Evaluación agronómica de sustratos en plántulas de chile 'onza' (Capsicum annuum) en invernadero*
Agronomic evaluation of substrates in pepper seedlings 'onza' (Capsicum annuum) in greenhouse
Javier López-Baltazar1, Artemio Méndez-Matías1, Lina Pliego-Marín1§, Edilberto Aragón-Robles1 y María Lourdes Robles-Martínez2
1 Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca, Ex Hacienda de Nazareno, Xoxocotlán, Oaxaca, C. P. 71230. Tel. 01 95170444.
]]> 2 Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Hornos No. 1003, Col. Noche Buena, Municipio de Santa Cruz Xoxocotlán, Oaxaca. C. P. 71230. Tel. 01(951) 517 0610. § Autora para correspondencia: linapliego@hotmail.com.
* Recibido: noviembre de 2012.
Aceptado: marzo de 2013
Resumen
Se determinaron propiedades físicas, químicas y agronómicas de cuatro sustratos obtenidos de desechos agrícolas utilizados para la producción de plántulas de chile tipo 'onza' como una alternativa al uso de sustratos convencionales. Se utilizó un diseño experimental aleatorizado (DCA), con 4 tratamientos y 3 repeticiones para un total de 12 unidades experimentales. Los tratamientos fueron: turba (T1) (testigo), vermicomposta (T2), vermicomposta+composta de bagazo de maguey mezcalero (T3) y composta de bagazo de maguey mezcalero (T4). Los sustratos evaluados presentaron partículas entre 0.25 y 2 mm. La densidad real en las compostas variaron de 1.82 a 1.91, la porosidad del aire osciló de 24-13.33%. Las plántulas cultivadas en vermicomposta + bagazo de maguey (50:50 v:v) (T3) y en bagazo de maguey mezcalero, presentaron la mayor altura (12.29 y 13.07 cm respectivamente) y el mayor diámetro de tallo. Las plántulas cultivadas en vermicomposta obtuvieron el mayor número de hojas (9.25), mientras que el mayor diámetro de tallo se observó en plántulas cultivadas en vermicomposta + composta de bagazo de maguey y en composta de bagazo de maguey mezcalero.
Palabras clave: Agave angustifolia, Capsicum annuum, crecimiento, plántulas, sustratos orgánicos.
Abstract
]]> It was determined the physical, chemical and agronomic properties of four substrates obtained from agricultural waste used for the production of seedlings of pepper 'onza' as an alternative to the use of conventional substrates. It was used a completely randomized design (DCA) with 4 treatments and 3 replicates for a total of 12 experimental units. The treatments were: peat (T1) (control), vermicompost (T2) + vermicompost + compost of mezcal maguey bagasse (T3) and compost of mezcal maguey bagasse (T4). The substrates tested had particles between 0.25 and 2 mm. The actual density in the compost ranged from 1.82 to 1.91, air porosity ranged from 2413.33%. Seedlings grown in vermicompost + maguey bagasse (50:50 v: v) (T3) and mezcal maguey bagasse showed greater height (12.29 and 13.07 cm respectively) and the highest stem diameter. Seedlings grown in vermicompost obtained the highest number of leaves (9.25), while the largest stem diameter was observed in seedlings grown in vermicompost + compost of maguey bagasse and compost of mezcal maguey bagasse.Key words: Agave angustifolia, Capsicum annuum, growth, seedlings, organic substrates.
Introducción
Uno de los principales cultivos hortícolas en México es Capsicum annuum, con un rendimiento de 1.85 millones de toneladas. Dentro de los sustratos más utilizados para la producción comercial de plántulas de hortalizas, se encuentra la turba. No obstante, en la actualidad se ha incrementado el uso de sustratos orgánicos e inorgánicos ya sea solos o en combinación (Gomes et al, 2008; de Medeiros et al., 2008; Moreno-Resendez et al., 2008).
Hoy en día los sustratos alternativos a los convencionales más utilizados son: bagazo de maguey, desechos de prácticas agrícolas y forestales (pulpa de café, cascarilla de arroz, aserrín, bagazo de caña de azúcar, orujo de uva, orujo de aceituna, etc) (de Medeiros et al, 2007; De Grazia et al, 2007; Gomes et al., 2008; Kacio et al, 2009), también puede utilizarse la planta acuática Hydrilla vertillata (Santos-Castillo y Camajo-Bareiro, 2010).
Estos materiales son sometidos a un proceso de bioxidación, biodegradación y estabilización de la materia orgánica por acción de microorganismos (composteo) y de lombrices (vermicomposteo), bajo un control de temperatura y humedad, produciendo materia orgánica y preservación de nutrimentos que pueden conferir una mejor calidad al suelo o los sustratos. Ambos procesos son considerados como ecotecnologías (Alarcón y Ferrera-Cerrato, 2000).
La calidad de los sustratos es importante para la producción de plántula en términos de sus características físico-químicas (porosidad, densidad aparente y real, retención de agua, pH y materia orgánica) incide de manera significativa en el crecimiento y desarrollo de la plántula, por tanto, el sustrato debe poseer buenas propiedades, que posibiliten su uso, siendo necesario que estos sean evaluados y así identificar aquéllos que presenten características aceptables para su utilización como sustratos en la producción de cultivos. El presente trabajo consistió en la caracterización y evaluación de sustratos de origen orgánico para la producción de plántula de chile tipo 'onza'.
Materiales y métodos
]]> El experimento se realizó en el módulo de Horticultura Protegida del Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca, utilizando una nave invernadero de plástico (Baticenital-800®, ACEA, México), en el año 2010. Las semillas de chile tipo 'onza' fueron obtenidas de frutos secos de primera calidad en la comunidad de San Baltazar Yatzachi el Alto, Oaxaca, se trata de una colecta propia de esa comunidad en peligro de extinción. La vermicomposta fue elaborada a base de desechos de frutas, hortalizas y estiércoles bovino y ovino utilizando lombrices de la especie Eisenia andrei.El abono de bagazo de maguey mezcalero se extrajo de un palenque de destilación de mezcal y estuvo en descomposición natural por un año. Se aplicaron cuatro tratamientos: T1= turba; T2= vermicomposta; T3= vermicomposta y composta de agave mezcalero (VC+CAM 50%) y T4 = composta de agave mezcalero (CAM), utilizando un diseño completamente aleatorizado con tres repeticiones para un total de 12 unidades experimentales. Cada unidad experimental es tuvo constituída por una charola conteniendo doscientas plántulas. Después de la siembra se aplicó un riego pesado para garantizar el buen humedecimiento del sustrato y garantizar la imbibición de las semillas. Se aplicaron riegos sólo con agua hasta dos semanas después de la emergencia, y posteriormente con una solución nutritiva preparada a base de un fertilizante comercial con la dosis 15-30-15 (1 g / L de agua), ajustando el pH a 5.8±0.2. Los riegos fueron aplicados cada tercer día hasta 44 días después del inicio del experimento.
Se determinaron las características físicas y químicas de los sustratos. La densidad aparente se determinó de acuerdo a Ansonera (1994); la densidad real por el método de Martínez (2007); la porosidad total por Valdivia (1989), la porosidad de aire y la contracción del volumen por la metodología de Ansonera (1994) y la mojabilidad por el método de Urrestarazu (2000). Las propiedades químicas evaluadas fueron: pH, conductividad eléctrica, y la concentración de iones N, Ca, Mg, K, y Na por extracción en acetato de amonio.
Se evaluó también el efecto de los sustratos sobre la germinación y el crecimiento de las plántulas, así como el contenido nutrimental del tejido vegetal, las variables de estudio evaluadas fueron: porcentaje de germinación, altura de plántula, diámetro de tallo, número de hojas, peso fresco y seco de plántulas, contenido de nitrógeno, fósforo y potasio. Los datos obtenidos fueron analizados mediante un análisis de varianza y cuando se detectó diferencias significativas se procedió a la prueba de medias de Tukey utilizando el programa estadístico InfoStat (2008).
Resultados y discusión
Granulometría
Los sustratos analizados presentaron diferencias estadísticamente significativas en relación a la granulometría. La turba (T1) y la composta de bagazo de maguey (T4) presentaron el más alto porcentaje de partículas menores a 0.25 mm. Todos los sustratos presentaron el más alto porcentaje de partículas con tamaños de entre 0.25 y 2 mm. La vermicomposta fue el sustrato con el mayor porcentaje de partículas mayores a 2 mm, además de la más baja proporción de partículas menores a 0.25 mm (Figura 1).
Densidad aparente y real
La densidad aparente mostró diferencias significativas entre la turba con los otros sustratos evaluados, (Figura 2A).
La vermicomposta (T2) y la mezcla de ésta con composta de bagazo de maguey mezcalero (T3) fueron los sustratos que presentaron los mayores valores de densidad aparente, y que fueron de 3 a 3.1 mayores que los observados en la turba. Con respecto a la densidad real, el tratamiento 2 (VC) y la combinación de esta con agave de maguey (T3), mostraron valores de hasta 11% mayores que la turba. Ansonera (1994), refiere a que la importancia de la densidad aparente en sustratos se debe al efecto que tiene en el traslado de contenedores dentro y fuera del invernadero, así como en el desarrollo de raíces, por tanto propone valores aceptables para esta variable menores a 0.6 g cm-3. Con respecto a la densidad real, los valores determinados fueron comparables a los obtenidos en otros trabajos (Papafotiou et al, 2005; Mendoza-Hernández, 2010; Melgar-Ramírez y Pascual-Alex, 2010), considerados dentro de los rangos aceptables para esta variable.
Si bien se ha establecido que la disminución del tamaño de partículas, provoca un incremento en la densidad aparente de los sustratos. En el caso de compostas, sería una consecuencia de la fragmentación y descomposición del material biológico para la obtención de compostas (Vargas-Tapia et al., 2008; Mendoza-Hernández, 2010), por lo tanto, se esperaría que los tratamientos T1 y T4 los cuales tuvieron los porcentajes más altos de partículas pequeñas, presentaran también valores de densidad aparente mayores. Los sustratos elaborados a base compostas son los que tuvieron valores de densidad aparente mayor que el substrato convencional.
Porosidad del aire y total
Los valores de porosidad del aire, fueron mayores en los tratamientos T1 y T2 éstos no mostraron diferencias significativas (Figura 2B).
En el caso de T2, la porosidad del aire fue similar a los reportados en otras vermicompostas y mayores a los determinados para T3 y T4, aunque si bien todos ellos se ubicaron dentro del rango óptimo el cual oscila de 10 a 30% (Bunt 1988; Abad et al, 1993; Cruz-Crespo, 2010).
La turba presentó el valor más alto para la variable porosidad total (PT), en comparación a los sustratos alternativos, entre éstos también se apreciaron diferencias, la PT de estos sustratos fue mayor a la detectada en otras compostas (Cruz-Crespo, 2010). Si bien existen algunas discrepancias sobre los valores recomendados de porosidad total (De Boodt y Verdonck, 1972; Bunt, 1988; Abad et al. (1993), de acuerdo a esos valores (70-85% ≥ 85%), únicamente T1 y T4 se encuentran dentro de estos intervalos.
Contracción del volumen
]]> Los valores de contracción de volumen de los sustratos evaluados, variaron de 11.35 a 20.38% (Figura 2B), coincidiendo con los resultados obtenidos por Mazuela (2005) quien evaluó las características físicas y químicas de compost reutilizado de residuos orgánicos. Éstos valores se consideran como adecuados ya que el nivel óptimo de contracción del volumen se sitúa por debajo de 30% (Abad et al, 2004).Propiedades químicas
Los resultados de pH obtenidos en la presente investigación, indican que el único sustrato que presentó un valor (6.11) dentro del rango aceptable fue la turba, el resto de los sustratos presentaron valores con una tendencia a la alcalinidad, siendo la VC la que mostró el pH más elevado, en tanto que T3 y T4 fueron ligeramente alcalinos. Se sugiere que los substratos presenten valores de pH de 5.2-6.3 para un buen crecimiento de las plántulas (Abad et al, 1993). Los altos valores de pH encontrados en la VC han sido reportados para otros tipos de VC, en los que se estableció que los valores dependen de la naturaleza de los desechos utilizados, por lo que es necesario tener cuidado en la selección (Quezada y Méndez, 2005; Duran y Henríquez, 2007).
Se ha reportado que el bagazo de agave tequilero ya sea en bruto, composteado y vermicomposteado presenta valores de pH de 4.37, 7.01 y 6.92 respectivamente (Rodríguez, 2004). En el presente estudio, el pH del bagazo de agave mezcalero fue de 7.36 y para la mezcla de este con vermicomposta fue de 7.77; aunque los valores están por encima de lo recomendado, esto no afectó el crecimiento de las plántulas.
Con relación a los valores de conductividad eléctrica (Cuadro 1), de igual forma la vermicomposta, la composta de bagazo de agave y su mezcla presentaron altos valores de conductividad eléctrica.
Al respecto es recomendable realizar lavados con agua de riego en una proporción 1:5 (volumen sustrato: volumen agua) para reducir la salinidad en sustratos con valores iniciales en un rango de 22.85 a 34.39 dS m-1 en el extracto de saturación. El lavado del compost con agua destilada en una proporción 1:8 reporta una conductividad de 0.96 dS m-1, lo cual es más aceptable de acuerdo con los niveles recomendados (Mazuela, 2005).
La turba fue el substrato con el más alto contenido de MO en comparación al resto de los sustratos mientras que la vermicomposta presentó el valor más bajo. Por otro lado, el contenido de cenizas en los substratos alternativos fue el más alto en ambas compostas y su mezcla.
De manera general, un porcentaje de nitrógeno total superior a 2% es considerado como óptimo, pero se recomienda que el contenido de N-total en un abono orgánico, no debe exceder a 2% (Schweizer et al, 2003). El composteo y la adición de lombrices a compostas de agave tequilero dio como resultado un mayor contenido de nitrógeno, llegándose a reportar contenidos de 0.53 1 1.25% (Castillo et al., 2000). Los sustratos alternativos mostraron muy bajas concentraciones de fósforo en comparación a la turba y sólo T2,T3 y se encuentran por debajo a otro tipo de compostas, pero dentro de los rangos recomendados (Abad et al, 1993; Ansonera, 1994; Arancon et al, 2005). El contenido de potasio en los sustratos alternativos, fue mayor a los niveles recomendados, pero fue similar a otras compostas (Abad et al, 1993;Ansonera, 1994; Castillo et al, 2000; Castro et al, 2009). Los sustratos evaluados a excepción del bagazo de agave tuvieron contenidos de Ca por encima de los niveles recomendados, incluso para los reportados en otras investigaciones (Mazuela, 2005; Rodríguez, 2004), en los que también se estableció que la concentración de éste elemento disminuye hasta un rango de 110.6 a 221.4 ppm de calcio después de un lavado con agua de riego. Los sustratos alternativos presentaron niveles altos de Mg, similares a los observados en otras compostas (Mazuela, 2005).
Aun cuando los sustratos alternativos presentaron elevadas concentraciones de sodio que pueden provocar una condición de estrés hídrico y además dificultades para la absorción de nutrientes, éstos problemas no fueron observados en las plántulas de chile probablemente debido a la eliminación de sales mediante los riegos (Garate y Bonilla, 2000).
Germinación
]]> El mayor porcentaje de germinación se observó (Cuadro 2) en las semillas del tratamiento T1, sin mostrar diferencias con las semillas germinadas en los sustratos alternativos T3 y T4, por lo que se considera que estos no afectaron negativamente la germinación de chile tipo 'onza', sólo el T2 (VC 100%) redujo la germinación 10% con respecto al resto de los tratamientos.
Para fines comerciales de producción de plántulas, se considera que 80-90% de germinación en semilla es adecuado (Sánchez-Gómez, 2009), coincidiendo con lo observado en este experimento para T1 y T4, aun cuando el material vegetal utilizado corresponde a colectas seleccionados por los productores de la región y que por tanto existe una variabilidad genética que pudiera incidir en la capacidad germinativa de la semilla. Si bien se ha observado que bajas proporciones de vermicomposta en el medio de crecimiento no afecta la germinación de especies hortícolas como lechuga y chile (Atiyeh et al., 2000), en el presente trabajo se pone de manifiesto que la adición de mayores proporciones (>50%) tampoco la inhiben, y son comparables a las observadas en otros trabajos (Ortega-Martínez et al., 2010a), por lo tanto el efecto positivo de la adición de la vermicomposta en la germinación no sólo se observa en bajas proporciones, y la respuesta también depende de la especie evaluada (Bachman and Metzeger, 2007; Melgar-Ramírez y Pascual-Alex, 2010).
Crecimiento
El uso de sustratos alternativos favoreció la formación de número de hojas en las plántulas de chile tipo 'onza', con incrementos 8.8 y 7.6% respectivamente en comparación al sustrato turba, el efecto sólo resultó significativo para el caso del tratamiento T2 (Figura 3A). Se observaron tendencias similares para el diámetro del tallo, en donde los tres sustratos alternativos presentaron los valores más altos (11-16%) respecto al sustrato convencional, sin que éstos llegaran a ser significativos. La altura de la parte aérea incrementó con la composta de agave combinado con vermicomposta (T3) y sin combinar (T4). (Figura 3B).
La formación de hojas en diversos cultivos hortícolas como el tomate y la lechuga se favorece con el uso de compostas y vermicompostas en comparación a sustratos convencionales (de Medeiros et al., 2008; Ortega-Martínez et al, 2010b), incluso este efecto positivo se manifiesta en procesos fisiológicos como la fotosíntesis (de Grazia et al, 2006).
El uso de bagazo de agave tequilero como sustrato para la producción de plántula de jitomate y brócoli, dio como consecuencia plántulas con mayor altura en el sustrato vermicomposteado (Rodríguez, 2004). De igual manera, en el presente trabajo la vermicomposta presentó la altura final comparable al de las plántulas crecidas en turba, pero menor a la observada con los tratamientos T3 y T4.
Con el uso de compostas se han tenido resultados aparentemente contradictorios, así, Papafotiou et al. (2005) encontraron un menor crecimiento en plantas desarrolladas en un medio donde incrementó la proporción de composta de orujo, lo que dio como consecuencia una disminución de la densidad aparente y de la porosidad total del sustrato para Syngonium podophyllum y Ficus benjamina, mientras que para Codiaeum variegatum se presentó un mejor crecimiento con un incremento de hasta 50% en composta de orujo, esto fue atribuido al contenido nutrimental de la composta.
Adicionalmente, una proporción mayor a 75% de la composta de orujo, disminuyó el crecimiento, probablemente atribuído a una disminución en la disponibilidad de nutrientes ocasionado por un pH elevado en el medio de crecimiento. Por otro lado, Lazcano et al. (2009) establecieron que el mejor crecimiento de plántulas de tomate se logró con la adición de altas dosis de vermicomposta (50-100%).
]]> El peso seco de hojas incrementó cuando las compostas se usaron como medio de crecimiento. El peso seco del tallo se incrementó con el uso de los sustratos T3 y T4, sin que se observaran diferencias entre T1 y T2. Por el contrario, el peso seco de raíz mostró su mayor valor con el uso de la turba como sustrato.Bajas proporciones (10 y 20%) de composta incrementaron la masa aérea en plantas de tomate en comparación al uso de turba, en tanto que mayores proporciones (50%) no generaron esta respuesta (Atiyeh et al, 2000). La adición de concentraciones aún más altas provocaron una disminución en comparación a la turba (Moreno-Reséndiz et al., 2008). Por otro lado, Lazcano et al. (2009) establecieron que el mejor crecimiento de plántulas de tomate se logró con la adición de altas dosis de vermicomposta (50-100%), esto se atribuyó a que los valores de pH y conductividad eléctrica fueron adecuados.
Cabe resaltar que los resultados del presente trabajo fueron 100% de sustrato alternativo (T2 y T4) y 50% (T3), con lo que se puede establecer que para el caso del chile tipo 'onza' el uso de compostas y vermicomposta a 100% si favorecen la acumulación de peso seco en la parte aérea, esto pudiera ser consecuencia del incremento de la carga de nutrientes, principalmente el nitrógeno, como se observó para el cultivo del pimiento morrón en invernadero (Fortis-Hernández et al., 2012).
Conclusiones
Los sustratos alternativos elaborados a base de vermicomposta, composta (mezcla bagazo + vermicomposta, y abono de bagazo de agave) presentaron valores aceptables de granulometría, densidad real, porosidad de aire y contracción de volumen, comparables al sustrato convencional turba. El contenido nutrimental de las compostas evaluadas, aunado a las propiedades físicas permitieron una buena germinación en semillas y un crecimiento adecuado del chile tipo 'onza'. Este efecto se observa a altas proporciones de (50% y 100%) de vermicomposta y composta de bagazo de maguey. Se concluye que es posible el uso de sustratos alternativos a base de composta de desechos agrícolas y de agave mezcalero y de vermicomposta para la producción de plántulas de chile de onza.
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