RESPUESTA DE Mentha spicata A LA FERTILIZACIÓN N-P

RESPUESTA DE Mentha spicata A LA FERTILIZACIÓN N-P-K
COMBINADA CON COMPOST: I. PRODUCCIÓN DE BIOMASA
Henao-Toro, M. C.1*
1
Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá
* [email protected]
RESUMEN
Un punto clave sobre la agricultura orgánica es definir si es económicamente competitiva con la
agricultura convencional. Los rendimientos obtenidos con el sólo uso de fertilizantes orgánicos es
un aspecto importante a considerar en cualquier cultivo. Con el objetivo de evaluar el rendimiento
en Mentha spicata cultivada en suelos de clima frio de la Sabana de Bogotá (Colombia), se
ensayaron tres dosis de compost y de urea, DAP y KCl (100, 75 y 50%) y se compararon con un
control. Paralelamente se midieron los niveles de N, P y K en el tejido vegetal. Los resultados
mostraron que la fertilización con compost como única fuente adicional de nutrientes produce
bajos rendimientos, inclusive menores a los del control, en los suelos bajo estudio, caracterizados
por una alta disponibilidad de nutrientes. Dado que la aplicación de un bajo nivel de fertilizantes
inorgánicos complementada con compost produjo un mayor rendimiento, se considera que dosis
respectivas de 80, 100, 100 y 2000 kg por hectárea de N, P2O5, KCl, y compost son
recomendables para la producción de menta bajo condiciones similares de suelo y sistema de
cultivo a las evaluadas. No se hallaron relaciones significativas entre los niveles de N, P y K con el
rendimiento del cultivo.
Palabras claves: Menta, Hierbas aromáticas, nivel de nutrientes en el tejido vegetal
INTRODUCCIÓN
En la última década ha aumentado el interés de los consumidores por productos orgánicos que
garanticen la inocuidad alimentaria, cuya producción emplea bioinsumos tanto para el control
fitosanitario como para la nutrición de los cultivos. A pesar de esto, la agricultura orgánica es aún
una actividad marginal, ya que se tiene la visión de que puede resultar poco competitiva con la
agricultura convencional desde el punto de vista económico. El aporte de nutrientes para las
plantas bajo el esquema de agricultura orgánica se basa en la fertilidad natural del suelo, la
rotación con leguminosas, y el uso de estiércoles y compost (de Ponti, Rijk y van Ittersum, 2012).
Bajo la perspectiva del agricultor hay preocupación por los bajos rendimientos que la fertilización
con abonos orgánicos o compost produce, en relación con el uso de fertilizantes de síntesis
química.
En Colombia, una parte importante de la producción de menta (Mentha spicata L.) está orientada
hacia la exportación en fresco, para ser usada en el sector culinario, y existe un alto potencial de
incursionar con este producto en el mercado de los productos orgánicos.
La menta es una planta perenne, herbácea, erguida, con tallos de hasta 40 cm de altura,
perteneciente a la familia de las Lamiaceae. La propagación se hace a través de esquejes, y la
planta forma estolones de manera prolífica, presentando una alta densidad poblacional, de
150.000 plantas por hectárea (Bareño, 2006).
El manejo de la fertilización resulta una práctica necesaria en la producción de menta, debido al
alto requerimiento nutricional al ser cosechada toda la planta, lo que genera altos niveles de
extracción. Según Brown et al., (2003), la menta requiere de 250 a 280 kg de nitrógeno, 50 a 100
kg de fósforo como P2O5 y más de 300 kg de K2O por hectárea.
Esta investigación se efectuó con el objetivo de comparar el rendimiento obtenido por efecto del
uso de compost como única fuente de fertilización, con el rendimiento alcanzado al complementar
la fertilización orgánica con la tradicional, empleando fuentes simples convencionales, en un suelo
con alta disponibilidad de nutrientes.
MATERIALES Y MÉTODOS
El ensayo se estableció bajo invernadero, en clima frio, a 2600 msnm, en la Sabana de Bogotá.
Se evaluaron siete tratamientos de fertilización, aplicados inmediatamente después de la siembra
y luego después de cada corte de cosecha, que corresponden a una dosis completa y dos dosis
reducidas de fertilizante de síntesis química (FI) y compost (FO). Se empleó un diseño
completamente al azar con diferente número de repeticiones (tres en los tratamientos T1 y T7, y
seis en el resto), para un total de 36 unidades experimentales.
T1: 100-0
100%FI - 0% FO
T2: 75-75
75%FI - 75%FO
T3: 75-50
75%FI - 50%FO
T4: 50-75
50%FI - 75%FO
T5:50-0
50%FI - 50%FO
T6: 0-100
0%FI - 100%FO
T7: 0-0
0%FI - 0%FO
La dosis completa de fertilizantes inorgánicos (100%FI) fue de 160, 200 y 200 kg ha-1 de N, P2O5 y
K2O, aplicados en forma de urea, fosfato diamónico (DAP) y cloruro de potasio. Aunque el la
literatura se reportan requerimientos más altos (Bonilla y Guerrero, 2010), esta dosis se
seleccionó considerando la disponibilidad en el suelo. La dosis completa de fertilizante orgánico
(100%FO) fue de 4 Ton ha-1 de compost, constituido por 15% de carbono orgánico oxidable, 1.0,
1.0 y 1.5% de N, P2O5 y K2O total.
La estadística descriptiva de algunas de las propiedades químicas de los suelos de las 36
unidades experimentales antes de la primera fertilización, en el momento de la siembra del cultivo,
se presenta en la tabla 1, indicando que son suelos ligera a moderadamente ácidos, con altos
niveles de elementos disponibles. El fósforo disponible en todas las parcelas fue mayor de 116 mg
kg-1 (método de Bray II), el cual resulta muy alto.
Tabla 1. Valor promedio y coeficiente de variación (entre paréntesis) de algunas propiedades
químicas del suelo relacionadas con la fertilidad (N=36)
Ca
K
Mg
Na
AI
CICE
Cu
Fe
Mn
Zn
B
4.1
0.47
pH
CE
dS m-1
%CO
Mínimo
4.8
0.68
3.10
10.8
0.97
2.89
0.19
0.00
16.3
0.47 323 1.86
Máximo
6.0
2.77
5.76
21.2
1.70
5.94
0.48
0.58
27.9
3.81 526 24.9 27.8 2.72
Media
5.3
1.60
4.50
15.5
1.34
4.65
0.29
0.20
22.0
2.49 432 11.3 18.1 0.87
DS
0.3
0.60
0.88
2.03
0.15
0.76
0.07
0.16
2.3
1.11
cmolc kg
-1
mg kg
49
6.75
-1
6.1
0.36
El cultivo se plantó a partir de esquejes producidos en un vivero comercial, en camas de 1 m de
ancho. Cada unidad experimental tuvo un área total de 3.62 y efectiva de 1.92 m2.
Se midió la producción de biomasa fresca y seca (ramas) en términos de peso de material
cosechado por unidad experimental, para cada uno de los cortes durante cinco ciclos de cosecha.
Cada ciclo duró en promedio 60 días. No se consideró la primera cosecha, porque la biomasa
obtenida es la que se acumula después del trasplante y la posterior poda de formación. El material
pesado correspondió únicamente a las plantas obtenidas dentro del área efectiva de cada unidad
experimental. También se evaluó el número de dedos y la altura de la planta de 12 ramas por
unidad experimental, escogidas al azar dentro del material cosechado. Sobre esas mismas 12
ramas se efectuaron análisis de tejido vegetal por vía seca, mediante calcinación de la muestra a
475°C, disolución del residuo en HCl y valoración de P por colorimetría y K por Espectrofotometría
de Absorción Atómica. El N se determinó por el método de micro-Kjekdahl.
Los datos fueron analizados mediante análisis de varianza y pruebas de comparación múltiple
(Bonferroni), empleando el paquete SAS versión 8.0.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En general los parámetros evaluados estuvieron caracterizados por una alta variabilidad en la
respuesta, relacionada con la heterogeneidad espacial a escala métrica asociada con la
naturaleza del suelo, y a diferencias entre el material de siembra, ya que a pesar de la selección,
siempre se presentó heterogeneidad entre las plántulas adquiridas comercialmente.
La tabla 1 muestra los promedios obtenidos en cada una de las cosechas 2 a 6, indicando una
disminución marcada en el rendimiento en la sexta cosecha. Considerando el área efectiva de la
parcela experimental, estos rendimientos equivalen a una producción entre 9 y 31, con un
promedio de 21 ton ha-1.
Tabla 1. Producción promedio de biomasa fresca en menta en cinco ciclos de corte evaluados.
Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05)
2
3
4
5
6
4.58a
5.93a
4.57a
4.99a
4.18a
5.24a
3.47a
5.44a
5.46a
4.32a
5.12a
3.53a
6
5.62a
5.47a
4.50a
5.27a
3.80a
50-50
6
4.65a
5.16a
4.35a
4.85ab
3.41a
0-100
6
4.04a
3.63b
4.44a
2.88b
1.72b
0-0
3
4.70a
4.57a
4.43a
3.86ab
2.65ab
Tratamiento
N
100-0
3
4.88a
5.34a
75-75
6
4.89a
75-50
6
50-75
Kg / unidad experimental
Solo se presentaron diferencias estadísticamente significativas en los ciclos 5 y 6, en la
producción de biomasa fresca por efecto de al menos uno de los tratamientos, y en la producción
acumulada de los cinco cortes evaluados. Probablemente la ausencia de respuesta en los
primeros ciclos esté relacionada con la alta oferta de nutrientes que presenta el suelo.
Las diferencias en la producción acumulada (figura 1) se observan entre el tratamiento 6 (100%
fertilizante orgánico, 0% inorgánico) y todos los demás tratamientos que emplean fertilizantes
inorgánicos (P<0.001). No se presentaron diferencias entre los tratamientos 6 y 7, siendo este
último el testigo sin fertilización de ninguna índole. El tratamiento 6 fue el de menor producción, lo
que significa que la fertilización orgánica con una dosis equivalente a 4 ton ha-1 ocasionó un
detrimento en el rendimiento en condiciones de estos suelos con alto nivel de disponibilidad de
nutrientes. La adición de una dosis alta de fertilizantes de síntesis química por sí sola no produjo
tampoco un beneficio, considerando que no hubo diferencias entre los tratamientos con
fertilización combinada, ni tampoco con el testigo absoluto.
La figura 1 muestra que el número de nudos no se vio afectado por los tratamientos de
fertilización, pero que las plantas alcanzaron una altura promedio más baja en el tratamiento 6.
Lo anterior indica que la combinación de fertilizantes sintéticos con compost resulta una práctica
apropiada, ya que permite reducir la dosis y bajar los costos de producción. Una disminución del
50% en la dosis, hasta 80, 100 y 100 kg de N, P2O5 y K2O, y 2 toneladas de compost por hectárea
produce un rendimiento similar que al aplicar dosis completas. La fertilización con compost como
la única fuente de nutrientes adicionada resulta poco eficiente, y genera una disminución cercana
al 20%, con respecto al rendimiento obtenido sin ninguna adición de fertilizantes. Los rendimientos
logrados con el tratamiento testigo (0-0), indican que los niveles de nutrientes en el suelo pudieron
satisfacer las necesidades del cultivo, al menos durante los ciclos evaluados.
30
4
20
15
a
10
a
a
a
a
ab
b
5
Biomasa seca (Kg / UE)
Biomasa fresca (Kg / UE)
25
0
75-75
75-50
50-75
50-50
0-100
a
a
ab
ab
ab
ab
b
1
0-0
12
100-0
75-75
a
ab
75-50
50-75
50-50
a
a
ab
0-100
0-0
40
35
8
6
a
a
a
a
a
a
a
2
Altura de ramas (cm)
10
Número de nudos
2
0
100-0
4
3
30
25
20
15
c
cd
10
5
0
0
100-0
75-75
75-50
50-75
50-50
0-100
0-0
100-0
75-75
75-50
50-75
50-50
0-100
0-0
Figura 1. Variación en las variables de rendimiento y desarrollo de menta bajo siete tratamientos
de fertilización. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05)
Las tablas 2 al 4 muestran respectivamente los niveles de N, P y K en el tejido vegetal de la parte
aérea de las plantas de menta evaluadas. Aunque no se hallaron correlaciones significativas entre
los niveles de nutrientes en el tejido vegetal y la producción de biomasa fresca (datos no
presentados), al comparar las tablas 1 y 2 se observa que los niveles más bajos de nitrógeno en
tejido vegetal se presentaron en el quinto ciclo de cosecha, en los tratamientos que no llevan
fertilizantes sintéticos, lo cual coincide con una caída en el rendimiento, notablemente en el
tratamiento 0% fertilizante químico más 100% compost. Esta caída en el rendimiento se
generaliza en el sexto ciclo, cuando siguen bajos los niveles de N en el tejido vegetal. De manera
similar se aprecia una disminución en los niveles de fósforo y de potasio en esos dos últimos
ciclos de corte.
No se halló una tendencia definida en los niveles de N en el tejido vegetal con respecto a los
tratamientos evaluados, y solo en dos ciclos se presentaron diferencias por efecto de los
tratamientos. Las plantas que crecieron en suelos que no recibieron urea no siempre
correspondieron a las de menor concentración de N en las ramas, aunque presentaron niveles
comparativamente bajos (tabla 2).
Tabla 2. Niveles promedio de N por tratamiento en el tejido vegetal de menta (%ms) en 5 ciclos
consecutivos de corte. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05)
Ciclo 2
Ciclo 3
Ciclo 4
Ciclo 5
Ciclo 6
4.64a
100-0
3.55a
75-50
4.87a
100-0
2.98a
75-50
2.68a
75-75
4.43a
50-50
3.41a
75-75
4.85a
50-75
2.79ba
75-75
2.64a
75-50
4.32ba
75-75
3.31a
100-0
4.82a
75-50
2.56ba
100-0
2.61a
100-0
4.14ba
75-50
3.14a
50-50
4.79a
0-0
2.49ba
50-50
2.50a
50-50
3.97ba
50-75
3.00a
0-0
4.59a
75-75
2.15b
50-75
2.45a
0-100
3.93ba
0-100
2.99a
0-100
4.57a
50-50
2.14b
0-0
2.34a
0-0
3.47b
0-0
2.94a
50-75
4.49a
0-100
2.13b
0-100
2.30a
50-75
Con respecto al fósforo, se presentaron diferencias significativas en los ciclos 5 y 6 (tabla 3), en
los cuales hubo respuesta del rendimiento de menta a los tratamientos. Los rendimientos
promedio más bajos coincidieron con las plantas que absorbieron cantidades más altas de fósforo.
Tabla 3. Niveles promedio de P por tratamiento en el tejido vegetal de menta (%ms) en 5 ciclos
consecutivos de corte. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05)
Ciclo 2
0.54a
0.54a
0.52a
0.51a
0.50a
0.48a
0.44a
75-50
50-75
100-0
50-50
75-75
0-0
0-100
Ciclo 3
0.57a
0.54a
0.53a
0.52a
0.51a
0.51a
0.50a
0-0
50-50
100-0
75-50
0-100
50-75
75-75
Ciclo 4
0.94a
0.93a
0.93a
0.85a
0.84a
0.83a
0.78a
100-0
0-100
50-75
75-75
75-50
50-50
0-0
Ciclo 5
0.45a
0.43ba
0.37ba
0.37ba
0.36ba
0.35ba
0.34b
0-0
0-100
100-0
50-75
50-50
75-75
75-50
Ciclo 6
0.51a
0.49ba
0.41bac
0.37bc
0.36bc
0.33c
0.33c
0-100
0-0
50-75
50-50
75-75
75-50
100-0
En el caso del potasio, el tratamiento control (0-0), sin aplicación de KCl, produjo las plantas con
los niveles más bajos de K en el tejido vegetal, y de una manera correspondiente, los niveles más
altos se presentaron en las plantas de menta que recibieron el tratamiento con 100% de la dosis
de KCl (100-0) (tabla 4); sin embargo esto no estuvo claramente relacionado con el rendimiento de
las plantas.
Tabla 4. Niveles promedio de K por tratamiento en el tejido vegetal de menta (%ms) en 5 ciclos
consecutivos de corte. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05)
Ciclo 2
6.21a
6.06a
6.05a
5.99a
5.68ba
5.67ba
4.98b
100-0
50-75
75-50
75-75
50-50
0-100
0-0
Ciclo 3
5.68a
5.50a
5.40a
5.38a
5.36a
5.11a
5.00a
75-50
100-0
50-50
50-75
75-75
0-0
0-100
Ciclo 4
7.67a
7.11a
7.07a
7.03a
6.71a
6.35a
5.62a
50-75
100-0
0-100
50-50
75-50
75-75
0-0
Ciclo 5
4.60a
4.24ba
4.15ba
4.13ba
4.09ba
3.72b
3.55b
100-0
75-75
50-50
75-50
50-75
0-100
0-0
Ciclo 6
4.79a
4.45a
4.28a
4.27a
4.19a
4.19a
4.16a
100-0
75-75
50-75
50-50
0-100
75-50
0-0
CONCLUSIÓN
El uso de fertilizantes de síntesis química no produjo un rendimiento superior a los demás
tratamientos que además incluyeron la aplicación de compost, aunque generalmente no se
presentaron diferencias significativas. La fertilización con compost como único aporte nutricional
produjo un bajo rendimiento, menor incluso que en el testigo absoluto, indicando un efecto
negativo. Por eso se recomienda complementar la fertilización química tradicional con la
aplicación de compost de buena calidad.
AGRADECIMIENTOS
Este proyecto fue financiado por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Colombia, en
apoyo a la Cadena Productiva de Hierbas aromáticas, medicinales, condimentarias y afines.
BIBLIOGRAFÍA
Bareño R., P. 2006b. El cultivo de la menta (Mentha spicata). En: Últimas tendencias en hierbas
aromáticas culinarias para exportación en fresco. Curso de extensión. Universidad Nacional de
Colombia, Facultad de Agronomía. Bogotá. p. 100-101.
Bonilla, C. R.; Guerrero, M. 2010. Menta (Mentha spp): producción y manejo poscosecha.
Corredor Tecnológico Agroindustrial. Cámara de Comercio de Bogotá. 100 p.
Brown, B.; Hart, J. M.; Wescott, M. P.; Christensen, N. W. 2003. The critical role of nutrient
management in mint production. Better Crops, 4:9-11.
De Ponti, T.; Rijk, B.; van Ittersum, M. K. 2012. The crop yield gap between organic and
conventional agriculture. Agricultural Systems, 108: 1–9