Fertilización orgánica complementada con inorgánica en pistacho: efecto sobre la dinámica nutricional foliar y rendimiento*

Inorganic supplementation of organic fertilization in Pistachio: effect on foliar nutrient dynamics and yield

Rolando Hernández-Sigala¹, Esteban Sánchez Chávez²§, Sergio Guerrero Morales¹, Bertha Alicia Rivas Lucero¹ y Álvaro Anchondo Najera¹

¹ Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales. Universidad Autónoma de Chihuahua. Carretera Delicias- Rosales, km 2,5. 33000 Cd. Delicias Chihuahua. México. (rolizl8@hotmail.com; sguerrer@uach.mx; brivas@uach.mx; janchond@uach.mx).

² Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C. Unidad Delicias. Av. 4 sur 3820, Fracc. Vencedores del Desierto. C.P. 33089 Cd. Delicias Chihuahua. México. §Autor para correspondencia: esteban@ciad.mx.

* Recibido: mayo de 2013.
Aceptado: enero de 2014.

Resumen

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la respuesta de diferente dosis de fertilizante orgánico complementada con inorgánico sobre la dinámica nutricional foliar y el rendimiento en pistacho. El trabajo consistió en estudiar el efecto de 4 dosis de composta de ganado vacuno lechero como fuente de nitrógeno complementada con 11-52-00. Los tratamientos fueron: (T₀) testigo (sin aplicación); (T₁) 5 t ha^-1 de composta más 480.66 kg ha^-1 de 11-52-00; (T₂) 10 tha^-1 de compostamás 436 kg ha^-1 de 11-52-00; (T₃) 15 t ha^-1 de composta más 406 kg ha^-1 de 11-52-00; y (T₄) 20 t ha^-1 de composta más 377 kg ha^-1 de 11-52-00. La fecha de aplicación del fertilizante fue el 16 de marzo de 2012 (en una sola aplicación), la aplicación fue en banda a una profundidad de 10 cm, estas dosis de aplicación fueron de acuerdo a los resultados de análisis de suelo de la huerta, en árboles de la variedad, Nazaret - Chico para machos y Sfax para hembra de 15 años de edad y en producción. Los resultados indican que la mejor dosis de fertilización fue 10 t ha^-1 de composta complementada con 436 kg ha^-1 de 11-52-00, dando un rendimiento de 4 037.6 kg ha^-1, lo cual incrementó 63.16% más de producción en relación al testigo (sin aplicación). Éstos datos preliminares, se concluye que la fertilización orgánica complementada con inorgánica, pudiera ser una alternativa viable para mejorar el estado nutricional y la producción en pistacho.

Palabras Clave: Pistacia vera L., nutrientes, pistacho.

Abstract

This study aimed to evaluate the response of different doses of inorganic supplemented organic fertilizer in pistachio foliar nutrition dynamics and yield. The effect of 4 doses of dairy cattle compost as nitrogen source supplemented with 11 -52-00 was studied. The treatments were: (T₀) control (non- application), (T₁) 5 t ha^-1 compost plus 480.66 kg ha^-1 11-52-00; (T2) 10 t ha^-1 compost plus 436 kg ha^-1 11-52-00; (T₃) 15 t ha^-1 compost plus 406 kg ha^-1 11-52-00, and (T4) 20 t ha^-1 compost plus 377 kg ha^-1 11-52-00. The fertilizer application date was March 16^th, 2012 (single application), band application, 10 cm deep, these application doses were based on garden soil analysis, in trees of the Nazareth -Chico variety for males, and Sfax for females, 15 years old and in production. Results indicate that the best fertilization dose was 10 t ha^-1 compost supplemented with 436 kg ha^-1 11-52-00, with 4 037.6 kg ha^-1 yield, which increased production 63. 16% over control (non-application) . These preliminary data suggest that inorganic supplementation of organic fertilization, could be a viable alternative for improving the pistachio nutritional status and production.

Introducción

El pistachero es una de las especies frutales que actualmente inicia su explotación a nivel comercial en México; además, por ser una especie altamente rentable y de un alto índice de eficiencia en el uso del agua, se considera que tiene grandes posibilidades de éxito a corto plazo en las zonas áridas y semiáridas del país. Asimismo, el pistacho tiene excelentes cualidades organolépticas y nutritivas tales como el aporte de hierro, potasio y vitamina A, ausencia de colesterol y escaso contenido en grasas saturadas (Guerrero et al, 2008).

La agricultura orgánica en México en cultivos hortofrutícolas se ha venido incrementando año con año. Lo anterior principalmente a que este tipo de agricultura es un sistema de producción con restricciones; es decir, se busca evitar al máximo el uso de insumos que pueden de alguna manera contaminar el medio ambiente donde se esté llevando a cabo; que la producción se mantenga estable o se incremente con la obtención de productos lo más inocuo posible para un consumidor(a) que en la actualidad exige alimentos de alta calidad nutritiva y libre de patógenos o productos contaminantes (Demirkiran y Cengiz, 2010).

La producción orgánica depende del aprovechamiento sistemático del suelo y la planta. En la agricultura orgánica, las soluciones están basadas en el conocimiento racional, experimental y ecológico (Lammerts et al., 2004).

El manejo de la fertilización en huertas de pistacho ampliamente ha ignorado la demanda de minerales y la capacidad del árbol para la absorción de nutrientes (Weinbaum et al, 1994; Brown, 1995). Aunque la fertilización inorgánica ha jugado un papel importante en la producción de pistacho, hoy en día se requiere ir incorporando la fertilización orgánica complementada con inorgánica (Brown, 1995) con el propósito de mejorar las propiedades físico-químicas del suelo, y por otro lado, tener un efecto menos negativo al medio ambiente.

Varios fertilizantes orgánicos han sido utilizados en la agricultura para compensar la deficiencia de nutrientes en el suelo. Recientemente, la variedad de fertilizantes usados en la agricultura orgánica se ha incrementado y la adición de materiales orgánicos tales como composta, ácidos húmicos y fúlvicos y leonardita, éstos contienen diferentes microorganismos, enzimas y muchos extractos han sido inicialmente comercializados. Sin embargo, estudios sobre el manejo nutricional del pistacho con fertilizantes orgánicos e inorgánicos son muy limitados a nivel mundial (Aaliabadi, 2006). Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta de diferente dosis de fertilizante orgánico complementada con inorgánico sobre la dinámica nutricional foliar y el rendimiento en pistacho.

Materiales y métodos

El trabajo de investigación se llevó a cabo en el municipio de Meoqui, Chihuahua, en la huerta del Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario Núm. 147, durante el ciclo de producción 2012. Para lo cual se utilizaron árboles de pistachero de la variedad Sfax para hembras y en machos dos variedades Chico y Nazaret, con un patrón de injerto Integérrima y Atlántica, de una edad de 15 años y en producción, con una distancia de plantación de 6 x 5 m. El suelo de la huerta se caracterizó por tener 0.30% de materia orgánica, pH de 8.02, 70% de arena, 12.40% de limo, 17.60% de arcilla, conductividad eléctrica de 0.595 dS m^-1, porcentaje de saturación 30%, capacidad de intercambio catiónico 31.88 meq/100g de suelo, nitrógeno total 4.15 ppm, fósforo 2.40 ppm, potasio 890.8 ppm, calcio 5 221 ppm, magnesio 307.8 ppm, fierro 5.09 ppm, sodio 233.8 ppm, manganeso 5.46 ppm, zinc 0.60 ppm y cobre 2.48 ppm. Por otro lado, el análisis de la composta se caracterizó portener 1.56 % de nitrógeno total, fósforo 1.6 %, potasio 2.7%, hierro 10.27 ppm, cobre 3.49 ppm, manganeso 62.12 ppm, zinc 40.28 ppm, pH en pasta 9.12 y conductividad eléctrica de 10.77 mmhos/cm.

Para el desarrollo de trabajo de campo se consideró un diseño experimental en bloques completos al azar, con cuatro repeticiones y tres árboles por tratamiento. Las dosis evaluadas fueron: Los tratamientos fueron: (T₀) testigo (sin aplicación); (T₁) 5 t ha ha^-1 de composta más 480.66 kg ha^-1 de 11-52-00; (T₂) 10 t ha^-1 de composta más 436 kg ha^-1 de 11-52-00; (T₃) 15 t ha^-1 de compostamás 406 kg ha^-1 de 11-5200; y (T₄) 20 t ha^-1 de composta más 377 kg ha^-1 de 11-52-00.

La fertilización se realizó el 16 de marzo de 2012 (en una sola aplicación), esta se realizó en banda a una profundidad de 10 cm, estas dosis de aplicación fueron de acuerdo a los resultados de análisis de suelo de la huerta.

Muestreo y análisis nutricional foliar

El mue streo de hojas se realizó durante la etapa de crecimiento del epicarpio, iniciando en la fecha 15 de mayo etapa de lignificación del endocarpio, 31 de mayo etapa donde empieza el crecimiento del epicarpio, 14 de junio etapa donde empieza el crecimiento del fruto, 28 de junio etapa del crecimiento del mesocarpio, 16 de julio crecimiento del fruto, 9 de agosto apertura del endocarpio y el último muestreo se realizó el 27 de agosto en la etapa de plena cosecha.

Se seleccionaron 80 hojas del brote del año de la parte media del árbol por unidad experimental, una vez muestreadas las hojas se pusieron en bolsas de plástico para colocarlas en una hielera con geles, esto se realizó para que no perdiera las hojas sus propiedades. Posteriormente, se analizó cada muestra en el Laboratorio de Fisiología y Nutrición Vegetal del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. Unidad Delicias, Chihuahua.

Se realizaron las determinaciones nutricionales en hojas de crecimiento vegetativo de cada muestreo (7 muestreos) una vez muestreadas las hojas fueron llevadas al Laboratorio de Fisiología y Nutrición Vegetal del CIAD- Delicias.

Las muestras primeramente se lavaron con agua de la llave, se sumergieron en una solución de HCl 4N, después nuevamente se lavaron con agua de la llave y finalmente se enjuagaron en agua destilada.

Para el análisis químico de la composta, se realizó considerándola como tejido vegetal, por tal motivo que es estiércol procesado. Se puso a secar a temperatura ambiente y a la sombra, posteriormente se dispuso para la determinación de los nutrientes minerales: N, P, K, Fe, Cu, Mn y Zn, fueron mineralizados por una digestión triácida. Siguiente a esto se hicieron las lecturas en el espectrofotómetro de absorción atómica para todos los nutrientes correspondientes (Uvalle Bueno, 1995).

Variables evaluadas

La evaluación de la investigación se realizó en base a los parámetros del contenido nutricional foliar y rendimiento.

Contenido nutricional foliar

El N-total se cuantificó por el método Micro-Kjeldahl (APHA, 1992), el N-NO3 por el método de Brucina y espectrofotometría UV-visible (APHA, 1992), los iones Ca, Mg, K, Na, Cu, Fe, Mn, Zn y Ni mediante digestión triácida (ácido nítrico, sulfúrico y clorhídrico) y espectrofotómetro de absorción atómica (Perkin Elmer Aanalyst 100, New Jersey, USA), P-total mediante el método del vanadato-molibdeno de amonio y análisis mediante espectrofotometría UV-visible.

Producción

Análisis de estadístico

Los datos obtenidos fueron sometidos a un análisis de varianza. Para la diferencia entre las medias de los tratamientos se utilizó la prueba de LSD al 95% (SAS, 1987).

Resultados y discusión

Contenido nutricional foliar

El análisis nutricional foliar es el método más adecuado para diagnosticar el estado nutricional del cultivo y evaluar la disponibilidad de reservas de la planta (Legaz et al., 1995). En nuestra investigación, se encontraron diferencias significativas en el análisis nutricional foliar por efecto de aplicación de las diferentes dosis de composta complementada con el fertilizante inorgánico 11-52-00, tanto para macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg y Na), como para micronutrientes (Cu, Fe, Mn, y Zn) (Figura 1 y 2).

Dinámica nutricional de nitrógeno (N)

Además, se observó que los valores obtenidos de N con respecto a los valores de referencia por Mills y Jones (1991), indican que los niveles de N obtenidos se ubican en la categoría de bajo, ya que el rango de suficiencia fue de 2.3- 2.7%.

Dinámica nutricional de fósforo (P)

El P es un elemento esencial para las plantas superiores, se requiere en concentraciones mayores en los tejidos y es particularmente indispensable durante el crecimiento vegetativo (Jeschke etal., 1996). En nuestro estudio, se observó una disminución en la dinámica del P durante el primermuestreo (15 de mayo) hasta el 16 de julio en todos los tratamientos evaluados, debido probablemente al crecimiento del fruto; mientras que en la fecha de 9 de agosto sobresalió la dosis de 10 t ha^-1 de composta más 436 kg ha^-1 de 11-52-00 (Figura 1B).

Por otro lado, se observó que su rango de suficiencia está por debajo de lo reportado por Mills y Jones (1991), quien mencionan que para P es de 0.14- 0.17%, teniendo para la dosis de 5 t ha^-1 de composta más 480.66 kg ha^-1 de 11-5200, la concentración más alta de 0.096% y para la dosis de 10 t ha^-1 de composta más 436 kg ha^-1 de 11-52-00, la concentración más baja (0.057%). Sin embargo, la dinámica que presentó P en la fertilización orgánica complementada con inorgánica indica que el suelo se encontraba deficiente de este elemento, lo cual motivo, que se fertilizara con 1152-00, para incrementar el déficit del suelo con ayuda de la composta. El pistacho demanda altas concentraciones de P, en la etapa de crecimiento del fruto.

Dinámica nutricional de potasio (K)

El K es un macronutriente esencial requerido en grandes cantidades para el normal crecimiento y desarrollo de los cultivos. Algunas de las principales funciones de las plantas donde el K está comprometido son: la osmoregulación, la síntesis de los almidones, la activación de enzimas, la síntesis de proteínas, el movimiento estomático y el balance de cargas iónicas (Maathuis y Sanders, 1994; Marschner, 1995). Para un buen crecimiento del cultivo, el rango de suficiencia de K, se sitúa de 1-2% (Mills y Jones 1991). La concentración de K en nuestro trabajo para todas las dosis evaluadas se encontraron dentro del rango de suficiencia (Figura 1C), lo que se considera que este elemento no fue un factor limitante en el rendimiento obtenido en pistacho.

No obstante, la dinámica que presentó K fue estable paratodas las fechas de muestreo, sin embargo, después de la época de cosecha (27 de agosto), presentó una disminución, esto coincide con Rosecrance et al. (1998), quien menciona que la concentración de K disminuye después de la cosecha, se trasloca a otras partes del árbol por ejemplo, el tronco, donde almacena cantidades significativas de K para el siguiente año.

Dinámica nutricional calcio (Ca)

El Ca es un nutriente esencial para las plantas. Como catión divalente, es requeridos para las funciones estructurales de la pared celular y las membranas, como un contra-catión de aniones inorgánicos y orgánicos en la vacuola (Marschner, 1995). El análisis foliar para este elemento no presentó significancia para las dosis evaluadas, ya que todas las dosis se comportaron similares en la dinámica nutricional.

En la fecha del 16 de julio, que correspondió a la etapa del crecimiento del fruto, presentaron una diferencia para todas las dosis disminuyendo la concentración para todas las dosis evaluadas, sin embargo, en la etapa de lignificación del endocarpio (mayo 15 y mayo 31), las concentraciones se presentaron bajas, no obstante, Mills y Jones (1991) reportan que el rango óptimo para Ca oscilan en 1.3- 4%, reflejando un rango óptimo para Ca a partir de la etapa de formación del epicarpio, mesocarpio y crecimiento del fruto. Es importante resaltar que en todas las dosis, el contenido de Ca aumentó en la etapa de llenado de fruto (Figura 1D). Lo anterior es entendible dado que el Ca es un elemento inmóvil por lo que se concentra en las hojas a través del tiempo.

Dinámica nutricional de magnesio (Mg)

El papel más conocido del magnesio (Mg) en las plantas es su presencia en el centro de la molécula de clorofila y por esto es esencial para la fotosíntesis, también está involucrado en el metabolismo de proteínas (Mengel y Kirkby, 2001). El análisis nutricional de Mg en nuestro estudio, indica para la dosis de 10 t ha^-1 de composta más 436 kg ha^-1 reflejó una dinámica nutricional mayor a las demás dosis evaluadas, siendo para la dosis de 15 t ha^-1 de composta más 406 kg ha^-1 de 11-5200, fue la que reflejó la menor concentración en la etapa de crecimiento del fruto y en la apertura del endocarpio (28 de junio, 16 de julio, 9 de agosto y 27 de agosto); no obstante, la dinámica que presentó Mg (Figura 1E). Asimismo, el análisis de suelo, no presentó limitante alguno, por lo que se encontró un nivel ligeramente alto a medida de los niveles de referencia que es de 250 ppm, reflejando el resultado para Mg de 307.8 ppm. Sin embargo, los niveles de referencia foliar para Mg se encontró en el nivel óptimo (Mills y Jones, 1991). Estos autores reportan que para un crecimiento óptimo los niveles de referencia se encuentran entre 0.5-1.25%.

Dinámica nutricional de sodio (Na)

Dinámica nutricional de cobre (Cu)

El cobre es un micronutriente que se encuentra presente en diversas enzimas o proteínas implicadas en los procesos de oxidación y reducción (Raven et al, 1999). En nuestro experimento, la dosis de 20 t ha^-1 de composta más 377 kg ha^-1 de 11-52-00 en la fecha del 15 de mayo, presentó un incremento por encima de las demás dosis aplicadas, no obstante, a partir del 28 de julio las dosis presentaron una concentración estable. Los niveles de Cu obtenidos se encontraron bajos, ya que el rango de suficiencia fue de 7.3-31.1 ppm reportado por Caruso et al. (2005). Cabe resaltar, que el Cu predomina en el endocarpio (15 de mayo). Cuenca (2006) presentó variaciones paratodas las dosis reflej ando una mayor demanda de concentración para la dosis 20 t ha^-1 de composta más 3 77 kg ha^-1 de 11-52-00, teniendo 7.58 ppm, seguida de la dosis de 10 t ha^-1 de composta más 436 kg ha^-1 de 11-52-00 con 6.38 ppm (Figura 2G), la dosis sin aplicación, se encuentra en la categoría de bajo con respecto a las demás dosis evaluadas.

Dinámica nutricional de hierro (Fe)

El Fe es un micronutriente para la mayoría de los organismos vivos, y es incorporado desde el suelo a la biosfera a través de las plantas (Theil y Briat, 2004). En el suelo, la cantidad de hierro puede llegar a ser hasta 10 000 veces mayor al de la vegetación que crece en el (Graham y Stangoulis, 2003). En nuestro estudio, la concentración para Fe mostró diferencias significativas en el efecto de la fertilización orgánica complementada con inorgánica. Por lo tanto, el Fe reflejó una alta concentración para la dosis sin aplicación en la fecha del 14 de junio que correspondió a la etapa del crecimiento del epicarpio, seguida de la dosis de 20 t ha^-1 de composta más 3 77 kg ha^-1 de 11-52-00, reflejando una disminución para todas las dosis en la etapa de crecimiento de fruto (28 de junio).

Por otro lado, la concentración de Fe en el análisis de suelo presentó un nivel de 5.09 ppm, siendo el nivel de referencia de 5 ppm, muestra que el suelo no fue factor para el crecimiento y desarrollo del fruto, ya que la concentración de Fe se encontró en el rango óptimo. Caruso et al. (2005) describen que el rango de suficiencia para Fe, se encuentra entre 33-130 ppm, de acuerdo con lo anterior, los valores obtenidos de Fe con la fertilización de composta más 11-52-00, se encontraron dentro del rango de suficiencia (Figura 2H).

Dinámica nutricional de manganeso (Mn)

Dinámica nutricional de zinc (Zn)

El Zn es importante en la regulación del crecimiento vegetal y participa como activador de numerosas enzimas como anhidrasa carbónica e interviene en la síntesis de proteínas. La deficiencia de Zn se presenta en brotes nuevos de las plantas por ser un elemento inmóvil (Favela et al, 2000). La dinámica nutricional para Zn, reflejó un nivel más bajo de 12.73 ppm en la dosis de 15 t ha^-1 de composta más 406 kg ha^-1 de 11 -52-00, en la etapa de apertura del endocarpio, que correspondió a la fecha de muestreo del 27 de agosto y el nivel más alto fue 29.25 ppm en la dosis de 5 t ha^-1 de composta más 480.66 kg ha^-1 1152-00 en la etapa de lignificación del endocarpio (15 de mayo).

Beede (1991) menciona que a nivel foliar este nutriente disminuye drásticamente en agosto (7 ppm), sin embargo, los niveles de Zn estuvieron dentro del rango de suficiencia reportado por Mills y Jones (1991), quienes mencionan que la concentración de nutrientes en las hojas correspondiente a un crecimiento normal en árboles de pistacho se encontraron en 7-20 ppm (Figura 2J), no obstante, la dosis de 5 t ha^-1 de composta más 480.66 kg ha^-1 de 11-52-00, para el primer muestreo (15 de mayo) presentó un incremento de 29.25 ppm. El Zn está asociado con el polen, el desarrollo de la semilla y crecimiento de los frutos (Beede, 1991).

Dinámica nutricional de níquel (Ni)

El Ni es un micronutriente que está fuertemente relacionado con el metabolismo del N en las plantas (Bai et al, 2007). Los resultados obtenidos en nuestro estudio, reflej an que el Ni se comportó igual para todas las dosis evaluadas. Sin embaigo, la concentración que presento Ni no fue factor limitante en el rendimiento del pistacho. La dinámica de Ni muestra un aumento en la etapa del desarrollo del endocarpio (31 de mayo), donde presentó la mayor demanda de este nutriente, para todas las dosis evaluadas (Figura 2K).

Producción

Conclusiones

Los nutrientes potasio, magnesio, calcio, y hierro presentaron valores dentro del rango de suficiencia, por lo tanto, nitrógeno, fósforo, sodio reflejaron valores por debajo del rango de suficiencia. Sin embargo, el crecimiento, desarrollo del cultivo y producción de pistacho, no fueron limitados por estos elementos. La mejor dosis de fertilización fue 10 t ha^-1 de composta complementada con436kg ha^-1 de 11-52-00, dando un rendimiento de 4037.6kgha^-1, lo cual incrementó 63. 16%más de producción en relación al testigo. Con estos datos preliminares, podemos concluir que la fertilización orgánica complementada con inorgánica, pudiera ser una alternativa viable para mejorar el estado nutricional y la producción en pistacho.

Agradecimientos

Al Centro de Bachillerato Tecnológico yAgropecuario N° 147 por permitirnos experimentar en su huerta de pistacho y por la buena colaboración que realizó. Al Ing. Rafael Flores por su disposición y atención que presentó para el muestreo foliar. Al Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. Unidad Delicias, Chihuahua. Por abrir las puertas para realizar este proyecto. A la Doctora Celia Chávez por su valiosa participación en los resultados estadísticos. Al M. C Ezequiel Muñoz Márquez por su apoyo en el procesado de las muestras. Al I. Q. ALAlexandro GuevaraAguilar por su participación en el muestreo de hojas y colaboración en el proyecto.

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