Introducción

El tomate es una de las hortalizas que se siembran con mayor frecuencia debido a su alta demanda en los mercados y a su elevado valor comercial. Esto promueve una fuerte competencia entre las casas productoras de semillas, lo que trae como consecuencia una constante aparición de nuevos materiales, principalmente híbridos, con particularidades muy propias respecto a su manejo técnico (^{Bautista y Alvarado, 2005}). Pocas veces se sigue un adecuado plan de fertilización que sea acorde a las necesidades reales de consumo de nutrientes del cultivo a lo largo de su ciclo de producción.

Para propiciar la máxima expresión del potencial productivo de los genotipos de tomate, es importante generar y aplicar prácticas de manejo del cultivo tendientes a aprovechar al máximo los insumos proporcionado. En este contexto el manejo de la nutrición de las plantas es un aspecto crucial desde el punto de vista fisiológico y económico (^{Villalobos, 2001}), pues en producción agrícola bajo condiciones protegidas aprovechar al máximo toda la expresión del potencial genético de la plantas es mandatorio. La fertilización, como parte de la nutrición vegetal, tiene como fin lograr que el aporte de nutrimentos a la planta satisfaga las expectativas del cultivo. Por su relevancia, a la nutrición se le considera como el factor de producción más importante después de la disponibilidad de agua. La fertilización es un rubro de alto valor económico y no es aceptable desde este punto de vista desbalances nutricionales en la industria de producción en invernaderos tecnificados (^{Sonneveld y Voogt, 2009}).

Los estudios de demanda nutrimental contabilizan los requisitos de cosecha, la extracción total o el consumo de nutrimentos que efectúa un cultivo en particular para completar su ciclo de producción. Las curvas de extracción son parte de estos estudios y permiten el conocimiento de la demanda de nutrimentos de acuerdo con la etapa fenológica de un cultivo; son muy útiles para establecer programas de fertilización ya que permiten un ajuste más preciso con el fin de maximizar la eficiencia de la fertilización en el ciclo del cultivo (^{Bertsch, 2003}), especialmente si se acompaña de la técnica del fertirriego (^{Sandoval et al., 2007}). Con base en las curvas de absorción, se han sugerido numerosos programas de fertilización confiables en cultivos de alto valor económico como tomate, melón, sandía y chile dulce entre otros (^{Bertsch, 2003}; ^{Azofeifa y Moreira, 2005}).

La construcción de las curvas de extracción se lleva a cabo mediante muestreos secuenciales de la biomasa total desglosada por tejidos. Cada muestreo debe ser representativo de una etapa particular en el desarrollo fenológico del cultivo, de manera que se pueda definir la cantidad de nutrimentos que la planta requiere diariamente durante su ciclo de crecimiento; teóricamente esta es la cantidad mínima de nutrimentos que deben suministrarse al cultivo (^{Bertsch, 2003}).

La absorción de nutrientes en el cultivo del tomate oscila entre rangos muy amplios, ya que depende de las condiciones agroecológicas del sistema de producción, del manejo de la plantación y de las características propias de la variedad seleccionada; para los diferentes nutrimentos la demanda es: N entre 100 y 600 kg ha^-1; P₂O₅ entre 100 y 200 kg ha^-1; K₂O entre 160 y 900 kg ha^-1;Mg entre 40 y 290 kg ha^-1 y Ca entre 45 y 195 kg ha^-1 (^{Papadopoulos, 1991}; ^{Domínguez, 1993}; ^{Gómez et al., 2000}; ^{Fayad et al., 2002}).

El objetivo de este trabajo fue desarrollar la curva de extracción para los nutrimentos N, P, K, Ca, Mg y S en plantas de tomate del híbrido FB-17, en un ciclo de cultivo en una finca comercial.

Materiales y métodos

De febrero a agosto de 2007, se desarrolló un cultivar de tomate en una plantación comercial localizada en San Isidro de Heredia, Costa Rica (10° 01’ 90” N, 84° 01’ 40” O, 1390 m de altitud). Se utilizó como material de siembra el híbrido FB-17 desarrollado por el grupo de mejoramiento genético del Programa de Hortalizas de la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno (EEAFBM) de la Universidad de Costa Rica. Este híbrido es de hábito de crecimiento semi-indeterminado, porte vigoroso y elevado potencial de rendimiento.

Dentro de la plantación se seleccionó una sección del lote con buenas condiciones físicas (textura franco arcillosa) y químicas del suelo (Cuadro 1), en donde se establecieron 400 plantas de tomate. La distancia entre plantas fue de 0.45 m y entre hileras 1.15 m. Se utilizó plástico gris-plata como cobertura en el suelo y plástico tomatero para protección contra la lluvia. Este plástico fue sostenido con el empleo de una “T” curva metálica sujeta a los postes de tutorado del tomate. El manejo técnico de la plantación lo aportó el propio productor. Se realizaron aplicaciones quincenales de fertilizantes al suelo que proporcionaron N, P, K, Mg y Ca, además de aplicaciones foliares mensuales con B, Zn, Fe, Mo, S, Mg y Ca para garantizar una condición nutricional que no impusiera límites a la absorción.

Se muestreó cada 15 días, siendo un total de 13 muestreos, a partir del momento del transplante y hasta finalizar el ciclo del cultivo; en cada muestreo se tomaron tres plantas representativas, las cuales se llevaron al laboratorio de la EEAFBM y se seccionaron en raíz, parte aérea (tallo, hoja y flor) y fruto. Posteriormente se secaron en una estufa a 70 oC por 72 h para la determinación del peso seco. Una vez secas las muestras se enviaron al Laboratorio de Suelos y Foliares (LSF) del Centro de Investigaciones Agronómicas (CIA) de la Universidad de Costa Rica en donde se realizó la determinación de la concentración y extracción de nutrimentos. En el LSF se siguieron los procedimientos de rutina que consisten en la digestión con ácido nítrico y determinación con el Espectrómetro de Emisión Atómica con Plasma y análisis de N por combustión total en un autoanalizador.

Posteriormente se calculó el peso seco (PS) acumulado (kg ha^-1) por tejido (raíz, fruto, parte aérea y total) para cada etapa fenológica, considerando el área útil real ocupada por el cultivo. Con los datos brindados de concentración porcentual de nutrimentos [NUT %] reportado por el laboratorio, se procedió al cálculo de la cantidad de nutrimentos extraídos según la fórmula:

Con esta información se estimó el consumo por la planta de los elementos N, P, K, Ca, Mg y S; además se calculó la extracción de los nutrimentos considerando una densidad de siembra de 19 230 plantas ha^-1 y un rendimiento estimado del fruto de 162 Mg ha^-1.

Se graficó para cada nutrimento colocando los kg NUT por tejido ha^-1 contra el tiempo.

Resultados y discusión

El orden de extracción de los nutrimentos para el híbrido de tomate FB-17 fue K > N > Ca > Mg > S > P (Figura 1 y 2). Esto es similar a lo reportado por ^{Bertsch (2003)} con el cultivar de tomate Catalina, con la diferencia de que en aquella ocasión el S ocupó el cuarto lugar de extracción reemplazando al Mg que ocupó la quinta posición.

Figura 1 Curva de extracción nutrimental (A) y momentos de extracción (B) de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) en plantas de tomate (FB-17) durante un ciclo de cultivo en una plantación comercial. San Isidro, Heredia, 2007. 

Figura 2 Curva de extracción nutrimental (A) y momentos de extracción (B) de calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S) en plantas de tomate (FB-17) durante un ciclo de cultivo en una plantación comercial. San Isidro, Heredia, 2007. 

El K fue el elemento de mayor demanda para el híbrido de tomate FB-17, al igual que sucede en muchos otros cultivos en donde el órgano aprovechable son frutos, flores o estructuras de acumulación (^{Bertsch, 1998}). Este elemento cumple funciones prioritarias en el metabolismo de las plantas; participa en la activación enzimática, el transporte a través de membranas celulares, la regulación osmótica, la precocidad de la cosecha y la calidad interna y externa del fruto (^{Villalobos, 2001}; ^{Casanova et al., 2003}). El momento de mayor demanda de este elemento es próximo a los 130 días después de la siembra (dds) (Figura 1 y 2), lo que se repitió para los restantes cinco elementos. Este es un período significativo de alta producción para la planta de tomate, puesto que según lo señalan ^{Casanova et al. (2003)}, hay floración y fructificación en diferentes estados de desarrollo; además el crecimiento vegetativo, al ser una variedad de crecimiento semi-indeterminado, no ha cesado, lo que también implica un consumo de K.

Se encontró para todos los elementos una elevada demanda nutricional entre los 72 y 130 dds; aproximadamente el 65% del total de los requerimientos de N y P y más de un 70% en el caso del K, Ca, Mg y S deben suministrarse en este período. En esta fase sucede la mayor diferenciación floral, fructificación y llenado de la fruta, además del mantenimiento del crecimiento vegetativo. Por tanto es clave el aporte de los nutrimentos y la definición del programa de fertilización del cultivo en todo este periodo.

A los 130 dds para todos los elementos se reportó el mayor consumo con más de un 40% del total requerido, con la excepción del P que aunque igualmente tuvo la mayor demanda en este momento del ciclo, el consumo fue de sólo el 27% del total. Por otra parte, debe resaltarse que después de este pico de consumo a los 130 dds, se desaceleró el consumo de los nutrimentos por la planta de tomate. Para este momento se empezó a presentar la senescencia de aquellas hojas más viejas y se dio la translocación, identificada al decrecer la curva de consumo de la parte aérea, al tiempo que la del fruto continuó ascendiendo (^{Bertsch, 2003}). Esto implicó el movimiento de los nutrimentos, principalmente de las hojas hacia el fruto, al aproximarse el final del ciclo del cultivo (últimos 50 días). La identificación de estos acontecimientos es clave en el diseño e implementación exitosa de planes de fertilización en un cultivo, pues las dosis de fertilizantes deben ajustarse con base en el patrón de crecimiento y consumo de la planta.

Con el empleo de materiales híbridos se alcanzan rendimientos superiores, maduración más uniforme, frutos de mejor calidad y mayor resistencia a enfermedades (^{Opeña et al., 2001}), sin embargo, para sacar provecho de esas ventajas, las demandas nutricionales de las plantas que a su vez aumentan, deben ser satisfechas. Los totales de extracción que se obtuvieron con el híbrido de tomate FB-17 (asociados a un rendimiento de 162 Mg ha^-1) fueron: 758 kg ha^-1 de K, 522 kg ha^-1 de N, 361 kg ha^-1 de Ca, 93 kg ha^-1 de Mg, 79 kg ha^-1 de S y 39 kg ha^-1 de P. Estos requerimientos son elevados, pero se consideran normales dadas las características de este híbrido y el rendimiento que normalmente se espera (supera comúnmente las 100 Mg ha^-1).

La distribución porcentual de los nutrimentos en las diferentes secciones de la planta varió en el tiempo, especialmente a partir de la fase de fructificación (Figura 3). Se observó para el N, P y K que después de los 70 dds se dio una acumulación creciente de estos elementos en el fruto, al tiempo que disminuyó la acumulación en la parte aérea vegetativa (tallos y hojas). Al cabo de 180 dds más del 60% de estos elementos se translocaron hacia la fruta. Esto es importante considerando un nuevo ciclo de siembra, pues se debe reponer la salida de nutrimentos del sistema producto de la cosecha de los frutos.

Figura 3 Distribución porcentual de N, P, K, Ca, Mg y S en plantas de tomate (FB-17) durante un ciclo de cultivo en una plantación comercial. San Isidro, Heredia, 2007. 

En el caso del Ca, Mg y S, la translocación hacia el fruto es relativamente baja, menos del 40%; incluso el Ca no supera el 20% debido a la poca movilidad de este elemento (^{White y Broadley, 2003}). Esto sugiere que dada la permanencia de estos elementos en los tallos y hojas de las plantas de tomate, podría darse una restitución parcial de estos tres nutrimentos al sistema si se hace una reincorporación de la parte aérea vegetativa al momento de preparar el suelo para futuros ciclos de siembra.

En el Cuadro 2 se resumen los requerimientos totales para la producción de una tonelada de fruta de tomate con el híbrido FB-17. Con esta información, para un rendimiento dado, se puede implementar un plan de fertilización razonable para el híbrido de tomate FB-17, siempre que se valore la distribución porcentual que sugiere el seguimiento estricto de la curva de extracción nutrimental de cada elemento y se consideren las etapas fenológicas de máximas demandas. Esto implicaría la aplicación del porcentaje correspondiente a los 30, 44, 59, 72, 87, 111 y 130 dds. Para facilitar labores, a manera de alternativa de manejo, se propone un mínimo de cuatro aplicaciones en momentos de importante consumo, que serían a los 30, 59, 87 y 130 dds, considerando el suministro porcentual de los días faltantes.

Conclusiones