Nutrient status and fruit yield of mango trees (Mangifera indica L.), cv. Tommy Atkins, in luvisols soils in Campeche state, Mexico

Juan Medina-Méndez¹*; Victor Volke-Haller²; José Isabel Cortés-Flores²; Arturo Galvis-Spínola²; Jesús González-Ríos²; Ma. de Jesús Santiago-Cruz²

¹ Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Edzná, Carretera Campeche-Pocyaxum km 15.5, Campeche, Campeche. MÉXICO. C.P. 24520. Correo-e: jmedina@colpos.mx (*Autor para correspondencia).

² Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Carretera México-Texcoco km 36.5. Montecillo, Texcoco, Estado de México. MÉXICO. C.P. 56230.

Resumen

Se estudió el estado nutrimental en árboles de mango (Mangifera indica L.), en suelos Luvisoles del estado de Campeche, México, con fines de determinar posibles deficiencias y, en su caso, decidir acerca de la necesidad de realizar aplicaciones de fertilizantes. En huertos comerciales de mango se tomaron muestras de suelo, para determinar sus propiedades físicas y químicas, y de hoja, para especificar las concentraciones nutrimentales, a la vez que se obtuvo información sobre el manejo del huerto y del rendimiento de frutos. Se estimaron modelos de regresión del rendimiento como función de las concentraciones nutrimentales y propiedades físicas y químicas del suelo así como factores tecnológicos. Se establecieron los rangos de suficiencia nutrimental como expresión del estado nutrimental de los árboles. El rango de suficiencia adecuado fue, para N, de 0.90 a 1.35 %; P, de 0.07 a 0.11 %; K, de 0.5 a 0.8 %; Ca, de 3.5 a 3.75 %; Mg, de 0.16 a 0.25 %; Fe, de 75 > 140 mg·kg^-1; Mn, de 175 a 320 mg·kg^-1; Cu, de 6 a 9 mg·kg^-1; Zn, de 10 a 22 mg·kg^-1; y, B de 85 a 210 mg·kg^-1. Con base en la distribución de los huertos en los rangos de suficiencia, se observó que hay huertos que requerirían aplicaciones de fertilizantes: P (48 %), K (52 %), Ca (62 %), Mg (56 %), Fe (73 %), Cu (65 %), y B (44 %). En cambio, las deficiencias son menores para Mn (17 %) y Zn (21 %), y no se observaron para N.

Palabras clave: Concentraciones nutrimentales, rangos de suficiencia, propiedades del suelo, factores tecnológicos.

Abstract

The nutrient status of mango trees (Mangifera indica L.) growing in Luvisol soils in Campeche, Mexico, was studied in order to identify possible deficiencies and, if necessary, decide on the need for fertilizer applications. Soil and leaf samples were collected in 48 commercial mango orchards to quantify physical and chemical properties and nutrient concentrations, respectively. Information on orchard management and fruit yield was also obtained. Regression models for predicting crop yield, based on leaf nutrient concentrations and physical and chemical soil properties, as well as technological factors, were estimated. Nutrient sufficiency ranges as an expression of the nutrient status of the trees were established. The adequate sufficiency ranges for the various nutrients were: for N, 0.90 to 1.35 %; P, 0.07 - 0.11 %; K, 0.5 - 0.8 %; Ca, 3.5 - 3.75 %; Mg, 0.16 - 0.25 %; Fe, 75 - 140 mg·kg^-1; Mn, 175 - 320 mg·kg^-1; Cu, 6 - 9 mg·kg^-1; Zn, 10 - 22 mg·kg^-1; and, B 85 - 210 mg·kg^-1. Based on the distribution of the orchards in the sufficiency ranges, it was observed that there are orchards that would require fertilizer applications: P (48 %), K (52 %), Ca (62 %), Mg (56 %), Fe (73 %), Cu (65 %) and B (44 %). By contrast, the deficiencies are lower for Mn (17 %) and Zn (21 %) and were not observed for N.

Keywords: Nutrient concentrations, sufficiency ranges, soil properties, technological factors.

INTRODUCCIÓN

El estado nutrimental de los árboles frutales es importante tanto en la obtención de buenos rendimientos de fruto como en la calidad de éstos. El estado nutrimental está determinado por el aporte de nutrientes que genera el suelo y, cuando éste no es suficiente para satisfacer las necesidades del árbol, se opta por la aplicación de fertilizantes.

Para saber la cantidad de nutrientes que se deben aplicar como fertilizantes, existen diversos procedimientos. Uno de ellos recurre al análisis de suelo, que determina el aporte de un nutriente que genera el suelo para la planta. Otro utiliza la concentración del nutriente en la planta en algún órgano específico, como indicador de la cantidad absorbida del suelo. En ambos casos, los valores determinados deberán ser relacionados con el rendimiento, con el fin de determinar el momento y la dosis de fertilización, para alcanzar rendimientos y calidad del fruto adecuados (Etchevers y Padilla, 2007; Sánchez et al., 2007).

En los árboles frutales, el análisis de suelo puede no ser un buen indicador del aporte que éste hace de un nutriente, debido a que su absorción depende no sólo de su contenido asimilable en el suelo, sino también de factores de suelo, clima y manejo del árbol, que pueden afectar la absorción (Bates, 1971; Mills et al., 1996; Medeiros et al., 2004; Hundal et al., 2005).

Para el análisis de la planta, es la hoja el órgano que ha recibido mayor atención y su calibración ha sido realizada para el estado de floración del árbol (25 a 50 % de floración). Sin embargo, para posibles deficiencias nutrimentales de la planta previas a dicho estado, los contenidos nutrimentales del suelo y los síntomas visuales de deficiencias podrán ser considerados (Sánchez et al., 2007).

La concentración nutrimental óptima en los árboles frutales depende de la especie, presenta variaciones según la variedad y el portainjerto, y puede ser modificada por las propiedades físicas y químicas del suelo, por la temperatura, humedad del clima y por el manejo del cultivo como el riego, el control de plagas, malezas y enfermedades (Young y Koo, 1969; Mills et al., 1996; Hundal et al., 2005; Singh y Singh, 2007).

Existen diversos métodos de interpretación del análisis foliar que lo asocian con el rendimiento óptimo a obtener. Uno de ellos es el Rango de Suficiencia, que divide la relación entre el rendimiento y la concentración nutrimental en hojas, en rangos como deficiente, bajo o marginal, adecuado o suficiente, alto, y excesivo o tóxico. El rango adecuado o suficiente indica los valores a los cuales se pueden obtener los rendimientos y calidad del fruto adecuados (Sánchez et al., 2007).

En la región productora de mango del estado de Campeche, no se suele fertilizar el cultivo. Esto, considerando otros factores que afectan la productividad, permite determinar la relación entre las concentraciones nutrimentales y el rendimiento actual con las concentraciones nutrimentales adecuadas para obtener los máximos rendimientos.

El objetivo de la presente investigación fue estudiar la relación entre el estado nutrimental y la producción de fruto en mango (Mangifera indica L.), cv Tommy Atkins, en suelos Luvisoles del estado de Campeche, México, con la finalidad de determinar rangos de suficiencia así como posibles deficiencias nutrimentales, y, dado el caso, decidir sobre la necesidad de realizar aplicaciones de fertilizantes.

MATERIALES Y MÉTODOS

El sistema de riego en mango se realiza en el estado de Campeche en 2,824 ha (Anónimo, 2002b), principalmente en suelos Luvisoles (Ruiz, 1995; Ku y Rivera, 2005).

Los suelos Luvisoles se caracterizan por tener un relieve plano y pendientes menores de 1.5 %, profundidades mayores de 1.0 m, texturas arcillosas, usualmente con más de 60 % de arcilla, y buen drenaje interno (Medina-Méndez et al., 2006).

El clima en la zona es AW₁, que corresponde a un cálido subhúmedo con lluvias en verano, con precipitación anual de 900 a 1,200 mm, de la cual el 85 % se distribuye entre los meses de mayo y octubre, y temperaturas medias anuales entre 25.5 y 26.4 °C (Medina-Méndez et al., 2006).

La variedad de mango predominante es Tommy Atkins, cuyo periodo de floración es de diciembre a febrero y el de cosecha de abril a junio. Los rendimientos medios son de 12.0 t·ha^-1, con valores máximos de 20 t·ha^-1 (Anónimo, 2004; Tucuch et al., 2005), y no suele observarse alternancia anual en la producción de fruto.

Se consideraron 48 huertos comerciales en suelos Luvisoles. Los árboles se clasificaron en intervalos de acuerdo a su edad: 1 a 5, 6 a 10, 11 a 15, 16 a 20, 21 a 25 y 26 a 30 años. En cada intervalo se seleccionaron al azar una o más localidades, incluyendo ocho huertos dentro de ellas.

Los huertos quedaron ubicados entre los 19° 43' 54" y 19° 55' 25" latitud norte, y entre los 90° 06' 46" y 90° 26' 04" longitud oeste. En el Cuadro 1 se presenta la información de la localidad, pozo de riego y número de huertos por intervalo de edad.

La superficie de los huertos varió entre 0.50 y 3.75 ha, y la distancia entre árboles fue de 12 m, lo que da una densidad de población de 64 árboles·ha^-1.

Los huertos tuvieron un manejo previo del suelo con maíz de temporal y hortalizas de riego. Este manejo disminuyó el contenido de materia orgánica del suelo, de tal manera que los huertos con menor edad y mayor tiempo bajo dicho manejo presentaban menores contenidos de materia orgánica (Medina-Méndez et al., 2006).

En las muestras de suelo se determinaron propiedades físicas y químicas. Las físicas incluyeron arena, limo y arcilla (método de Boyoucos, con hexametafosfato de sodio y carbonato de sodio como dispersantes), capacidad de campo (método de la olla de presión, a -0.033 MPa), punto de marchitez permanente (método de la membrana de presión, a -1.5 MPa). Las químicas incluyeron el pH (en relación suelo:agua de 1:2), conductividad eléctrica (en relación suelo:agua de 1:5); materia orgánica (método de digestión húmeda con dicromato de potasio y ácido sulfúrico, y titulación con sulfato ferroso), cationes intercambiables (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ Na⁺) (extracción con acetato de amonio 1 N a pH 7.0, y determinación: el Ca y Mg por espectrometría de absorción atómica, y el K y Na por espectrofotometría de emisión); P Olsen (extracción con bicarbonato de sodio 0.5 M a pH 8.5, y determinación colorimétrica con molibdato de amonio) y microelementos (Fe, Mn, Cu, Zn) (extracción con DTPA 0.005 M a pH 7.3, y determinación por espectrometría de absorción atómica) (Anónimo, 2002a).

El muestreo de hojas se realizó en cinco árboles mismos en donde se realizó el muestreo de suelo, para lo cual, en cada árbol se seleccionaron cuatro inflorescencias de la parte media, hacia los cuatro puntos cardinales, cuando los frutos tenían de 0.5 a 1.0 cm de diámetro, y en ellas se muestrearon las hojas tercera, cuarta y quinta a partir de la base de la inflorescencia (Salgado et al., 1999). En las muestras de hojas se determinó N (método semi-micro-Kjeldal, digestión con ácido sulfúrico, destilación mediante arrastre de vapor y titulación con ácido sulfúrico 0.005 N) y P, Ca, Mg, K, Na, Fe, Mn, Cu, Zn y B (digestión húmeda con mezcla triácida (H₂SO₄, HNO₃, HClO₄), y determinación por espectrofotometría de absorción atómica) (Alcántar y Sandoval, 1999).

La información tecnológica comprendió el riego (número de horas de riego durante el ciclo de producción), fertilización (fuente, oportunidad, cantidad), malezas (presencia y control), plagas y enfermedades (presencia y control), la que junto con el rendimiento, se obtuvo directamente de los productores.

La relación entre el rendimiento y las concentraciones nutrimentales en hoja y, dado el caso, de las propiedades físicas y químicas del suelo, así como los factores tecnológicos que pudiesen afectar esta relación, se determinó mediante análisis de regresión, siguiendo el procedimiento propuesto por Volke (2008) para información de tipo no experimental, que consiste en especificar un modelo con una o pocas variables a partir de la relación gráfica entre el rendimiento y los factores en estudio, e ir incorporando variables al modelo con base en la relación gráfica entre los residuos y los factores aún no incluidos en el modelo que mostrasen alguna tendencia de respuesta, hasta obtener un modelo con menor cuadrado medio del error.

Se consideró la interacción entre las variables concentración nutrimental y la edad de los árboles (valor medio de los intervalos de edad), puesto que ambas tienen que ver con el rendimiento de fruto.

Con los modelos de regresión obtenidos se calcularon los rendimientos para las concentraciones nutrimentales en hoja, en el intervalo de valores observados de ellas, y a valores medios de los demás factores que quedasen incluidos en los modelos. Con base en el rendimiento máximo, se establecieron los rangos de suficiencia de las concentraciones nutrimentales, correspondientes a la escala que se muestra en el Cuadro 2. Para los rangos de suficiencia bajo y deficiente se considera que se requiere realizar aplicaciones de fertilizantes, aunque las cantidades a aplicar estarán sujetas a información procedente de otras regiones productoras.

Propiedades del suelo

La profundidad del suelo fue mayor a 1.0 m y la pendiente menor a 1.5 %, y en cuanto a las demás propiedades físicas consideradas, en el Cuadro 3 se presentan sus valores medios por intervalo de edad de los árboles.

Estos valores de las propiedades físicas del suelo, así como de la profundidad y pendiente, indican homogeneidad del suelo en las distintas localidades, de tal modo que, podían analizarse de manera conjunta para todos los intervalos de edad de los árboles.

Por otra parte, los valores relativamente bajos de humedad aprovechable (capacidad de campo - punto de marchitez permanente) para suelos con altos contenidos de arcilla, tendrían su explicación en torno a que se trata de suelos con predominio de óxidos de Fe en su fracción arcillosa, que tienden a tener valores bajos de capacidad de campo y humedad aprovechable (Duch, 1995).

Los valores medios por intervalo de edad de los árboles indican: incrementos del pH de 6.2 en el intervalo de 6-10 años a 7.1 en el intervalo de 26-30 años, con un valor de 6.5 en el intervalo de 1-5 años; valores bajos de conductividad eléctrica, entre 0.05 y 0.12 dS·m^-1; e incrementos de la materia orgánica de 3.3 % en el intervalo de 1-5 años a 5.8 % en el intervalo de 16-20 años, con valores prácticamente constantes posteriormente (Cuadro 4).

Los contenidos nutrimentales del suelo se clasificaron de acuerdo a la recomendación de Castellanos et al. (2000), en el Cuadro 5 se presenta su distribución en los huertos, en donde se resalta que todos los suelos son pobres en P, a la vez que los demás nutrientes presentan contenidos variables. Esto es de K, principalmente medios (77.6 %) y moderadamente bajos (16.3 %); Ca, moderadamente altos (73.5 %) y altos (22.4 %); Mg, medios (91.8 %); Fe, moderadamente altos (67.4 %) y altos (30.6 %); Mn, muy altos (100 %); Cu, altos (34.6 %) y muy altos (57.2 %); y, Zn, moderadamente bajos (28.6 %), medios (44.9 %) y moderadamente altos (14.3 %).

Concentraciones nutrimentales en hoja

Las concentraciones nutrimentales en hoja se clasificaron de manera general según la clasificación dada por Mills et al. (1996), lo que se presenta en el Cuadro 6 conjuntamente con la distribución (en porcentaje) de los huertos en las clases. Los huertos de mango mostraron concentraciones nutrimentales variables en hoja. Fueron principalmente adecuadas para N (93.8 %) y Ca (94.9 %), adecuadas y bajas para P (36.7 y 63.3 %), K (49.0 y 51.0 %) y Fe (58.3 y 41.7 %), adecuadas y predominio de bajas para Mg (20.4 y 79.6 %) y Cu (16.4 y 83.6 %), bajas para Zn (91.6 %), adecuadas y altas para Mn (50.0 y 50.0 %) y B (79.6 y 20.4 %).

Si bien ambas informaciones proceden de diferentes muestras, se observan concentraciones adecuadas para N, adecuadas y altas para Mn, una tendencia a concentraciones bajas para P, Mg, Cu y Zn, y adecuadas para Fe.

Factores tecnológicos

Los valores de los factores tecnológicos considerados se presentan en el Cuadro 7. El riego fue realizado por 44 productores, con tiempo de riego variable según la disponibilidad de agua; cuatro no regaron. Los productores no fertilizaron el cultivo, y tres aplicaron alguna cantidad de cal. El control de maleza se realizó mediante prácticas mecánicas (rastreo) o con herbicidas, ya sea solos o en combinación, en un número variable de veces dependiendo de su incidencia durante el ciclo de producción; cuatro productores no realizaron control de maleza. El control de enfermedades lo realizaron nueve productores, con una o dos aplicaciones; en tanto que el control de plagas fue realizado por 41 productores, en un número variable de aplicaciones y productos.

Rendimiento de fruto

El rendimiento de fruto se presenta en sus valores mínimo, máximo y medio por intervalo de edad de los árboles en el Cuadro 8.

Los rendimientos medios presentan un incremento con la edad de los árboles. Los valores bajos (mínimos) observados en algunos huertos de intervalos de edad de los árboles (1620 y 21-25 años) se deben a limitantes de manejo, especialmente relacionados con el control de maleza y horas de riego.

Los modelos de regresión obtenidos incluyeron las concentraciones nutrimentales y sus interacciones con edad de los árboles, humedad del suelo a capacidad de campo, número de horas de riego y control de maleza con herbicidas. En cambio, no incluyeron los contenidos nutrimentales del suelo. En el Cuadro 9 se presentan sólo los términos (en los modelos de regresión) de la o las variables de las concentraciones nutrimentales en interacción con la edad de los árboles, indicando la significancia del coeficiente y el valor del coeficiente de determinación múltiple (R²), con fines de simplificar la presentación de los modelos en su parte de interés para los objetivos del trabajo.

El hecho de que en los modelos no quedasen incluidos los contenidos nutrimentales del suelo, querría decir que éstos no presentaron efecto significativo sobre el rendimiento, al menos estando presente en el modelo la concentración nutrimental de las hojas. Con fines de corroborar esto, se calculó un modelo con los contenidos nutrimentales del suelo en ausencia de las concentraciones nutrimentales en hoja, resultando que, excepto para K, no presentaron efecto significativo sobre el rendimiento.

Para el K, el modelo con los contenidos nutrimentales del suelo dio un ajuste similar que el modelo con las concentraciones nutrimentales en hoja, lo que implica que para este nutriente el análisis de suelo sí puede ser un buen indicador de su aprovechamiento por la planta.

Con los modelos de regresión obtenidos se calcularon los rendimientos de fruto para las concentraciones nutrimentales en hoja, en el intervalo de valores observados de éstas, edad de los árboles de 21 a 25 años (22.5 años en promedio), humedad del suelo a capacidad de campo de 32 % (en peso), 25 h de riego durante el ciclo de producción y con control de malezas con herbicidas (valor igual a 1 para la variable), información que se presenta en el Cuadro 10.

Excepto para Ca, todos los nutrientes alcanzaron el rendimiento máximo, o un valor cercano a este, dentro del intervalo de valores observados en las concentraciones nutrimentales de hoja, con rendimientos que variaron entre 20.3 y 21.4 t·ha^-1, y alcanzó 22.3 t·ha^-1 para Mg. Para Ca, el rendimiento continuó aumentando después del valor máximo de la concentración nutrimental en hoja observado (3.75 %).

Con base en los valores de las concentraciones nutrimentales en hoja en función del rendimiento, se establecieron los rangos de suficiencia para las concentraciones nutrimentales, información que se presenta en el Cuadro 11.

^Z CN = Concentración nutrimental.
^W Y = Rendimiento de fruto.

Cabe resaltar que las concentraciones altas y excesivas de N causaron disminuciones del rendimiento, lo que concuerda con lo señalado por diversos investigadores para concentraciones mayores a 1.35 % de N (Vega y Molina, 1999; Medeiros et al., 2004). La concentración de Ca presentó un rango adecuado, en su límite inferior, de 3.4 %, mayor que el que indica la literatura, de alrededor de 2.0 % (Robinson, 1986; Mills et al., 1996), a la vez que en su límite superior es mayor que 3.75 %, el valor máximo observado. La concentración de Mn presentó un límite inferior del rango adecuado superior al que usualmente indica la literatura (Robinson, 1986; Mills et al., 1996), lo que coincide con contenidos muy altos de Mn en el suelo (Cuadro 5). La concentración de B presentó un rango adecuado mayor que el que generalmente indica la literatura, a la vez que 20.4 % de los huertos presentaron valores mayores que 150 mg·kg^-1, el límite superior del rango adecuado, aunque no se observaron disminuciones importantes del rendimiento hasta valores de 210 mg·kg^-1 (Robinson, 1986; Mills et al., 1996).

En el Cuadro 12 se presenta el número de huertos por rango de suficiencia para cada nutriente. Para N todos los huertos presentaron concentraciones adecuadas o altas, y uno excesiva. Para P, K, Ca, Mg, Fe, Cu y B se observa una proporción importante de huertos con concentraciones bajas y deficientes. En cambio, para Mn y Zn predominan los huertos con concentraciones adecuadas.

Lo anterior implica que hay huertos en que se requeriría realizar aplicaciones de fertilizantes, especialmente de P, K, Ca, Mg, Fe, Cu y B, y en menor medida de Mn y Zn. Para deficiencias severas (rango deficiente) estas aplicaciones deberán hacerse al inicio del ciclo productivo, y para deficiencias moderadas (rango bajo) se podrán hacer durante la etapa temprana de floración de los árboles. Sin embargo, puesto que no se contaría con el análisis foliar al inicio del ciclo productivo o aún a la brevedad en el caso del estado de la floración temprana, habrá que considerar la información del ciclo anterior (Castellanos et al., 2000; Volke et al., 2012). En la fertilización también habrá que considerar la cantidad del nutriente a aplicar, ya que los macroelementos como N, P y K habrán de aplicarse al suelo, y los microelementos como el Fe, Mn, Cu, Zn y B se podrán aplicar foliarmente.

CONCLUSIONES

Los huertos presentaron concentraciones nutrimentales en hoja adecuadas y algunas altas para N, adecuadas y algunas bajas y deficientes para Mn, y Zn, y un porcentaje importante de concentraciones deficientes o bajas para P (49 %), K (53 %), Ca (61 %), Mg (57 %), Fe (73 %), Cu (65 %) y B (45 %).

Se debe implementar un programa de fertilización en aquellos huertos que muestren concentraciones nutrimentales foliares bajas o deficientes.

LITERATURA CITADA

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