Fitociencia

 

Crecimiento y producción de repollo en función de la densidad de población y nitrógeno

 

Cabbage growth and production in relation to plant density and nitrogen

 

Arthur B. Cecílio–Filho*, Rodrigo Luiz–Cavarianni, Júlio C. Caetano de–Castro, Juan W. Mendoza–Cortez

 

Departamento de Produção Vegetal, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV), Universidade Estadual Paulista (UNESP). Jaboticabal, São Paulo, Brazil. *Autor responsable: (rutra@fcav.unesp.br).

 

Recibido: noviembre, 2010.
Aprobado: mayo, 2011.

 

Resumen

Actualmente, el mercado brasileño prefiere repollo (Brassica olerácea var. capitata) de menor tamaño, que puede conseguirse aumentando la densidad poblacional pero este manejo puede alterar la dosis óptima de nitrógeno (N), su segundo nutrimento más requerido. El presente estudio se realizó en la Universidad Estatal Paulista de Jaboticabal, São Paulo, Brasil, de febrero a junio de 2004. El objetivo fue evaluar el efecto de la densidad de población: 31 250 (D1) y 46 875 plantas ha^–1 (D2) con 0, 100, 200 y 300 kg de N ha^–1 en el crecimiento y producción de repollo Astrus. El diseño experimental fue de bloques al azar, con arreglo factorial 2x4, y tres repeticiones. Se realizó análisis de varianza (prueba de F), las medias de la densidad poblacional fueron analizadas con la prueba de Tukey y las dosis de N con regresión polinomial. En D1 aumentó, por planta, el número de hojas internas y externas, la materia seca de hojas internas y externas, el diámetro del tallo en la inserción de la cabeza, la materia seca y fresca del tallo. El máximo tamaño de la planta en D2 fue 1.57 kg obtenida con 300 kg de N ha^–1, mientras que en D1 fue 2.1 kg y se obtuvo con 244 kg de N ha^–1. La dosis óptima económica en D1 fue 227.1 kg de N ha^–1. La mayor producción (72.7 t ha^–1) se obtuvo con la dosis de N más alta en D2. Cabezas menores de repollo, preferidas comercialmente, se obtuvieron sin la aplicación de N, independientemente de la población de plantas.

Palabras clave: Brassica oleracea var. capitata, distanciamiento entre plantas, fertilización nitrogenada.

 

Abstract

At present, the Brazilian market prefers cabbage (Brassica oleracea var. capitata) of smaller size, which can be achieved by increasing population density; yet this management can alter the optimum rate of nitrogen (N), its second most required nutrient. This study was conducted in the Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal, São Paulo, Brazil, from February to June 2004. The objective was to evaluate the effect of population density: 31 250 (D1) and 46 875 plants ha^–1 (D2) with 0, 100, 200 and 300 kg N ha^–1 on the growth and production of cabbage Astrus. The experimental design consisted of randomized blocks with a 2x 4 factorial arrangement and three replicates. Statistical analysis were a variance analysis (F test), the Tukey test for population density averages and polynomial regression for the N rates. In D1, an increase was recorded in the number of inner and outer leaves, dry matter of inner and outer leaves, the stem diameter at the insertion of the head, and the stem dry and fresh matter. The maximum size of the plant in D2 was 1.57 kg and was obtained with 300 kg N ha^–1, while in D1 it was 2.1 kg and was obtained with 244 kg N ha^–1. The optimal economic rate in D1 was 227.1 kg N ha^–1. The highest yield (72.7 t ha^–1) was obtained with the highest N rate in D2. Smaller cabbage heads, commercially preferred, were obtained without the application of N, regardless of plant population.

Key words: Brassica oleracea var. capitata, distance between plants, nitrogen fertilization.

 

INTRODUCCIÓN

El repollo (Brassica oleracea var. capitata) As–trus es la hortaliza con mayor comercialización en Brasil entre las especies de la familia Brassicaceae. No obstante los estudios acerca del manejo de su cultivo son limitados. En el Congreso Brasileño de Olericultura del 2007, de los 835 trabajos presentados sólo 2.4 % fueron acerca de ese cultivo. Entre los factores que afectan su producción y su tamaño están la densidad de población y la fertilización nitrogenada, los cuales interactúan entre sí, con el ambiente del cultivo y con los cultivares. El aumento en la densidad del cultivo disminuye su tamaño (Silva, 1987; Filgueira, 2000). Según Aquino et al. (2005b), la reducción en la distancia entre líneas, de 80 a 40 cm, disminuye la materia fresca, el diámetro transversal y longitudinal del repollo. Reghin et al. (2007) indican que el tamaño del híbrido Sekai disminuye al reducir la distancia entre plantas (1.52 kg con 40 cm; 1.12 kg con 20 cm), pero aumenta la producción por unidad de superficie. Diferentemente, al reducir la distancia entre plantas de 40 a 20 cm hubo mayor producción total y comercial, mayor diámetro y volumen de la cabeza de repollo y menor porcentaje de materia seca (Znidarcic et al., 2007). Por tanto, la alteración de la densidad promueve modificaciones en la planta que afectan la demanda por nutrimentos. Así, la variación en la distancia entre plantas afecta la absorción de N y la acumulación de nitrato en la planta (Aquino et al., 2005a).

En el cultivo de repollo el N es el segundo nutrimento más requerido, después del K (Filgueira, 2000) para la formación y calidad del producto comercial (Aquino et al., 2005b; Haque et al., 2006; Moreira et al., 2011). Según Trani et al. (1999), las especies de la familia Brassicaceae responden favorablemente a la fertilización nitrogenada y la producción aumenta con 300 kg de N ha^–1. Cuando el N es deficiente se reduce la producción, se atrasa la maduración y se perjudica el sabor (Nogueira et al., 1983). Un exceso de N ocasiona grietas, disminuye la compactación de la cabeza del repollo (Peck, 1981; Silva, 1991) y aumenta la concentración de nitrato en las hojas (Kowal y Barker, 1981; Aquino et al., 2005b; Moreira et al., 2011).

Los estudios que recomienden la fertilización nitrogenada apropiada para los híbridos tipo F1, con alto potencial productivo y que están disponibles para los productores, son escasos. La dosis de N recomendada para el cultivo varía de 75 a 260 kg ha^–1 (Bora et al., 1992; Trani et al., 1997; Filgueira, 2000). Por tanto, el objetivo de esta investigación fue evaluar los efectos de la densidad de población y la dosis de nitrógeno sobre el crecimiento y producción del híbrido Astrus de repollo.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó en la UNESP, Campus de Jaboticabal, São Paulo, Brasil, entre el 18 de febrero y 2 de junio de 2004, en un suelo clasificado como Latossolo Roxo Eutrófico, A moderado, y textura muy arcillosa (Andrioli y Centurion, 1999). Los tratamientos fueron: la densidad de población, 31 250 (D1) y 46 875 plantas ha^–1 (D2), y el N 0, 100, 200 y 300 kg ha^–1. El diseño experimental fue bloques al azar, con arreglo factorial (2x 4) y tres repeticiones. Las parcelas tuvieron 1.1 m de anchura por 3.2 m de longitud. En D1 (baja) habían 16 plantas distribuidas en dos hileras con separación de 0.80x 0.40 m, y en D2 (alta) 24 plantas, en tres hileras, con arreglo triangular y separación de 0.40×0.40 m.

Tres meses antes del experimento se recolectaron 20 muestras de suelo entre de 0 a 0.20 m de profundidad, se homogenizaron para obtener una muestra compuesta y se analizó químicamente según la metodología descrita por Raij et al. (1987). Sus características fueron: pH (CaCl₂) 5.5; materia orgánica 27 g dm^–3; P_(resina) 56 mg dm^–3; K, Ca, Mg, H+Al, CIC 3, 38, 12, 28 y 81 mmol_c dm^–3; y saturación de bases 65 %. El encalado y fertilizaciones con fósforo y potasio se realizó según Trani et al. (1997). En presiembra, excepto en el tratamiento 1 (0 kg de N ha^–1), se aplicaron 30 kg de N ha^–1 como nitrato de amonio; en cobertura se aplicaron las cantidades restantes para alcanzar 100, 200 y 300 kg de N ha^–1, divididas en cantidades iguales a los 15, 30 y 50 d después del trasplante (DDT).

Del 18 de febrero al 17 de marzo se produjeron las plántulas en bandejas de poliestireno expandido, con capacidad para 128 plántulas, y sustrato Plantmax. Las plántulas recibieron control fitosanitario, control de arvenses por deshierbe manual, riego por aspersión, y se trasplantaron el 18 de marzo, 30 d después de la siembra (DDS), cuando presentaban cuatro hojas. El 2 de junio (105 DDS) se realizó la cosecha cuando los repollos fertilizados con 200 y 300 kg de N ha^–1 se encontraban compactos y con la hoja externa del borde iniciando su separación.

Las variables fueron promedio de seis plantas por parcela: 1) número de hojas internas de la cabeza (NHI) (hojas planta^–1), 2) número de hojas externas (NHE) o fotosintetizantes (hojas planta^–1), 3) materia seca (MS) de las hojas internas (MSHI): las hojas internas de la cabeza fueron lavadas con agua desionizada y secadas 96 h en una estufa con circulación forzada de aire a 65 °C, y después fueron pesadas (g planta^–1), 4) MS de las hojas externas (MSHE): el procedimiento fue similar a MSHI, pero con las hojas fotosintetizantes (g planta^–1), 5) MS del tallo (MST): el tallo fue separado de las hojas y se siguió el procedimiento descrito para MSHE (g planta^–1), 6) diámetro del tallo en la inserción de la cabeza (DTI), evaluado con un parquímetro digital (mm), 7) materia fresca de la cabeza (MFR): se pesaron 10 cabezas de la parcela útil en una balanza digital (kg planta^–1), y 8) producción del repollo: obtenida por el producto del promedio de MFR por las densidades de plantío (t ha^–1). La dosis óptima económica se evaluó cuando las medias de la producción se ajustaron a la ecuación polinomial de segundo grado (p< 0.05 y con mayor R²) en función de la dosis de N. El precio (en reales, R) del repollo verde se consideró a R$ 380.00 t " ¹ (US$ 193.88 t " ¹) (CEAGESP, 2008), el precio del nitrato de amonio a R$ 1.05 kg ¹ (US$ 0.54 kg ¹) y la mano de obra a R$ 0.59 kg ¹ (US$ 0.30 kg ¹) por aplicación de nitrato de amonio. Se determinó la dosis óptima económica con la ecuación del ingreso neto:

IN= (PP × PROD)–(PN × X)

donde, IN = ingreso neto (R$ ha ), PP = precio del producto (R$ ha^–1) menos 30 % con respecto a los costos de comercialización, PROD = producción (t ha^–1), PN = precio del nitrógeno (R$ kg ¹), considerando el 33 % de N presente en el nitrato de amonio, agregado al valor de la mano de obra por la aplicación de 1 kg de N, X = cantidad de N aplicado (kg ha^–1). El término PROD de la ecuación del IN fue sustituido por la ecuación polinomial que estimó la producción en función de las dosis de N. Así:

IN=[PP×(a+bX+cX²)–(PN × X)]

donde, a, b y c son las constantes de la ecuación que estimó la producción en función de las dosis de N. Entonces:

IN= PPa + PPbX + PPcX² – PNX

Factorizando:

IN= PPa + (PPb–PN) X + PPcX²

Si

∂IN/ ∂X = 0  

Entonces: IN = (PPb – PN) / 2PPc

El programa estadístico SAS (SAS Institute Inc., 1993) se usó para el análisis de varianza (prueba F) y ajuste de los modelos polinomiales de las variables en reacción a las dosis de N por densidad poblacional, independientemente de la significancia de la interacción (prueba F, p< 0.05). El modelo de ajuste se seleccionó con base en el coeficiente de determinación (R²) mayor (Pimentel Gomes, 1990); además se calculó la correlación simple (r) entre las características evaluadas.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para NHI hubo efecto significativo de las dosis de N (p< 0.05), pero no se observó efecto de la densidad de plantación ni de la interacción de los factores evaluados (p> 0.05). En promedio, el NHI en D1 y D2 fue 37.7 y 36.3 hojas planta^–1. La respuesta del NHI a la dosis de N fue lineal (y = 34.53 + 0.01617x; R² = 0.95*) en D1; con 300 kg de N ha^–1 se obtuvo el NHI mayor (39.4 hojas planta^–1), mientras que el testigo tuvo solamente 34.5 hojas planta^–1. El NHI fue similar a los valores de 36.4 a 42.8 hojas planta^–1 que reportan Athanázio y Maistrovicz (2007) en otros cultivares de repollo.

El NHE fue afectado por la densidad de plantación (p< 0.05), pero no por las dosis de N ni por la interacción de los factores (p> 0.05). Con D1 se obtuvo mayor NHE (15.6 hojas planta^–1), tres o más hojas que con D2 (12.6 hojas planta^–1). El NHE en el presente estudio fue similar al obtenido por Athanázio y Maistrovicz (2007), 12.7 a 14.7 hojas planta^–1 en diferentes cultivares de repollo verde en densidad de 20 833 plantas ha^–1. Sin embargo, Stepanovic et al. (2000) reportan un NHE menor al del estudio (11.2 y 8.9 hojas planta^–1 en 33 715 y 47 620 plantas ha^–1).

La densidad poblacional se relaciona directamente con la intensidad de la competición entre las plantas por espacio y por factores de crecimiento, principalmente por luz (Aquino et al., 2005a). En el presente estudio, en D1 se encontró 0.32 m² planta ¹ y sólo 0.21 m² planta^–1 en D2, lo que permitió que en D1 las plantas aprovecharan eficientemente los recursos del medio y, por consiguiente, tuvieran mayor número de hojas. No se obtuvieron ajustes polinomiales para NHE en respuesta a las dosis de N, en D1 o D2.

Con respecto a MSHI, hubo un efecto significativo de los factores individualmente (p< 0.05), pero no por su interacción (p>0.05). Con D1 y 227 kg de N ha^–1 se obtuvo la producción (117.4 g planta^–1) máxima (Figura 1), la cual fue 77 % mayor (66.4 g planta^–1) que sin la aplicación de N y 65 % superior que la mayor (71.2 g planta^–1), obtenida con 300 kg de N ha^–1 con D2. La diferencia entre las curvas de ajustes de las dos densidades refleja la diferencia de espacio disponible para el desarrollo de las plantas (menor competencia por N). Con D1, el repollo expresó su potencial productivo con la dosis menor, en relación con la mayor dosis, mientras que con D2 este potencial probablemente se presente en dosis superiores a 300 kg de N ha" ¹ (Figura 1). Peck (1981) también señala que MSHI responde positivamente a la aplicación de N.

La MSHE mostró cambios significativos causados por los factores individuales y por su interacción (p< 0.05). Con D2 los promedios de MSHE no se ajustaron a la ecuación polinomial, mientras que con D1 el mejor ajuste fue cuadrático (Figura 1). La MSHE mayor (88.6 g ₁planta^–1) con D1 se obtuvo con 187 kg de N ha^–1, mientras que Peck (1981) reporta 100.2 g planta " ¹ con 40 000 plantas ha^–1 y 300 kg de N ha^–1. Con D1 la máxima MSHE fue 67 % superior al promedio con D2. La correlación entre MSHE y NHE fue positiva y significativa (r = 0.64**) y también se constató mayor MSHE con D1.

Hubo una correlación positiva entre MSHI y NHI (r = 0.59**) y entre MSHI y MSHE (r = 0.84**). Con D1 y la mayor dosis de N tanto MSHE como MSHI fueron menores; así, la MSHI con D1 fue 99.1 g planta^–1, mientras que con D2 fue 38.6 % menor (60.5 g planta^–1). La menor MSHI con D2 puede atribuirse a una menor área foliar disponible para el crecimiento de la planta, con efectos negativos en la utilización del N y valores de NHE, NHI y MSHE menores. El análisis de correlación confirmó la relación entre estas características.

La MST fue afectada significativamente por los factores individuales (p< 0.05) pero no por su interacción (p>0.05). Con D1 incrementó MST (16.0 g planta^–1) como se observó para NHE, NHI y MSHE, mientras con D2 la MST fue 12.6 g planta^–1, 21.6 % menor a la MST con D1. En ambas densidades la MST fue lineal en función de la dosis de N: 300 kg de N ha^–1 produjeron 18.6 g planta^–1 con D1 (y = 13.50 + 0.017x*; R² = 0.68*) y 15.0 g planta^–1 con D2 (y = 10.17 + 0.016*; R² = 0.75**). Cuando se incrementó la dosis de N a 300 kg ha^–1, la MST aumentó 37 y 47 % con D1 y D2.

El DTI mostró cambios significativos causados por la densidad de plantación (p<0.05), pero no hubo efecto de las dosis de N ni de la interacción de los factores (p> 0.05). El mayor DTI (42.4 mm) se obtuvo con D1, y con D2 fue 36.6 mm; al respecto, el DTI disminuyó en función de la competencia entre las plantas, lo que posiblemente redujo el transporte de agua, nutrientes y de fotoasimilados. No se observó un ajuste significativo del DTI con las dosis de N evaluadas.

Entre DTI y MST la correlación fue significativa (r = 0.51*) y, además, con D1 se obtuvieron los valores mayores para DTI y MST. Sin embargo, las correlaciones entre MST con NHE y NHI, así como entre DTI con NHE, no fueron significativas.

La MFR mostró cambios significativos debido a los factores individuales y su interacción (p< 0.05). Con D1 y 244 kg de N ha^–1 se alcanzó la mayor MFR (2.10 kg planta^–1). Este resultado se debió a la competencia menor entre plantas, lo cual también fue corroborado en las otras características evaluadas. Con D2 y 300 kg de N ha "¹ la MFR mayor fue 1.57 kg planta " ¹. El resultado de MFR con D2 es destacable, pues según Moreira et al. (2011) las tendencias en los mercados indican preferencia por cabezas de repollo menores (1.0 a 1.5 kg planta^–1). Haque et al. (2006) y Moreira et al. (2011) usaron densidades de 41 666 y 50 000 plantas ha^–1 y obtuvieron MFR de 1.85 y 1.13 kg planta^–1, con dosis de N menores (180 y 277.8 kg ha^–1) que las usadas en D2 alta del presente estudio. La MFR más alta se logró con D1, independientemente del N (Figura 2). El incremento de MFR con D2 y 0 a 300 kg de N ha^–1 fue 35 %, mientras que con D1 y 0 a 244 kg de N ha^–1 fue 52 %.

Con D2 alta la planta tuvo menor disponibilidad de N debido al elevado número de plantas por área lo cual, asociado con la competencia mayor por otros factores, limitó el crecimiento y la expresión del potencial vegetativo de la planta, lo que se manifestó en las características ya descritas y en MFR. El aumento de la densidad redujo la MFR en 25.2 %, lo que corrobora los resultados con repollo y otras hortalizas de hoja en los cuales se usaron mayores densidades de plantación como una herramienta para reducir el tamaño del producto comercial.

La producción fue afectada significativamente por los factores individuales (p< 0.05), pero no por su interacción (p> 0.05). La producción máxima de repollo fue 72.6 t ha^–1 (300 kg de N ha^–1) con D2, pero disminuyó a 65.8 t ha^–1 (247.8 kg de N ha^–1) con D1 (Figura 3). Con D1 hubo mayor MFR, mientras que la producción máxima se obtuvo con D2. Esto se debió a que la reducción en MFR con la densidad mayor fue proporcionalmente menor al aumento del número de plantas por unidad de área. Aquino et al. (2005a) también reportan producción mayor (104.2 t ha^–1) de repollo con densidad mayor (40×30 cm), comparada con densidades de 60×30 cm (100.7 t ha "¹) y 80×30 cm (96.9 t ha^–1). Además, Znidarcic et al. (2007) señalan que hay una mayor producción comercial (71 t ha^–1) con una densidad alta (166 000 plantas ha^–1).

Con D1 la dosis económica óptima fue 227.1 kg ha^–1, sólo 20 kg de N ha^–1 menos que la dosis necesaria para maximizar la productividad, en tanto que la productividad calculada (65.6 t ha^–1) fue cercana a la máxima obtenida (65.8 t ha^–1). En cambio, no fue posible calcular la dosis óptima económica para D2, debido a que los datos presentaron una relación lineal. El productor debe calcular la dosis óptima económica para decidir acerca de la fertilización del cultivo y considerar el precio promedio del repollo en la época de cosecha. Además, se debe agregar el costo del fertilizante, mano de obra en la cosecha, transporte del producto cosechado hacia la zona de empaque, embalajes, y el transporte del producto.

 

CONCLUSIONES

Sin la aplicación de nitrógeno e independientemente de la población de plantas se tuvieron cabezas de repollo de menor tamaño, las cuales obtienen una mayor preferencia comercial. La producción mayor (72.7 t ha^–1) de cabezas de repollo se alcanzó con la mayor población de plantas (46 875 plantas ha^–1) y con 300 kg de N ha^–1.

 

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo Nacional de Desenvolvimiento Científico y Tecnológico (CNPq) y a la Fundación de Amparo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP), por la beca de estudios y ayuda financiera del proyecto.

 

LITERATURA CITADA

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