Características del suelo

Las características químicas evaluadas en el suelo previo al establecimiento del experimento no fueron modificadas significativamente con las dosis de gallinaza estudiados, ni tampoco en la interacción azufre-gallinaza (Tabla 1). Respecto al pH inicial, de 8.4, el azufre incorporado lo disminuyó, proceso. De igual manera, la conductividad eléctrica disminuyó a 0.66 dS m⁻¹ para S1 y 1.6 dS m⁻¹ para S₂ a comparación de la CE de 4.8 dS m⁻¹ al inicio del experimento, se explican por la disminución en las cantidades totales de sales solubles por abatimiento en aniones y cationes en solución del suelo, en respuesta a la aplicación de azufre En este estudio, la CE disminuyó con la adicionarse de S y gallinaza como mejoradores del suelo. Los valores más altos para aniones y cationes se presentaron en S₂. En cuanto a los cationes, el Ca⁺⁺ en S1 presenta valores bajos, con relación a S₂. El Mg⁺⁺ tanto en S₁ como en S₂ es alto. Los valores de los aniones para ambas dosis de azufre se interpretan como valores altos.

La aplicación de una tonelada de gallinaza, con excepción del pH (7.7) y Cl (1.9 mEq 100 g⁻¹), generó valores más bajos de MO (4%), CE (0.83 dS m⁻¹), aniones (mEq 100 g⁻¹) HCO₃₋ (2.30), SO4²⁻ (4.8), de cationes (mEq 100 g⁻¹), Mg⁺⁺ (9.6), Na⁺ (1.0) K+ (1.1) y CIC (17.3) y de PSI más alto (5.7). La cantidad de MO, HCO₃₋, Ca , Mg⁺⁺ y CIC se incrementó al aumentar la dosis de gallinaza, lo inverso ocurrió con el PSI. Por otro lado, los valores más altos de Cl⁻, SO4²⁻ y Na⁺ se alcanzaron con tres t ha⁻¹ de gallinaza. Con base al análisis de varianza realizado no se encontraron diferencias significativas de las dosis de gallinaza, ni para la interacción azufre-gallinaza.

Índices morfológicos

Las características evaluadas en la planta presentaron diferencias por efecto de las dosis de gallinaza estudiados, sin embargo, estas diferencias y las presentadas por efecto de la interacción S y gallinaza no fueron significativas (p ≤0.05). La altura de la planta de jitomate tuvo cambios significativos durante su desarrollo. La altura significativa más alta se tuvo desde los 30 días después del trasplante (DDT) (50.9 cm) hasta los 83 DDT (136.2 cm) para el tratamiento S₁, en contraste con el tratamiento S₂ durante el mismo periodo fue de 45.5 hasta 117.5 cm de altura en las mismas etapas, respectivamente (Tablas 2 y 3, Figura 1 a y b). La tasa diaria de crecimiento, en términos de altura, fue de 1.74 cm en el tratamiento S1 y de 1.45 cm en el tratamiento S2 por DDT. Con respecto al diámetro de tallo no se observan diferencias significativas en la planta por efecto del azufre. El diámetro final del tallo fluctuó entre 1.97 y 2.075 cm. El número de hojas presentó diferencias significativas entre los tratamientos de azufre a los 45 y 83 DDT, las plantas desarrolladas en S₁ presentaron 35.75 y 36.2 hojas por planta, respectivamente, y superaron el número de hojas de las plantas desarrolladas en S₂ (27.4 y 17.5). En la Figura 1 e y f, se muestran los valores de coeficiente de regresión (R2) de 0.98 para S₁ y 0.96 para S₂.

Figura 1 Altura de planta (cm) y área foliar (cm²) en respuesta a los tratamientos de azufre: 750 (S₁) y 1500 (S₂) kg ha⁻¹ 

Los valores de área foliar (AF, cm²) presentaron diferencias significativas (p ≤ 0.05) a los 30 (755.1) y 45 (1173.5) DDT en S₁, posteriormente disminuyó, manteniéndose hasta los 83 DDT (759.3 cm² hoja₋₁). Lo anterior significó un crecimiento vigoroso durante los primeros 45 DDT para después reducirse ligeramente y sostenerse conforme se incrementa la formación y producción de frutos. Los valores de AF en el tratamiento S₂, a los 30 y 45 DDT, fue de 485.8 y 874 g cm², respectivamente; este último valor de AF, se mantiene en floración y cuajado del fruto (Figura 1a y b). Durante los siguientes 40 días, el área se mantuvo próxima a los 1 450 cm² hoja⁻¹ para después descender a los 750 cm² hoja⁻¹ y sostenerse hasta los 83 DDT.

Con el ANOVA del IAF se muestran diferencias significativas a los 30 y 45 DDT entre el tratamiento S₁ (2.26 y 3.52) en contraste con S₂ (1.45 y 2.62), respectivamente (Tablas 2 y 3, Figura 1 e y f). Los valores de índice de área foliar (IAF) y duración de área foliar (DAF) corresponden con los valores de AF anteriormente expuestos, desde los 14 hasta los 45 DDT, lo que coincide con la floración que ocurrió a los 40 DDT. El IAF fue significativo y coincide con el valor más alto en AF determinado durante el ciclo del cultivo. La DAF en jitomate correspondiente al tratamiento S1 fue significativamente superior a 14 (130.2 días), 30 (173.5 días) y 45 DDT (401.4) con respecto a los encontrados en el tratamiento S₂ (90.3, 122.4 y 332.8 días; respectivamente).

Peso seco total y su distribución en hoja, tallo y fruto

Los valores de masa seca (MS) de la planta que recibió 750 kg ha⁻¹ de S (S₁) fueron significativos (p ≤ 0.05) y superiores a los registrados a los del tratamiento S₂. A la etapa de floración (54 DDT) y al inicio de cosecha (83 DDT) la MS producida en la planta desarrollada en S₁ superó 2.13 y 1.8 veces el valor de la MS registrada con 1500 kg ha⁻¹ (S₂), respectivamente. La tendencia (p 0.05) antes mencionada, se observó también en la MS de hojas y tallos. Las plantas desarrolladas con el tratamiento S₁ presentaron mayor peso seco total por planta (PSTo) con respecto a S₂, tendencia registrada en el peso seco de todos los órganos de la planta. El peso seco de hojas (PSH) y PSTo alcanzaron su máximo valor a los 83 DDT. A estos DDT, el PSTo obtenido con el tratamiento S₁ (75.6 g pt⁻¹) superó significativamente al PSTo del tratamiento S2 (31.2 g pt⁻¹). El PSH presentó el mismo comportamiento y resultó significativamente menor en S2 (38.04 g pt⁻¹) que en S₁ (68.28 g pt⁻¹), a los 83 DDT, algo similar resultó a las 54 DDT. No hubo diferencias significativas en peso seco del fruto (PSFr). El PSTo por planta a los 83 DDT, en el tratamiento S₁ fue significativamente mayor (177.42 g pt⁻¹) al del S₂ (98.64 g pt⁻¹). A los 54 DDT, el PSH con respecto al total en ambos tratamientos de azufre, fue similar, dado que sus valores oscilaron entre 50.83 y 56.9%. El porcentaje de PSH disminuyó a los 63 y 83 DDT en ambos tratamientos de azufre S₁ (35.28 y 38.57%) y S₂ (37.9 y 38.5%), respectivamente. Comportamiento similar se tuvo a los 83 DDT, donde el PSH tanto en S₁ como en S₂ resultó igual (38.5%). Con respecto al porcentaje de PSFr en S₁ (18.94%) fue menor al del tratamiento S₂ (29.8%). Para ambos tratamientos, los porcentajes en PST y PSH disminuyeron a medida que desarrolló el fruto de jitomate. Para la materia seca, el mayor porcentaje de biomasa seca por fruto y plantas más desarrolladas se obtuvo a los 83 DDT en el tratamiento S₁, lo que significa que los frutos del primer tratamiento tuvieron hidratación y peso mayores por unidad (Tabla 4).

Componentes de rendimiento de fruto fresco

Los valores de la biomasa fresca total (BFt) fueron siempre superiores y estadísticamente diferentes a los registrados en las plantas desarrolladas en S₁; el peso de fruto fresco (PFrF) mostró la misma tendencia, sólo que las diferencias significativas se tuvieron a los 83 DDT (Tabla 5). Esta diferencia se asocia al mayor peso por fruto (PF) obtenido con el tratamiento S₁ (93.16 g pt⁻¹) con respecto a S₂ (69.7 g pt⁻¹). El peso de fruto en los tratamientos S₁ y S₂ resultó significativamente diferente, 177 y 124 (g pt⁻¹), lo cual representa un peso total acumulado de 6.3 y 5.1 kg pt⁻¹, respectivamente. No hubo diferencias en el número de fruto por planta entre ambos tratamientos (6 y 7; respectivamente). La tendencia de estas variables cuantificadas mediante muestreo destructivo, se ajustaron a una ecuación de regresión cuadrática específica para cada variable medida (Figura 2a y b). En relación con el peso fresco del fruto (PFF), a los 83 DDT con el ANOVA se encontró diferencia en esta variable entre los tratamientos de azufre (S₁ y S₂,) de 0.559 y 0.490 kg pt⁻¹, respectivamente. Los valores obtenidos en esta variable se ajustan a una ecuación lineal.

Figura 2 Diámetro de tallo (cm) y número de hojas pl^-1 en respuesta a los tratamientos de azufre: 750 (S₁) y 1500 (S₂) kg ha^-1 

Características del suelo

La salinidad reduce la calidad del suelo y afecta la producción de la gran mayoría de las especies agrícolas (^{Ruiz et al. 2014}, ^{Ibrahim et al. 2019}). La disminución de la CE se explica por la diminución de las sales solubles por el abatimiento de aniones y cationes en solución del suelo, en respuesta a la aplicación de azufre y gallinaza, estos mejoradores posiblemente indujeron la conversión de CaCO₃ a CaSO₄ y a Ca(HCO₃)₂. Con altos niveles de un solo catión, puede ocurrir deficiencias en la planta de otros cationes por competencia de absorción o intercambio catiónico de la planta, por ejemplo, el ion sodio afecta el metabolismo de la planta y reduce la eficiencia fotosintética (^{El hasini et al. 2020}). El K+ para S₁ y S₂ presentó valores de 0.6 a 2 mEq 100 g⁻¹ suelo. Con base en los valores medios finales obtenidos y en respuesta a la cantidad de gallinaza aplicada, independientemente de la cantidad de azufre elemental, S◦, el pH, la CE, el HCO₃, Na y el PSI (2.3), el suelo al final del experimento no presentó problemas por salinidad ni por sodio, lo cual concuerda con lo mencionado por ^{Garrido (1993}), contrario a la clasificación del suelo salino-sódico al inicio del experimento. Para su recuperación es indispensable caracterizar el problema, entender las causas de la acumulación de sales, evaluar la calidad del agua para riego y predecir su posible participación en la causa de salinidad o sodicidad. Para corregir deficiencias nutricionales, en suelos alcalinos, se recomienda disminuir el pH mediante la adición de azufre elemental (S◦) (^{Cifuentes y Lindemann 1993}, ^{Miyamoto 2020}, ^{Bello et al. 2021}), ya que también reduce la CE y el SAR y se incrementa la solubilidad de los nutrientes para la planta (Ibrahim et al. 2019). Al respecto, existió mayor eficiencia con el tratamiento S₁ (750 kg ha⁻¹) que con S₂ (1 500 kg ha⁻¹). Lo cual coincide con ^{García y Castillo (1993)} quienes reportan mayor eficiencia relativa de oxidación con dosis inferiores a 1 000 kg ha⁻¹, dosis mayores ralentizan el proceso de oxidación. Las altas cantidades de SO₄ ²⁻ del tratamiento S₂, puede atribuirse a alta población o actividad y eficiencia de las bacterias oxidantes del S◦ (Thiobacillus spp.) y, probablemente, también a un desequilibrio químico en el medio bajo esta condición (García y Castillo 1993). Nuestros resultados también coinciden con lo mencionado por Ibrahim et al. (2019) quienes reportan mayor absorción de NPK en trigo con la aplicación de azufre. Para que ocurra la oxidación del S◦ es indispensable equilibrio en la distribución de los poros por tamaño y humedad a capacidad de campo (Miyamoto 2020). También es importante que el tamaño de partícula del S◦ permita una mayor superficie de contacto y reactividad con el suelo, y un tiempo razonable para que la reacción avance hasta el estado final de la forma SO₄ ^-2 (García y Castillo 1993, ^{Essa et al. 2019}).

El efecto benéfico de la materia orgánica sobre la oxidación del S◦, observado en este estudio, coincide con lo reportado por ^{Cifuentes y Lindemann (1993)} quienes encontraron mayores tasas de oxidación de S◦ en suelos ricos en materia orgánica. ^{Lawrence y Germida (1988)} encontraron que a mayor disponibilidad de fósforo se favorece la oxidación de azufre. Lo anterior coincide con nuestros resultados ya que se hicieron aplicaciones de ácido fosfórico con fines de acidulación, por lo que este P favoreció la oxidación del S◦, la reducción del contenido de Na soluble y la consecuente disminución del PSI. Con base en los valores medios obtenidos en respuesta a la cantidad de gallinaza aplicada, independiente mente de la cantidad de S◦, el pH, CE, HCO, Na, RAS y PSI, determinados al final del ciclo, se observó disminución en los problemas por salinidad y por sodio (Garrido, 1994); contrario a la clasificación del suelo salino-sódico al inicio del experimento.

El azufre aplicado al suelo estuvo sujeto a oxidación a SO₄ ^-S por autótrofos como especies de Thiobacillus spp. (^{Essa et al. 2019}), especialmente por T. thiooxidans (^{Chapman 1990}, ^{Miyamoto 2020}), lo que transforma el azufre a sulfato en condiciones aeróbicas, disminuyendo el pH del suelo (^{Deng y Dick 1990}, Miyamoto 2020). Además de los microorganismos del suelo, existen factores físicos que influyen en la tasa de oxidación del azufre, los más importantes son: humedad, temperatura, tipo de suelo y tamaño de la partícula de azufre (Deng y Dick 1990, Essa et al. 2019). La tasa de oxidación del azufre mineral se incrementa con la disminución del diámetro de la partícula e incremento de la temperatura (Essa et al. 2019), siendo recomendable un tamaño menor a 0.14 mm (^{Sierra et al. 2007}). La humedad alta limita la oxidación, posiblemente por reducción de la aireación del suelo, siendo más eficiente a capacidad de campo (Essa et al. 2019). La saturación de un suelo favorece la reducción de sulfatos y puede contribuir a la formación de suelos sódicos debido a la formación de carbonato de sodio (Na₂CO₃). Se ha encontrado que una concentración de NaCl mayor a 9% reduce la tasa de oxidación del azufre, inhibiéndola en 11% (Miyamoto 2020). En suelos moderadamente sódicos, los microorganismos oxidantes de azufre, que toleran altos niveles de sales libres y sodio intercambiable, son un factor importante que influye en la oxidación del S◦. Para el crecimiento y desarrollo del jitomate en este estudio, el haber mantenido el suelo a capacidad de campo, no tuvo disminución del grado de oxidación del S◦, sino lo contrario. El efecto benéfico de la materia orgánica sobre el proceso de oxidación del S◦ observado, también ha sido reportado por ^{Cifuentes y Lindemann (1993)} quienes encontraron mayores tasas de oxidación de S◦ en suelos ricos en materia orgánica. Mientras que ^{Lawrence y Germida (1988)} encontraron que a mayor disponibilidad de fósforo mayor oxidación de azufre. Nuestros resultados se pueden explicar por el hecho de que los abonos orgánicos además, mejoran la densidad aparente del suelo, la estabilidad de agregados, la conductividad hidráulica y reducen el pH, la CE y la ESP de los suelos afectados por sales (^{Mukhopadhyay et al. 2021}), así como la capacidad de retención de agua, porosidad, capacidad de infiltración, conductividad hidráulica, entre otros beneficios (^{Hafeez y Ewees 2018}, ^{Meena et al. 2019}, ^{Sundha et al. 2020}), reflejándose en el crecimiento, en la cantidad y rendimiento del jitomate en presencia de azufre (Essa et al. 2019). Nuestros resultados también coinciden con lo encontrado por Hafeez y Ewees (2018) quienes, para jitomate, también reportan aumento en la absorción de N, P, K, Fe, Mn y Zn.

Índices morfológicos

Los cambios significativos de la altura de la planta se manifestaron en una curva sigmoidea, comportamiento similar al reportado por ^{Barraza (2004)} para jitomate con crecimiento indeterminado. Por otro lado, respecto a las diferencias significativas del número de hojas impacta favorablemente en el desarrollo del cultivo; en este sentido, ^{Aguilar-García et al. (2005)}, para girasol, encontraron alta relación del rendimiento de semilla, biomasa, área foliar y duración de la misma. El área foliar mayor en el tratamiento S₁ se debe al tamaño de las hojas y no a su número. Al respecto se sabe que las plantas con mayor área foliar y ambiente favorable, son más eficientes en la captación de energía solar y en la fotosíntesis, que conlleva a un mejor rendimiento de fruto por planta, tal como sucedió en este estudio (Figura 1a y b). Como resultado se tuvo mayor IAF con S₁ (2.26 y 3.52) que con S₂ (1.45 a 2.62), lo cual es mayor a lo reportado (0.5 a 4.5) por Barraza et al. (2004), quienes, para jitomate, reportan IAF mayor durante los primeros 40 DDT, y agregan que dependió del número de hojas, de la velocidad de crecimiento y del tamaño final. En ese mismo sentido, ^{Ponce et al. (2013)} mencionan que a mayor IAF la planta intercepta mayor porcentaje de luz, por lo tanto, el IAF óptimo varía con la radiación solar. Aunque valores altos de este índice, en algunas ocasiones, no están siempre se relacionan con una mayor fotosíntesis, ya que el IAF es promedio de los estratos de follaje expandidos, y varían con la morfología de las especies y las condiciones ambientales (Barraza 2004). El comportamiento de la DAF, mayor en S₁ que en S₂ (Figura 1e y f), creciente desde el trasplante, coincide con lo mencionado por ^{Cayón (1992)} respecto a que la fotosíntesis aumenta hasta la madurez, disminuyendo con la edad; con los mayores valores al comienzo del ciclo del cultivo en la etapa fenológica de desarrollo de hojas (^{Santos et al. 2010}), y con el máximo número de hojas (Barraza et al. 2004). Lo cual tal vez se deba a que el contenido de nutrimentos de torna limitante y las hojas jóvenes y frutos se convierten en depósito preferencial, a donde serán exportados estos nutrimentos (Cayón 1992).

Peso seco total y su distribución en hoja, tallo y fruto

Los mejores rendimientos de jitomate y frutos con mayor peso e hidratación en el tratamiento S1, se puede deber al mayor desarrollo de las plantas. Al respecto, ^{Ho y Grimbly (1990)} afirman que la fotosíntesis sólo es responsable de menos de 10% de la acumulación de materia seca de la fruta; ya que la mayor cantidad proviene de los fotoasimilados producidos en las hojas y transportados a los frutos (^{Casierra-Posada et al. 2009}). A diferencia de los resultados a los 83 DDT, ^{Heuvelink et al. (2005)} reportan que la mayor cantidad de materia seca fue destinada hacia los frutos y en menor proporción a los tejidos foliares. En referencia a la influencia de la salinidad, ^{Andriolo et al. (2003)} para jitomate cultivado en invernadero a varios niveles de salinidad, reportan desarrollo y crecimiento diferente entre estaciones, con mayor acumulación de biomasa en primavera que en otoño.

La aplicación de S◦ mantiene la productividad del suelo y se obtienen los mejores atributos de rendimiento del cultivo (^{Hafeez et al. 2018}). La disminución de la CE y del pH se debió a la adición del S◦ y de gallinaza, lo cual coincide con lo mencionado por ^{Sundha et al. (2020)} respecto a que los abonos orgánicos reducen el PSI, la CE, aumentan la CIC y la saturación de Ca2+, Mg2+ y K+ de los sitios de intercambio. Lo anterior se reflejó en el mayor rendimiento con S₁, y coincide con lo reportado por ^{Essa et al. (2019)} respecto a que la adición de vermicomposta junto con azufre mejoró la productividad y crecimiento de jitomate. No se observó relación entre el contenido original de sulfatos en el suelo y la eficiencia de oxidación de S◦, lo cual hace suponer que el exceso de sulfatos en el medio restringe el proceso de oxidación. Los altos contenidos de SO₄ ²⁻ encontrados en las muestras de suelo al inicio del experimento pudieron provenir de altas aplicaciones históricas de sulfato de potasio como fertilizante. La influencia probable de los iones SO₄ ²⁻ en el intercambio catiónico en suelos sódicos no ha recibido mucha atención probablemente a causa de que los SO4 de Ca y Mg son más solubles que los CO₃. Con base en lo anterior, se asume que el posible desbalance nutricional esperado para el jitomate, se vio superado por la adición de S◦ y de gallinaza, los cuales disminuyeron significativamente el pH, CE, Na, PSI y RAS, conjuntamente con abastecimiento nutrimental adecuado. No obstante, se observó que el tratamiento S₂ causó un retraso en las etapas iniciales de crecimiento de la planta, recuperándose en la etapa final del experimento, por lo que las características morfológicas y sus componentes de rendimientos fueron afectados de manera negativa y significativa al crearse condiciones no favorables para un desarrollo normal del jitomate.