Artículos

 

Sustratos orgánicos en la producción de chile pimiento morrón*

 

Organic substrates in the production of sweet pepper

 

Manuel Fortis-Hernández¹, Pablo Preciado-Rangel^1§, José Luis García-Hernández², Agustín Navarro Bravo³, Jacob Antonio-González⁴ y José Miguel Omaña Silvestre⁵

 

¹ Instituto Tecnológico de Torreón (ITT)-DEPI. Carretera Torreón-San Pedro, km 7.5. Ejido Anna, Torreón, Coahuila, México. C. P. 27190. Tel. 01 871 7507198, (fortismanuel@hotmail.com); (ppreciador@yahoo.com.mx). ^§Autor para correspondencia: ppreciador@yahoo.com.mx.

² Facultad de Agricultura y Zootecnia (FAZ). Universidad Juárez del Estado de Durango (UJED). Carretera Gómez Palacio-Tlahualilo, km 28.5. Gómez Palacio, Durango. Tel. 01 871 7118918. (luis_garher@hotmail.com).

³ Campo Experimental Valle de México-CENEMA, INIFAP. Carretera Los Reyes-Lechería, km 18.5. A. P. 10. C. P. 56230. Chapingo, Texcoco, Estado de México. Tel. y Fax. 01 595 92 12681. (navarro.agustin@inifap.gob.mx).

⁴ Dirección General de Educación Tecnológica Agropecuaria. (DGETA- BEDR 122). Nezahualcóyotl Número 110 Palacio Municipal, Colonia Centro Texcoco Estado de México. Tel. 5951065738. (jacob_antonio@yahoo.com).

⁵ Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco, km. 36.5. 56230. Montecillo, Texcoco, Estado de México. Tel. 58045900, 58045900. Ext. 1829. (miguelom@colpos.mx).

 

* Recibido: enero de 2011
Aceptado: octubre de 2012

 

Resumen

El presente trabajo pretende aportar información sobre el uso de sustratos orgánicos elaborados a partir de estiércol bovino tratado para la producción de chile pimiento morrón. El trabajo se realizó en Invernadero durante en 2010-2011 en el Instituto Tecnológico de Torreón (ITT), Torreón, Coahuila. El diseño experimental fue bloques completamente al azar; considerando cuatro tratamientos con diez repeticiones: T1 =VermicompostA + Arena; T2 = Biocompost+Arena; T3 =VermicompostB + Arena y T4 = Arena (Testigo; Solución Steiner). Las mezclas de sustratos se formularon en base a volumen, guardando una proporción de 1:1 (v/v) utilizando bolsas de polietileno negro de 10 kg de peso. El material genético fue el hibrido Calider de fruto amarillo tipo blocky; el experimento se estableció en los años 2010-2011. Las variables evaluadas fueron altura de planta, rendimiento y calidad de fruto, solidos solubles, pH, CE, MO, Nitratos y Amonio. Los resultados indicaron respuesta significativa destacando CE, pH, MO, nitratos, amonio y rendimiento; siendo el tratamiento testigo el que reporto mayor rendimiento (6.93 kg mg^-2), seguido de vermicompost2 (5.24 kg m^-2) y vermicompostA (4.95 kg m^-2). El contenido de nitratos fue mayor en Biocompost con 540.51 mg kg^-1, seguido de vermicompostB con 350.47 mg kg^-1. De manera general los sustratos orgánicos evaluados presentaron características químicas ideales de un buen sustrato; CE baja, alto contenido de MO, pH entre 7 y 8; y alto contenido de nitratos y amonio.

Palabras clave: Capsicum annum L., amonio, invernadero, nitratos.

 

Abstract

The present work pretends to give information about the use of organic substrates made from bovine manure treated for the production of sweet peppers. The research was made in a green house from 2010-2011 at the Instituto Tecnológico de Torreon (ITT), in Torreon, Coahuila. It was randomized blocks design; considering four treatments with then replications: T1= VermicompostA + Sand; T2= Biocompost + Sand; T3= VermicompostB + Sand and T4= Sand (check; Steiner solution). The substrates mixtures were formulated based on volume, keeping a proportion of 1:1 (v/v), using black polyethylene bags of 10 Kg weight. The genetic material used was the hybrid Calider of yellow fruit blocky type; the experiment was established en 2010-2011. The evaluated variables were plant height, yield and fruit quality, soluble solids, pH, EC, OM, nitrates and ammonium. The results showed a significant response, emphasizing on EC, pH, OM, nitrates, ammonium and yield; being the check treatment with the higher yield (6.93 kg mg^-2), followed by vermicompost2 (5.24 kg m^-2) and vermicompostA (4.95 kg m^-2). The content of nitrates was higher in Biocompost with 540.51 mg Kg¹, followed by vermicompostB with 350.47 mg Kg^-1. However the evaluated organic substrates showed an ideal chemical characteristic of a good substrate; low CE, high content of MO, pH between 7 and 8; a high content of nitrates and ammonium.

Key words: Capsicum annum L., ammonium, green house, nitrates.

 

Introducción

Actualmente los consumidores están más interesados en el origen de los productos, de cómo fueron cultivados o si son seguros para comerse, así como del contenido nutricional enfatizando su preocupación por la posible contaminación con agroquímicos, especialmente por los de consumo en fresco (Winter and Sarah, 2006). Por lo que es necesario encontrar sistemas de producción apegados lo más cercano posible a lo no aplicación de agroquímicos, siendo uno de los caminos la agricultura orgánica (Álvarez et al, 2005). Esta se define de forma general como un método agrícola en el que no se utilizan fertilizantes ni plaguicidas sintéticos (Sinha, 2008).

En relación a la fertilización de los cultivos, esta tradicionalmente se ha lleva a cabo con fuentes inorgánicas debido a su mayor solubilidad, sin embargo, éstos pueden originar un daño a la salud humana, además de incrementar los costos de producción de los cultivos. Hoy en día existe un creciente interés por utilizar fuentes orgánicas para abonar los suelos, en un intento de regresar los sistemas naturales a la producción orgánica. En las últimas décadas se ha retomado la importancia en el uso de abonos orgánicos debido al incremento de los costos de los fertilizantes químicos y al desequilibrio ambiental que estos ocasionan, además de la necesidad de preservar la materia orgánica en los sistemas agrícolas, aspecto fundamental relacionado a la sostenibilidad y productividad de la agricultura (Ramírez, 2005).

Una alternativa en la Comarca Lagunera para producir hortalizas en invernadero sería crear sustratos a partir de estiércol composteado en combinación con arena o perlita, materiales presentes en la región. El sustrato u abono orgánico es un producto natural resultante de la descomposición de materiales de origen vegetal, animal o mixto, que tiene la capacidad de mejorar la fertilidad del suelo y por ende la producción y productividad de los cultivos (Raviv et al, 2005). El uso de sustratos orgánicos ha cobrado gran importancia por diversas razones; desde el punto de vista económico, el uso de sustratos orgánicos (abonos y productos) se ha fomentado por la agricultura orgánica que finalmente también es una respuesta a una mejoría en las prácticas agrícolas (Nieto-Garibay et al., 2002; Márquez et al, 2008).

Los residuos orgánicos procesados por la lombriz de tierra, frecuentemente denominados vermicompost, son de tamaño fino, con alta porosidad y por ende aireación y drenaje y, a su vez, una alta capacidad de retención de agua. El vermicompost comparado con la materia prima que lo genera, tiene reducidas cantidades de sales solubles, mayor capacidad de intercambio catiónico y un elevado contenido de ácidos húmicos totales (Ndegwa y Thompson, 2000). De acuerdo a Morales et al. (2009) el pH de un sustrato se prefiere que sea ligeramente ácido (5.5-6.5) y la conductividad eléctrica que no sea mayor de 2 dS m^-1. Bansal y Kapoor (2000), señalan que utilizar en la elaboración de abonos orgánicos el estiércol bovino a través de eisenia foetida contribuye a mantener una biodiversidad de organismos y se puede encontrar una buena relación carbono/nitrógeno.

La materia orgánica incorporada al suelo es la responsable de los cambios físicos que se dan en este, particularmente en la estructura, aumento de la porosidad y permeabilidad y por ende de la retención de agua. Sin embargo, los efectos de la materia orgánica sobre las propiedades físicas y biológicas de los suelos son debidas principalmente a la actividad de los organismos (fauna y microbiota) que están presentes en esta, y también a la de las poblaciones de organismos en el suelo que se ven afectadas por dicha materia orgánica (Castro et al, 2009).

La importancia de la materia orgánica en los suelos es grande, y no solo mejora las propiedades físicas y químicas de la tierra, sino también el desarrollo de los cultivos. Los aportes de materia orgánica de plantas y animales están sometidos a un continuo ataque por parte de los organismos vivos, microbios y animales, que los utilizan como fuente de energía y de materiales de recuperación frente a su propio desgaste (Julca-Otiniano et al, 2006). En este sentido, los objetivos del presente trabajo fueron evaluar mezclas en diferentes proporciones de compost y medios inertes que permitan la obtención de un sustrato orgánico de bajo costo y que permita obtener buenos rendimientos y calidad de fruto en el cultivo de chile pimiento morrón.

 

Materiales y métodos

Localización geográfica del sitio experimental

La Región Lagunera se localiza en la parte central de la porción norte de los Estados Unidos Mexicanos. Se encuentra ubicada en los meridianos 102° 22' y 104° 47' longitud oeste, y los paralelos 24° 22' y 26° 23' latitud norte. La altura media sobre el nivel del mar es de 1 139 m. Cuenta con una extensión montañosa y una superficie plana donde se localizan las áreas agrícolas, así como las urbanas. El trabajo se realizó en Invernadero durante los años 2010- 2011en el Instituto Tecnológico de Torreón (ITT), ubicado en el km. 7.5 de la antigua Carretera Torreón - San Pedro, Municipio de Torreón, Coahuila.

Según la clasificación de Kóeppen modificado por García (1981), el clima es seco desértico o estepario cálido con lluvias en el verano e invierno frescos. La precipitación pluvial es de 258 mm y la temperatura media anual es de 22.1 °C, con rango de 38.5 °C como media máxima y 16.1 °C como media mínima. La evaporación anual media aproximadamente es de 2 396 mm. La presencia de las heladas ocurren de noviembre a marzo y rara veces en octubre y abril, mientras que la presencia de granizada se da entre mayo y junio.

Diseño experimental

El diseño experimental bajo el que se desarrolló el experimento fue el de bloques completamente al azar (Mead et al, 2003); considerando cuatro tratamientos con diez repeticiones:

Tratamientos (sustratos)

T1= VermicompostA + arena (AZL) T2= Biocompost + arena (BIO)

T3= VermicompostB + arena (ITT) T4= arena (testigo)

Los cuatro tratamientos contaron con 10 repeticiones cada uno, dando como resultado un total de 40 unidades experimentales, en las que un contendedor o maceta de plástico de 10 kg de peso fue considerado una repetición.

Elaboración de sustratos

Las mezclas de sustratos se formularon en base a volumen, guardando una proporción de 1:1 o 50/50% (v: v), de sustrato orgánico y arena una vez hecho el cálculo, se procedió a realizar la mezcla física. Quedando las mezclas de la siguiente manera:

- VermicompostA (VA) 50% + arena (Ar) 50% (1:1, v:v)

- Biocompost (Bio) 50% + arena (Ar) 50% (1:1, v:v)

- VermicompostB (VB) 50% + arena (Ar) 50% (1:1, v:v)

- Arena (Ar) 100% (testigo: con solución Steiner)

El contenido nutrimental de los sustratos se muestra en el Cuadro 1.

Preparación de los contenedores

Las macetas usadas para el experimento fueron lavadas con una solución de agua con cloro, y posteriormente enjuagadas para evitar la contaminación del sustrato.

Material genético

El material genético utilizado fue el hibrido Calider, el cual es de amplia adaptación, con una maduración a los 100 días aproximadamente, resistente a PVY 0, es una planta vigorosa y con alto potencial de rendimiento, es de fruto amarillo tipo blocky.

Riegos

Los riegos se aplicaron en función de la capacidad de campo de los sustratos usados, al inicio del cultivo aplicándose 300 ml por maceta cada tercer día, posteriormente la aplicación se hizo diariamente en función del requerimiento de la planta debido a las altas temperaturas ambientales.

Fertilización química

La fertilización química para el tratamiento de arena fue realizada con solución nutritiva de Steiner (1961). Contenido los siguientes elementos nutritivos: NO₃+ (12 meq/L), H₂PO₄ (1 meq/L), SO4 (7 meq/L), K (7 meq/L), Ca (9 meq/L), Mg (4 meq/L), Fe (2 meq/L), Mn (0.70 meq/L), Cu (0.02 meq/L), Zn (0.09 meq/L), B (0.050 meq/L) y Mo (0.05 meq/L). Siendo aplicada al 50% durante las primeras etapas fenológicas del cultivo y al 100% en producción.

Fertilización orgánica

Se aplicó un fertilizante foliar orgánico comercial llamado Microfert®. El contenido nutrimental fue: NO₃+ (537.67 mg/L), H2PO4 (56.55 mg/L), K (3393 mg/L), Ca (240 mg/L), Mg (80 mg/L), Fe (4.13 mg/L); Cu (0.02 mg/L), Zn (3.29 mg/L), Mn (2.17 mg/L) y Bo (11.58 mg/L).

Variables evaluadas:

En planta: altura de planta, unidades SPAD (determinación indirecta de clorofila), rendimiento y calidad.

En suelo: humedad aprovechable, potencial hidrógeno (pH), conductividad eléctrica (CE), compactación, materia orgánica (%), nitratos, amonio y temperatura del suelo.

Análisis estadístico

Para realizar el análisis estadístico del experimento de las variables antes mencionadas se utilizó el paquete estadístico SAS (Statistical Analysis Sistem) Versión 6.1 (SAS, 1999). Utilizando los procedimientos de ANOVA y para la Using theANOVAprocedures and forthe media comparison, comparación de medias la prueba utilizada fue diferencia was used the Least Significant Difference (LSD) to 5% of mínima significativa (DMS) al 5% de significanciaconp< 0.05. significance with p≤ 0.05.

 

Resultados y discusión

Variables evaluadas que presentaron significancia estadística

Conductividad eléctrica (CE)

La variable conductividad eléctrica (CE) mostró diferencia significativa (p≤ 0.05) entre sus tratamientos en el primer y segundo muestreo realizado a los 30 y 120 días después del transplante (DDT) (Cuadro 2). Los sustratos vermicompost VA y VB mostraron los valores más altos de CE (> 50 dS m^-1). Con respecto a CE la literatura recomienda que sus valores no deberían exceder 3 dS m^-1 (Bunt, 1988; Carter and Grieve, 2008). Nieto-Garibay et al. (2002) utilizaron una composta comercial para producción de chile la cual presentaba valores de 8.2 dSm^-1; Cruz-Lázaro et al. (2010) encontraron valores de 1.68 dSm^-1 en sustratos de compost y vermicompost para producción de tomate. Los valores tan altos encontrados de CE en el primer muestreo se controlaron mediante la aplicación de excedentes de agua.

Potencial hidrógeno (pH)

De acuerdo al análisis de varianza (ANOVA) para la variable pH se observó diferencia estadística significativa (p≤ 0.05) en el muestreo intermedio a los 45 DDT. El comportamiento de pH fue mayor en el sustrato biocompost (8.2). A pesar de que la mayoría de los componentes orgánicos de estesustrato son ácidos no permitieron tener un pH adecuado al cultivo (Cuadro 2). El tratamiento testigo presento el valor de 7.3, este tratamiento fue fertilizado con la solución nutritiva de Steiner lo que permitió tener un pH cercano al óptimo para el cultivo.

Cao y Tibbitts (1994) mencionan que se han encontrado en varias especies de cultivos que los incrementos en pH promueven la absorción de amonio (NH₄+) mientras que una reducción favorece la absorción de nitratos (NO₃^-). En general, un medio nutritivo con pH de 4.5 a 6.0 se estudió lo óptimo para la absorción de NO₃^-, mientras que pH de 6.0 a 7.0 se considera el óptimo para el NH₄+ (Rodríguez et al, 2010).

Los valores óptimos para el pimiento morrón oscilan entre 6.5 y 7, aunque puede resistir ciertas condiciones de acidez hasta un pH de 5.5 (Soler et al, 2002). En suelos enarenados puede cultivarse con valores de pH próximos a 8. El pimiento es una especie de moderada tolerancia a la salinidad tanto del suelo como del agua de riego.

Materia orgánica (MO)

El análisis estadístico mostró alta significancia para el contenido de materia orgánica en el estrato 0- 7 cm para el primer (MO 1) y segundo muestreo (MO2); distinguiéndose Biocompost con un valor de 4.57% seguido de vermicompost (VA) con un contenido de 4.32% de materia orgánica. El testigo presento el valor más bajo en ambos muestreos siendo 0.85% y 0.27%, respectivamente (Cuadro 2). Cabe resaltar que la MO descendió del primer al segundo muestreo en todos los sustratos; para el caso de biocompost disminuyó 31%. Rodríguez et al. (2010) señalan que la pérdida de la materia orgánica de los sustratos se atribuye a los compuestos orgánicos solubles en agua. Sin embargo, se puede considerar como una pequeña perdida de MO ya que las compostas se consideran materiales bioestables: ésta es una propiedad de un material orgánico de perder poco peso y conservar sus características físicas y químicas originales durante varios meses, especialmente cuando se encuentran plantas creciendo en el.

Moreno et al. (2005), encontraron valores de MO de 24.75% en vermicompost, y 17.28% en vermicompost con estiércol de cabra en sustratos orgánicos para producción de tomate. Márquez et al. (2008), encontró valores de 29.2 % en biocompost y de 10.50% en vermicompost en la producción de tomate con sustratos orgánicos. Cruz-Lázaro (2009), obtuvieron valores de 23.33% en compost elaboradas con estiércol, rastrojo de maíz, zacate y tierra negra y 11.96% en compost elaborada con estiércol bovino, rastrojo de maíz y tierra negra. En este sentido, los sustratos orgánicos evaluados presentaron contenidos bajos de materia orgánica.

Contenido de nitratos (N-NO₃^-)

El contenido de nitratos en el estrato 0-7 cm de profundidad presento alta significancia. La comparación de medias identifica a Biocomposta como el de mayor contenido de nitratos con un valor de 540.51 mg kg^-1 seguido de Vermicomposta (VB) con 350.47 mg kg^-1 (Figura 1). Ansorena (1994) menciona que el contenido óptimo de nitratos para el cultivo de pimiento va de 100 a 300 mg kg^-1.

Diversas investigaciones han reflejado aumentos de la concentración de nitratos en la solución del suelo durante las primeras etapas vegetativas de los cultivos cuando no se producen pérdidas altas por lixiviación y las cantidades de N consumidas son mínimas (Jackson et al, 1993; Mc Pharlinet al., 1995). Autores como Julca-Otiniano et al. (2006) mencionan que el contenido de nitrógeno agregado es consumido en cada etapa fenológica, parte se pierde por lavado o es inmovilizado por la biota del suelo.

Los resultados de la presente investigación son coincidentes con lo expuesto anteriormente, atribuyendo la alta concentración de nitratos al exceso del N aportado por los sustratos orgánicos en relación a lo consumido por el cultivo en sus etapas fenológicas. Estos valores altos también pueden ser explicados debido principalmente a la alta actividad enzimática por parte de los microorganismos debido a que las condiciones de aireación, humedad y temperatura fueron favorables para la transformación del nitrógeno a nitratos mediante el proceso de mineralización (Raviv et al., 2005). Aunado a lo anterior los sustratos en mayor cantidad fueron elaborados con estiércol bovino.

Contenido de amonio (N-NH₄+)

El contenido de amonio en los sustratos presento diferencias significativas en el ANOVA. Al realizar la comparación de medias con DMS, se tiene que el sustrato que mayor concentración de N-NH₄+ presentado fue vermicompostB (VB) con un valor de 227 mg kg^-1; el testigo contempló el valor más bajo de amonio con 6.80 mg kg^-1. Éstos valores muestran que el amonio pudo ser mineralizado en el transcurso del tiempo debido a una fuerte actividad enzimática; la movilidad del ión amonio en el sustrato es en gran medida inferior a la del nitrato; asimismo, la concentración de nitrato en el suelo es mayor que la de amonio (Adegbidi y Briggs, 2003) (Figura 1).

Altura de planta (AP)

El análisis estadístico para la variable altura de planta mostro diferencias significativas (p≥ 0.05) entre los tratamientos en la lectura tomada al inicio del ciclo del cultivo (30 DDT). Los sustratos de vemicompost (VA y VB) sobresalen con la mayor altura de planta encontrada con 24 y 25 cm^-1; respectivamente. Biocompost presentó la menor altura con un valor de 14 cm^-1. Márquez et al. (2006) y Márquez et al. (2008), encontraron en mezclas de arena, arcilla y estiércol la mayor altura de planta en el cultivo de tomate, en comparación con otros sustratos orgánicos e inorganicos (Figura 2).

En Biocompost se encontro la menor altura de planta esto puede explicarse por las propiedades físicas de este sustrato puesto que no tuvo las caracteristicas favorables para el desarrollo del cultivo como fue: la aireación por efecto de la compactación que este sustrato presentó, al cual ademas tenía una alta CE (12 dS m^-1) lo que impidió un desarrollo normal tanto de las raíces como de las plantas. Efectos similares fueron encontrados por Zobel (1995) y Magdaleno et al. (2006) al emplear sustratos en la producción de tomate de cascara. Aunque Moreno et al. (2005) mencionan que la altura de planta para el caso de tomate no varía a diferentes porcentajes de compost más arena.

Rendimiento del cultivo

El rendimiento mostró diferencias significativas entre las fechas de muestreo para los diferentes sustratos evaluados. Al realizar la comparación de medias los sustratos orgánicos vermicompost A y B, obtuvieron rendimientos de 4.95 y 5.24 kg m^-2, respectivamente. El testigo con solución Steiner fue el mejor con un rendimiento de 6.93 kg m^-2 (Cuadro 3).

Zúñiga-Estrada et al. (2004) produjeron en invernadero 8.0 y 16 kg m^-2 de pimiento. Cruz et al. (2009) señalan que el rendimiento de chile pimiento (Capsicum annuum L.) en invernadero es 80 t ha^-1 con densidades entre 9 y 10 plantas m^-2. Los resultados obtenidos contrastan con los obtenidos por Subler et al. (1998) quienes encontraron que el mejor desarrollo del cultivo se da con pequeñas proporciones de vermicompost, entre 10 y 20%. Atiyeh et al. (2000) mencionan que al usar más de 20% de compost en el sustrato, hay un decremento en el rendimiento del cultivo. Márquez et al. (2008), encontraron en sustratos orgánicos con mezclas de vermicompost al 50% + arena, vermicompost + perlita al 37.5 y 50% rendimientos 9 veces mayores a los obtenidos en campo.

Probablemente factores como la lixiviación, una menor taza de mineralización, volatización, adsorción, entre otras, pueden influir para no obtener el rendimiento potencial del cultivo (Hashemimajd et al, 2004). Azarmiet al. (2008), señalan que es necesario suplementar los requerimientos de los nutrientes para inducir un mayor rendimiento en los cultivos cuando se utilizan sustratos orgánicos.

Finalmente en la Figura 3, se presentan los principales parámetros evaluados en cada sustrato. Resaltando que vermicompostA y B, fueron los mejores sustratos orgánicos ya que fueron los que se acercaron a las características químicas ideales de un buen sustrato. Es decir, CE baja, alto contenido de MO, pH entre 7 y 8, alto contenido de nitratos y amonio. Además, de que fueron los sustratos que reportaron los mayores rendimientos.

 

Conclusiones

El uso y la aplicación de sustratos orgánicos incrementan la carga de nutrientes para los cultivos. Asimismo, incrementaron la presencia de nitratos lo que indicaria que el N estuvo disponible para el cultivo. Estos resultados demostraron que la producción de chile pimiento morrón en sustratos orgánicos bajo invernadero, con las mezclas de sustrato 1:1 realizadas, puede ser una alternativa viable puesto que generan rendimientos aceptables.

 

Literatura citada

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