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Revista mexicana de ciencias agrícolas

versión impresa ISSN 2007-0934

Rev. Mex. Cienc. Agríc vol.7 no.3 Texcoco abr./may. 2016

 

Artículos

Respuesta agronómica y nutrimental de fresa a soluciones nutritivas con diferente relación NH 4 + /NO 3 -

Tonatiu Campos-García1 

Prometeo Sánchez-García1  § 

Gabriel Alcántar-González1 

Guillermo Calderón-Zavala1 

1 Colegio de Postgraduados Campus Montecillo-Edafología. C. P. 56230, Montecillo, Estado de México. (tcampos2@hotmail.com; alcantar@colpos.mx; cazagu@ colpos.mx).

Resumen

El objetivo de la presente investigación fue conocer la relación óptima de NH4 +/NO3 - en la solución nutritiva que favorece el comportamiento agronómico y nutrimental de fresa cv. Festival en un sistema intensivo de producción durante la etapa vegetativa-floración. Se evaluaron soluciones nutritivas (SN) con diferente relación NH4 +/NO3: 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 y 0/100. A los 108 días después de iniciados los tratamientos (ddit) se evaluaron los siguientes parámetros: área foliar (AF), contenido de materia fresca (MF) y materia seca (MS), acumulación de N-NH4 y N-NO3 (AN) en plantas de fresa. En la etapa vegetativa-floración, la SN con una relación N H4 +/ NO3 - igual a 100/0 incrementó significativamente AF, MF, MS y AN en plantas de fresa cv. Festival, en comparación con los demás tratamientos. Por lo tanto, se sugiere la adición de amonio como única fuente de N para la producción de fresa durante la etapa vegetativa.

Palabras clave: Fragaria x ananassa Duch.; acumulación de N; fibra de coco

Introducción

Durante el proceso de producción intensiva de fresa se pueden distinguir dos etapas fenológicas muy importantes, cuyo manejo nutrimental definen el éxito en rendimiento y calidad del fruto: vegetativa-floración y floración- fructificación. Para la primera etapa es muy importante el manejo del nitrógeno y principalmente, la relación amonio/nitrato (Toktam et al., 2014). El exceso de NH4 + en esta fase conduce a una producción exuberante de hojas y esto a su vez, genera un desbalance interno por la competencia del ion NH4 + con el K+, Ca+2 y Mg+2 (Ganmorey Kafkafi, 1985). La aplicación de nitrógeno amoniacal hace más susceptibles a las plantas de fresa a enfermedades y a la invasión de insectos debido a que su savia contiene altos niveles de aminoácidos libres, azúcares y nitrógeno que las vuelven más atractivas para los fitopatógenos (Cisneros y Godfrey, 2001; Ortega-Arenas et al., 2013).

La adición de nitratos en la solución nutritiva puede mitigar el efecto inhibitorio del amonio en el crecimiento de las plantas (Ota y Yamamoto, 1989), por lo que en hidroponía es posible utilizar fuentes nitrogenadas a base de NO3 - y NH4 + (González et al., 2009). La combinación de ambos iones como fuente de nitrógeno mejora el crecimiento vegetativo, en comparación a cuando se usan por separado (Hartman et al., 1986). Investigaciones conducidas por Tabatabaei et al. (2006) han demostrado que plantas de fresa ‘Camarosa’ y ‘Selva’ en cultivos sin suelo son más susceptibles a la nutrición con amonio. Además, encontraron que la completa exclusión del NH4 + de la SN reduce el crecimiento y que una relación 25NH4 +/75NO3 - mejora el desarrollo y rendimiento de las plantas de fresa. También, observaron que las plantas desarrolladas con 75% de NH4 + disminuyeron el peso de MF, MS y AF, en contraparte con aquellas que recibieron el 25% de NH4 +. El rendimiento (longitud y peso del fruto) se incrementó en un 38% y 84% en ‘Camarosa’ y ‘Selva, respectivamente, cuando las plantas fueron cultivadas con 25% de NH4 + y 75% de NO3 -, en comparación con aquellas que recibieron mayores niveles de amonio.

Por lo tanto, una combinación de las dos formas de N en una relación apropiada (25 NH4 +: 75 NO3 -) es benéfico para el crecimiento de plantas, el rendimiento y calidad de las fresas. A su vez, Cárdenas-Navarro et al. (2006) encontraron que la formulación de diferentes relaciones NH4 +/ NO3 - en la SN no afectan el crecimiento de la planta madre; sin embargo, el número de frutos se incrementa con el aumento de amonio; por otra parte, el número de plantas hijas no se ve afectado por las diferentes relaciones NH4 +/NO3 -, pero la MS de estas se redujo cuando la proporción de amonio se adicionó por encima del 50%. También, se observó que la relación carbono/ nitrógeno en la corona disminuyó significativamente cuando la proporción de amonio estuvo por encima de 75%, esto sugiere un impacto negativo en la acumulación de carbohidratos y sobre el metabolismo de la planta.

Sin embargo, Yoon et al. (2009) mencionan que al adicionar N- NH4 en tasas de 20% en la SN, con relación a N-NO3, se incrementa el crecimiento vegetativo y la producción de frutos, en comparación con los tratamientos donde se adicionó únicamente NO3 -, no obstante, un incremento en la proporción de amonio en la SN hasta 30% disminuyó el crecimiento de la planta y el rendimiento, por efecto del pH (3.5). Por lo tanto, el manejo del pH en la SN con diferente relación NH4 +/NO3 - es importante para balancear la tasa de absorción de aniones y cationes (Bernardo, 1984). En adición, Toktam et al. (2014) estudiaron el efecto del nitrógeno sobre la actividad de la enzima nitrato reductasa (NR) en fresa sometida a diferentes relaciones NH4 +/NO3 -. De acuerdo con estos autores, las plantas de fresa requieren mayormente de amonio en la etapa vegetativa pero sugieren que el NH4 + no debe exceder 50% del nitrógeno total en la SN.

El presente estudio se estableció con el objeto de conocer la relación óptima de NH4 +/NO3 - en la solución nutritiva que favorece el comportamiento agronómico y nutrimental de fresa en un sistema intensivo de producción durante la etapa vegetativa-floración.

Materiales y métodos

La presente investigación se desarrolló en un invernadero ubicado en la Universidad Autónoma Chapingo (UACH) en Texcoco, Estado de México, ubicado entre los paralelos 19° 24’ y 19° 33’ de latitud norte y los meridianos 98° 38’ y 99° 02’ de longitud oeste, a una altitud de 2 240 msnm.

El material vegetal utilizado fueron plántulas de fresa Fragaria x ananassa Duch. cv. Festival de la empresa Planamerica®, cuyos viveros se encuentran ubicados en Ciudad Guzmán, Jalisco. Las plantas de fresa se desarrollaron en sacos de cultivo con fibra de coco como sustrato, marca Germinaza®, con 50% de fibra y 50% de polvo de coco. Las características físicas del sustrato fueron las siguientes: índice de grosor 42.5%, densidad aparente 0.075 g cm-3, densidad real 1.48 g cm-3, capacidad de aireación 52.6%, capacidad de retención de agua 49.5%, espacio poroso total 94.9%, agua fácilmente disponible 17.8%, agua de reserva 5.6%, agua total disponible 23.4% y agua difícilmente disponible 15.5%, pH 5.2, CE= 2.6 dS m-1 y CIC 42.4 cmolc kg-1. Para eliminar las sales contenidas en la fibra de coco se hicieron 5 lavados con agua de lluvia acidificada (pH 5) hasta alcanzar un potencial osmótico (PO) en el drenaje de -0.0144 MPa.

Las plántulas se trasplantaron a una distancia de 15 cm entre ellas, dentro de cada saco de cultivo, con lo cual se tuvieron 6 plantas por unidad experimental. Se aplicaron SN con diferente relación NH4 +/NO3 - (Cuadro 1) para lo cual se utilizó como base la solución universal de Steiner (1984) con un PO igual a -0.036 MPa. El diseño experimental fue en bloques completos al azar con 5 repeticiones por tratamiento. Los riegos se aplicaron con solución nutritiva (CE= 1.0 dS m-1), intercalados con agua acidificada (pH5.5-6.5, con1NH2SO4), acorde con las necesidades de la planta y las condiciones climáticas, evitando, mediante monitoreos diarios, que la CE en el drenaje fuera mayor que la CE de la SN.

Cuadro 1 Composición química de los tratamientos con diferente relación NH4 +/NO3 - . 

me L-1= miliequivalentes por litro.

Se evaluó la respuesta agronómica y nutrimental de las plantas de fresa a los 108 ddit, mediante la evaluación de los siguientes parámetros: a) AF, con un integrador de área foliar LI-3100C (LI-COR Biosciences, USA); b) contenido de MF y MS en plantas completas, con una balanza analítica (OHAUS, USA); y c) acumulación de N-N H4 y N-N O3, mediante la determinación de la concentración de amonio y nitratos en plantas completas con los métodos de Nessler (Alcantar y Sandoval, 1999) y Cataldo (Cataldo et al., 1975), respectivamente y el contenido de MS.

Para el manejo estadístico de los resultados se realizó un análisis de varianza y una comparación de medias de acuerdo a Tukey a 5% de probabilidad con el programa Statistical Analysis System versión 9.1 (SAS, 2010).

Resultados y discusión

En la Figura 1 se muestran las diferencias estadísticas significativas por efecto de los tratamientos con diferente relación NH +/NO - de la SN para la variable AF. En esta se 43 observa que a medida que disminuyó la concentración de NH4 + en la SN, en comparación con el aumento en NO3 -, el AF de las plantas de fresa se vio afectada negativamente. El tratamiento donde solamente se aplicó NH4 + tuvo una mayor AF y fue significativamente diferente al tratamiento donde se adicionó únicamente NO3 -, posiblemente porque el amonio incrementó el contenido de aminoácidos libres, azúcares (Cisneros y Godfrey, 2001) y nitrógeno (Figura 4), lo que se contrapone a lo reportado por Taghavi et al. (2004), quienes proponen que el amonio no debe exceder más del 50% del nitrógeno total en la SN.

Figura 1 Área foliar en plantas de fresa por efecto de tratamientos con diferente relación NH4 + / NO3 - en la solución nutritiva a los 108 ddit. Barras con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p< 0.05). 

Figura 4 Acumulación de N-NH4 y N-NO3 en plantas de fresa por efecto de tratamientos con diferente relación NH4 +/ NO3 - en la solución nutritiva a los 108 ddit. Barras con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p< 0.05).  

De igual manera, Tabatabaei et al. (2006), encontraron que las plantas de fresa cultivadas en solución con 75% de NH4 + disminuyeron su AF, en comparación con aquellas plantas que recibieron 25% de NH4 +. Cabe mencionar que en ambos estudios se evaluaron los tratamientos en todo el ciclo del cultivo y en el presente, solo se consideró la etapa vegetativa-floración. Además, desde el punto de vista agronómico no es conveniente tener plantas con mucha AF en la etapa vegetativa, ya que estas son más susceptibles a fitopatógenos (Cisneros y Godfrey, 2001; Ortega-Arenas et al., 2013) y los primeros frutos pueden presentar albinismo, como respuesta al antagonsimo entre el Ca y K con el NH4 + (Ganmore y Kafkafi, 1985).

En las Figuras 2 y 3 se observan las diferencias estadísticas significativas entre tratamientos para la variable MF y MS. El análisis de los resultados mostró que el tratamiento 100/0 fue mayor a los demás para la variable MF y diferente estadísticamente al tratamiento 0/100 para MS. Estos resultados difieren con Tabatabaei et al. (2006) quienes encontraron que las plantas con 75% de NH4 + en SN disminuyeron el contenido de MF y MS en un ciclo completo.

Figura 2 Materia fresca en plantas de fresa por efecto de tratamientos con diferente relación NH 4 + / NO 3 - en la solución nutritiva a los 108 ddit. Barras con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p< 0.05). 

Figura 3 Materia seca en plantas de fresa por efecto de tratamientos con diferente relación NH4 + / NO3 - en la solución nutritiva a los 108 ddit. Barras con la misma letra en cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p<0 .05 ). 

Cardenas-Navarro et al. (2006) encontraron que la MS se redujo cuando la proporción de amonio se adicionó por encima de 50%. Sin embargo, Ganmore y Kafkafi (1985) soportan los resultados encontrados en el presente estudio, quienes demostraron que la planta absorbe preferencialmente al NH4 + durante el periodo de crecimiento vegetativo. La mayor acumulación de MF y MS en el tratamiento 100/0 en la etapa vegetativa, se debió posiblemente a que la absorción de NH4 + por la plantas de fresa tuvo un menor costo energético con relación a los tratamientos con NO- (Andrews et al., 2013). El costo energético del proceso de reducción del NO3 - en raíces es mayor que en hojas, ya que los carbohidratos deben ser transportados del floema tan larga sea la planta y luego oxidados para proveer de la energía.

Contrariamente, el exceso de NADPH y ATP producidos en los procesos de la fotosíntesis pueden ser utilizados en la reducción del NO3 - en las hojas, lo que hace que el costo energético sea menor. Hasta un 25% de la energía producida en la fotosíntesis puede ser consumida en la asimilación del NO3 - (Chapin et al., 1987).

En la Figura 4 se observan las diferencias estadísticas entre tratamientos por efecto de la adición de diferentes relaciones amonio/nitrato en la solución nutritiva en plantas de fresa cv. Festival para la variable acumulación de N-NH4 y N- NO3. Los resultados demuestran la preferencia de las plantas de fresa en la etapa vegetativa-floración por el nitrógeno amoniacal, ya que el tratamiento 100/0 fue estadísticamente mayor al resto de tratamientos para la variable acumulación de nitrógeno inorgánico. Esto coincide con Bernardo et al. (1984) quienes encontraron que conforme se incrementó el nivel de NH4 + en la SN, con relación a NO3 -, la extracción de N en plantas de sorgo se potencializó. De acuerdo con Hocking et al. (1984) la mayoría del nitrógeno reducido se encuentra en forma de proteínas (75-90%), aminoácidos libres (10-25%), NH4 + (0.4-4%) y otras formas orgánicas. Además, el pH de la SN en el estudio estuvo en un rango entre 5.5 y 6.5 y en este ambiente las plantas absorben preferencialmente al amonio y en un medio alcalino, al nitrato (Tolley y Rapper, 1986).

Conclusiones

Se concluye que en la etapa vegetativa - floración, la solución nutritiva con una relación NH4 +/NO3 - igual a 100/0 favoreció significativamente el área foliar, peso de materia fresca, peso de materia seca y acumulación de N-NH4 y N- NO3 en plantas de fresa cv. Festival.

Literatura citada

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Recibido: Noviembre de 2015; Aprobado: Febrero de 2016

§Autor para correspondencia: promet@colpos.mx.

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