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Introducción
La tendencia en la agricultura es encontrar alternativas de cultivo que disminuyan o eliminen el uso de fertilizantes, plaguicidas y reguladores del crecimiento de origen sintético, los cuales implican un riesgo de contaminar al medioambiente, y que tengan la capacidad de mantener o incrementar el rendimiento de los cultivos (Eldridge et al. 2018, Kumar et al. 2021). En la búsqueda de alternativas de desarrollo sostenible, procesos como el compostaje y los productos derivados del mismo, han adquirido auge por su capacidad de restituir al suelo una proporción de materia orgánica para mejorar sus propiedades físicas, químicas y biológicas, deterioradas por el uso continuo de fertilizantes sintéticos bajo producción intensiva de cultivos (Panico et al.2019, Neha et al. 2022).
Las compostas y lombricompostas elevan la productividad de los cultivos, en virtud de contener los nutrientes esenciales para las plantas, aunque en menores concentraciones que los fertilizantes sintéticos (Abbey et al. 2018, Mahmud et al. 2018). Además, los fertilizantes orgánicos ejercen un efecto multilateral en las propiedades agronómicas del suelo, al contribuir en el mantenimiento y desarrollo de la microflora y microfauna (Zhao et al. 2020, Neha et al. 2022), que a su vez incrementa la disponibilidad y asimilación de los nutrientes por las raíces (Gomes-Júnior et al. 2019).
Los abonos orgánicos son ricos en hormonas que estimulan los procesos biológicos de las plantas (Ravindran et al. 2016, Blouin et al. 2019, Rékási et al. 2019); contienen materia orgánica, ácidos húmicos y fúlvicos que mejoran las características fisicoquímicas del suelo (García et al. 2012, Gomes Júnior et al. 2019). Lo anterior, explica el uso de abonos orgánicos como una alternativa importante para la recuperación de la fertilidad de los suelos (Scotti et al. 2015) y sugiere enormes beneficios al establecimiento de sistemas de fertilización integral, basadas en el aprovechamiento complementario de fertilizantes sintéticos y orgánicos que garanticen la efectividad y disponibilidad inmediata de los nutrimentos minerales esenciales (Bekele et al. 2018, Li et al. 2019), además de la acción residual y el efecto mejorador sobre las propiedades físicas y biológicas de los suelos, proporcionado por los fertilizantes orgánicos (Islam et al. 2017, Zhao et al. 2017, Makkar et al. 2019).
Durante el proceso de compostaje, bajo la acción de diversos microorganismos y factores ambientales, los residuos orgánicos se descomponen en CO2, agua, iones minerales y materia orgánica estabilizada, rica en substancias húmicas (Ferraz Ramos et al. 2022, Hu et al. 2021). En el compostaje la producción de CO2 se encuentra directamente correlacionada con la respiración microbiana aerobia y, por lo tanto, la actividad biológica de los grupos microbianos aerobios directamente involucrados en la descomposición o degradación de la materia orgánica (Kalamdhad et al. 2008). Al respecto, Romero-Yam et al. (2015) analizaron el compostaje de sustratos de cachaza con gallinaza, y encontraron que aquellos con mayor proporción de gallinaza (7:3 y 5:5 v/v) mostraron las mayores poblaciones de bacterias, hongos y microorganismos ligninolíticos, así como mayor producción de CO2 durante el proceso de compostaje.
Evaluaciones de la actividad biológica de suelos degradados por sales al agregarles 1.0% de lombricomposta (p/p) mostraron incrementos en la respiración edáfica de 103 a 293% con respecto al suelo sin lombricomposta (Mogollón et al. 2014). Mientras que Yazdanpanaha et al. (2016) encontraron que compostas de residuos de alfalfa y de residuos de sólidos urbanos aumentaron la respiración microbiana (producción de CO2) de 52.4 a 196% en suelo franco arenoso y de 22.1 a 232.7% en suelo franco arcilloso, respectivamente, en comparación con el tratamiento control.
Las compostas son abonos orgánicos en plena expansión, sin embargo, el dióxido de carbono (CO2) producido durante el proceso de compostaje es emitido hacia la atmósfera, por lo que se desconoce el beneficio que se puede obtener, si es utilizado en combinación con la fertilización sintética y orgánica, en el cultivo protegido de chile jalapeño. Por lo anterior el objetivo de este trabajo fue determinar la contribución de los fertilizantes sintéticos y orgánicos, así como del CO2 producido durante el compostaje, en el crecimiento de las plantas y el rendimiento de chile jalapeño cultivado en mini-túnel
Materiales y métodos
Ubicación y características del sitio del experimento.
La investigación se realizó durante el otoño- invierno de los ciclos agrícolas 2017 2018 y 20182019, en el campo experimental de la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Sinaloa, localizado geográficamente a 24° 37’ 30” LN y 107° 26’ 30” LO, a una altitud de 38.54 m. El suelo es tipo vertisol crómico con drenaje superficial regular. La capacidad de campo es de 64% y el punto de marchitamiento permanente de 39%, por lo que la humedad aprovechable es de 25% con base en el peso de suelo seco. El contenido de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio es de 1.0, 0.003, 0.008 y 0.03%, respectivamente; pH de 7.7; y conductividad eléctrica de 1.1 dS m-1. En Culiacán, Sinaloa, el clima es BS1(h’)w(w)(e): semiseco muy cálido extremoso con lluvias de verano, con un porcentaje de precipitación invernal con respecto al total anual menor de cinco (García 2004).
Preparación del suelo y aplicación de lombricomposta
El suelo se preparó mediante labores de barbecho y rastreo hasta lograr un buen desmenuzamiento de terrones. Después se formaron camas hortícolas con una separación de 1.8 m y se incorporó lombricomposta al suelo, en dosis de 10 t ha,-1 en las parcelas experimentales de los tratamientos que incluyeron lombricomposta, cuarenta días antes del trasplante. Finalmente, las camas de cultivo fueron acolchadas con polietileno de baja densidad lineal blanco/negro, después de colocar cintillas de riego por goteo.
Siembra y trasplante
La siembra de chile jalapeño cv. Mixteco fue realizada el 29 de septiembre de 2017 y el 28 de septiembre de 2018, en charolas de poliestireno de 200 cavidades con una mezcla de turba y vermiculita (3:1 v/v). La producción de plántula se llevó a cabo bajo condiciones de invernadero y manejo convencional utilizado por los agricultores. Los respectivos trasplantes se realizaron el 20 de noviembre de 2017 y el 19 de noviembre de 2018. En ambos ciclos la separación entre plantas fue de 0.33 m, a hilera doble, para una densidad de 33 673 plantas por hectárea.
Mini-túneles y compostaje
Se construyeron 24 túneles de 1.2 m de alto por 1 m de ancho. Para ello fueron utilizadas piezas de alambrón (6.35 mm de diámetro), las cuales se colocaron sobre las camas de cultivo en forma de “U” invertida, separadas a 1.5 m una de otra. Para la cubierta se utilizó polietileno de baja densidad de 76 micras de espesor, reforzado con estabilizantes UV, 92/25% de transmisión/difusión de luz visible y multiperforado en bandas a cada costado del túnel, con orificios de 10 mm de diámetro. Cada túnel individual tuvo una superficie útil de 6 m de largo. En una mitad se cultivó chile jalapeño y en la superficie restante se colocaron dos contenedores (tambo de 200 L cortado por la mitad horizontalmente), cada uno con 50 L de materiales para compostaje, con alrededor de 1 m de separación de las plantas.
Para el proceso de compostaje se utilizó la siguiente proporción de materias primas: 160 kg de estiércol de bovino, 40 kg de salvado de trigo, 80 kg de alfalfa molida, 80 kg de tierra aluvial, además de 4 L de melaza y 30 g de levadura, para activar el proceso de descomposición. Cada ciclo de compostaje tuvo una duración promedio de 16.5 días, desde la mezcla in situ y su colocación en los contenedores hasta la estabilización de temperatura y emisión de CO2 de la composta (Kalamdhad et al. 2008, Sharma et al. 2017), con respecto a los niveles de referencia en el aire interno de los mini-túneles sin compostaje.
Riego y fertilización
La aportación de agua y fertilizantes se hizo mediante un sistema de riego por goteo. En el área experimental con fertilización sintética se utilizó una solución nutritiva con la siguiente concentración de fertilizantes: 191.2 g de Ca(NO3)2, 54.5 g de KNO3, 47 g de K2SO4, 88.6 g de MgSO4 y 24.5 g de KH2PO4, por cada 200 L de agua. Desde el trasplante hasta el inicio de cuaje de frutos se aplicó la solución nutritiva al 50% y después se utilizó completa. Los riegos, con solución nutritiva o solo con agua en el área experimental sin fertilización sintética, se realizaron cuando los tensiómetros (2725ARL, Soilmoisture) colocados a 30 cm de profundidad del suelo indicaron una tensión de humedad de 20 a 25 kPa.
Diseño experimental y tratamientos
Se utilizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 2A x 2B x 2C. El factor A correspondió a la fertilización sintética (FS), la cual fue suministrada mediante el riego con solución nutritiva y riego con agua corriente. El factor B fue la fertilización orgánica provista con 10.0 y 0.0 t ha-1 de lombricomposta (LC), incorporada al suelo durante la formación de las camas de cultivo. Mientras que el factor C correspondió a la fertilización carbónica, la cual fue o no abastecida con o sin el CO2 producido por cuatro ciclos de compostaje (C) distribuidos durante el período de estudio. Los tratamientos (interacción A x B x C): fertilizantes sintéticos + lombricomposta + CO2 de compostaje (T1 = FS+LC+C), fertilizantes sintéticos + lombricomposta (T2 = FS + LC), fertilizantes sintéticos + CO2 de compostaje (T3 = FS + C), fertilizantes sintéticos/testigo positivo (T4 = FS/TP), lombricomposta + CO2 de compostaje (T5 = LC + C), lombricomposta (T6 = LC), CO2 de compostaje (T7 = C) y testigo negativo (T8 = TN), se establecieron con tres repeticiones en 796 m2 de área experimental. Como parcela útil se tuvo una cama de cultivo de 6 m de largo (10.8 m2), dejando una cama a cada lado y una franja de igual longitud (1.8 m) en cada extremo para evitar el efecto borde.
Variables de respuesta
La concentración de CO2 en el aire interno de los túneles fue determinada a las 9 am y 12 pm, tres veces por semana, a partir del primer ciclo de compostaje iniciado 15 días después del trasplante, mediante un medidor de CO2 (CO2-100, Amprobe®). Para constatar la influencia de los tratamientos en el crecimiento de las plantas, se midió en cuatro plantas por repetición: la altura de planta, desde la base del tallo hasta el ápice de crecimiento, con cinta métrica; diámetro de tallo, en el primer entrenudo, con un calibrador vernier (CALDI-6MP, Truper®). También se obtuvo el índice de verdor, en lecturas SPAD, a través de mediciones en hojas del estrato inferior, medio y superior de las plantas, mediante un medidor de clorofila (SPAD-502Plus, Konica Minolta).
La eficiencia fotosintética de las plantas se estimó a partir de la producción de materia seca de tallos, hojas y raíz de cuatro plantas por repetición, la cual se obtuvo al final de cada ciclo de cultivo. El material vegetal fue colocado en horno eléctrico (FE-292, Felisa®) a 70 °C, hasta alcanzar peso seco constante, el cual fue obtenido por medio de una balanza analítica (V12140, Ohaus®). Para determinar el rendimiento de chile jalapeño se consideró la longitud (cm), diámetro (cm) y peso (g) de los frutos, los cuales fueron clasificados en los tamaños: mediano (5.0 a 7.5 cm, 3.0 a 4.5 cm, 15.1 a 24.9g), grande (7.6 a 9.0 cm, 3.0 a 4.5 cm, 25.0 a 35.0 g) y extragrande (> 9.0 cm, > 4.5 cm, > 35.0 g), de acuerdo con la Norma Mexicana NMX-FF-025-SCFI2014 (SE 2015).
Análisis de datos
Los datos (promedio de dos ciclos de cultivo) obtenidos para cada variable fueron sometidos al análisis de varianza y prueba de comparaciones múltiples de medias de Tukey (p ≤ 0.05) con el software para análisis estadístico InfoStat versión 2018 (Di Rienzo et al. 2018).
Resultados
Concentración de CO2 dentro de los mini-túneles
En la Figura 1 se presenta el comportamiento del CO2 en el aire interno de los mini-túneles, durante los cuatro ciclos de compostaje. La concentración de CO2 en T1 (FS + LC + C) presentó valores máximos que superaron las 1 200 ppm, en T5 (LC + C) rebasaron 1 000 ppm, mientras que en T3 (FS + C) y T7 (C), mientras que en T1 (FS + LC + C) y T5 (LC + C) de 6 a 10 días, y superiores a 600 ppm de 10 a 13 días. Las concentraciones de CO2 se mantuvieron elevadas, a pesar del intercambio de gases a través de las perforaciones en la cubierta de los mini túneles . En T2 (FS + LC) y T6 (LC) el CO2 fluctuó entre 400 y 600 ppm. En el testigo positivo (T4 = FS) y testigo negativo (T8), debido al intercambio de gases, el aire interno no presentó menos de 300 ppm de CO2.
Figura 1 Influencia de fertilizantes sintéticos (FS), lombricomposta (LC) y CO2 de compostaje (C) sobre la concentración de dióxido de carbono en el aire interno del mini-túnel. TP = testigo positivo. TN = testigo negativo. Las barras de error representan el error estándar de las medias.
La concentración promedio de CO2 en el aire interno de los túneles mostró diferencias (p ≤ 0.05) causadas por los tratamientos (Tabla 1). Las mayores concentraciones de CO2 fueron registradas en los tratamientos que incluyeron compostaje: T1 (FS + LC + C), T5 (LC + C), T3 (FS + C) y T7 (C), las cuales superaron en 142, 113.8, 78.9 y 66.6% a la concentración de CO2 registrada en el testigo positivo (T4 = FS) de 378.6 ppm. Después se ubicaron dos tratamientos con lombricomposta: T2 (FS + LC) y T6 (LC), los cuales incrementaron el CO2 en 40.2 y 24.3%, comparados con el testigo positivo. Las menores concentraciones de CO2 en el aire interno de los mini-túneles fueron obtenidas en los testigos positivo y negativo (T8: 334.4 ppm).
Tabla 1 Influencia de fertilizantes sintéticos (FS), lombricomposta (LC) y CO2 de compostaje (C) sobre la concentración de CO2 en el aire, la altura, diámetro de tallo y verdor foliar de la planta de chile jalapeño cultivada en mini-túnel.
| Tratamientos | CO2 (ppm) | Altura de planta (cm) | Diámetro de tallo | Verdor foliar (valores SPAD) |
|---|---|---|---|---|
| T1 (FS + LC + C) | 916.1 ± 10.4 a* | 108.3 ± 1.7 a | 16.8 ± 0.3 a | 61.2 ± 0.6 a |
| T2 (FS + LC) | 530.7 ± 7.1 e | 94.9 ± 1.3 b | 16.7 ± 0.4 a | 56.9 ± 0.7 b |
| T3 (FS + C) | 677.5 ± 13.5 c | 96.3 ± 0.3 b | 17.0 ± 0.3 a | 52.8 ± 0.9 c |
| T4 (FS/TP) | 378.6 ± 3.5 g | 90.9 ± 1.2 b | 16.3 ± 0.1 a | 51.7 ± 0.8 cd |
| T5 (LC + C) | 809.4 ± 3.8 b | 77.8 ± 0.4 c | 14.0 ± 0.1 b | 49.5 ± 0.3 cd |
| T6 (LC) | 470.8 ± 7.0 f | 69.1 ± 0.8 d | 13.4 ± 0.4 b | 48.5 ± 0.2 d |
| T7 (C) | 630.9 ± 1.7 d | 65.6 ± 1.3 d | 11.0 ± 0.2 c | 39.1 ± 1.3 e |
| T8 (TN) | 334.4 ± 2.4 h | 56.2 ± 1.5 e | 10.8 ± 0.2 c | 34.3 ± 0.3 f |
| DMS | 35.7 | 5.7 | 1.3 | 3.5 |
TP = testigo positivo. TN = testigo negativo. DMS = diferencia mínima significativa. *Medias ± error estándar con letras iguales dentro de cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p≤ 0.05).
Crecimiento de las plantas
El crecimiento de las plantas de chile jalapeño también manifestó diferencias (p ≤ 0.05) ocasionadas por los tratamientos (Tabla 1). Con T1 (FS + LC + C) se indujo la mayor altura de planta (108.3 cm), la cual superó en 19.1, 12.5 y 19.1% a la alcanzada por las plantas de T2 (FS + LC), T3 (FS+ C) y T4 (FS/TP), respectivamente. A su vez, las plantas del testigo positivo fueron más altas en comparación con las plantas del resto de los tratamientos, desde 16.8 (T5 = LC + C) hasta 61.7% (T8/TN).
El diámetro de tallo de las plantas de T1 (FS +LC + C), T2 (FS + LC) y T3 (FS + C) fue estadísticamente igual al de las plantas del testigo positivo (T4 = FS), cuyo valor promedio (16.7 mm) superó en 21.9% a la media de los valores observados en las plantas de T5 (LC + C) y T6 (LC) y en 53.1% al de las plantas de T7 (C) y T8 (TN).
Los valores SPAD obtenidos en las hojas de las plantas de T1 (FS + LC + C) fueron los más altos (61.2) y superaron en 7.6, 16 y 18.3% al verdor foliar de las plantas de T2 (FS + LC), T3 (FS + C) y T4 (FS/TP), respectivamente. El verdor foliar de las plantas del testigo positivo (51.7) fue estadísticamente igual al de las plantas de T3, T5 (LC + C) y T6 (LC). Mientras que, con relación a las plantas sin fertilización sintética u orgánica, el índice de verdor obtenido en T7 (C) fue 13.7% superior al obtenido en las plantas del testigo negativo (T8).
Eficiencia fotosintética/producción de materia seca
Para la producción de materia seca se tuvieron diferencias (Tabla 2), ya que el peso seco de las plantas de T1 (FS + LC + C) superó en 15.3, 39.5 y 51.2% al de las plantas de T2 (FS + LC), T3 (FS + C) y T4 (FS/TP), respectivamente. A su vez, el peso seco de las plantas del testigo positivo (104.4 g planta−1) rebasó al de las plantas de los demás tratamientos, desde 13.1% (T5: LC + C) hasta 96.2% (T8/TN). A la par, el peso seco de tallos de las plantas de T1 (FS +LC + C: 69.1 g planta−1) superó al de las plantas de T2 (FS + LC), T3 (FS + C) y T4 (FS/TP) en 16.9, 48.9 y 58.5%, respectivamente. En la comparación del peso seco de tallos de las plantas del testigo positivo (43.6 g planta−1) no se observaron diferencias con respecto a T3 (FS + C) y T5 (LC + C), pero si fue superior al de las plantas del resto de los tratamientos, desde 32.5 (T6: LC) hasta 69.6% (T8/TN). Asimismo, el peso seco de hojas de las plantas de T1 (FS + LC + C) superó en 19.5, 31.6 y 48% al de las plantas de T2 (FS + LC), T3 (FS + C) y T4 (FS/TP). El peso seco de hojas de las plantas del testigo positivo (38.5g planta−1) fue estadísticamente igual al de T5 (LC + C) pero superior en 48.6% a T6 (LC) y en 120% al testigo negativo (T8). El peso seco de raíz de las plantas de T1 (FS + LC + C) no presentó diferencias con el de las plantas de T2 (FS + LC), pero superó en 35.7 y 43% al de las plantas de T3 (FS + C) y T4 (FS/TP), estadísticamente iguales entre sí. El peso seco de raíz de las plantas del testigo positivo (22.3g) excedió al de las plantas de los demás tratamientos, desde 31.2 (T5: LC + C) hasta 123% (T8/TN).
Tabla 2 Influencia de fertilizantes sintéticos (FS), lombricomposta (LC) y CO2 de compostaje (C) en el peso seco de la planta de chile jalapeño cultivada en mini-túnel.
| Tratamientos | Total | Peso seco (g planta-1) | ||
|---|---|---|---|---|
| Tallos | Hojas | Raíces | ||
| T1 (FS + LC + C) | 157.9 ± 1.5 a* | 69.1 ± 0.3 a | 57.0 ± 0.7 a | 31.9 ± 0.9 a |
| T2 (FS + LC) | 136.9 ± 1.1 b | 59.1 ± 0.7 b | 47.7 ± 1.3 b | 30.1 ± 0.8 a |
| T3 (FS + C) | 113.2 ± 3.0 c | 46.4 ± 1.1 c | 43.3 ± 1.2 b | 23.5 ± 0.9 b |
| T4 (FS/TP) | 104.4 ± 2.3 c | 43.6 ± 0.8 c | 38.5 ± 0.6 c | 22.3 ± 1.4 b |
| T5 (LC + C) | 92.3 ± 0.8 d | 40.6 ± 0.5 c | 34.7 ± 0.5 c | 17.0 ± 0.7 c |
| T6 (LC) | 75.3 ± 1.0 e | 32.9 ± 2.2 d | 25.9 ± 1.3 d | 16.4 ± 0.9 c |
| T7 (C) | 65.1 ± 1.8 f | 30.7 ± 0.7 de | 22.0 ± 0.5 d | 12.4 ± 1.5 cd |
| T8 (TN) | 53.2 ± 3.3 g | 25.7 ± 2.2 e | 17.5 ± 0.8 e | 10.0 ± 0.6 d |
| DMS | 9.9 | 6.2 | 6.2 | 5.0 |
TP = testigo positivo. TN = testigo negativo. DMS = diferencia mínima significativa. *Medias ± error estándar con letras iguales dentro de cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p ≤ 0.05).
Rendimiento de chile jalapeño
El rendimiento total y de tamaños comerciales de chile jalapeño presentaron diferencias (p ≤ 0.05) ocasionadas por los tratamientos (Tabla 3). El rendimiento total con T1 (FS + LC + C), T2 (FS + LC) y T3 (FS + C) superó en 50, 24 y 12.1% al obtenido con el testigo positivo (T4 = FS: 41.2 t ha−1). De la misma manera, el rendimiento de tamaño extragrande de T1 (FS + LC + C), T2 (FS + LC) y T3 (FS + C) superó en 32, 26.1 y 16.7% al obtenido con el testigo positivo (T4 = FS: 20.3 t ha−1), respectivamente. En T1 (FS + LC + C) se tuvieron los mayores rendimientos de chile jalapeño de tamaño grande (22 t ha−1) o (8.2 t ha-1), los cuales superaron en 42.9, 64.2 y 73.2% o 27.7, 41.8 y 57.3% a los obtenidos en T2 (FS + LC), T3 (FS + C) y T4 (FS/TP), que fueron estadísticamente iguales entre sí. El rendimiento total o de tamaño extragrande, grande y mediano, obtenidos con los tratamientos sin fertilización sintética (T5 a T8), fueron significativamente menores en comparación con el testigo positivo.
Tabla 3 Influencia de fertilizantes sintéticos (FS), lombricomposta (LC) y CO2 de compostaje (C) en el rendimiento total y de tamaños comerciales de chile jalapeño cultivado en mini-túnel.
| Tratamientos | Total | Rendimiento (t ha−1) | Mediano | |
|---|---|---|---|---|
| Extragrande | Grande | |||
| T1 (FS + LC + C) | 61.8 ± 3.0 a* | 26.8 ± 1.2 a | 22.0 ± 0.9 a | 12.9 ± 1.3 a |
| T2 (FS + LC) | 51.1 ± 1.3 b | 25.6 ± 1.2 a | 15.4 ± 0.3 b | 10.1 ± 0.6 ab |
| T3 (FS + C) | 46.2 ± 0.9 bc | 23.7 ± 0.3 ab | 13.4 ± 0.9 b | 9.1 ± 0.3 b |
| T4 (FS/TP) | 41.2 ± 1.7 c | 20.3 ± 1.6 b | 12.7 ± 1.1 b | 8.2 ± 0.9 bc |
| T5 (LC + C) | 16.3 ± 0.3 d | 6.1 ± 0.2 c | 4.6 ± 0.2 c | 5.6 ± 0.1 c |
| T7 (C) | 4.0 ± 0.2 e | 1.2 ± 0.1 de | 1.6 ± 0.1 d | 1.2 ± 0.0 d |
| T8 (TN) | 3.1 ± 0.1 e | 0.9 ± 0.1 e | 1.3 ± 0.1 d | 0.9 ± 0.1 d |
| DMS | 6.3 | 4.2 | 2.9 | 2.9 |
TP = testigo positivo. TN = testigo negativo. DMS = diferencia mínima significativa. *Medias ± error estándar con letras iguales dentro de cada columna son estadísticamente iguales (Tukey, p ≤ 0.05).
Discusión
Concentración de CO2 dentro de los mini-túneles
La mayor contribución al incremento del CO2 en el aire interno de los mini-túneles fue ocasionada por el compostaje, debido a la descomposición de los materiales orgánicos y la respiración de los microorganismos activos (Velasco-Velasco et al. 2004, Kalamdhad et al. 2008, Romero-Yam et al. 2015). Después se ubicó la contribución de la lombricomposta incorporada al suelo, con la cual suele incrementarse la materia orgánica, la densidad microbiana y la respiración edáfica (Mogollón et al. 2014, Yazdanpanaha et al. 2016). La fertilización sintética tuvo la menor contribución al incremento del CO2 en el aire interno de los mini-túneles; lo cual concuerda con Chen et al. (2018), quienes encontraron que los fertilizantes orgánicos fueron más eficaces que los inorgánicos para estimular la respiración microbiana del suelo.
Crecimiento de las plantas
En el crecimiento de plantas cultivadas bajo condiciones protegidas, hay una interacción positiva cuando la nutrición con base en fertilizantes sintéticos es combinada con lombricomposta (Islam et al. 2017) u otros abonos orgánicos (Zhao et al. 2017), la cual se correlaciona con aumentos en el contenido de nutrimentos esenciales altamente asimilables (N, P, K, Ca, Mg, Cu y Zn, entre otros) y sustancias promotoras del crecimiento (fitohormonas, ácidos húmicos y fúlvicos, entre otros), presentes en los abonos orgánicos y disponibles tiempo después a partir de la materia orgánica sometida a la transformación microbiana (García et al. 2012, Aremu et al. 2015, Gomes-Júnior et al. 2019). Elevadas concentraciones de CO2 en el aire también tienen efectos positivos en el crecimiento vegetal, ya que Kumari et al. (2019), al cultivar pimiento (Capsicum annuum) en condiciones protegidas, observaron mayor altura de plantas (111.0 cm) con CO2 elevado (550 ± 10 ppm) en comparación con la altura (74.6 cm) de aquellas cultivadas en CO2 ambiente (350 ± 10 ppm), debido a una mayor división, expansión y diferenciación celular por influencia de la mayor concentración de CO2.
La mayor disponibilidad de elementos esenciales altamente asimilables (N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, entre otros), como principal promotor del diámetro detallo, concuerda con lo encontrado por Castellanos et al. (2017) e Islam et al. (2017). Aunado a ello, el balance endógeno de citocininas con otras fitohormonas ocasionado por la lombricomposta, el cual también induce engrosamiento del tallo (MatsumotoKitano et al. 2008, Yong et al. 2014).
Los valores SPAD de T1 (FS + LC + C) y T2 (FS + LC) concuerdan con los informados por Zaccardelli et al. (2018) en Capsicum annuum L., los cuales están estrechamente relacionados con mayor concentración de clorofila en las hojas y un mejor estado nutricional general, particularmente en nitrógeno (Swiader y Moore 2002), crecimiento vegetativo vigoroso y alta tasa fotosintética (Zuo et al. 2018).
Eficiencia fotosintética/producción de materia seca
El CO2 fijado por las plantas es el resultado de la diferencia entre el CO2 atmosférico absorbido durante el proceso de la fotosíntesis y el CO2 emitido a la atmosfera durante la respiración. Esa diferencia es convertida en biomasa y suele oscilar entre 45 y 50% del peso seco de la planta (Sofo et al. 2005). Al respecto Kumari et al. (2019) reportan que en pimiento (Capsicum annuum) bajo condiciones protegidas obtuvieron plantas con más peso fresco (460.1g planta−1) y seco (107.2 g planta -1) con CO2 elevado (550 ± 10 ppm) en comparación con la biomasa (349.3 y 77.6 g planta−1) de plantas cultivadas a CO2 ambiente, debido al efecto de la fertilización carbónica que promovió una alta tasa de fotosíntesis y producción de más compuestos estructurales como carbohidratos, aminoácidos y proteínas.
Rendimiento de chile jalapeño
La interacción positiva entre la fertilización sintética, la lombricomposta y el CO2 de compostaje incrementó el rendimiento de frutos, como consecuencia de aumentar eficiencia fisiológica y crecimiento vegetativo de las plantas de chile jalapeño, debido a que dispusieron de más dióxido de carbono en el aire (Kumari et al. 2019), más elementos esenciales altamente asimilables (Islam et al. 2017, Zhao et al. 2017) y sustancias promotoras del crecimiento (Aremu et al. 2015) en el suelo. Seufert et al. (2012) señalan que sin una fertilización adecuada se corre el riesgo de disminuir el potencial de rendimiento de los cultivos, pero que tal riesgo puede evitarse con la adición de compostas al suelo, cuyo aporte de microorganismos benéficos favorece el desdoblamiento y asimilación de la fertilización sintética.
Conclusiones
El compostaje de materiales orgánicos y la incorporación de lombricomposta al suelo ocasionaron que la concentración de CO2 se incrementara significativamente dentro de los mini-túneles. El crecimiento de las plantas y el rendimiento de chile jalapeño fueron incrementados cuando la fertilización sintética se combinó con lombricomposta y/o CO2 de compostaje.
