Uso de abonos orgánicos en la producción de tomate en invernadero

Use of Organic Fertilizer in Tomato Production in Greenhouse

Norma Rodríguez Dimas¹, Pedro Cano Ríos¹*, Uriel Figueroa Viramontes², Esteban Favela Chávez¹, Alejandro Moreno Reséndez¹, Cándido Márquez Hernández³, Esmeralda Ochoa Martínez² y Pablo Preciado Rangel⁴

¹ Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro-UL. Periférico y Carretera a Santa Fe s/n. 27059 Torreón, Coah., México. ^*Autor responsable (canorp49@hotmail.com).

² Campo Experimental La Laguna, Centro de Investigación Regional Norte Centro, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Km 17.5 Carretera Torreón-Matamoros. 27440 Matamoros, Coah., México.

⁴ Instituto Tecnológico de Torreón. Km 7.5 Carretera Torreón-San Pedro, Apartado Postal 42. 27070 Torreón, Coah. México.

Recibido: abril de 2009.
Aceptado: noviembre de 2009.

RESUMEN

El propósito del estudio fue evaluar el té de compost como fertilizante orgánico para la producción de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en invernadero. Durante el otoño-invierno 2005-2006 se evaluaron los cultivares de tomate Granitio y Romina en tres tratamientos de fertilización: F1 = arena + solución nutritiva inorgánica; F2 = arena + té de compost y F3 = mezcla de arena + compost (relación 1:1; v/v) + té de compost diluido (relación 1:3; v/v, té de compost: agua de la llave). Los seis tratamientos se distribuyeron en un diseño completamente al azar. El rendimiento y la calidad de tomate no fueron afectados por los tratamientos de fertilización (P ≤0.01). El rendimiento promedio del cultivar Granitio de 229 Mg ha^-1 fue superior (P ≤ 0.01) al promedio de 189 Mg ha¹ del genotipo Romina. El presente estudio sugiere que, al no haber diferencias en rendimiento entre las fuentes orgánicas e inorgánicas de nutrientes, el té de compost puede ser considerado como un fertilizante alternativo para la producción orgánica de tomate en condiciones de invernadero.

Palabras clave: Lycopersicon esculentum, fertilizante orgánico, extractos orgánicos.

The purpose of this study was to evaluate the use of compost and compost tea as organic fertilizer for tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) production in greenhouse. During 2005-2006 autumn-winter seasons, Granitio and Romina tomato cultivars were evaluated with three fertilizer treatments: F1 = sand + inorganic nutrient solution; F2 = sand + compost tea; and F3 = sand + compost (1:1 v/v) + diluted compost tea (3: 1 v/v). The six treatment combinations were distributed in a completely randomized design. Tomato yield and quality were not affected by fertilizer treatments (P ≤ 0.01). The 229 Mg ha^-1 average yield of the Granitio cultivar was higher (P ≤ 0.01) than the 189 Mg ha¹ average obtained with Romina. This study suggests that since there were no differences in yield between the organic and inorganic nutrient source, compost tea may be considered an alternative fertilizer for organic tomato production in greenhouse.

Keywords: Lycopersicon esculentum, organic fertilizer, organic extracts.

INTRODUCCIÓN

El cultivo de tomate en condiciones de sustrato bajo invernadero es capaz de producir frutos de excelente calidad además de cumplir con los estándares de inocuidad alimentaria. Por otra parte, en años recientes, la demanda de productos desarrollados orgánicamente se ha incrementado, debido a que los abonos orgánicos permiten como medios de crecimiento mejorar las características cualitativas de los vegetales consumidos por el hombre (Tourat, 2000). Por lo antes citado, es de gran importancia incrementar el conocimiento acerca de los componentes que conforman los sistemas de producción orgánicos bajo condiciones protegidas, como son: cambios en el sistema de producción, uso y dosificación de diferentes abonos orgánicos, normatividad y cultivos (Salazar et al., 2003).

Entre los sistemas de producción orgánica bajo condiciones controladas, la producción de hortalizas con aplicación de enmiendas orgánicas, es una práctica que se ha extendido a escala mundial, por la mínima contaminación del ambiente que conlleva y los resultados satisfactorios que se han encontrado; lo anterior ha revitalizado la idea del reciclaje eficiente de los desechos orgánicos de la actividad agropecuaria, así como el uso de los abonos orgánicos, de tal manera que se reduzca al mínimo imprescindible el uso de los fertilizantes sintéticos como vía de nutrición de las plantas. Recientemente, uno de los abonos orgánicos que ha estado siendo fuertemente impulsado es la aplicación del té de compost ya que representa una alternativa en el control de enfermedades de plantas hortícolas a escala comercial (NOSB, 2004). Se ha demostrado que el té de compost aplicado al follaje ayuda a suprimir cierto tipo de enfermedades (Al-Dahmani et al., 2003; Hoitink y Changa, 2004; Kannangara et al., 2006; USDA, 2006). Sin embargo, existe poca información en el manejo del té de compost en la nutrición de cultivos.

El té de compost es un extracto líquido del compost que contiene microorganismos benéficos, nutrientes solubles y compuestos favorables para las especies vegetales (Dixon y Walsh 1998; Granatstein, 1999; Salter, 2006). El té de compost es un extracto del compost preparado con una fuente de comida microbial como la melaza y además contiene ácidos húmicos y fúlvicos (Kannangara et al., 2006). Scheuerell y Mahaffee (2004) han establecido que en este extracto crecen poblaciones benéficas de microorganismos. El té de compost puede ser usado en la irrigación por goteo en producción orgánica certificada. Los efectos benéficos del té de compost han sido demostrados, pero la mayoría de las respuestas han sido a prueba y error (Ingham, 2005).

El té de compost posee características especiales como la transferencia de la biomasa microbiana, partículas finas de materia orgánica y compuestos químicos como nutrimentos solubles del compost que se pueden aplicar al suelo o como fertilizante foliar (De Lara, 2007). Los plaguicidas químicos como insecticidas, fumigantes, herbicidas y el exceso de fertilizantes sintéticos eliminan a diversos microorganismos benéficos que ayudan al crecimiento de las plantas, mientras que el té de compost favorece la presencia de microorganismos benéficos, los cuales a su vez protegen la hoja de microorganismos patógenos como las cenicillas, royas y bacterias (Abbasi et al., 2002; CCG, 2001). Sin embargo, a pesar de la relevancia que ha tomado recientemente existe poca o ninguna información que documente el té de compost utilizado como medio de fertilización en la producción de tomate bajo invernadero utilizando sustrato. Han reportado rendimientos de tomate orgánico en invernadero de 93 Mg ha^-1 cuando se fertiliza con abonos orgánicos como gallinaza (Tüzel et al., 2003) y de 106 Mg ha¹ cuando se aplica fertilizantes orgánicos (Tüzel et al., 2004).

Los tomates producidos orgánicamente tienden a concentraciones altas de vitamina C, licopeno y bajas concentraciones de nitratos (Worthington, 2001). Además, otros resultados señalan que los productos orgánicos contienen menor concentración de plaguicidas que los convencionales (Chen, 2005). Por otro lado, se señala que las aplicaciones de sustancias húmicas de composts incrementan el rendimiento, reducen la proporción de NO₃^-/NH₄⁺ en el tejido de las hojas y en los frutos se reduce la concentración de nitratos (Siminis et al., 1998). Los composts contienen considerables cantidades de nutrimentos que pueden suplementar la nutrición de plantas (Raviv, 1998; Raviv et al., 2004; Raviv et al., 2005). El objetivo de este estudio fue determinar si el té de compost aplicado como fertilizante puede sustituir parcial o totalmente otras formas de fertilizantes en la producción de tomate en invernadero.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio fue conducido en la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) Unidad Laguna, en Torreón, Coahuila, México durante el ciclo 2005-2006, los tratamientos se ordenaron en un diseño completamente al azar, con dos factores de estudio: tres formas de fertilización por dos cultivares: Romina y Granitio (híbridos de crecimiento indeterminado de la compañía Seminis Vegetable Seeds®) con cuatro repeticiones. Las formas de fertilización evaluadas fueron: a) = arena + fertilizantes inorgánicos considerado esto como testigo, b) = arena + té de compost y c) = mezcla de arena + compost (50: 50% v:v) + té de compost diluido (1: 3) es decir, un litro de té de compost por tres litros de agua, de esta mezcla se utilizó un litro por planta. La siembra se realizó el 28 de julio de 2005 en charolas germinadoras rellenas con turba como medio de crecimiento y el trasplante se llevó acabo el 3 de septiembre de 2005.

El arreglo topológico utilizado consistió de dos hileras de plantas, con una separación entre hileras de 1.60 m y una distancia entre plantas de 30 cm, con una densidad de población de 4.1 plantas m^-2, colocándose una planta por bolsa de plástico negro con capacidad de 18 L. La arena utilizada en los sustratos fue previamente desinfectada con una solución de agua y cloro al 5%. El compost se preparó a partir de estiércol bovino, el cual se obtuvo en un periodo de tres meses. Las características químicas y composición nutrimental de la mezcla compost + arena, de la arena y del té de compost se presentan en el Cuadro 1. La composición de la solución nutritiva empleada en la Fórmula 1 (Cuadro 2) fue la recomendada por Rodríguez-Dimas et al. (2008) a la cual se le agregaron microelementos quelatados (Maxiquel multi® FeZnMnB 570 EDDHA), hierro, manganeso, zinc y boro suministrados a una dosis de 1.15, 0.49, 0.16 y 0.16 mg L^-1, respectivamente.

En la preparación del té de compost se aplicó el método recomendado por Ingham (2005) con una variación consistente en que la bolsa con compost se introdujo en un recipiente con agua durante cinco minutos para lavar el exceso de sales, antes de someterse a oxigenación.

En un tanque de plástico de 200 L se oxigenaron 60 L de agua con una bomba de aire, la cual estaba colocada en la parte inferior del tanque, 2 h antes de introducir la bolsa con seis kg del compost, la oxigenación continuó hasta el fin del proceso (24 h), se agregaron 40 g de piloncillo como fuente de energía para los microorganismos, además se agregaron 15 mL de Biomix N® y 10 mL de Biomix P®, calculados para cumplir con los requerimientos de nitrógeno y fósforo del cuadro de Rodríguez-Dimas et al. (2008).

La aplicación del té de compost fue constante durante todo el ciclo y aireado durante 24 h diariamente; para la Fórmula 2, se aplicaron 0.5 L de té a cada maceta sin diluir, mientras que para la Fórmula 3, el té se diluyó a una proporción de 1:3 utilizando 1 L de té de compost por cada 3 L de agua, de esta mezcla se aplicó 1 L por bolsa. El sustrato para la Fórmula 3 se preparó con mezcla arena + compost, y esta última con elementos nutritivos (Cuadro 1). Para el suministro de agua de riego se utilizó riego por goteo en todo los tratamientos y la cantidad de agua aplicada, según la etapa fenológica del cultivo, osciló de 0.35 a 1.9 L por planta (Cuadro 3). El agua de riego utilizada se clasificó como C1S1 (bajo riesgo de salinización y alcalinización) y con un una relación de adsorción de sodio (RAS) de 2.18 (Ayers y Westcot, 1994). Las temperaturas mínimas y máximas medias dentro del invernadero fueron 12.4 y 32.9 °C, respectivamente durante el ciclo del cultivo que duró 243 días.

Se evaluaron un total de 18 plantas por tratamiento en las cuales se registró: altura de planta, días a inicio de floración, rendimiento total, la calidad de fruto se determinó en cuatro plantas por tratamiento, y en dos frutos por racimo de la posición 2 y 3, considerando las siguientes variables: peso individual, diámetro polar y ecuatorial, contenido de sólidos solubles, espesor de pulpa y número de lóculos por fruto.

Para analizar el comportamiento de la variable altura de planta, a través del tiempo, se utilizó regresión, mientras que en las variables de rendimiento y calidad se aplicó un análisis de varianza. Cuando se encontraron diferencias significativas se realizó una comparación entre medias utilizando la prueba DMS al 5%. Los análisis de varianza se realizaron mediante el programa estadístico SAS versión 6.12 para Windows (SAS, 1998).

Rendimiento

La forma de fertilización y la interacción fertilización x genotipo no afectaron el rendimiento total, mientras que el genotipo lo afectó significativamente (P ≤ 0.01; Cuadro 4). El rendimiento promedio general fue de 209.0 Mg ha^-1. El genotipo Granitio presentó el mayor rendimiento en las tres formas de fertilización, con una media de 228.9 Mg ha^-1 superando con 21.1% al genotipo Romina con 189.0 Mg ha^-1 (Cuadro 5).

De acuerdo con datos del Servicio de Conservación de Recursos Naturales de Estados Unidos (NRCS, 1999) y de Castilla (2005) una cosecha de tomate extrae 3 kg de N por tonelada de fruto en fresco. En el presente estudio se supuso una extracción similar, de modo que el híbrido Granitio extrajo el equivalente a 17.1 g por planta, para un rendimiento de 5.7 kg de tomate por planta. En los tratamientos utilizados F1, F2 y F3 se aportó un total de 16.95, 14.97 y 15.09 g de N por maceta en el ciclo, respectivamente, con un volumen de riego promedio de 1.46 L d^-1 por maceta. Sin embargo, Castellanos (2004) comenta que hasta 42% de N se lixivia del sustrato en condiciones de invernadero.

En la Fórmula 3 (orgánica) y según el análisis de la compost, la aportación de N total fue de 67.5 g por maceta, mientras que el requerimiento promedio de N de los dos genotipos fue de 15.6 g por maceta, para un rendimiento de 5.2 kg de tomate por planta. Eghball (2000) encontró una tasa de mineralización de N en compost de bovino de 11%; si se supone que una tasa similar en el compost, la liberación de N en el presente estudio habría sido de 7.42 g por maceta. Sin embargo, la mineralización de N se incrementa con la temperatura (Griffin y Honeycutt, 2000), por lo que es de esperarse una mayor tasa de mineralización de N en las condiciones del presente estudio.

La media general de producción fue de 209.0 Mg ha^-1, es decir, 20.9 veces más, que lo obtenido en producción de tomate orgánico en campo que es de 10 Mg ha^-1 (SAGARPA, 2005). Por otro lado, Diver et al. (1999) mencionan que la producción orgánica de tomate en campo es de 32.12 Mg ha^-1. Los rendimientos de este estudio fueron superiores a lo obtenido por Márquez et al. (2008) bajo condiciones de invernadero quienes reportan un rendimiento de 91.2 Mg ha^-1 con fertilización orgánica y 115.8 Mg ha^-1 con solución nutritiva inorgánica. Los resultados de rendimiento también fueron superiores en 17% a los obtenidos por Reis et al. (2003) quienes evaluando sustratos en invernadero en tomate, reportan un rendimiento para sustratos orgánicos de 166 y 162 Mg ha^-1 para el tratamiento inorgánico.

Una producción comercial exitosa de tomate en un cultivo sin suelo de ocho meses y cosechado hasta el racimo 20 en invernadero debería de estar entre 320-350 Mg ha^-1 año^-1 (Castellanos, 2004). La media de producción orgánica del genotipo Granitio fue de 220.8 Mg ha^-1 y considerando que el precio del producto por ser orgánico, se incrementa de 20 a 40% con respecto al valor obtenido en el sistema tradicional (Sloan, 2002; Gómez et al., 2003), el valor comercial de dicha producción sería similar a una producción no orgánica. Lo anterior, concuerda con lo establecido por Tüzel et al. (2004) quienes mencionan que los abonos orgánicos son una alternativa para sustituir la fertilización inorgánica.

Calidad del fruto

En diámetro polar se detectaron diferencias altamente significativas (P ≤ 0.01) entre formas de fertilización y entre genotipos y no significativas en la interacción F x G (Cuadro 4) observándose una media general de 6.1 cm. Las Fórmulas 1 y 3 fueron estadísticamente iguales, mientras que la Fórmula 2 arena con té de compost presentó 5.7 cm de diámetro polar. En espesor de pericarpio del fruto, no se encontró diferencia significativa en tratamientos de fertilización, genotipos e interacción F x G, mostrando una media general de 0.8 cm de espesor (Cuadro 6).

Para el contenido de sólidos solubles se detectaron diferencias altamente significativas (P ≤ 0.01) entre formas de fertilización y no significativas en genotipos y la interacción F x G (Cuadro 4). En los tratamientos orgánicos de las Fórmulas 3 y 2 el jugo del tomate registró 4.5 y 4.7 °Brix, 21 y 17% mayor cantidad de sólidos solubles, comparados con 3.7 °Brix de la Fórmula 1. En consecuencia, se confirma que los tratamientos orgánicos generaron frutos de mejor calidad en cuanto a contenido de sólidos solubles, ya que el valor óptimo, según Diez (2001) para tomate, ya sea para procesado industrial o para consumo en fresco, es de 4.5 °Brix.

La calidad del tomate no se afectó al utilizar el té de compost. Por lo que no hay variación entre tratamientos orgánicos. Lo anterior, confirma que en las mezclas orgánicas de arena + compost y el té de compost, no varían en peso y diámetro ecuatorial de fruto en relación con el testigo cultivado en hidroponía. En el caso del valor promedio de peso obtenido, éste coincide con lo reportado por Diez (2001) quien señala que dependiendo del genotipo de tomate, el peso fluctúa entre 180 y 220 g fruto^-1.

Los valores promedio registrados para sólidos solubles resultaron inferiores a los valores reportados por Moreno-Reséndez et al. (2005) quienes al evaluar el desarrollo del tomate en mezclas de vermicompost:arena (50:50; %, v:v), reportaron valores promedio de 5.3 °Brix. Lo anterior, probablemente, se debe, a la baja retención de humedad en la arena, a causa de su baja porosidad, aunada a una baja capacidad de intercambio catiónico, caso contrario sucede en las mezclas con té de compost ya que de acuerdo a Bulluck el al. (2002) y Scheuerell y Mahaffee (2002) mencionan que las aplicaciones de enmiendas orgánicas, provocan diversos efectos: incrementan los organismos benéficos, reducen los patógenos del suelo, incrementan la materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico y la retención de humedad mejorando la calidad del suelo. Una mayor concentración de sales, trae consigo mayor acumulación de sólidos solubles (Mitchell et al., 1991), las concentraciones de sales en las Fórmulas 2 y 3 fueron más altas (Cuadro 1) que la Fórmula 1 testigo.

Altura de la planta

La dinámica de crecimiento longitudinalde las plantas de tomate en los tratamientos estudiados se ajustó a ecuaciones de regresión, siendo la variable dependiente (Y) la altura y como variable independiente los días después de la siembra (DDS). De acuerdo con las ecuaciones de regresión obtenidas, el ajuste cuadrático para todos los tratamientos fue aceptable considerando que r² fluctúo entre 97 y 99% (Figura 1).

Al observar la altura de planta a los 53 días, se detectó una tendencia de menor altura en la Fórmula 1, testigo. Este tratamiento demoró el crecimiento vertical de las plantas y presentó una altura 9.4% menor que los tratamientos orgánicos. Por otra parte, para ambos genotipos la mayor altura se registró en donde se utilizó la Fórmula 2 con una media de 237 cm en Granitio y 195 cm en Romina, mientras que en la Fórmula 1, testigo, y Fórmula 3 presentaron la menor altura.

Resultados del presente estudio ponen de manifiesto, que los elementos nutritivos del compost (Cuadro 1) fueron similares a la Fórmula 1 (F1 = 16.9; F2 = 14.97 y F3 = 15.1 g de N por maceta) y suficientes para cubrir las necesidades nutritivas de los genotipos de tomate evaluados y superar la altura de planta con respecto al tratamiento F1, donde se fertilizó con solución nutritiva.

Inicio de floración

En la variable inicio de floración se encontraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) entre formas de fertilización e interacción F x G y presentó diferencias altamente significativas en genotipos (P ≤ 0.01) (Cuadro 4). En promedio, el F1 (testigo) inició la floración a los 58 DDS, mientras que el F2 fue el más tardío.

El genotipo Granitio resultó ser más precoz con cuatro días de diferencia en comparación con Romina, la interacción se debió al diferente comportamiento de Romina en los tratamientos de fertilización F2 y F3 (Cuadro 8).

En inicio de floración los resultados obtenidos no difieren a los obtenidos por Márquez-Hernández et al. (2008), quienes encontraron que el primer racimo floral con el tratamiento biocompost al 25% + perlita presentó la floración a los 56 DDS, es decir, 4 y 5 días más precoz que los tratamientos con té de compost. Sin embargo, sí concuerdan con los obtenidos por Milles y Peet (2002) quienes reportan la floración al primer racimo después de los 60 DDS.

CONCLUSIONES

- Lo anterior pone de manifiesto que producir orgánicamente tomate en invernadero utilizando abonos orgánicos aumenta considerablemente los rendimientos. Las mezclas orgánicas de arena + compost y el té de compost no varían en rendimiento, estos tratamientos de fertilización presentaron una media de 200 Mg ha^-1, sin disminuir la calidad de fruto.

- Los híbridos evaluados fueron iguales en altura de planta, espesor de pericarpio y sólidos solubles. Los tratamientos orgánicos en el híbrido Granitio con respecto a la Fórmula 1 testigo, pueden igualar el rendimiento, calidad y aumentar el contenido de sólidos solubles.

- Finalmente, bajo las condiciones de manejo del presente trabajo, se logró satisfacer la demanda nutritiva de tomate y por lo tanto se fortalece la idea de que el té de compost combinado con sustrato de compost + arena tiene potencial para desarrollar y produccir tomate orgánico en invernadero.

AGRADECIMIENTOS

A la Fundación Produce Coahuila y Durango, por el apoyo económico. Al Departamento de Horticultura de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro-Unidad Laguna, por las facilidades de infraestructura otorgadas al proyecto. A el rancho Ampuero, por proporcionar el compost, a la QFB Norma Lidia Rangel Carrillo y a la IIQ Elba Margarita Aguilar Medrano por su apoyo en los análisis químicos de los sustratos y té de compost, y a los ingenieros Lisandro Borrallas Verdugo, Asael González Díaz, Enrique Gramajo Roblero y Aditaim E. Morales Velásquez, al Dr. Jesús Vázquez Arroyo por su colaboración en el desarrollo del experimento.

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