BALANCE DE AGUA Y NUTRIENTES EN UN CULTIVO DE

BALANCE DE AGUA Y NUTRIENTES EN UN CULTIVO DE PIMIENTO DE
CARNE GRUESA CON FERTILIZACIÓN ECOLÓGICA
C Pellicer, A Pérez, L Rincón, A Abadía, J Sáez, MA Saura
Equipo de Riegos del Departamento de Recursos Naturales y Desarrollo Rural del
Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario. 30150 La
Alberca, Murcia, [email protected]
RESUMEN
Se presentan los resultados obtenidos en un cultivo de pimiento, var. Almudén,
realizado en un invernadero del Campo de Cartagena (Murcia), que disponía de
infraestructura lisimétrica y suelo desinfectado mediante la técnica de la
biosolarización. Se efectuó control integrado de plagas y la fertilización según las
normas de producción de agricultura ecológica. Se adicionó la materia orgánica inicial
necesaria para la biosolarización y materia orgánica líquida a través del sistema de
riego, durante todo el ciclo del cultivo. Se evaluó el aporte y la lixiviación de agua y
nutrientes, y el estado nutricional de las plantas, determinando en tres fechas la
concentración de macro y microelementos en el material vegetal (hojas y frutos). Se
midió la producción de biomasa y la producción de frutos total y comercial. El agua de
riego aportada fue de 907 l/m2 y se forzó un drenaje de 213 l/m2 (23%). En las
disoluciones drenadas se analizaron los nutrientes, resultando una lixiviación de 15,61
kg/ha de N, 0,00 kg/ha de P y 17,03 kg/ha de K. La producción total fue de10,84 kg/m2
con un peso medio de frutos de 189 g y la biomasa resultante fue de 15,59 kg/m2. Las
concentraciones de macro y microelementos en hojas resultaron con valores
superiores al óptimo para K y Ca, con valores dentro del intervalo de suficiencia para
P, Mg, Fe, Cu, Zn, B y Mn; y para N con valores inferiores al considerado óptimo, sin
llegar a ser deficiente.
Palabras clave: Capsicum annum, fertilización orgánica, riego, niveles foliares,
macroelementos, microelementos.
INTRODUCCIÓN
La fertilización tiene como objetivo fundamental la restitución al medio de cultivo de las
cantidades de nutrientes absorbidos por las plantas y es, después del riego, el
segundo factor limitante de la producción hortícola. La fertilización en Agricultura
Ecológica está basada, principalmente, en el mantenimiento de un nivel adecuado de
materia orgánica en el suelo mediante la adición de diferentes materiales orgánicos,
cuya mineralización por los microorganismos del suelo libera los nutrientes necesarios
para el desarrollo de los cultivos.
La producción del pimiento grueso está condicionada a la obtención de altos
rendimientos y máxima calidad de cosecha. Son numerosos los trabajos realizados
para optimizar la fertilización del pimiento grueso en los sistemas de producción
convencional (Rincón et al., 1993, 1995, 2003), en producción integrada (Rincón et al.,
2005) y actualmente, en cultivo ecológico (Cánovas et al., 2006, Herencia et al., 2006,
Martínez et al., 2006).
En la fertilización es muy difícil comparar diferentes estudios y alcanzar resultados
reproducibles (Herencia et al., 2006). La variabilidad en las condiciones del medio y las
técnicas de cultivo modifican las respuestas de la absorción y concentración de
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elementos nutrientes en la planta, estos hechos se agudizan en el caso de los
sistemas orgánicos, ya que son sistemas complejos con gran variedad de factores
frecuentemente difíciles de controlar.
El objetivo del trabajo que aquí se presenta fue evaluar la fertilización ecológica
practicada en un cultivo de pimiento de carne gruesa, con el propósito de optimizar el
proceso en las condiciones de dicho cultivo en el Campo de Cartagena. Para ello se
efectuó el balance de agua y nutrientes, método que se muestra como buen
parámetro de medida de la eficacia de la fertilización (Rincón et al. 2005 I y II). Se
midió la producción y se realizó seguimiento del contenido en macro y micronutrientes
en hojas y frutos como medida de la disponibilidad de los nutrientes para el cultivo.
MATERIAL Y MÉTODOS.
La experiencia se realizó en la finca experimental Torreblanca del IMIDA, situada en la
comarca del Campo de Cartagena (37º40’ N - 0º58’W) en Murcia, principal zona
productora de pimiento grueso bajo invernadero.
El ensayo se realizó en un invernadero multicapilla cubierto con lámina de polietileno
térmico con lisímetros de drenaje de 5 m de longitud, 1 de anchura y 0,65 m de
profundidad.
El material vegetal utilizado fue pimiento (Capsicum annuum L.) variedad “Almudén”,
tolerante al virus del bronceado. Las plantas se obtuvieron en semillero aparte y se
plantaron el 15 de diciembre del 2005, a una densidad de plantación de 2,5 plantas por
m2 (1m entre filas y 0,4 m entre las plantas de cada fila). Se efectuó control integrado
de plagas y la fertilización según las normas de producción de agricultura ecológica,
con un diseño experimental de tres repeticiones.
El suelo del invernadero es de textura franco arcillosa, en donde se aportó 4 kg/m2 de
estiércol de oveja y 1 kg/m2 de gallinaza, procediéndose a la desinfección del mismo
mediante biosolarización. Las características iniciales del suelo de cultivo, en el perfil
de 0-30 cm eran: elevado contenido en materia orgánica 3,6%, en nitrógeno orgánico
0,2% y fósforo asimilable 200 ppm, elevada conductividad eléctrica (ext. sat.), 10 dS/m
y alto contenido en sales solubles.
El agua de riego tuvo una conductividad eléctrica de 2,06 dS/m-1, no presentado
restricciones para el normal desarrollo del cultivo.
En el sistema de riego por goteo se instaló una tubería emisora por cada fila de
plantas con emisores de 2,3 l/h de descarga unitaria situados cada 40 cm.
Las necesidades hídricas del cultivo se evaluaron semanalmente multiplicando la
evapotranspiración de referencia de la semana anterior por los coeficientes de cultivo
(Rincón, 2003), variando la frecuencia de riego durante el ciclo de cultivo en función de
las necesidades hídricas y la dosis de riego ajustada al tipo de suelo (2,6 mm). La
evapotranspiración del cultivo se incrementó en un 25 % para producir drenaje y
evaluar en el mismo la lixiviación de nutrientes.
La fertilización consistió, en la aplicación por semana de 5 cm3/m2 de materia organica
liquida de un producto de origen 100% ovino, con un 4% de materia orgánica total y 1
cm3/ m2 de aminoácidos de origen vegetal por via gotero.
Diariamente se midió el volumen de drenaje producido, guardando en frigorífico una
alícuota de 200 ml, mezclándose al final de la semana las 7 muestras obteniendo una
disolución media, en las que se analizaron las concentraciones de los aniones: nitrato
(NO3-) y fosfato (PO43-) y de los cationes: potasio (K+); calcio (Ca2+); y magnesio
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(Mg2+). Los aniones se determinaron mediante electroforesis capilar y los cationes
mediante absorción atómica. Con la concentración de cada elemento y el volumen de
agua drenada se evaluaron las cantidades lixiviadas de aniones y cationes.
Se evaluó el estado nutricional de las plantas determinándose, en tres fechas
coincidentes con la 1ª, 3ª y 5ª recoleccion (mayo, junio y julio), la concentración de
macro y microelementos en hojas y frutos.
Se muestreó y pesó la biomasa verde en 5 fechas durante el ciclo de cultivo.
Se midió la producción total y comercial, clasificando los frutos en cuatro categorias:
fruto con peso mayor de 350 g (extra), de 350 a 250 g (primera), de 250 a 150 g
(segunda), menos de 150 g (tercera) y frutos con peso menor a 100 g ó dañados por
alguna enfermedad, plaga ó fisiopatía (destrio).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
1.1
Producción del cultivo y biomasa.
El cuadro 1 muestra los parámetros medios de producción total y comercial del cultivo
en las cinco fechas de recolección. La producción total alcanzada fue de 10,84 kg/m2,
56,08 frutos/m2 y 189 gramos por fruto. Estas producciones resultan elevadas, son
superiores a la media de la producción comercial en la zona (Estadística Agraria
Regional, Murcia 2006), e inferiores a las obtenidas en condiciones de ensayo
análogas para un cultivo en producción integrada (Rincón et al., 2008). Los valores de
los parámetros controlados fueron más elevados en las dos primeras recolecciones,
siguiendo un descenso progresivo de dichas medidas hasta el final del cultivo excepto
a los 216 días después del trasplante que aumentó el número de frutos recolectados,
disminuyendo el peso de los mismos. La media de los resultados de la producción
comercial alcanzada fue de 10,25 kg/m2, con un peso del fruto de 190 g y 51 frutos/m2.
En la figura 1 se representa la producción total por categorías, resultando el mayor
porcentaje para 2ª categoría, coincidiendo con lo obtenido por Martínez et al. (2006) y
Cánovas et al. (2006).
La producción de biomasa total fresca fue de 15,59 kg/m2 representando una media en
frutos de 80,75 % en todos los muestreos (Figura 2). Entre los dos primeros controles
es donde se aprecia una mayor diferencia de biomasa (5,43 kg/m2), motivada por las
producciones obtenidas en dicho periodo.
Balance de agua y lixiviación de nutrientes.
El agua total aportada fue de 906,76 mm forzándose un drenaje medio de 23,45 % en
el que se analizaron los nutrientes lixiviados. De la cantidad de agua aportada, 42,4
mm fueron aplicados en el riego de plantación y 21,1 mm en el riego de arraigue,
cantidades que humedecieron el perfil del suelo no produciéndose pérdidas por
drenaje. Posteriormente al riego de arraigue y durante 55 días se generó un déficit
hídrico en el suelo para forzar el desarrollo radicular de las plantas, iniciándose la
programación de los riegos a los 65 días después del trasplante, aportándose 843,3
mm de agua hasta la última recolección. Del balance hídrico medio se deduce una
evapotranspiración de 694,16 mm. Durante todo el cultivo la dosis de riego fue de 2,6
mm, variándose la frecuencia de los riegos, desde un riego cada tres días, hasta tres
riegos diarios en el periodo de máximas necesidades hídricas, intervalo entre los 175 y
227 días de cultivo (Rincón et al., 2005 y 2008).
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La productividad media del agua de riego fue de 11,96 kg/m3 para el total del agua
aportada y 15,62 kg/m3 para el agua consumida por evapotranspiración. Valores
inferiores a los obtenidos por Rincón et al. (2008) para un cultivo en producción
integrada.
El cuadro 2 muestra el balance de agua y la lixiviación de nutrientes total en el ciclo de
cultivo. La cantidad de nitrógeno lixiviada fue de 15,61 kg/m2, cantidad menor que la
producida cuando se aportan fertilizantes inorgánicos (Rincón et al., 2005 II y 2008).
No hubo perdidas de fósforo por lixiviación y el potasio drenó en pequeña cantidad
(17,03 kg/m2), tanto el fósforo como el potasio son elementos con poca movilidad en
el suelo (Pellicer C., 1986). Las lixiviaciones de Ca y Mg fueron elevadas, incluso
superiores a las obtenidas cuando la fertilización se realiza bajo las normas de
producción integrada (Rincón et al., 2005 I), debemos de considerar en este caso la
alta concentración de estos elementos que aporta el agua de riego, cantidades que
superan a las requeridas por el cultivo Rincón et al. (1993, 1995).
Contenido en macroelementos, N, P, K, Ca y Mg, en hojas y frutos
La concentración de N en hojas presentó valores de 3,14 a 3,45 % m.s. (Figura 3),
valores que se encuentran en el límite inferior del rango de suficiencia (Mills y Jones,
1996), no llegando a ser deficientes (Maynard y Hochmuth, 1997). El contenido de N
en hojas y frutos disminuyó desde la primera fecha de muestreo, coincidente con la
primera recolección, hasta la última fecha. El rápido descenso del contenido de N en
fruto (de 2,19 a 1,75 % m.s.) es consecuencia del efecto de dilución. En frutos los
valores fueron inferiores a los presentados por Rincón (1995) en cultivo convencional y
por Albiach et al. (2008) en cultivo con fertilización orgánica. Herencia et al. (2006)
comprobaron la disminución del contenido en N en el material vegetal, de un cultivo
con nutrición orgánica, respecto a la nutrición mineral.
Entre la primera y tercera recolección (139 y 188 días después trasplante) el
contenido en P fue mayor en frutos que hojas, a partir de esta fecha se igualaron, ya
que el contenido en hojas alcanzó concentraciones mayores que las obtenidas en
cultivo convencional (Rincón et al, 1995), este incremento coincidió con el cuajado de
numerosos frutos (Figura 3). La concentración de este elemento en hojas (0,29 a 0,50
% m.s.) resultó dentro del rango de suficiencia (Mills y Jones, 1996). En frutos,
también aumentó la concentración de P en el periodo de 188 a 228 días, valores de
0,41 a 0,52 % m.s., semejante a lo obtenido por Albiach et al. (2008) y menor que lo
obtenido por Rincón et al. (1995).
El máximo contenido de K en hojas se produjo en intervalo de los 139 a 188 días
después trasplante, en frutos la concentración en K inicial fue la menor (Figura 3). No
está comprobado que la fertilización orgánica tenga un efecto significativo sobre la
concentración de K en hojas y frutos (Albiach et al., 2008, Herencia et al. 2006,
Melgar et al. 2007). En este caso los contenidos en hoja presentaron valores entre
5,22 y 6,08 % m.s., por encima del rango de suficiencia, y de lo obtenido por Albiach et
al. (2008) y Rincón et al. (1995). Las concentraciones en frutos oscilaron entre 3,76 a
4,90 % m.s., coinciden con Albiach et al. (2008) y Rincón et al. (1995).
Los contenidos en Ca y el Mg en hojas se presentaron con valores dentro del rango
de suficiencia (Mills y Jones, 1996), incluso Ca con valores superiores (2,97 a 3,90 %
m.s.) (Figura 3). En los frutos las concentraciones se presentaron con valores
inferiores a los obtenidos por Rincón et al. (1995) con fertilización mineral.
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Contenido en microelementos, Fe, Cu, Mn, Zn y B, en hojas y frutos
Tanto los macroelementos (excepto P) como los microelementos se mostraron con
concentraciones más elevadas en hojas que en frutos (Figuras 3 y 4).
La concentración en hojas de los elemento Fe, Cu, Mn, Zn y B presentaron valores
que se encuentran todos dentro del rango de suficiencia de Mills y Jones (1996)
(Figura 4), incluso Cu y B al final del cultivo se mostraron por encima del valor
máximo, sin llegar el B a valores considerados tóxicos (> 350 ppm, Maynard, 1997).
Herencia et al. (2006) comprobaron un aumento de la concentración de Cu en material
vegetal de un cultivo orgánico, frente a uno mineral. La concentración de Fe en los
frutos resultó con niveles bajos comparados con los obtenidos por Albiach et al. (2008)
en condiciones semejantes.
La evolución de la concentración en hojas de los microelementos en las tres fechas de
muestreo fue de aumento hasta el final del cultivo para el B y el resto de elementos
presentaron un valor máximo a los 188 días. Sin embargo, en los frutos todos los
microelementos evolucionaron en el sentido de aumentar con la edad de la planta
(Figura 4).
Los trabajos realizados sobre contenidos de microelementos en pimiento con
fertilización orgánica, no resultan concluyentes en cuanto a si el tipo de fertilización
influye de manera significativa en la concentración de estos elementos en planta
(Herencia et al., 2006). Incluso, no se encuentran diferencias significativas cuando se
realizan enmiendas con diferentes materias orgánicas (Albiach et al., 2008).
CONCLUSIONES
En nuestras condiciones de cultivo, la producción de frutos resultó ser más elevada
que las producciones obtenidas en parcelas comerciales de la zona.
La fertilización ecológica es viable en nuestras condiciones de ensayo, permitiendo
obtener rendimientos similares o ligeramente inferiores a los producidos con la
fertilización convencional.
La lixiviación de N resultó menor que en cultivos con producción integrada.
Las concentraciones de N y Fe en material vegetal, se presentaron bajas, sin llegar a
ser deficientes.
La concentración de P y K
convencionales.
en hojas, fue superior a lo obtenido en cultivos
No se apreciaron problemas de disponibilidad de nutrientes para el cultivo.
AGRADECIMIENTOS
Al Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), por
haber financiado este proyecto dentro del Subprograma Nacional de Recursos y
Tecnologías Agrarias en Cooperación con las Comunidades Autónomas.
BIBLIOGRAFÍA
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un cultivo de pimiento grueso de invernadero en producción integrada. I
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Rincón L., Pérez J., Abadía A., Sáez J., Pellicer C., 2005. Fertirrigación localizada en
un cultivo de pimiento grueso de invernadero en producción integrada. II
Lixiviación de nutrientes.
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VIII Congreso SEAE, IV Congreso Iberoamericano Agroecología, Bullas-Murcia 2008
CUADROS Y FIGURAS
Cuadro 1.Parámetros de producción.
Producción comercial
Producción total
Días despues
del trasplante
kg/m2
nº f/m2
g/f
kg/m2
nº f/m2
g/f
139
2,97
13,69
0,22
3,03
14,26
0,21
166
3,29
12,86
0,25
3,35
13,13
0,25
188
1,90
8,97
0,21
1,90
8,97
0,21
216
1,43
9,72
0,15
1,77
12,46
0,14
227
0,66
5,90
0,11
0,79
7,26
0,11
Cuadro 2. Balance de agua y lixiviación de nutrientes.
Agua
mm
Agua de riego
906,76
Drenaje
212,60
Nutrientes aportados en kg/ha
N
15,61
P
0
K
Ca
Mg
141,55
903,68
399,70
17,03
619,70
264,52
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DESTRIO
EXTRA
0,64 kg/m2
6%
0,54 k/m2
5%
PRIMERA
2,77 kg/m2
26%
TERCERA
2,81 kg/m2
26%
SEGUNDA
4,06 kg/m2
37%
Figura 1. Producción total. Porcentaje de frutos obtenidos por categorías.
16
14
12
10
Kg/m2 8
6
4
2
0
139 ddt
172 ddt
201 ddt
227 ddt
Hojas-Tallos
1,16
2,26
2,42
2,92
Frutos
4,81
9,14
10,28
12,67
Planta completa
5,97
11,40
12,70
15,59
Figura 2.- Evolución de la biomasa.
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0,70
3,50
0,60
3,00
P (% m s)
N (% m s)
4,00
2,50
2,00
0,50
0,40
1,50
0,30
1,00
0,20
139
188
139
228
5,00
7,00
4,00
Ca (% m s )
K (% m s)
8,00
5,00
4,00
228
Tiempo (días despues del trasplante)
Tiempo (días despues del trasplante)
6,00
188
3,00
2,00
1,00
3,00
0,00
2,00
139
188
228
Tiempo (días despues del trasplante)
139
188
228
Tiempo (días despues del trasplante)
M g (% m s)
1,60
1,40
1,20
1,00
0,80
Hoja
Fruto
0,60
0,40
0,20
0,00
139
188
228
Tiempo (días despues del trasplante)
Figura 3.- Contenido en elementos macronutrientes en hojas y frutos (% m.s.).
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40,00
120,00
35,00
100,00
30,00
C u (p p m )
Fe (p p m )
140,00
80,00
60,00
25,00
20,00
40,00
15,00
20,00
10,00
139
188
228
139
Tiempo (días despues del trasplante)
188
228
Tiempo (días despues trasplante)
140,00
140,00
120,00
120,00
100,00
100,00
Zn (p p m )
M n (p p m )
160,00
80,00
60,00
80,00
60,00
40,00
40,00
20,00
20,00
0,00
0,00
139
188
139
228
Tiempo (días despues trasplante)
188
228
Tiempo (días despues del trasplante)
140,00
120,00
B (ppm)
100,00
80,00
Hoja
60,00
Frutos
40,00
20,00
0,00
139
188
228
Tiempo (días despues trasplante)
Figura 4.- Contenido en elementos micronutrientes en hojas y frutos (% m.s.).
.
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