Análisis económico de la aplicación de fertilizantes minerales en el rendimiento del nopal tunero*

Economic analysis of the application of mineral fertilizers on the yield of prickly pear

Jorge A. Zegbe^1§, Blanca Isabel Sánchez-Toledano¹, Alfonso Serna-Pérez¹ y Jaime Mena-Covarrubias¹

¹ Campo Experimental Zacatecas-INIFAP. Apartado Postal Núm. 18, Calera de Víctor Rosales, Zacatecas, 98500, México. (bsanchez@zacatecas.inifap.gob.mx; aserna@zacatecas.inifap.gob.mx; jmena@zacatecas.inifap.gob.mx). §Autor para correspondencia: jzegbe@zacatecas.inifap.gob.mx.

* Recibido: septiembre de 2013
Aceptado: marzo de 2014

Resumen

El nopal tunero (Opuntia spp.) responde positivamente a la fertilización mineral (FM) y orgánica. Sin embargo, no existe información en cuanto al rendimiento óptimo biológico de la tuna ni del análisis económico respectivo en función de la FM al suelo. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue hacer un análisis económico del rendimiento de la tuna, en términos de tasa de retorno marginal, con base en función de diferentes dosis de fertilizantes minerales a base de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). El experimento se estableció en una huerta comercial y se evaluó de marzo a septiembre de los años 2004, 2005 y 2006. Las dosis de N fueron: 0, 30, 60 y 90 kg ha^-1. Las dosis para P fueron: 0, 30, 45 y 60 kg ha^-1 y las de K fueron: 0, 30 y 60 kg ha^-1. Los tratamientos de NPK se arreglaron en una matriz factorial incompleta. El experimento se condujo en un diseño en bloques completos al azar y los tratamientos se replicaron tres veces. La adición de fertilizantes minerales al suelo incrementó, en promedio, el rendimiento de la tuna a partir del segundo ciclo de evaluación. La dosis 90N-30P-30K no sólo promovió el mayor rendimiento, sino también generó el mayor beneficio-costo y tasa marginal de retorno. La optimización del rendimiento de la fruta (27 t ha^-1) se alcanzó con la dosis de fertilización 80 kg N ha^-1y 50 kg P ha^-1 y coincidió con la mayor tasa de beneficio-costo. El análisis económico no sólo ofrece las mejores alternativas fertilización mineral en la producción de tuna 'Cristalina', sino también otras opciones de fertilización mineral que redundan en beneficios económicos.

Palabras clave: Opuntia albicarpa Scheinvar, análisis de sensibilidad, rendimiento, relación beneficio-costo, tasa marginal de retorno.

Abstract

The prickly pear (Opuntia spp.) Responds positively to organic mineral fertilization (FM). However, there is no information as to the biological optimum performance of the tuna and the respective economic analysis based on the FM down. Therefore, the objective of this research was to make an economic analysis of the performance of the tuna, in terms of marginal rate of return, based on function of different doses of mineral fertilizers of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K). The experiment was established in a commercial orchard and evaluated from March to September of the years 2004, 2005 and 2006. N rates were 0, 30, 60 and 90 kg ha^-1. P Doses were 0, 30, 45 and 60 kg ha^-1 and K were 0, 30 and 60 kg ha^-1. NPK treatments were arranged in an incomplete factorial matrix. The experiment was conducted in a design and randomized complete block treatments were replicated three times. The addition of mineral fertilizers to the soil increased, on average, the performance of the tuna from the second evaluation cycle. The dose 90N -30P -30K not only promoted the highest yield, but also generated the highest benefit-cost and marginal rate of return. Optimization fruit yield (27 t ha^-1) was achieved with fertilization 80 kg N ha^-1 and 50 kg P ha^-1 and coincided with the highest rate of cost-benefit. The economic analysis not only offers the best alternative mineral fertilization on the production of tuna'Cristalina', but other methods of mineral fertilizers that result in economic benefits.

Introducción

El nopal (Opuntia spp.) es una planta xerófita Mexicana que ahora es cultivada en regiones agroecológicas similares del mundo para solucionar problemas de erosión del suelo, como forraje, para consumo humano como hortaliza (nopalito) y fruta, y en múltiples propósitos agroindustriales (Murray, 1999; Basile, 2001; Mondragón, 2001; Potgieter, 2001; Nefzaoui y Ben Salem, 2002; Guevara et al, 2009; Iturriga et al, 2009; Pichler et al, 2012). Después del cultivo del nogal y el manzano, el nopal tunero es uno de los frutales con mayor importancia socioeconómica en México.

La tuna se produce en una superficie ≈ 57 000 ha con un volumen de producción ≈ 353 000 t a nivel nacional. El estado de Zacatecas produce 103 000 t en una superficie ≈ 17 000 ha, de las cuales 683 ha se cultivan bajo riego con un rendimiento de 16.3 t ha^-1 y 7 t ha^-1 en temporal (SIAP, 2013). El consumo per cápita de la tuna se ha mantenido, relativamente, sin cambio ya que éste ha fluctuando entre 3.7 kg (Flores et al, 1995) y 3.8 kg (Financiera Rural, 2011).

La productividad del nopal cultivado para la producción de fruta es variable a nivel mundial (Nerd et al, 1991; García de Cortazar y Nobel, 1992; Inglese, 1995; Claassens y Wessels, 1997; Pimienta y Ramírez, 1999; Galizzi et al, 2004; Ochoa y Uhart, 2006; Zegbe y Mena, 2009). En parte, la variación del rendimiento se debe al mismo germoplasma (Mondragón, 2001), al diseño y manejo de la huerta (Inglese, 1995; Fernández y Mondragón, 1998). En relación con el manejo de la huerta, tanto el riego (Barbera, 1984; Nerd et al., 1989) como la nutrición mineral-orgánica (Pimienta y Ramírez, 1999) tienen un efecto positivo en la productividad de la tuna. Muchas investigaciones sobre nutrición mineral han sido dedicadas hacia la producción de tuna fuera de temporada (Nerd etal., 1991; Nerd y Mizrahi, 1994; Zegbe y Mena, 2008); mientras que para la producción estacional, las sugerencias en la aplicación de nitrógeno, fósforo y potasio (N, P, y K, respectivamente), fuentes, cantidades y épocas de aplicación, difieren de autor a autor; y por consiguiente han generado resultados inconsistentes en cuanto al rendimiento de esta fruta (Pimienta, 1986; Gathaara et al, 1989; Nerd y Mizrahi, 1994; Inglese, 1995; Inglese et al, 1999; Fernández y Mondragón, 1998; Sáenz, 1998; García et al, 2008; Felker y Bunch, 2009).

En otras investigaciones se ha indicado que la aplicación de NPK no tiene influencia en el rendimiento (Karim et al., 1998; Galizzi et al, 2004); mientras que en otros estudios, la optimización biológica del rendimiento de la tuna en función de un amplio intervalo de dosis de NPK, no ha sido posible (Gathaara et al, 1989; Pimienta y Ramírez, 1999; Galizzi et al, 2004; Ochoa y Uhart, 2006) o se ha logrado parcialmente (Claassens y Wessels, 1997). Sin embargo, recientemente, la optimización del rendimiento de la tuna 'Cristalina' (27 t ha^-1) se alcanzó, hasta el tercer año de evaluación, con la aplicación al suelo de 80 kg de N ha^-1 y 50 kg de P ha^-1. Este estudio reveló también que el K no influyó en el incremento en el rendimiento (Zegbe et al., 2012).

El nopal tunero ha sido sugerido como una alternativa de cultivo para regiones áridas y semiáridas marginales del Centro-Norte de México donde el recurso hídrico es escaso no sólo para las actividades agropecuarias, sino también para el uso doméstico. Sin embargo, como en todas las plantas, el agua en el suelo juega un papel preponderante en la extracción de los nutrimentos de la solución del suelo (Taiz y Zeiger, 2006); por lo tanto, cuando se aplica fertilizante mineral al nopal bajo temporal, ésta se lleva a cabo poco antes (Pimienta, 1990) o cuando la estación lluviosa se ha establecido (Sáenz, 1998; García et al, 2008). En huertas que cuentan con recursos hídricos, la aplicación del fertilizante se fracciona y se aplica con el riego (Zegbe et al, 2012).

Aun cuando la aplicación de fertilizantes minerales incrementa el rendimiento de la tuna en 3.8 veces, este insumo representa, en promedio, 27% del costo de producción, sin embargo, un análisis económico sobre esta práctica no ha sido documentado. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue hacer un análisis económico del rendimiento de la tuna, en términos de tasa de retorno marginal, con base en función de diferentes dosis de fertilizantes minerales a base de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). En ésta investigación se utilizaron fertilizantes minerales de liberación lenta como el sulfato de amonio, superfosfato de calcio triple y cloruro de potasio los cuales son usados más eficientemente por esta planta (Pimienta, 1990).

Sitio experimental y material vegetativo

El estudio se condujo de marzo a octubre de 2004 a 2006 en la huerta comercial 'Rancho La Tunera' ubicada en la comunidad de Santa Fe, Jerez, Zacatecas (22° 32' latitud norte; 103° 03' longitud oeste), la cual se encuentra a 1 976 m sobre el nivel del mar. El sitio experimental tiene una temperatura media anual de 25.7 °C y una precipitación anual promedio de 482 mm, de la cual 62% ocurre durante el verano. El suelo es del tipo franco arenoso [arena (66%), arcilla (14.3%) y limo (19%)] con menos de 1% de materia orgánica y pH de 6.1.

El lote experimental consistió en árboles de nopal variedad 'Cristalina' de tres años de edad espaciados a 4 m y 3 m entre hileras y árboles, respectivamente. Las plantas fueron conducidas a centro abierto. Excepto por la fertilización mineral, los árboles fueron manejados con prácticas comerciales de producción que incluyeron: poda de fructificación, riego por goteo, control de plagas, enfermedades y maleza. La carga de producción se ajustó con raleo de frutos cuates y la eliminación de una yema floral entre frutos antes del inicio de la floración.

Tratamientos

Los tratamientos de NPK se arreglaron en una matriz factorial incompleta. Las dosis de N fueron: 0, 30, 60y 90 kg ha^-1, Las de P fueron: 0, 30, 45 y 60 kg ha^-1 y las de K fueron 0, 30 y 60 kg ha^-1. Los tratamientos probados fueron 1= 00N-00P-00K (testigo absoluto); 2= 00N-30P-30K; 3=30N-30P-30K; 4= 60N-30P-30K; 5=90N-30P-30K; 6= 60N-45P-30K; 7= 60N-60P-30K; 8= 60N-30P-00K; 9= 90N-30P-60K; y 10= 90N-60P-60K. El experimento se condujo en un diseño en bloques completos al azar, en donde los tratamientos fueron aleatorizados restringidamente a grupos de cinco árboles, dejando al menos tres plantas en blanco entre tratamientos. Los tratamientos se replicaron tres veces. Dos árboles centrales y con plena competencia fueron usados para recabar la información.

Las fuentes de N, P y K fueron sulfato de amonio, superfosfato de calcio triple y cloruro de potasio, respectivamente. La mitad del N y todo el P y K se aplicaron con un riego al inicio de la brotación. El resto del N se aplicó después de la cosecha aprovechando la humedad residual del suelo o con la aplicación de un riego.

Rendimiento

Después de cada cosecha, se contó el número de frutos y después se registró el peso de la fruta por categorías utilizando el diámetro ecuatorial de la fruta como criterio de clasificación. Las categorías fueron: 1=(> 7 cm); 2= (7-6 cm); 3= (5.9-5 cm); y 4= (4.9-4.1 cm).

Análisis económico

Se consideró un valor mínimo de 100% para evaluar la tasa de retorno marginal. Por otro lado, el análisis de sensibilidad consideró el rendimiento, costo de producción del mejor tratamiento y el testigo sin fertilización. Para el incremento en costo de producción se consideraron dos escenarios. En el primero se contempló un incremento 40% en el costo de producción con respecto al observado en 2012 y un precio de venta de $ 2.1 por kg de tuna (precio medio nacional). En el segundo se consideró el mismo porcentaje de incremento en el costo de producción, pero manteniendo el precio de $ 3.86 por kg de tuna.

Análisis de la información

La información de rendimiento se analizó en un modelo lineal en bloques completos al azar con el procedimiento GLM del sistema de análisis estadístico SAS (SAS Institute, Cary, NC, USA). La comparación entre tratamientos por año, se hizo a través de contrastes ortogonales.

Resultados y discusión

Rendimiento

El análisis de la información no detectó diferencias entre tratamientos para el ciclo de evaluación de 2004, la falta de rechazo de las hipótesis nulas para los siete contrastes ortogonales plantados confirmó la igualdad promedio entre tratamientos (Cuadro 1; Figura 1A). En la evaluación de 2005, la hipótesis nula para el primer y segundo contraste indicó, en promedio, que el efecto de la adición de NPK incrementó el rendimiento de la fruta en comparación con las plantas testigo (sin fertilizante) o en aquellas fertilizadas solamente con P y K, respectivamente (Cuadro 1; Figura 1B); ambas hipótesis fueron consistentes para la evaluación 2006 (Cuadro 1; Figura 1C).

Aun cuando las tendencias del rendimiento promedio se mantuvieron en los contrastes del C₃ al C₆, las hipótesis nula para cada uno de ellos no se rechazó en la evaluación de 2006 (Cuadro 1 y Figura 1C). El contaste C₇ probó la hipótesis de igualdad del rendimiento promedio entre los tratamientos 5 (90N-30P-30K) y 10 (90N-60P-60K), la cual no se rechazó y fue consistente con el resultado en 2006 (Cuadro 1 y Figura 1C).

A diferencia de los trabajos publicados con nopal por Gathaara et al. (1989), Karim et al. (1998) y Galizzi et al. (2004), la variedad 'Cristalina' de nopal tunero respondió positivamente a la adición anual de fertilizante mineral al suelo. El estudio demostró que los fertilizantes minerales en esta planta también tiene un efecto acumulativo, y por lo tanto éste se refleja y se estabiliza en los siguientes años; lo cual es avalado por los coeficientes de determinación observados en este estudio (Cuadro 1). Este patrón de respuesta es característico en árboles frutales como manzano (Neilsen et al., 1999) o durazno cultivado en suelos con baja fertilidad (Zegbe-Domínguez y Rumayor- Rodríguez, 1996).

Análisis económico

Tasa de retorno marginal para rendimiento medio

El análisis económico indicó que el tratamiento 5 (90N-30P-30K) incrementó 37% los costos de producción en comparación con el testigo. Sin embargo, este tratamiento mejoró el beneficio neto (377%) y la relación beneficio/ costo (248%) en comparación con el tratamiento testigo (00N-00P-00K) (Cuadro 2). El estudio también reveló que el beneficio neto y la relación beneficio/costo fueron inferiores en el resto de los tratamientos; es decir, que dosis menores o mayores a 90N-30P-30K no son económicamente atractivas para la producción de tuna bajo riego. Esto último se confirmó con la tasa de retorno marginal, la cual indicó, que por cada peso invertido, se obtendrá una ganancia de $ 55.84 (Cuadro 2).

Análisis de sensibilidad para rendimiento medio

En el primer Escenario, el análisis de sensibilidad indicó que aún cuando los costos de producción se incrementaron en 40% y el precio de venta por kg de tuna se mantuvo en $ 2.1, tanto el testigo (00N-00P-00K) como en el mejor tratamiento (90N-30P-30K) conservaron una relación beneficio-costo positiva pero relativamente menor a la observada con los costos de producción de 2012. La tasa de retorno marginal del mejor tratamiento (90N-30P-30K) se mantuvo positivo pero tuvo un decremento de 10% comparado con el obtenido en 2012 (Cuadro 3).

En contraste, el escenario 2 consideró el mismo porcentaje de incremento en los costos de producción que en el escenario 1, pero con un precio de venta de $ 3.86 por kg de tuna. Éste marco económico influyó positivamente la relación beneficio-costo tanto en el testigo (00N-00P-00K) como del mejor tratamiento (90N-30P-30K); sin embargo, este último tratamiento incrementó 212% con respecto al testigo. Similarmente, este escenario económico incrementó 89.4% la tasa de retorno marginal del mejor tratamiento con respecto al observado en el escenario 1 (Cuadro 3).

Tasa de retorno marginal para rendimiento óptimo

Sin embargo, la recomendación para el uso de la dosis óptima económica no se basa únicamente en estos dos últimos indicadores económicos, ya que esto limitaría la obtención de mayores ganancias en términos de relación beneficio-costo (CIMMYT, 1988). Además, la tasa de retorno marginal mínima considerada en este estudio fue de 100 %, que comparada con aquella generada por la dosis óptima económica, esta última es 281.9 veces mayor que la mínima (Cuadro 4). Finalmente, la dosis 90N-60P-00K produjo valores negativos en el beneficio neto marginal y la tasa de retorno marginal. Eso es indicativo de que a dosis mayores, a la óptima económica (80 kg N ha^-1y 50 kg P ha^-1), ya no se generarán mayores dividendos agronómicos ni económicos (CIMMYT, 1988; Campillo et al, 2007).

Análisis de sensibilidad para rendimiento óptimo

En el primer escenario, el análisis de sensibilidad indicó que aún cuando los costos de producción se incrementaron en 40% y el precio de venta por kg de tuna se mantuvo en $ 2.1, tanto el testigo (00N-00P) como la dosis óptima económica de fertilizante (80N-50P) conservaron una relación beneficio-costo positiva pero relativamente menor a la observada con los costos de producción de 2012. Aún cuando la tasa de retorno marginal de la dosis 80N y 50P se mantuvo positiva, ésta tuvo un drástico decremento (69.3%) con respecto al obtenido en 2012 (Cuadro 5).

En contraste, el escenario 2 consideró el mismo porcentaje en el incremento de los costos de producción que en el Escenario 1, pero con un precio de venta de $ 3.86 por kg de tuna. Este marco económico influyó positivamente la relación beneficio-costo tanto en el testigo como en la dosis 80N y 50P. De hecho, se estimó un incremento de 233% en este parámetro con la dosis óptima de fertilizante en relación al testigo. Similarmente, este escenario económico influyó positivamente en la tasa de retorno marginal con la dosis óptima de fertilizante, la cual incrementó 465% con respecto a la estimada en el escenario 1 (Cuadro 5). Los indicadores económicos aquí estudiados sugieren que la producción de tuna, sin y con fertilizante mineral, resulta ser un agro negocio financieramente rentable (Retes et al., 2013).

Conclusiones

Los indicadores económicos tales como beneficio neto, relación beneficio-costo y tasa de retorno marginal, fueron los más altos con la dosis de fertilización mineral 90, 30 y 30 kg ha^-1 de N, P y K, respectivamente. El rendimiento (27 t ha^-1) se obtuvo con la dosis 80 y 50 kg ha^-1 de N y P, respectivamente. Este óptimo biológico coincidió con la mayor relación beneficio-costo. El análisis económico también generó información de otras alternativas de fertilización mineral que resultan en beneficios económicos en la producción de tuna 'Cristalina'.

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