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Introducción
El nopal es una fuente de alimento desde tiempos prehispánicos (Sandoval-Trujillo et al. 2019, Quishpi-Guachalá et al. 2024). También es importante en la cultura mexicana por sus usos medicinales, cosméticos, forraje y un ícono de identidad al ser parte del escudo nacional (Anaya-Pérez 2001, Torres-Ponce et al. 2015). Los nopales son originarios del continente americano, en México se conocen 104 especies de Opuntia y 10 de Nopalea, de éstas, 60 especies aproximadamente son endémicas (Hershkovitz y Zimmer 1997, Anaya-Pérez 2001, Khan et al. 2024). El nopal se utiliza principalmente como alimento por sus ventajas nutricionales, favorece el buen funcionamiento intestinal; también se usa para tratamiento y prevención de enfermedades como la osteoporosis, diabetes, entre otras. En cuanto al contenido nutrimental, aporta minerales, vitaminas, aminoácidos, fibra dietética cruda y de tipo soluble, lípidos y alto contenido de agua (Martins-Saraiva et al. 2021).
En México la superficie del cultivo de nopalito alcanzó 12 611 hectáreas (ha) en 2023, con una producción de 863 757 toneladas (SIAP 2023). La producción de este cultivo abarca 27 estados de la República Mexicana, con Morelos y la Ciudad de México destacando en producción de nopal verdura, Coahuila en nopal forrajero, Estados de México y Zacatecas con la mayor producción de nopal tunero (Sandoval-Trujillo et al. 2019). El cultivo del nopal es una alternativa para la producción de hortalizas en regiones áridas y semiáridas, con suelos poco fértiles (Almaguer-Sierra et al. 2014). Este cultivo no solo genera ingresos y promueve el desarrollo económico familiar, sino que también construye una identidad colectiva y contribuye al bienestar personal y comunitario a través del empleo y el autoempleo (Pedraza-Reyes et al. 2024). La producción de nopalito se ve afectada por su manejo, densidad de plantación, cultivar, entre otros factores (Martins-Saraiva et al. 2021). Existen diferentes tipos de cultivos de nopalito, entre éstos se pueden citar los huertos de traspatio o solar y plantaciones comerciales por el método tradicional o con micro túnel de plástico (Sandoval-Trujillo et al. 2019). Se ha reportado que las plantaciones de nopal responden favorablemente a los fertilizantes sintéticos y abonos orgánicos (Galicia-Villanueva et al. 2017, Rodrigues-de-Miranda et al. 2019, Martins-Saraiva et al. 2021).
Entre los fertilizantes orgánicos existe el estiércol bovino, caprino, ovino, de aves, entre otros; el estiércol ovino y de aves presentan un mayor impacto en el mejoramiento de las características productivas del nopal (Rodrigues-de-Miranda et al. 2019). El vermicompost o humus de lombriz, es un tipo de composta rica en nutrientes y flora bacteriana. Mejora las características del suelo al aumentar la materia orgánica, estimular la actividad microbiana y liberar gradualmente nutrientes disponibles para las plantas, favoreciendo una nutrición equilibrada (Reséndez et al. 2020).
Los huertos familiares pueden apoyar a la economía familiar al producir cierto tipo de alimentos, que al no tener que comprarlos, generan un ahorro, además de la disposición continua de alimentos frescos y sanos (Alcántara-Nieves y Larroa-Torres 2022). La zona centro del estado de Tamaulipas cuenta con condiciones climáticas adecuadas para el cultivo del nopal, por lo que se ha consolidado como una de las zonas productores principales de nopalitos en el Estado (Medina-García 2021). Las cualidades del cultivo de nopalitos, como su tolerancia a la sequía y una buena respuesta a diferentes tipos de fertilizantes, entre ellos los orgánicos, se consideran una opción importante para la producción de alimentos frescos y sanos. Sin embargo, no hay estudios puntuales sobre manejo y producción de nopalitos en la zona centro de Tamaulipas, y se tiene la necesidad de generar información sobre alternativas a mediano plazo, implementar huertos de traspatio con una alta densidad de cultivo en las áreas urbanas en el centro de Tamaulipas, adaptable a pequeñas extensiones de terreno. Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de dos fertilizantes orgánicos a dos densidades de plantación sobre la producción de dos variedades de nopal verdura.
Materiales y métodos
Localización del sitio experimental
El experimento se desarrolló en el módulo hidropónico a cielo abierto del Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Ciudad Victoria (TecNM-ITCV), en Ciudad Victoria, Tamaulipas. Esta instalación se localiza entre las coordenadas 23° 75’ 46.3’’ LN y 99° 16’ 71.7’’ LO, a 336 msnm. Su clasificación climática es semicálido subhúmedo con lluvia en verano (ACw), temperatura máxima anual de 30.3 °C, media anual de 24.0 °C, mínima anual de 16.9 °C y precipitación media anual de 850 mm (SMN 2022).
Material vegetal y fertilizantes orgánicos
Se evaluaron dos variedades de nopalito, Villanueva (V) que produce brotes tiernos y Copena-V1 (C) la cual produce brotes suculentos, ambas presentan mayor tolerancia al frío comparado con otros cultivares (Vázquez-Vázquez et al. 2007). Las pencas madre de cada uno de los cultivares provinieron de un mismo lote comercial productor ubicado en el ejido Alto de Estación Caballeros, del municipio de Victoria, Tamaulipas. Se seleccionaron 150 pencas madre de cada cultivar que midieran de 25 a 30 cm de largo y seis meses de edad. Después del corte se aplicó caldo bordelés en proporción 1:1 de sulfato de cobre y cal en 10 L de agua en la herida, las pencas madre se colocaron bajo sombra durante 15 días (Almaguer-Sierra et al. 2014). Para la fertilización, se eligieron dos tipos de abono orgánico disponibles en la zona: estiércol de ovino (O) y humus de lombriz (H). El estiércol ovino se obtuvo en un corral ubicado en el ejido La Esperanza, municipio de Abasolo, Tamaulipas. Se consideraron aspectos como una maduración de seis meses, olor terroso y una textura oscura y uniforme. Su composición química fue la siguiente: 70% materia orgánica, 2.5% nitrógeno, 3.1% fosforo, 2.3% potasio, además de otros nutrientes como calcio, magnesio y azufre. El humus de lombriz se adquirió a un productor local de bioinsumos, éste está compuesto de 55% de materia orgánica, 2.5% nitrógeno, 2.5% fosforo, 2.5% potasio y otros elementos como calcio, hierro y cobre.
Diseño experimental
El diseño experimental consistió en un arreglo factorial 2*2*3 (dos variedades, dos densidades de plantación y tres tipos de fertilización) en tres bloques al azar, con cuatro tratamientos de tres réplicas cada uno, con un total de 36 unidades experimentales, considerando testigos sin fertilizante (T).
Establecimiento del experimento
Se utilizaron tres bancales de hormigón de 15 m de largo, 1.2 m de ancho, 30 cm de profundidad rellenos con tierra negra (phaeozem), se fertilizó con estiércol de ovino y humus de lombriz, aplicando 5 kg m2 en cada caso; los testigos sin fertilizante. Cada uno de los bancales se subdividió en 12 parcelas de 0.5 m de longitud y 1 m de ancho, con un espacio de 0.7 m entre parcelas para evitar la competencia por nutrientes. En el mes de octubre de 2020, se plantaron las pencas en un acomodo de tresbolillo, enterrando un tercio de la penca por su parte basal, la cara de los cladodios se orientó en dirección este-oeste con el fin de que ambas caras recibieran los rayos solares durante el mayor tiempo posible y así obtener una mayor eficiencia fotosintética (Almaguer-Sierra et al. 2014). Se plantaron cinco y 10 pencas por parcela de 0.5 m2 para obtener la densidad de plantación de 10 plantas m2 (D10) y 20 plantas m2 (D20), respectivamente. Se realizaron riegos semanales mediante el uso del sistema de capilaridad de los bancales, se realizó deshierbe manual constante durante el periodo del experimento, además de la sustitución de penca madre en caso de muerte de la planta. Durante los meses de marzo a septiembre 2021, se cosecharon semanalmente los nopalitos iguales o mayores de 15 cm. Se registraron los siguientes datos: peso fresco en gramos, mediante una báscula granataria, número de nopalitos producidos en cada una de las unidades experimentales. Se obtuvo la temperatura promedio por mes durante la época de cosecha a través del Sistema Meteorológico Nacional.
Variables ene estudio
Como variables independientes en el experimento, se manejaron dos variedades, Villanueva (V) y Copena-V1 (C); dos fertilizantes orgánicos, estiércol de ovino (O) y humus de lombriz (H), más testigos (T) sin fertilizante; dos densidades de plantación, 10 plantas m2 (D10) y 20 plantas m2 (D20). La producción de biomasa en peso y número de nopalitos se consideraron como variables dependientes. En los análisis se consideraron dos variables independientes adicionales, mes de cosecha y temperatura promedio mensual.
Análisis estadísticos
Los datos se analizaron en el programa Statistica versión 8.0 (Weiß 2007). Se realizó la prueba de normalidad para determinar el comportamiento de los datos y se obtuvieron los valores estadísticos descriptivos. Se procedió a realizar un Análisis Multivariante de Varianza (MANOVA) factorial 2*2*3 (variedad, densidad y tipos de fertilizante) para determinar diferencias significativas entre tratamientos. Se realizó la prueba de Cuadrado Mínimos Parciales (CMP) para determinar la asociación de variables independientes (variedad, fertilizantes orgánicos, densidad, temperatura y mes) en la producción de nopalitos.
Resultados y discusión
El tratamiento O/V/D20 produjo la mayor cantidad de nopalitos, con un total de 508 nopalitos. Mientras que el tratamiento H/V/D10, tuvo la menor producción con 110 nopalitos (Figura 1). El tratamiento con mayor producción en peso fresco fue el O/C/D10, con un rendimiento de 60.6 t ha-1. El tratamiento H/C/D20 tuvo el rendimiento más bajo con 30 t ha-1 (Tabla 1).
Tabla 1 Producción en peso fresco, marzo a septiembre de 2021.
| Tratamiento | Rendimiento g/m2 | Rendimiento t ha-1 |
|---|---|---|
| O/V/D10 | 5466.8 | 54.7 |
| O/C/D10 | 6056.5 | 60.6 |
| O/V/D20 | 5705.2 | 57.1 |
| O/C/D20 | 5267.5 | 52.7 |
| H/V/D10 | 3880.3 | 38.8 |
| H/C/D10 | 3848.9 | 38.5 |
| H/V/D20 | 4859.5 | 48.6 |
| H/C/D20 | 2997.6 | 30.0 |
| T/V/D10 | 3505.2 | 35.1 |
| T/C/D10 | 3714.5 | 37.1 |
| T/V/D20 | 3961.8 | 39.6 |
| T/C/D20 | 3099.4 | 31.0 |
Estos resultados muestran una mayor producción tanto en el número de nopalitos como en el peso fresco con el uso de estiércol ovino (O) como fertilizante sobre aquellos con el uso de humus (H). Este resultado difiere del reportado por Jarquín-Gálvez et al. (2019), donde se observó que el humus estimuló la producción de nopal por encima del estiércol bovino y fertilizantes comerciales. Los resultados obtenidos también difieren de los que reportan Galicia-Villanueva et al. (2017) y Rodrigues-de Miranda et al. (2019); quienes indican que a pesar de haber un aumento en la producción de nopalitos con los tratamientos de estiércol y humus, este aumento no es estadísticamente significativo. Los autores recomiendan el uso de lixiviado y obtener un rendimiento ligeramente mayor con el uso de estiércol bovino. De acuerdo con Vázquez-Alvarado et al. (2006), el uso de estiércol bovino en la plantación provoca un aumento significativo en el rendimiento de nopalitos. Mientras que Vázquez-Alvarado (2003), indica que el uso de 200, 400 y 600 t ha1 de estiércol bovino producen un efecto significativo en la producción de nopalitos. En estudios previos Galicia-Villanueva et al. (2017) y Rodrigues-de Miranda et al. (2019), reportan la importancia del uso de fertilizantes orgánicos para mejorar la producción de nopalitos. El estiércol, además de aportar nutrientes mejora la lixiviación de éstos, lo cual favorece que sean absorbidos de mejor manera por las raíces (Vázquez-Alvarado et al. 2006). Los rendimientos que se obtuvieron en este trabajo son inferiores a los que reportan Orona-Castillo et al. (2004), quienes reportan rendimientos de 490 a 515 t ha-1, empleando estiércol bovino. A pesar de tener rendimientos menores, se debe tener en cuenta que la producción en este trabajo se llevó a cabo durante siete meses, mientras que dichos autores llevaron a cabo una producción durante 12 meses. Los resultados que se presentan son atractivos para pequeños productores y para autoconsumo; para sistemas de producción a gran escala, se requiere investigación adicional para mejorar la producción.
La prueba MANOVA mostró que existen diferencias significativas (p<0.05) en las interacciones fertilizante*variedad, densidad*variedad, fertilizante*temperatura y densidad*temperatura. En la Tabla 2 se muestran los resultados que se obtuvieron con el análisis MANOVA y las interacciones que se presentaron en la producción de nopalitos entre los tratamientos. El análisis de cuadrados mínimos parciales (CMP), usando las variables dependientes, número de nopalitos y peso fresco, presentó dos componentes principales (Tabla 3). Estos resultados explican el 31.96% de la variación que ocurre entre tratamientos; siendo el componente principal 1 (CP1) el que presentó diferencia significativa (p<0.05) en la interacción entre los tratamientos.
Tabla 2 Resultados de MANOVA en la producción de nopalitos con humus de lombricomposta y estiércol ovino. Prueba, Wilks.
| Valor | F | Efecto df | Error df | p | |
|---|---|---|---|---|---|
| Intercept | 0.150753 | 842.1891 | 2 | 299 | 0* |
| Fertilizante | 0.730316 | 25.4387 | 4 | 598 | 0* |
| Densidad | 0.941704 | 9.2548 | 2 | 299 | 0.000126* |
| Variedad | 0.913032 | 14.2401 | 2 | 299 | 0.000001* |
| Temperatura | 0.797331 | 8.9628 | 8 | 598 | 0* |
| Fertilizante*Densidad | 0.984479 | 1.1738 | 4 | 598 | 0.321188 |
| Fertilizante*Variedad | 0.938312 | 4.8361 | 4 | 598 | 0.000762* |
| Densidad*Variedad | 0.972387 | 4.2454 | 2 | 299 | 0.015203* |
| Fertilizante*Temperatura | 0.86076 | 2.9097 | 16 | 598 | 0.000123* |
| Densidad*Temperatura | 0.927628 | 2.8612 | 8 | 598 | 0.003956* |
| Variedad*Temperatura | 0.951574 | 1.8784 | 8 | 598 | 0.060801 |
| Fertilizante*Densidad*Variedad | 0.994903 | 0.3824 | 4 | 598 | 0.82126 |
| Fertilizante*Densidad*Temperatura | 0.974814 | 0.4797 | 16 | 598 | 0.956875 |
| Fertilizante*Variedad*Temperatura | 0.951769 | 0.9353 | 16 | 598 | 0.528096 |
| Densidad*Variedad*Temperatura | 0.963754 | 1.3927 | 8 | 598 | 0.196427 |
| 1*2*3*4 | 0.968454 | 0.6038 | 16 | 598 | 0.88201 |
* Diferencia significativa (p<0.05).
Tabla 3 Componentes Principales de la variación de los tratamientos analizados por el método de Cuadrados Mínimos Parciales.
| R²X | R²X (Cumul) | Eigen values | R²Y | R²Y (Cumul) | Q² | Limit | Q² (Cumul) | Significance | Iterations |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.13917 | 0.13917 | 1.91444 | 0.29739 | 0.29739 | 0.26820 | 0 | 0.26820 | S | 3 |
| 0.11610 | 0.25527 | 1.50664 | 0.01765 | 0.31504 | 0.04066 | 0 | 0.23844 | NS | 5 |
En la Figura 2 se muestra el aporte de las variables independientes con respecto a la variación en peso fresco y número de nopalitos donde los fertilizantes tuvieron un mayor peso, mientras que el aporte del resto de las variables fue menor y similar entre ellas. En la Figura 3 se muestra la distribución espacial de las variables, presentando la temperatura y mes una asociación; mientras que las demás variables no se encuentran asociadas entre ellas y su efecto en la producción de nopalitos y peso fresco. La asociación que se logra notar en el CP1 es de algunos meses con la temperatura media mensual de 35 °C que se registró durante el tiempo en que se llevó a cabo el estudio. Cabe señalar que no hay una asociación entre los fertilizantes con las demás variables registradas.
Figura 2 Importancia de las variables empleadas en el análisis de CMP. Los incisos en la variable temperatura representan: a) marzo con 31 °C, b) abril con 32 °C, e) mayo, junio y julio con 35 °C, f) agosto con 36 °C, d) septiembre con 34 °C.
La fertilización orgánica mediante el uso de estiércol de ovino mostró ser efectiva para mejorar la producción de nopalitos, en comparación con el humus de lombriz, tanto en número de nopalitos como en peso fresco. Su uso es una opción viable para productores y autoconsumo debido a que es abundante en la zona y su costo es muy bajo en comparación con los fertilizantes químicos. Considerando la producción, los fertilizantes orgánicos estudiados y la densidad de plantación, D10 y D20, se recomienda utilizar O/C/D10, o bien O/V/D20; de acuerdo al gusto personal y/o disponibilidad de la penca madre.
