Respuesta de un cultivo de pimiento grueso de invernadero a

Respuesta de un cultivo de pimiento grueso de invernadero a la
fertilización integrada y ecológica. I Producción, balance de agua y
lixiviación de nutrientes.
L. Rincón, A. Pérez*, C. Pellicer, A. Abadía, J. Sáez, A. Paredes.
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]
Palabras clave: Capsicum annunn L, fertirrigación organica, fertirrigación mineral,
liximetros, drenaje, biofertilizante.
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue analizar la productividad y evaluar el
balance de agua y la lixiviación de nutrientes de un cultivo de pimiento, cultivado
con técnicas de producción integrada y ecológica. El material utilizado fue pimiento
(Capsicum annuum) variedad “Almudén”. La plantación se realizó el 20 de
diciembre del 2006, con una densidad de 2,5 plantas.m-2, cultivándose en un
invernadero multitúnel con infraestructura lisimétrica, dividido en dos bloques con
la misma aportación de materia orgánica en suelo (5 kg.m-2 de estiércol). Los
tratamientos ensayados en producción integrada fueron tres, diferenciados por el
aporte de distintas cantidades de N y biofertilizante (50% N, 100% N y 0% N +
biofertilizante). En el cultivo ecológico se diferenciaron dos tratamientos con
distintas fuentes de N (materia orgánica líquida + aminoácidos y materia orgánica
líquida + aminoácidos + biofertilizante). Se controló la producción total y comercial,
la biomasa verde, el balance de agua y nutrientes y la evolución de los nitratos del
suelo. Los resultados muestran que en el tratamiento donde se aportó el 100% de N
en forma mineral, se obtuvo la mayor producción con 13,46 kg.m-2 y 19,04 kg.m-2 de
biomasa. En cultivo ecológico la producción más elevada se consiguió en el
tratamiento con biofertilizante con 9,54 kg.m-2, El agua total aportada en todos los
tratamientos fue de 946 mm, forzándose un drenaje medio a lo largo del ciclo de
cultivo del 29%, en el que se determinó la concentración de nutrientes. Las
lixiviaciones más elevadas de N fueron obtenidas en el tratamiento de producción
integrada del 100% N y en el ecológico con biofertilizante. Los tratamientos
cultivados en producción integrada alcanzaron las producciones más elevadas.
INTRODUCCIÓN
Optimizar la adición de nitrógeno maximizando la producción y minimizando el
impacto medioambiental, es uno de los objetivos mas importantes de la agricultura actual.
Con este fin, se han desarrollado distintos métodos de cultivo, destacando entre ellos, la
producción integrada que ajusta la fertilización nitrogenada y aumenta la eficiencia del
riego para reducir al máximo la percolación por debajo de la zona radicular (Rincón et al.,
2008), la producción ecológica, que utiliza fertilizantes orgánicos en lugar de sintéticos
(Fushiwaki y Magara, 2005) y por último la utilización de biofertilizantes que
generalmente son bacterias promotoras del crecimiento vegetal (Rincón et al., 2005).
Los estudios realizados son numerosos y los resultados publicados no son
coincidentes. Hay trabajos que demuestran que los fertilizantes orgánicos producen
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menos perdidas de nitratos por lavado (Kirchmann y Bergström, 2001), mientras que
otros no encuentran diferencias (Dufault et al., 2008) o incluso algunos indican que la
lixiviacion de nitratos y otros nutrientes es mayor cuando solo se aporta materia orgánica
(Berntsen et al., 2006).
En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en un ensayo agronómico en
el que se compara la respuesta del pimiento respecto al rendimiento, balance de nutrientes
y agua y dos modos de fertilización, ecológica e integrada. El ensayo esta situado en el
Campo de Cartagena que ha sido declarada Zona Vulnerable a la contaminación por
nitratos procedentes de fuentes agrarias, la correspondiente al acuífero Cuaternario y
Plioceno en el área definida por zona regable oriental del Trasvase Tajo-Segura y el
Sector litoral del Mar Menor.
MATERIALES Y MÉTODOS
La experiencia se realizó en la finca experimental Torreblanca del IMIDA situada
en el Campo de Cartagena (37º40´N – 0º58´W) en Murcia, principal zona productora del
pimiento grueso bajo invernadero.
El ensayo se desarrollo en un invernadero multicapilla cubierto con lámina de
polietileno térmico con lisímetros de drenaje de 5 m de longitud, 1 m de anchura, 0,65 m
de profundidad y evacuación independiente de las disoluciones drenadas.
El material vegetal utilizado fue pimiento tipo Lamuyo, variedad Almudén,
tolerante al virus del bronceado, La plantación se realizó el 20 de diciembre del 2006, con
una densidad de 2,5 plantas.m-2 (1m entre filas y 0,4 m entre plantas). Se efectuó control
integrado de plagas.
El suelo del invernadero es de textura franco arcillosa, donde se aportó 4 kg.m-2 de
estiércol de oveja y 1 kg.m-2 de gallinaza, procediendo a la desinfección del mismo
mediante biosolarización. Las características iniciales del suelo de cultivo, en el perfil de
0-40 cm, eran: 2,37% de materia orgánica, 0,20% de nitrógeno total, 145,36 ppm de
fósforo asimilable y una elevada conductividad eléctrica (ext.sat.) de 10,75 dS.m-1.
La calidad del agua de riego fue variable durante el ciclo del cultivo, presentando
un valor medio de conductividad eléctrica de 1,77 dS.m-1.
En el sistema de riego por goteo se instaló una tubería emisora por cada fila de
plantas con emisores de 2,3 l.h-1 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 del cultivo en función de
las necesidades hídricas y la dosis de riego ajustada al suelo. La evapotranspiración del
cultivo se incrementó un 25% para producir drenaje y poder evaluar la lixiviación de
nutrientes.
Los tratamientos ensayados se presentan en la tabla 1. En producción integrada
(PI) el nitrógeno mineral se aplicó en forma de disolución, ajustando el tratamiento del
100% N a 373 kg.ha-1 de N, 56 kg.ha-1 de P y 485 kg.ha-1 de K, necesidades del cultivo
obtenidas en la experiencia de Rincón et al., 1995. En producción ecológica (PE)
semanalmente se aplicó la cantidad de 5 ml.m-2 de materia orgánica líquida, producto de
origen ovino en un 100% (contiene un 4% de materia orgánica total), más 1 ml.m-2 de
aminoácidos de origen vegetal. En los tratamientos donde se aportó biofertilizante, se
utilizó una mezcla comercial de bacterias Azotobacter vinelandii y Azospirillum
brasilense (108 UFC.ml-1), en la cantidad de 1,5 ml.m-2, distribuyéndose en 5 aportaciones
413
a los 0, 30, 70, 120 y 170 días después del trasplante. Toda la fertilización se realizó vía
gotero con un diseño experimental de tres repeticiones, distribuidas al azar.
Diariamente se midió el volumen de drenaje producido y se guardó en el
frigorífico una alícuota de 200 ml, mezclándose al final de la semana las 7 muestras
diarias para obtener una disolución media, donde se analizó las concentraciones de
nitratos (NO3-), fosfato (PO43-) y potasio (K+). Los aniones se determinaron mediante
electroforesis capilar y los cationes mediante absorción atómica. Con la concentración de
cada uno y el volumen de agua drenado se evaluaron las cantidades de iones lixiviados. El
contenido de NO3- del suelo se midió en todos los tratamientos en cuatro fechas,
mediados de mayo, junio y julio y al final del cultivo, muestreándose el suelo a 20 cm de
profundidad y 15 cm de distancia al punto de goteo, coincidiendo con la máxima densidad
radicular. La determinación se realizó en el extracto 1 (suelo):2(agua) (AOAC, 1990).
Se muestreó y pesó la biomasa verde en 4 fechas durante el ciclo de cultivo y se
controló la producción total y comercial en 6 recolecciones.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Producción de cultivo y biomasa
La tabla 2 muestra los parámetros medios de producción total y comercial al final
del cultivo, obtenidos en seis recolecciones. Los parámetros medios de producción más
elevados fueron conseguidos en el tratamiento donde se aportó el 100% de N mineral,
alcanzando diferencias significativas con todos los tratamientos en kg.m-2 de producción
y en número de frutos. Los tratamientos de cultivo ecológico no tuvieron diferencias
significativas entre ellos, pero si en producción con los tratamientos donde se aplicó
nitrógeno mineral.
La mayor producción de biomasa total fresca fue la obtenida en el tratamiento PI –
100% N, no obteniendose diferencias significativas con el resto de tratamientos de PI,
pero si con los dos de ecológico, a diferencia de lo obtenido por Warman (2005). Los
frutos representaron una media del 80% del total de la biomasa formada (Fig. 1).
Balance de agua y nutrientes
La tabla 3 muestra el balance de agua y la lixiviación de nutrientes en el ciclo de
cultivo para cada tratamiento. El agua total aportada fue de 946 mm forzándose un
drenaje medio a lo largo del cultivo del 29,60 %, en el que se analizaron los nutrientes
lixiviados. Los tratamientos donde se aplicó biofertilizante fueron los que más volumen
drenaron, siendo las cantidades lixiviadas del resto semejantes entre sí.
Del balance medio se deduce una evapotranspiración de 666 mm oscilando entre
los valores medios de 1,05 mm.día-1 en los primeros 64 días de cultivo y 4,68 mm.día-1 en
los últimos 67 días. La dosis de riego fue de 2,40 mm, mantenida durante todo el ciclo del
cultivo, variando la frecuencia de los riegos desde uno hasta tres riegos diarios en el
periodo de máximas necesidades hídricas (Pellicer et al., 2008, Rincón et al., 2008a).
La productividad del agua de riego más alta fue la obtenida en el tratamiento
donde se aplicó el 100% de N mineral con 14,23 kg.m-3 para el total del agua aportada y
la más baja en el tratamiento PE con 9,46 kg.m-3, coincidiendo con lo obtenido por
Rincón et al., (2008b).
Las lixiviaciones más elevadas de N fueron obtenidas en el tratamiento de
producción integrada del 100% N y en el ecológico con biofertilizante (Gaskell y Smith,
2007), coincidiendo este último resultado con lo obtenido por Rincón et al., 2008b. El
tratamiento PI – 0% de N, drenó prácticamente todo el N que se le aportó con el agua de
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riego, así que la actuación del biofertilizante fijando nitrógeno atmosférico, combinado
con otras propiedades de las bacterias como la formación de sustancias estimuladoras del
crecimiento, estimulación de micorrizas, etc., ha influido positivamente en el cultivo
(Hernández et al., 2005; Rincón et al.; 2005).No se produjo ninguna pérdida de fósforo
por lixiviación, constatando la poca movilidad de este elemento en el suelo. La lixiviación
más baja de K se obtuvo en el tratamiento con más alta producción de frutos y biomasa
(PI – 100% N) y las más elevadas en los tratamientos donde se aplicó biofertilizante
(Tabla 3).
Nitratos en el suelo
Los niveles de concentración de nitratos en el suelo a los 148 días después del
trasplante (ddt) son en todos los tratamientos superiores a los alcanzados al final del
cultivo (Fig.2). A los 148 ddt, fecha donde ya se habían realizado las dos primeras
recolecciones, el valor máximo fue obtenido en el tratamiento donde se aplicó el 100% de
N mineral, consiguiendose diferencias significativas con los tratamientos PI 0% de N
mineral y PE. Al final del cultivo, continua siendo el tratamiento 100% de N mineral, el
de mayor concentración de nitratos en suelo, manteniendo diferencias significativas con
el PI 0% de N mineral, pero siendo ahora, significativamente diferente con el tratamiento
ecológico con biofertilizante, debido a una producción y drenajes más elevados.
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.
Referencias
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Tabla 1. Tratamientos experimentales.
Tratamientos
M.O. aportada al suelo
Fertilización nitrogenada
PI – 100% N
100% N mineral (373 kg.ha-1)
PI – 50% N
PI – 0% N + Bf
PE
5 kg.m-2 de estiércol
( 4 kg.m-2 de oveja
+
1 kg.m-2 de gallinaza )
PE+Bf
50% N mineral (187 kg.ha-1)
0% N mineral + Biofertilizante1
Materia orgánica líquida +
Aminoácidos
Materia orgánica líquida +
Aminoácidos + Biofertilizante*
1
Biofertilizante: mezcla de bacterias Azotobacter y Azospirillum (108 UFC.ml-1)
Tabla 2. Parámetros de la producción.
Producción comercial
Tratamiento
Producción total
Kg.m-2
nº f.m-2
g.f-1
Kg.m-2
nº f.m-2
g.f-1
PI – 100% N
13,2 c
61,7 b
0,2 a
13,5 c
64,2 b
0,2 a
PI – 50% N
11,2 b
51,8 a
0,2 a
11,4 b
53,2 a
0,2 a
9,9 ab
45,8 a
0,2 a
10,1 ab
48,0 a
0,2 a
PE
8,7 a
42,9 a
0,2 a
9,0 a
45,2 a
0,2 a
PE+Bf
9,2 a
46,2 a
0,2 a
9,5 a
48,6 a
0,2 a
PI –
0% N + Bf
En cada columna, letras diferentes a continuación de las medias indican diferencias significativas a P=0,05.
Tabla 3. Balance de agua y lixiviación de nutrientes.
Agua
N
mm
416
P
Kg.ha-1
K
Aportado en el agua de riego
60
0
67
Drenado
109
0
126
73
0
138
52
0
248
53
0
225
107
0
268
946
Tratamientos
PI – 100% N
PI – 50% N
PI - 0% N + Bf
PE
PE + Bf
237
252
342
267
303
20
18
16
14
12
kg.m
-2
10
8
6
4
2
0
Planta completa
Frutos totales
Frutos comerciales
PI – 100% N
19,04
15,12
13,16
PI – 50% N
18,10
14,82
11,23
PI –
16,61
13,82
9,86
PE
15,58
12,69
8,68
PE+Bf
15,23
12,03
9,22
0% N + Bf
Fig.1. Parámetros de producción de biomasa.
180
148 ddt
223 ddt
160
140
100
-
NO3 (ppm)
120
80
60
40
20
0
PI 100%N
PI 50%N
PI 0 %N + Bf
Tratamientos
Figura 2. Concentración de nitratos en el suelo.
417
PE
PE + Bf