Efecto del nitrógeno sobre el crecimiento y rendimiento de fresa regada por goteo y gravedad*

Effect of nitrogen on growth and yield of strawberry irrigated on drip and gravity systems

Gilberto Vázquez–Gálvez¹, Raúl Cárdenas–Navarro^2§ y Philippe Lobit²

¹ Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Michoacán, IPN. Justo Sierra 28. Jiquilpan, Michoacán, C. P. 59510.

² Instituto de Investigaciones Agropecuarias y Forestales, UMSNH.

^§Autor para correspondecia:
gvazquez43@hotmail.com

* Recibido: Abril de 2007
Aceptado: Marzo de 2008

RESUMEN

El cultivo de la fresa (Fragaria x ananassa Duch.) en el valle de Zamora, Michoacán, México, es uno de los generadores de empleo en el campo. Este cultivo es también uno de los mayores consumidores de fertilizantes nitrogenados ya que se aplican cantidades por arriba de 600 kg N ha^–1. Durante 2003–2004 se realizó este estudio. El objetivo fue generar información local sobre el efecto del fertilizante nitrogenado y de su eficiencia, así como del agua, en riego por goteo y gravedad en el cultivo de fresa. Se evaluó el efecto de dosis crecientes de nitrógeno aplicadas en riego por goteo y gravedad (0, 23, 77, 231, 693 y 1 537 kg de N ha^–1) sobre el crecimiento y rendimiento de fruta en el cultivo de fresa. Los resultados muestran una disminución significativa en la materia seca total por planta al cambiar de riego por goteo a gravedad. El aporte de 231, 693 y 1 537 kg de N ha^–1, significó una mayor producción de materia seca. Sin embargo, el cambio de 23 1 a 693 y de 231 a 1 5373 kg de N ha^–1, implica un incremento de 3 y 6.6 veces respectivamente, en la cantidad de fertilizante nitrogenado, así como representa incrementos económicos proporcionales. El aporte de agua en riego por goteo fue 21% menor, pero su eficiencia en la producción de fruto fue 29% mayor. La eficiencia de N en la producción de fruto en riego por goteo fue 19% superior al obtenido en riego por gravedad.

Palabras clave: Fragaria x ananassa Duch., crecimiento y producción de fruto, riego por goteo y gravedad.

ABSTRACT

Strawberry production is the major producer of employ in the field in the valley of Zamora, Michoacan, Mexico. This horticultural crop is also one of the most important consumers of nitrogen fertilizers, which are applied in very high quantities (>600 kg N ha^–1). The aim of this work was to generate local information about the effect of the nitrogen supply on plant growth and production, as well as nitrogen use efficiency and water use efficiency, in strawberry plants grown under two irrigation systems: drip and gravity. The effect of increased doses of nitrogen was evaluated in drip and gravity irrigation systems (0, 23, 77, 231, 693 y 1 537 kg de N ha^–1). The results show a significant decrease in plant dry matter when irrigation changed from drip to gravity. When plants are supplied with 231, 693 and 1 537 kg de N ha^–1 dry matter production increased. Nevertheless, the change from 231 to 693 and from 231 to 1 537 kg de N ha^–1, involve an increase of 3 and 6.6 times respectively in the quantity of fertilizer and represents proportional economic increases. The water consumption in drip irrigation was 21% minor, but his efficiency in the production of fruit was 29% higher. The efficiency of nitrogen in fruit production in drip irrigation was 19% greater than the obtained on gravity system.

Keyword: Fragaria x ananassa, drip and gravity irrigation systems, Duch., growth and fruit production.

INTRODUCCIÓN

La fresa es un cultivo estratégico en el estado de Michoacán, ya que es generador de empleos y divisas. En el ciclo agrícola 2003–2004 se establecieron 2 437 ha que produjeron 71 227 t, con un valor de 358 millones de pesos y que además generaron 1.5 millones de jornales en el campo (SEDAGRO, 2005; DDR 088, 2004).

El nitrógeno con frecuencia es el nutrimento limitante en los agroecosistemas, por ello se aplica en altas cantidades en cultivos como la fresa, en el que los agricultores con el propósito de obtener altos rendimientos y por carecer de información técnica sobre el uso y manejo de los fertilizantes nitrogenados, aplican dosis superiores a 600 kg de N ha^–1 (Cárdenas et al., 2004), elevando con ello el costo de producción del cultivo y provocando serios problemas de contaminación ambiental por la lixiviación del nitrógeno, principalmente de nitratos, a los mantos freáticos subterráneos. Pocos esfuerzos se han hecho por desarrollar prácticas que mejoren el manejo de fertilizantes a fin de incrementar la eficiencia en el uso del nitrógeno y mejorar la calidad ambiental. Por ello, la eficiencia productiva del nitrógeno es generalmente baja debido a que la planta utiliza un porcentaje muy bajo en relación al total aplicado. La eficiencia de uso y la recuperación relativa de nitrógeno depende del tipo de cultivo y de su manejo, entre otros factores. Según Monroy et al. (2002), el cultivo de la fresa en riego por gravedad tiene una eficiencia en el uso de nitrógeno de 17%. Johnson y Raun (2003), indican que en trigo la eficiencia en el uso de nitrógeno fue de 49% con 22.4 kg de N ha^–1 y decreció a 34% con 112 kg de N ha^–1. Para maíz estos mismos autores reportan una eficiencia de 34.6% con 90 kg de N ha^–1 la cual decreció a 18.3% con 270 kg de N ha^–1. Por su parte Ramos et al. (2002), encontraron para tomate de cáscara, valores de 233.3 kg de fruto kg de N aplicado y una recuperación relativa de N de 67.47% aplicando 80 kg de N ha^–1 en riego por goteo. En ajo, Mohammad y Zuraiqi (2003), reportan una eficiencia en el uso de nitrógeno de 29.43% con 30 kg de N ha^–1 en riego por goteo.

Con relación al agua, el cultivo tiene una demanda de 12 546 m³ ha^–1 durante su ciclo (CNA, 2005), pero el agricultor generalmente abusa de este recurso aplicando cantidades muy por arriba de las calculadas, ya sea por desconocimiento o por considerar que con una mayor cantidad de agua se obtienen mayores rendimientos y se controlan mejor las plagas como la araña roja. Según datos de la CNA (2005) y del Distrito de Desarrollo Rural 088 (2004) en Zamora el cultivo de la fresa en riego por gravedad tiene un índice de productividad de 2.31 m³ kg^–1de fruta producida, pero según información proporcionada por algunos productores de fresa existe la posibilidad de mejorarlo hasta tres veces con sistemas de producción más eficientes en el uso del agua como el riego por goteo.

En la práctica los agricultores están utilizando el sistema de riego y fertilización por goteo, a fin de mejorar las eficiencias tanto de nitrógeno como de agua. Se estima que este sistema comparado con el riego por gravedad genera un ahorro de agua y fertilizante que puede ser de 80 y 60%, respectivamente (Haynes, 1985; Hochmuth, 1995; Hochmuth y Cordasco, 1999). Sin embargo, en este sistema tampoco hay recomendaciones precisas sobre el uso de agua y de fertilizante para el cultivo de la fresa. En la región de Zamora el agricultor hace un uso empírico del agua y aunque utiliza menos fertilizante que en riego por gravedad, se estima que los aportes de nitrógeno superan ampliamente los 400 kg ha^–1 (com. per. con productores de fresa). Cantidad que es superior a la utilizada en otras regiones de cultivo de fresa en el mundo. En California EE.UU, la mayoría de los cultivares son fertilizados con una dosis que varía entre 112 y 170 kg ha^–1 (Voth, 1991). En Florida EE.UU, la mejor respuesta al nitrógeno en los cultivares Seascape, Oso Grande, y Sweet Charlie, se obtiene en el rango de 50 a 100 kg de N ha^–1 (Hochmuth et al., 1996).

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en la localidad de Jiquilpan, ubicada dentro de la zona fresera de Michoacán, a una altitud de 1550 msnm, delimitada por los paralelos 20° 03' 02'' y 19° 52' 54'' de latitud norte y los meridianos 102° 39' 33'' y 102° 56' 16'' de longitud oeste. El tipo de suelo es vertisol (Cuadro 1), caracterizado por poseer gran cantidad de arcillas (54%), tiene la capacidad de intercambio catiónico (C mol⁺ kg^–1 > 40) y contenido normal de materia orgánica (2.7%). El trabajo inició el 7 de septiembre de 2003 y terminó el 31 de marzo de 2004. En este período se registró un fotoperíodo entre 10 y 13 horas luz, y una temperatura media alrededor de 20 °C, la máxima varío entre 30 y 35 °C y la mínima promedio estuvo alrededor de 5 °C durante el ciclo del cultivo.

Se utilizaron plantas de fresa de la variedad Aromas de fotoperíodo neutro, hijas de plantas certificadas procedentes de viveros regionales. Las plantas, previamente despuntadas de la raíz y de las hojas, se establecieron en surcos de 0.9 m de ancho, en suelo húmedo a doble hilera y a una distancia entre si de 25 cm a lo largo y ancho del surco, obteniéndose una densidad de alrededor de 88 800 plantas ha^–1.

En riego por goteo se instaló un sistema fijo, con depósitos de solución nutritiva con capacidad de 2 500 L para cada tratamiento, que se distribuyó a las plantas impulsada por bombas centrifugas de 0.25 hp, a través de cinta regante colocada entre las dos hileras de plantas a 3 cm de profundidad de la superficie y con goteros distanciados cada 20 cm. Se probaron seis niveles de fertilización nitrogenada: 0, 23, 77, 231, 693 y 1537 kg de N ha^–1 en forma de Ca(NO₃)₂. Las necesidades de riego del cultivo, se estimaron mediante el empleo de la evaporación del tanque tipo "A". Para ello, se determinaron los valores de Kc del cultivo y Kp (0.8) del tanque (Doorembos y Pruitt, 1976). El agua se aplicó cada tercer día para reestablecer la humedad perdida por la evapotranspiración entre cada turno de riego.

En riego por gravedad el agua se hizo llegar hasta la embocadura de los surcos por medio de tuberías conectadas a un pozo fuente del líquido. El riego se aplicó cada vez que fue necesario y con base a la lámina de riego calculada para el cultivo en la región fresera de Zamora por la Comisión Nacional del Agua (CNA, 2005). Las cantidades de fertilizante nitrogenado aportadas se colocaron en la costilla del surco a intervalos de quince días.

Tanto en riego por goteo como en gravedad cada unidad experimental estuvo formada por 3 surcos de 7 m de longitud y 0.9 m de ancho (6.3 m²) con tres repeticiones, de los cuales el surco central se tomó como parcela útil. De la combinación de los niveles de nitrógeno y sistemas de riego se formaron 12 tratamientos que se distribuyeron en un diseño de parcelas divididas en donde la parcela grande perteneció a los dos tipos de riego y la chica a las dosis de nitrógeno.

El control de plagas y enfermedades fue manejado de acuerdo a la guía técnica publicada por Dávalos et al. (2002), para el cultivo de fresa la cual consistió en el control de gusano cogollero y araña roja.

Se realizaron seis muestreos detructivos a los 44, 67, 95, 128, 156, y 186 días después del trasplante (DDT) para determinar la acumulación de materia seca total, así como en raíz, corona, peciolos, hojas y frutos. El rendimiento del fruto fue evaluado durante 24 fechas de cosecha. Se calculó el gasto de agua y fertilizante para cada tratamiento y cada sistema de producción.

Los análisis estadísticos y comparación de promedios se realizaron en el programa SAS (1992). Se realizó un análisis de varianza factorial considerando efectos simples e interacciones de los factores estudiados. La comparación de promedios se efectuó con la prueba de Duncan a un nivel de significancia estadística de α= 0.5.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 2, se presentan los valores de rendimiento de materia seca total por planta de fresa, obtenidos en seis muestreos tomados a los 44, 67, 95, 128, 156 y 186 DDT. Se observa que para todos los tratamientos la materia seca por planta se incrementó gradualmente a través del ciclo de crecimiento hasta alcanzar su valor máximo a los 186 DDT. En cada fecha muestreada, sobresalieron por su mayor valor de materia seca los tratamientos con mayor nitrógeno. En los muestreos realizados a los 44, 67, 95 y 156 DDT, las dosis de nitrógeno produjeron diferencias significativas (p<0.05) en la producción de materia seca por planta. A los 67, 95 y 156 DDT, las dosis con 231, 693 y 1537 kg de N ha^–1 formaron un grupo de significancia estadística donde se registraron los valores mayores de materia seca por planta. Aunque también a los 128 y 186 DDT, las dosis con 693 y 1 537 kg de N ha^–1 fueron superiores numéricamente.

Los resultados muestran que al cambiar la dosis de 231 a 693 kg de N ha^–1 no hubo un efecto significativo sobre la variación de materia seca; sin embargo, el cambio de 231 a 693 y de 231 a 1 537 kg de N ha^–1, implica un gasto de 3 y 6.6 veces más respectivamente, en la cantidad de fertilizante nitrogenado utilizado, lo que representa incrementos substanciales en el costo de producción. Los resultados sugieren que en los dos sistemas de producción de fresa es posible utilizar dosis de alrededor de 231 kg de N ha^–1.

Esta dosis representa un ahorro de fertilizante nitrogenado de más de 5 0% con respecto a las utilizadas por la mayor parte de los agricultores de las regiones freseras de Michoacán. Con respecto a las recomendaciones de otros países estas cantidades son similares a las reportadas por Cadahia (1998) en España, pero son superiores a las recomendadas porVoth (1991) en California EE.UU y por Hochmuth etal. (1996) en Florida EE.UU.

Con relación al efecto promedio de los niveles de nitrógeno sobre la producción de materia seca en riego por goteo y gravedad, en el Cuadro 3 se observa que en los muestreos realizados a los 95 y 128 DDT, se registraron diferencias significativas (p< 0.05) a favor del riego por goteo en la producción de materia seca, aunque también hubo diferencias numéricas a favor del riego por goteo a los 156 y 186 DDT. El promedio de seis muestreos de materia seca a lo largo del ciclo del cultivo muestra que el riego por goteo produjo significativamente 17% más materia seca frente al riego por gravedad. Esta mayor producción de materia seca en riego por goteo no solamente se relaciona con mayor eficiencia en el uso del agua sino también con una mayor eficiencia en el uso de nitrógeno ya que la menor cantidad de agua aplicada localmente reduce las pérdidas de fertilizante por lixiviación y volatilización de la superficie del suelo (Johnson y Raun, 2003).

En el Cuadro 5 se muestran los resultados de la productividad del agua en la producción de fruto de fresa. Se advirtió que el valor promedio de la productividad del agua bajo riego por goteo fue superior con respecto al obtenido en riego por gravedad. En riego por goteo el valor promedio fue de 3.59 kg fruta m³, siendo este un valor superior en un 29% en comparación con el de riego por gravedad. El valor promedio obtenido de la productividad del agua en riego por gravedad, fue 1.5 veces mayor que el reportado por Monroy et al. (2002) para fresa variedad Chandler en la zona fresera de Irapuato, Guanajuato, lo cual se atribuye a una menor producción de fruto con un mayor gasto de agua.

CONCLUSIONES

El rendimiento de materia seca total dentro y entre los sistemas de riego se vio favorecido por la aplicación de nitrógeno. Al cambiar de riego por goteo a gravedad se observó una disminución significativa en la materia seca, en promedio de seis muestreos durante el ciclo del cultivo. Asimismo, en los dos sistemas de riego se observó que la aplicación de dosis de 231, 693 y 1 537 kg de N ha^–1 significó un mayor rendimiento de materia seca en cuatro de seis muestreos; sin embargo, el cambio de 231 a 693 y de 231 a 1 537 kg de N ha^–1 implica un gasto 3 y 6.6 veces mayor respectivamente, en la cantidad de fertilizante nitrogenado utilizado.

Los resultados sugieren que en los dos sistemas de producción de fresa es posible utilizar dosis alrededor de 231 kg N ha^–1, lo cual significa un ahorro de fertilizante nitrogenado en más de la mitad con respecto a las cantidades que la mayoría de los agricultores utilizan actualmente en la región fresera de Zamora, Michoacán. El aporte de agua en riego por goteo y gravedad fue de 6 321 y 7 958 m³ respectivamente, lo cual significa un ahorro de agua 21% en riego por goteo. Sin embargo, su eficiencia para producir fruto fue en promedio 29% superior en comparación al riego por gravedad. El valor promedio de la eficiencia de N para producir fruto en fresa bajo riego por goteo fue 19% del obtenido en riego por gravedad.

LITERATURA CITADA

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