Descripción del sitio de estudio

El experimento se desarrolló en una plantación de litchi cv “Brewster” de 8 años de edad, ubicada en el ejido “Cerro del Tigre”, que se localiza en las coordenadas 21° 36’ 04” latitud norte, 104º 56’ 47.5” longitud oeste, a una altitud de 700 m. El arreglo topológico de la plantación es en marco real con distanciamiento de 6 x 6 m. De acuerdo a la clasificación climática de Köppen modificado por ^{García (1981)}, el clima es un (A) e (W2) a (i), que corresponde a un semi-cálido (subtropical subhúmedo), que es el más cálido de los templados (c); la precipitación media anual es mayor ≥1 300 mm. La plantación cuenta con infraestructura de riego por goteo.

Diagnóstico inicial de suelo y plantas para definir dosis de fertilización

Dentro de la plantación, se seleccionaron de manera aleatoria siete líneas de árboles, en cada una de ellas se seleccionaron aleatoriamente 10 árboles, que dio como resultado un total de 70 árboles. Para definir las dosis que se evaluarían, previo al establecimiento del experimento se tomaron muestras compuestas, tanto de suelo como del componente foliar. Los procedimientos de la colecta se detallan a continuación.

Muestreo de suelo

Se tomaron muestras de suelos en los cuatro puntos cardinales de la base de cada uno de los 10 árboles de las líneas seleccionadas, a una distancia de 0.5 m y a -40 cm de profundidad. Cada una de estas muestras se mezcló homogéneamente para obtener una sola muestra por cada árbol seleccionado. Dicho ejercicio fue replicado en los 10 árboles de cada línea. Las 10 muestras se mezclaron para obtener una muestra compuesta por cada línea. En toda la superficie del área experimental se obtuvieron siete muestras compuestas. Una vez colectadas se llevaron al laboratorio de análisis de suelo, tejido vegetal y agua de la Unidad Académica de Agricultura de la Universidad Autónoma de Nayarit.

Los análisis contemplados para diagnosticar el estado de la fertilidad del suelo fueron: pH, MO, N, P, K, CIC, CE y bases intercambiables, los cuales fueron desarrollados mediante los métodos recomendados por la Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-021-RECNAT-2000 (^{DOF, 2000}).

Diagnóstico de la fertilidad edáfica

El suelo del huerto en estudio posee las siguientes características: textura arcillosa, densidad aparente (g cm^-3) de 1.2, P Bray (22.22 mg kg^-1), K intercambiable (300 mg kg^-1), Ca intercambiable (2 300 mg kg^-1), Mg intercambiable (300 mg kg^-1), pH 6.4 y C.E. (dS m^-1) de 0.14. La concentración nutrimental foliar en de los árboles fue N (1.43%), P (0.14%), K (0.86%), Ca (1.91) y Mg (0.26%), estas concentraciones se encuentran dentro del rango óptimo que indican ^{Menzel y Simpson (1987)}, para el cultivo de litchi, con excepción del potasio que se encuentran en un nivel inferior, estos autores indican 1.2% como óptimo.

Muestreo del componente foliar

En cada árbol de cada línea, se identificaron y colectaron dos pares de foliolos completos de la cuarta hoja en cada punto cardinal, de acuerdo a la metodología de ^{Menzel y Simpson (1987)}. Las muestras se depositaron en bolsas de papel y fueron llevadas al laboratorio, en donde se lavaron con agua corriente y posteriormente con agua destilada; se secaron en una estufa con aire forzado a 60 °C durante 48 h hasta obtener peso constante, y se molieron en un molino de acero inoxidable. Para determinar los contenidos iniciales de nutrimentos, se realizó una extracción en digestión húmeda siguiendo los procedimientos establecidos por ^{Alcántar y Sandoval (1999)}. Para el caso del N se utilizó una mezcla de ácido sulfúrico con ácido salicílico, para el Ca, Mg, P y K, dicha mezcla fue con ácido nítrico y ácido perclórico.

Estimación de dosis de fertilización

Con base en los resultados del análisis de suelo, se desarrolló la ecuación 1, propuesta por ^{Volke et al. (1998)} mediante la cual es posible determinar la dosis óptima de cada nutrimento.

Donde: DON= dosis optima nutrimental; demanda= es la cantidad del nutrimento que el cultivo requiere para completar sus procesos fisiológicos y para alcanzar a producir una meta de producción determinada; suministro= es la cantidad del nutrimento que el suelo es capaz de suministrar al cultivo; ERF= eficiencia de recuperación del fertilizante (ERF). Con la aplicación de la ecuación se calcularon las dosis optimas de N P K.

Estimación de la dosis de N

Para estimar la demanda de este nutrimento, se fijó una meta de producción de 50 kg de fruto por árbol^-1. Con los resultados del diagnóstico de fertilidad que se realizó, el suministro de N se fijó en 31 g árbol^-1, dicho valor resulta de considerar un contenido de materia orgánica en el suelo (MOS) de 3.7%, una tasa de mineralización anual de 2%, un contenido de N de 5% en la MOS y un área de exploración radicular a una distancia de 75 cm de la base del árbol y una profundidad de 40 cm, así como una densidad aparente de 1.2 Mg m^-3. Si se toma en cuenta que para la producción de fruto por árbol por año^-1, se extraen 110 g para el componente fruto y para hoja 282 g (calculados a partir de una producción de materia seca en el componente foliar de 23.5 kg año^-1, determinada a través de evaluaciones preliminares), la demanda de N por árbol por año es de 392 g de N. La eficiencia de recuperación de fertilizante nitrogenado (ERFN) es 60%. Por lo tanto, la dosis de N anual fue de 600 g árbol^-1.

Estimación de dosis de fósforo

La extracción nutrimental por el fruto se estima en 2.2 kg de P₂O₅ por tonelada de fruto (^{Galán, 1987}). Por lo tanto, para una producción de 50 kg de fruto (meta de rendimiento) la demanda es de 48.4 g de P. Al igual que para el caso del N, a este valor se sumó la extracción nutrimental del componente foliar, el cual considera una concentración de P de 0.18%, lo que da como resultado una demanda de 42.3 g de P en dicho componente. De la suma de estos dos valores resultó una demanda de 90.7 g de P (árbol anual^-1). Los resultados del diagnóstico de la fertilidad edáfica indicaron que el suministro de P fue 18.66 g por árbol. Mientras que la eficiencia de recuperación de fertilizante fosfatado fue de 30%, por lo que la dosis anual de P fue de 240 g árbol^-1.

Estimación de dosis de potasio

La extracción nutrimental por el fruto se estima en 5.5 kg de K por tonelada de fruto (^{Galán, 1987}), lo que la demanda para una meta de rendimiento de 50 kg de fruto árbol^-1 es de 275 g de K, a este valor se sumó el K extraído por hoja, el cual fue de 282 g, por lo que la demanda de K por árbol se calculó en 557 g. El análisis de suelo reportó 300 mg kg^-1 de K intercambiable, por lo que el suministro de K se estimó en 252 g árbol^-1. Si se considera una eficiencia de recuperación del fertilizante potásico de 50%. La dosis de K fue de 600 g árbol^-1 año^-1. La dosis de NPK resultante expresada en g árbol^-1 año^-1 fue 600-240-600.

Diseño experimental/tratamientos

El experimento se estableció como bloques completamente al azar, con arreglo factorial 3 x 2, donde el factor A consistió en tres niveles de K, el factor B en dos niveles de anillado. De dicho arreglo surgieron seis tratamientos. Como dosis intermedia se consideró la calculada a partir de la ecuación 1. Los niveles de N y P se mantuvieron fijos. Los detalles de los tratamientos se presentan en el Cuadro 1.

Los tratamientos resultantes se evaluaron con 10 repeticiones. Como una unidad experimental se consideró un árbol. Como fuentes de nutrimentos se utilizaron nitrato de potasio MAP, sulfato de potasio y urea.

Establecimiento y manejo del experimento

Una vez que se realizó la designación de los tratamientos en campo, se procedió a anillar los árboles correspondientes, dicha práctica consistió en realizar una incisión en forma de anillo de aproximadamente 0.8 cm de ancho en 70% de ramas de los árboles. Paralelamente se aplicó 30% de la dosis de fertilización, mientras que 70% restante se dosificó mediante fertirriego hasta la emisión de los brotes reproductivos, lo cual ocurrió seis meses posteriores a la primera fertilización. Durante todo el ciclo de producción el cultivo se regaba dos veces por semanas, aplicando 100 l de agua por árbol, suspendiendo dicho riego 20 días antes de la cosecha.

Variables de respuesta

Variables determinantes del rendimiento

Los resultados muestran un efecto individual del factor A (niveles de potasio), del factor B (niveles de anillado), así como de su interacción, sobre las variables rendimiento total (RT). Se puede apreciar que el factor B juega un papel más importante sobre las variables ancho de fruto (AF), longitud de fruto (LF) y producción de frutos por árbol (PFA), con respecto al factor A. Por ello, el tratamiento seis que combina una mayor dosis de K (900 g árbo^-1) con la presencia del anillado fue el que presentó el mayor rendimiento de fruto (Cuadro 3).

El efecto del factor A y B, así como de su interacción sobre el rendimiento de frutos, se debe a una mayor producción de frutos por árbol (PFA), ya que como se puede observar en el mismo cuadro, tanto las dimensiones de los frutos, como las proporciones de cáscara, pulpa y semilla entre los tratamientos, no denotan diferencias estadísticamente significativas. Otras investigaciones ya habían documentado resultados similares. ^{Pathak y Mitra (2010)}, señalan que el suministro de K afecta favorablemente los rendimientos en árboles de litchi, debido a una mayor actividad tasa fotosintética, conductancia de los estomas, así como a una mayor eficiencia en el uso del agua. Aunque dicho incremento del rendimiento, no necesariamente se debe a una modificación positiva en la constitución anatómica del fruto del litchi, derivada de la aplicación de dosis crecientes de K (^{Rai et al., 2002}).

Pese a las evidencias documentadas, el efecto que el K tiene sobre el rendimiento y calidad de fruto no se puede generalizar, ya que la condición hídrica a la que se encuentran sometidos los árboles, es un factor importante en dicha respuesta, sobre todo porque el K tiene un rol fisiológico especifico en la apertura y cierre de los estomas a través de su influencia sobre el potencial osmótico de las células guardas (^{Havlin et al., 1999)}. Debido a la variabilidad de esta condición, se han realizado investigaciones en la que el efecto del K es igual o inferior al de otros nutrimentos. ^{Reza et al. (2007)}; ^{Joo-Pérez et al. (2017)} indican que, en condiciones de riego, el requerimiento de K en el cultivo de litchi es inferior a los de N y P. Aunque para el caso de esta investigación, lo anterior solo es congruente en los tratamientos sin anillado, ya que en los tratamientos que fueron anillados, sí hubo respuesta a las dosis crecientes de K (Cuadro 3).

Diversas investigaciones han establecido que el anillado en árboles de litchi y otros frutales, provoca una acumulación de carbohidratos (^{Gaete, 2007}), lo que probablemente provocó un aumento en la demanda de K, ya que dicho nutrimento interviene en los procesos de síntesis y transporte de los azúcares y almidones (^{Liu et al., 2017}), razón por la cual aquellos tratamientos con anillado que recibieron mayores niveles de K, fueron los que expresaron mayores rendimientos de frutos.

Variables determinantes de la calidad del fruto

El análisis de los efectos de los factores A y B, así como de su interacción sobre la mayoría de las variables relacionadas con la calidad de fruto no presentaron diferencias estadísticamente significativas. Excepto en la variable pH, la cual es afectada principalmente por el factor B. De lo anterior se desprende, que los frutos de los tratamientos 4, 5 y 6 registraron un pH más alto (3.64), con respecto a los provenientes de árboles que carecieron de la incisión (3.41) (tratamiento 1, 2 y 3). Según ^{Çolpan et al. (2013}), el suministro de K puede provocar un aumento en el pH del fruto debido a la sinergia que este elemento presenta con otros como el Ca, lo que se refleja en un incremento en los niveles de °Brix, causado por el aumento en la cantidad de sólidos solubles totales (SST) en el jugo. Sin embargo, en la presente investigación, dichas variables no se afectaron sustancialmente por los factores A y B, ni por su interacción (Cuadro 4).

Se observa un efecto del factor A sobre la variable pérdida de peso del fruto (PPF). Sin embargo, dicho efecto no es totalmente claro y contundente. Aunque es necesario avanzar en este fenómeno fisiológico, se plantea que la dosis de 600 g árbol^-1 de K es la más adecuada para lograr mantener la turgencia de los frutos por más tiempo, ya que tanto la dosis baja (300 g^-1 de K) como la dosis alta (900 g^-1 de K), presentan una mayor PPF, siendo la dosis baja de (300 g árbol^-1 de K) en donde se presenta una mayor PPF (Cuadro 4). Los resultados obtenidos en esta investigación, sugieren que el K aplicado a los árboles de litchi, mejoran el suministro de agua hacia los frutos, lo que provocó un efecto de dilución en el jugo, por lo que la relación SST: agua, así como los niveles de °Brix no presentaron diferencias estadísticas significativas, ni para los efectos individuales de los factores A y B, así como los de su interacción.