación de inflorescencias. Los sensores Dualex, Multiplex y Crop-Circle, detectaron las diferencias en nitrógeno y clorofilas antes de la fertilización y en medidas posteriores. Los índices NBI de Dualex y Multiplex fueron más discriminantes que CHL y SFR-R. Estos resultados sugieren que el empleo de métodos de reflectancia y transmitancia pueden ser adecuados para la determinación de deficiencias en el abonado nitrogenado de la coliflor, aunque habría que determinar los umbrales críticos de deficiencia que tendría que ser detectada a tiempo para ser corregida en la fertilización de cobertera. Agradecimientos Este trabajo ha sido financiado por el proyecto INIA RTA

4 Referencias El-Shikha, D.M., Waller, P., Hunsaker, D., Clarke, T., and Barnes, E. (2007). Groundbased remote sensing for assessing water and nitrogen status of broccoli. Agricultural Water Management 92, Fitzgerald, G.J., Rodríguez, D., Christensen, L.K., Belford, R., Sadras, V.O., and Clarke, T.R. (2006). Spectral and thermal sensing for nitrogen and water status in rainfed and irrigated wheat environments. Precision Agric. 7, Goffart, J.P., Renard, S., Frankinet, M., Sinnaeve, G., Delvigne, A., and Maréchal, J. (2006). Leaf chlorophyll content measurements for nitrogen fertilization management of curled-leaves endives in open field. Acta Horticulturae 700, Hartz, T.K. (2002). Efficient management for cool-season vegetables. Vegetable Research and Information Center. University of California. Davis. Holland Scientific, Inc. (2014). Crop Circle ACS-430 User s Manual. Jongschaap, R.E.E. (2006). Run-time calibration of simulation models by integrating remote sensing estimates of leaf area index and canopy nitrogen. Eur. J. Agron. 24, 316. Lemaire, G., Jeuffroy M.H., and Gastal, F. (2008). Diagnosis tool for plant and crop N status in vegetative stage. Theory and practices for crop N management. Eur. J. Agron. 28, Kage, H., Alt, C., and Stützel, H. (2002). Nitrogen concentration of cauliflower organs as determined by organ size, N supply, and radiation environment. Plant and Soil 246, Rivacoba, L., Vázquez, N., Suso, M.L., and Pardo, A. (2013a). Efecto del nitrógeno disponible sobre los componentes del balance de nitrógeno en un cultivo de coliflor (Brassica oleracea var. botrytis). VII Congreso Ibérico de Agroingeniería y Ciencias Hortícolas. Madrid, Agosto, Actas de Horticultura (en prensa) ISBN Rivacoba, L., Vázquez, N., Suso, M.L., and Pardo, A. (2013b). Estimación del contenido de nitrógeno en hojas de coliflor (Brassica oleracea var. botrytis) por métodos de transmitancia y reflectancia.vii Congreso Ibérico de Agroingeniería y Ciencias Hortícolas. Madrid, Agosto, Actas de Horticultura (en prensa) ISBN Rodrigo, M.C., and Ramos, C. (2007). La medida de la clorofila como herramienta para el manejo de la fertilización nitrogenada en los cultivos hortícolas. Actas de Horticultura (SECH) 49, Schepers, J.S., Francis, D.D., Vigil, M.F., and Below, F.E. (1992). Comparison of corn leaf nitrogen concentration and chlorophyll meter readins. Commun. Soil Sci. Plant. Anal. 23, Schröder, J.J:, Neeteson, J.J., Oenema, O., and Struik P.C. (2000). Does the crop or the soil indicate how to save nitrogen in maize production?. Field Crops Research 66, Villeneuve, S., Coulombe, J., Bélec, C. and Tremblay, N. (2002). A comparison of sap nitrate test and chlorophyll meter for nitrogen status diagnosis in broccoli (Brassica oleracea L. spp Italica). Acta Horticulturae 571,

5 Tabla 1. Tratamientos experimentales en función del N disponible (Nmin inicial + N fertilizante + Nmineralizado*). Tratamientos Ndisponible (kg N/ha) Nmin inicial (kg N/ha) Nfertilizante (kg N/ha) *Nmineralizado: 40 kg N/ha. Rivacoba et al., 2013 a Cosecha comercial (kg/ha) N disponible (kg/ha) Figura 1. Producción comercial (kg/ha) en función del N disponible (Nmin inicial + Nfertilizante + Nmineralizado). Ntotal (%) 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5 02/09 Fert. cobertera Granizo 06/ Fecha 1ª Cosecha 01/10 61% SC 19/09 32% SC Figura 2. Concentración de nitrógeno total, Ntotal (%), en hojas de coliflor en los diferentes tratamientos. SC: suelo cubierto.

6 Cobertera 02/09 1ª Cosecha 5ª Cosecha N-NO3 (ppm) Granizo 19/09 32% SC 01/10 61% SC Fecha Fig. 3. Concentración de N-NO 3 - (ppm) en savia en hojas en los diferentes tratamientos. SC: Suelo cubierto Ud. Spad /09 32% SC. Var. Barcelona Fecha Fig. 4. Contenido de clorofila en hojas, unidades SPAD en los diferentes tratamientos. SC: Suelo cubierto. CHL Dualex NBI Dualex Fig. 5. Contenido de clorofila en hojas de coliflor. Índices CHL y NBI (unidades Dualex) en los diferentes tratamientos. SC: Suelo cubierto.

7 SFR Multiplex 5,0 4,5 4,0 3,5 NBI Multiplex 2,5 02/09 Fert. cobertera 2,0 1,5 1,0 0,5 Fig. 6. Contenido de clorofila en hojas de coliflor. Índices SFR y NBI (unidades Multiplex) en los diferentes tratamientos. SC: Suelo cubierto. Chl Crop Circle 1,2 1,0 02/09 Fert.Cobertera 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 NDRE Crop Circle 0,4 0,3 0,2 0, Fig. 7. Índices Chl y NDRE de Crop-Circle, a 0,7 m. SC: Suelo Cubierto.