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Introducción
El nogal pacanero (Carya illinoinensis (Wangeh.) K. Koch) es una especie hortofrutícola de alta rentabilidad por lo que anualmente se incrementa la superficie dedicada a este frutal (Zaragoza-Lira et al., 2011). México es el segundo productor de nueces en el mundo, con una superficie plantada de 113 000 ha, produciendo alrededor del 40% de la producción mundial y 56% del volumen comercializado internacionalmente, los principales estados productores se sitúan en el norte del país y son Chihuahua, Coahuila, Sonora, Durango y Nuevo León (SIAP, 2016), estos estados se caracterizan por tener suelos calcáreos con un alto contenido de carbonatos y pH, lo que limita la biodisponibilidad de algunos nutrimentos especialmente los micronutrientes (Vargas y Arreola, 2008); es por eso que el manejo de la nutrición es de suma importancia para obtener altos rendimientos (Salas-Rivera et al., 2018). Al respecto este cultivo demanda altos suministros de NPK y Zn (Hernández-Rodríguez et al., 2017). Sin embargo, en los últimos tiempos se han observado deficiencias severas de níquel (Ni) lo cual puede provocar distorsiones o alteraciones de crecimiento en el follaje, sintomatología comúnmente conocida como “oreja de ratón” (Rodríguez-Jiménez et al., 2016), la cual consiste en una necrosis de las puntas de los foliolos, causando que estos sean pequeños y redondeados, disminuyendo así el área foliar y el rendimiento del árbol (Ojeda-Barrios et al., 2009). El Ni desde el 2004 es considerado esencial para las plantas por la Asociación Americana de Control de Nutrientes Vegetales (Bai et al., 2007). Este elemento es requerido en bajas concentraciones por los cultivos y en altas concentraciones es fitotóxico (Almanza et al., 2009; Muñiz-Ugarte et al., 2015). El Ni es tomado como catión Ni+2 y es absorbido rápidamente a los sitios metabólicamente activos de la planta (Díaz-Aguilar et al., 2001). Este elemento actúa como catalizador y componente de la enzima ureasa (Bai et al., 2007). La deficiencia de este elemento interrumpe la asimilación de N y el C durante el proceso de la expansión del follaje (Bai et al., 2007). La carencia de este elemento inhibe la acción de la ureasa, provocando la acumulación de urea, causando la aparición de manchas necróticas en las hojas (Wood et al., 2006). Además, su deficiencia puede interrumpir el metabolismo de ureidos, aminoácidos y ácidos orgánicos, y acumular ácidos oxaláticos y lácticos (Malavolta y Moraes, 2007). El nogal pecanero es una especie que transportan el N como ureidos y la ausencia de Ni en estos árboles afecta el metabolismo de ureidos, amidas y la composición de la savia en el xilema (Mayz-Figueroa, 2004). Bajo esta perspectiva el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la aplicación foliar de níquel sobre el rendimiento, el contenido nutrimental y el área foliar en hojas de nogal.
Materiales y Métodos
Descripción del área de estudio
El presente proyecto se llevó a cabo en la pequeña propiedad “Tierra Blanca”, en el municipio de Matamoros, Coahuila, localizado en las coordenadas 25° 20’ 28” N y 102° 48’ 16” O. El suelo es de textura limo-arcillosa, con un pH de 7.4, materia orgánica de 2.4%.
Manejo de la huerta
Se utilizaron arboles de 63 años de edad, de la variedad “Squirrel Delight”. La huerta esta plantada en un sistema de marco real a 14 por 14 m, con una densidad de 50 árboles por hectárea. El riego de la huerta es por goteo mediante cintilla enterrada a 40 cm; la lámina total es de 120 cm al año, aplicada desde el 1 de marzo hasta el 15 de octubre. Se realizó una fertilización semanal de N al suelo, con una dosis de 31 kg ha-1 de urea, de abril a julio. Se realizaron cinco aplicaciones de nutrientes al follaje, enfocados a abastecer de Zn a los árboles, con una solución que contenía 3 kg de sulfato de Zn, 1 kg de sulfato de Mn y 5 kg de urea libre de Biuret en 1000 L ha-1 de agua, dichas aplicaciones son las que se manejan cada año en esta huerta. Se aplicaron insecticidas para el control del barrenador de la nuez (Acrobasis nuxvorella), barrenador de ruezno (Cydia caryana) y pulgón amarillo (Melanaphis sacchari).
Tratamientos
Se seleccionaron 25 árboles de la parte media de la huerta, todos con síntomas visibles de deficiencia de Ni. Los tratamientos consistieron en un testigo y cuatro dosis de Ni, aplicados en tres fechas sobre los mismos árboles. Se utilizó diseño en bloques al azar, con cinco repeticiones, siendo un árbol una unidad experimental. Los tratamientos consistieron en la aplicación foliar del fertilizante comercial Speedfol Pecano SP® (SQM), en concentraciones de 100, 150, 200 y 250 mg L-1 y un testigo sin aplicación. El fertilizante comercial de Ni, presenta la siguiente composición: N 5% P2O5 2%, K2O 18%, MgO 4.2% y NiO 5.4%. Las fechas de aplicación fueron: 1) 20 de abril, antes de la floración, 2) 9 de mayo, en el crecimiento de frutos, y 3) 24 de junio durante el estadio acuoso de la nuez. Las aspersiones se realizaron con una maquina aspersora marca UNIGREEN AIRDROP T20C. CARBO 153.MOV y se realizaron en el transcurso de la mañana (8 a 10 AM); en cada aspersión se cubrió completamente el follaje hasta el punto de rocío. En todas las formulaciones, se añadió 0.1% de urea como ion transportador y 0.02% de Tween 20 como agente tensioactivo, el pH de las soluciones asperjadas fue ajustado con ácido sulfúrico entre 6-6.5.
Muestreo y análisis foliar
El análisis foliar es una técnica muy utilizada para relacionar la concentración de los nutrimentos en el tejido foliar y el rendimiento o desarrollo de la planta. Se realizaron tres muestreos foliares para evaluar el efecto de los tratamientos, los cuales se llevaron a cabo 15 días después de cada fecha de aplicación de tratamientos. Los muestreos se realizaron en los cuatro puntos cardinales de la parte media del árbol y se tomó el tercer par de foliolos de los brotes seleccionados; para cada muestra se tomaron alrededor de 80 folíolos por árbol. Las hojas obtenidas en los diferentes muestreos se utilizaron para determinar el verdor de la hoja, área foliar y las concentraciones foliares de N, P, K, Ca, Mg, Zn, Mn, Ni, Cu. Las muestras colectadas fueron analizadas en el Laboratorio de análisis de Suelo, Agua y Planta del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), en Matamoros, Coahuila. Las hojas fueron lavadas con agua corriente, posteriormente con agua desionizada, dejándolas a secar a temperatura ambiente, posteriormente fueron introducidas a una estufa de circulación forzada de aire a 60 °C hasta seco constante y se molieron utilizando un tamiz malla. En estas muestras se determinó la concentración de K, Ca, Mg, Zn, Mn, Ni, y Cu mediante espectroscopía de absorción atómica, N por el método Kjeldahl y P por espectroscopía UV-Vis (Jones, 2017). El área foliar fue determinado, después de la última aplicación de los tratamientos. La medición se realizó en una muestra de 25 hojas por árbol y se utilizó un medidor de área foliar portátil (Li-Cor 3000).
Rendimiento de nuez y porcentaje de almendra
Se evaluó la producción de nuez por árbol. Una muestra de 30 nueces por repetición se secó en estufa de aire forzado a 65 ºC hasta peso constante, luego se pesaron en seco, se descascararon y se pesó por separado la almendra para obtener el porcentaje de almendra (Wood, 2002).
Análisis estadístico
Para cumplir con los supuestos de normalidad, los datos de la variable porcentaje de almendra se transformaron mediante arcoseno y posteriormente resultados obtenidos incluido esta variable fueron sometidos a un análisis de varianza para determinar las diferencias entre los tratamientos y donde se detectó diferencia significativa, se utilizó la prueba de la diferencia mínima significativa de Fisher con un nivel de significación de 5% (α = 0.05).
Resultados y Discusión
Rendimiento y porcentaje de almendra
La aplicación de Ni en las concentraciones evaluadas afectó el rendimiento, no así el peso de nuez o el porcentaje de almendra con respecto al testigo (Cuadro 1). El rendimiento de la huerta en general fue bajo, de 11 a 27 kg árbol-1, debido a que ese año fue de baja producción (alternancia). Se obtuvo el mayor rendimiento en la dosis de 100 mg L-1 con 1.3 Mg ha-1, lo cual se encuentra por debajo de la media nacional que es de 1.76 Mg ha-1 de las variedades Western y Wichita (SIAP, 2009). En el peso por nuez y porcentaje de almendra existió menos variación, con valores de 6 a 6.3 g nuez-1 y de 45.1 a 49.2% de almendra; los valores anteriores son menores al promedio de las variedades Western y Wichita, que son las de mayor presencia en las zonas productoras del norte del país (Orona-Castillo et al., 2013) debido entre otras características a que presentan una mayor concentración de compuesto bioactivos en la almendra (Flores-Cordova et al., 2017), con más de 7 y 9 g nuez-1, respectivamente y más de 55% de almendra (Ojeda-Barrios et al., 2016).
Cuadro 1: Efecto de la aspersión foliar con níquel (Ni) sobre el rendimiento, peso de nuez y almendra de nuez.
Table 1: Effect of foliar spraying with nickel (Ni) on pecan yield, total weight, and shelled pecan weight.
| Ni | Rendimiento | Peso de una nuez | Porcentaje de almendra |
| mg L-1 | kg árbol-1 | g | % |
| 0 | 15.9ab† | 5.96a | 47.4a |
| 100 | 26.8a | 6.16a | 47.4a |
| 150 | 15.83ab | 6.33a | 45.1a |
| 200 | 16.9ab | 6.29a | 49.2a |
| 250 | 11.0b | 6.12a | 44.8a |
† Promedios con letras diferentes en la misma columna son estadísticamente diferentes, según la prueba de Fisher (P ≤ 0.05).
† Averages with different letters in the same column are statistically different, according to Fisher’s test (P ≤ 0.05).
De acuerdo con Wood (2002), la calidad de la nuez está fuertemente relacionada con un buen abastecimiento nutrimental, sin embargo, la aplicación de Ni no influyó en el porcentaje de almendra. Altas concentraciones de Ni también pueden ocasionar un bajo rendimiento en nogal, debido a una posible toxicidad de este elemento. La dosis con 250 mg L-1 de Ni presenta un rendimiento de 11 kg árbol-1, quedando incluso por debajo del testigo con 15.9 kg árbol-1; sin embargo, el área foliar se incrementó de 130.55 a 304.25 cm2 (Cuadro 5), corrigiéndose así la sintomatología conocida como oreja de ratón.
Análisis foliar
El análisis foliar determina el estado nutricional de la planta, en el presente estudio, se encontraron diferencias significativas en la concentración foliar de nutrimentos después de la aplicación de Ni (Cuadro1-3). Los valores encontrados para los nutrientes están dentro del rango de suficiencia recomendado por Medina-Morales (2004). El Ni tiene relación con el Fe, Zn, Cu y Mn (así como con N y P a través de la interacción de Ni en las vías bioquímicas que son críticas para brotación, formación de dosel y formación de frutos de nuez (Wood et al., 2004).
En el primer muestreo foliar, a los 15 días después de la primera aplicación de Ni, existió una menor concentración de N, P, Zn y Mn en las hojas, con la aspersión de Ni. Diversos estudios demuestran que el Cu, Mn y Zn están estrechamente relacionados, debido a que concentraciones elevadas de estos micronutrientes inhiben la absorción de Ni o viceversa debido a la competencia entre estos cationes divalentes por los sitios de absorción en raíces y hojas, por lo cual no es recomendable hacer aplicaciones foliares de estos micronutrientes con el Ni (Wagle et al., 2011). Con respecto a K y Ca, la concentración fue mayor en los árboles tratados con Ni. La concentración de Mg no mostró diferencias significativas con respecto al testigo, mientras que en Cu si mostró diferencias significativas entre dosis de Ni, pero no con el testigo (Cuadro 2). En el caso de Ni, las dosis de 150 mg L-1 o más, tuvieron mayor concentración de Ni en las hojas, el cual se considera esencial para algunas plantas superiores como el nogal pecanero y es necesario para la actividad de la enzima ureasa (Mengel y Kirkby, 2001), la cual cataliza una reacción bioquímica para dejar disponible el nitrógeno (Caldwell, 2005; Carpa, 2009), incrementando así el área foliar debido a la mayor disponibilidad de este (Peil y Gálvez, 2012).
Cuadro 2: Efecto de la aspersión foliar de níquel (Ni) antes de la floración, sobre la composición mineral de hojas de nogal (20 de abril).
Table 2: Effect of nickel (Ni) foliar spraying before flowering on mineral composition of pecan leaves (April 20).
| Ni | N | P | K | Ca | Mg | Zn | Ni | Mn | Cu | |
| mg L-1 | - - - - - - - - - - g kg-1 - - - - - - - - - - | - - - - - - mg kg-1 - - - - - - | ||||||||
| 0 | 3.62 a† | 0.17a | 1.43 b | 0.59 b | 0.39 | 230 a | 5 c | 93 a | 13 ab | |
| 100 | 2.81 b | 0.11 b | 1.86 a | 0.97 ab | 0.35 | 130 b | 29 bc | 92 b | 15 a | |
| 150 | 2.80 b | 0.11 b | 1.50 ab | 0.87 ab | 0.32 | 130 b | 49 a | 95 b | 14 ab | |
| 200 | 2.61 b | 0.11 b | 1.71 ab | 1.05 a | 0.38 | 140 b | 57 a | 93 b | 10 b | |
| 250 | 2.75 b | 0.12 ab | 1.51 ab | 1.11 a | 0.36 | 140 b | 43 ab | 93 b | 11 b | |
† Promedios con letras diferentes en la misma columna son estadísticamente diferentes, según la prueba de Fisher (P ≤ 0.05).
† Averages with different letters in the same column are statistically different, according to Fisher’s test (P ≤ 0.05).
Para la segunda aplicación de Ni, el análisis foliar registró tendencias similares al primer análisis, observándose una menor concentración de N, P, Zn y Mn en los árboles tratados con Ni (Cuadro 3). La baja concentración de N en hojas, se debe a que existe un incremento en el área foliar (Cuadro 5) ya que, al existir una mayor superficie, el N contenido se extiende sobre una mayor área (Bai et al., 2006). En el caso de Ca también hubo un incremento al aplicar Ni, pero solo en la dosis mayor de Ni fue significativamente mayor. La concentración de K, Mg y Cu no varió de manera significativa (Cuadro 3). Al igual que con la primera aplicación, la concentración de Ni se incrementó en las dosis de 150 mg L-1 o más de Ni al follaje.
Cuadro 3: Efecto de la aspersión foliar de níquel, sobre la composición mineral de hojas de nogal en el crecimiento de frutos (23 de mayo).
Table 3: Effect of nickel foliar spraying on the mineral composition of pecan leaves on fruit growth (May 23).
| Ni | N | P | K | Ca | Mg | Zn | Ni | Mn | Cu | |
| mg L-1 | - - - - - - - - - - g kg-1 - - - - - - - - - - | - - - - - - mg kg-1 - - - - - - | ||||||||
| 0 | 3.61a† | 0.172 a | 1.61 a | 0.58 b | 0.40 a | 210 a | 4 c | 173 a | 15 a | |
| 100 | 2.75 b | 0.070 c | 1.84 a | 0.89 ab | 0.38 a | 180 b | 14 bc | 80 b | 14 a | |
| 150 | 2.84 b | 0.079 c | 1.77 a | 0.86 ab | 0.33 a | 160 b | 17 ab | 75 b | 14 a | |
| 200 | 2.71 b | 0.079 c | 1.54 a | 0.99 ab | 0.35 a | 150 b | 21 ab | 57 b | 14 a | |
| 250 | 2.69 b | 0.121 b | 1.66 a | 1.06 a | 0.37 a | 160 b | 25 a | 65 b | 14 a | |
† Promedios con letras diferentes en la misma columna son estadísticamente diferentes, según la prueba de Fisher (P ≤ 0.05).
† Averages with different letters in the same column are statistically different, according to Fisher’s test (P ≤ 0.05).
En el tercer análisis foliar, durante el estadio acuoso de la nuez, se observó nuevamente una menor concentración de N y P en los árboles tratados con Ni, esto se debe a que existe una menor concentración de N en un área foliar más grande y posiblemente un efecto de dilución, no así para Zn y Mn, que en este caso no variaron significativamente con respecto al testigo (Cuadro 4). El K tampoco mostró diferencias significativas entre tratamientos, de manera similar al segundo análisis. El Ca tuvo una mayor concentración en todos los tratamientos de Ni, con un promedio de 1.59% comparado con 0.62% en el testigo (Cuadro 4), esto es debido a que existe un antagonismo directo entre Ni y Mn en el cual, la presencia de Ni disminuye las concentraciones de Mn y éste a su vez aumenta las concentraciones de Ca (Medina-Morales et al., 1999). En Cu, solo el tratamiento de 200 mg L-1 tuvo una concentración mayor que el testigo, con valores de 21 y 10 mg kg-1, respectivamente, sin embargo, se debe considerar la concentración de este elemento, debido a que su presencia, disminuye la concentración del Ni y viceversa (Wagle et al., 2011).
En el caso de Ni, los tratamientos de 200 y 250 mg L-1 tuvieron una mayor concentración que el testigo, con valores de 13, 19 y 3 mg kg-1 respectivamente (Cuadro 4), quedando por encima de los valores de suficiencia de Ni (7 mg kg-1) establecidos por (Wood, 2002).
Cuadro 4: Efecto de la aspersión foliar de níquel (Ni), sobre la composición mineral de hojas de nogal durante el estado acuoso de la nuez (24 de junio).
Table 4: Effect of nickel (Ni) foliar spraying on the mineral composition of pecan leaves during the aqueous state of the pecan (June 24).
| Ni | N | P | K | Ca | Mg | Zn | Ni | Mn | Cu | |
| mg L-1 | - - - - - - - - - - g kg-1 - - - - - - - - - - | - - - - - - mg kg-1 - - - - - - | ||||||||
| 0 | 2.70 a† | 0.14 a | 1.29 a | 0.62 b | 0.31 ab | 133 a | 3 b | 56 a | 21 a | |
| 100 | 2.09 bc | 0.05 b | 1.18 a | 1.55 a | 0.23 b | 94 a | 10 ab | 53 a | 11 b | |
| 150 | 2.25 bc | 0.05 b | 1.18 a | 1.58 a | 0.33 a | 117 a | 12 ab | 50 a | 13 ab | |
| 200 | 2.01 c | 0.05 b | 1.29 a | 1.69 a | 0.38 a | 102 a | 13 a | 31 a | 10 b | |
| 250 | 2.29 b | 0.06 b | 1.24 a | 1.55 a | 0.35 a | 123 a | 19 a | 36 a | 9 b | |
† Promedios con letras diferentes en la misma columna son estadísticamente diferentes, según la prueba de Fisher (P ≤ 0.05).
† Averages with different letters in the same column are statistically different, according to Fisher’s test (P ≤ 0.05).
Área foliar
Se determinó el área foliar de las hojas que presentaban sintomatología de “oreja de ratón” obteniendo una media de 137.95 cm2 en hojas deficientes de Ni, después de realizar las aplicaciones foliares de níquel se incrementó significativamente (2.16 veces más) el área foliar (Figura 1, Cuadro 5), lo anterior coincide con lo indicado por Ruter (2005), el cual logró incrementos significativos en el área foliar con aplicaciones de sulfato de níquel. Wood et al. (2003) indica que la aplicación foliar de níquel corrige satisfactoriamente la sintomatología de la oreja del ratón en árboles de nogal; ya que este elemento es necesario para la actividad de la enzima ureasa y en su ausencia se produce una necrosis marginal, debido una alta acumulación de urea a lo largo de los márgenes del follaje (Eskew et al., 1983; Krogmeier et al., 1989). López (2012) señala que la aplicación de níquel al cultivo de arveja incrementa significativamente el área foliar y afecta positivamente la metabolización de la urea (Bonilla, 2000; Epstein y Bloom, 2005), lo que favorece la conversión del N-ureico a N-orgánico o aminoácidos.
Cuadro 5: Área foliar de hojas de nogal con deficiencia (muestreo 10 de abril) y suficiencia de níquel (muestreo 20 de octubre).
Table 5: Foliar area of pecan leaves with deficiency (sampling April 10) and sufficiency (sampling October 20).
| Ni | AA (HD) | DA (HS) |
| mg L-1 | - - - - - - - cm2 - - - - - - - - | |
| 0 | 150.63 b | 171.33 b† |
| 100 | 152.32 b | 289.82 a |
| 150 | 128.11 b | 321.29 a |
| 200 | 133.17 b | 287.05 a |
| 250 | 130.55 b | 304.25 a |
† Promedios con letras diferentes en columnas adyacentes son estadísticamente diferentes según la prueba de Fisher (P ≤ 0.05). Ni = níquel; AA = antes de la aplicación de níquel (HD = hojas deficientes). DA = después de aplicación foliar de Ni (HS = hojas con suficiencia).
† Averages with different letters in adjacent columns are statistically different according to Fisher’s test (P ≤ 0.05). Ni = nickel; AA = prior to nickel application (HD = nickel-deficient leaves). DA = after Ni foliar application (HS = nickel-sufficient leaves).
Conclusiones
- La aspersión foliar de níquel corrige la deficiencia de este elemento y la anormalidad conocida como “oreja de ratón” en hojas de nogal, ya que incrementa el área foliar y se obtienen concentraciones adecuadas de níquel en hojas de nogal.
- Bajo las condiciones de este trabajo se recomienda utilizar la dosis de 100 mg L-1, la cual registra mayor rendimiento, corrige la deficiencia de este elemento e incrementa el área foliar.
Declaración de Ética
Durante el desarrollo de la investigación, todos los autores participaron con aportaciones importantes de acuerdo a su experiencia y con un fundamento ético en su proceder.
Disponibilidad de Datos
Los datos presentados en la contribución están disponibles en su totalidad, previa solicitud razonable al Dr. Pablo Preciado Rangel, correo electrónico (ppreciador@yahoo.com.mx)
Conflicto de Intereses
Ninguno de los autores integrantes, tienen intereses en competencia que declarar.
Contribución de los Autores
Conceptualización: Mónica Hernández-López, Uriel Figueroa-Viramontes. Metodología: Pablo Preciado-Rangel. Software: Juan Carlos Rodríguez-Ortiz. Validación: Gerardo Zapata-Sifuentes. Análisis formal: Mónica Hernández-López. Investigación: Uriel Figueroa-Viramontes. Recursos: Mónica Hernández-López. Curación de datos: Luis Guillermo Hernández-Montiel. Escritura: preparación del borrador original. Mónica Hernández-López, Pablo Preciado-Rangel. Escritura: revisión y edición: Pablo Preciado-Rangel. Visualización: Luis Guillermo Hernández-Montiel. Supervisión: Uriel Figueroa-Viramontes. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.
