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Introducción
El empobrecimiento progresivo de los suelos, que se utilizan para cultivos, es consecuencia de una serie de factores y condiciones que merman la producción y disminuyen la calidad de los productos en la agricultura. Uno de los factores más relevante es el constante y creciente uso de productos químicos sintéticos.
Los agroquímicos no naturales son una alternativa común para recuperar, mantener y mejorar la calidad de estos substratos; sin embargo, el uso de estos agentes ha causado un efecto dañino, tanto en factores bióticos como abióticos de los ecosistemas tratados (Ullauri, Ocampo y Espinoza, 2024).
Evidencia de ello es la acumulación de residuos tóxicos en agua, suelos y plantas alimenticias, que se ha hecho común debido al abuso en el intervalo de aplicaciones de productos sintéticos convencionales, dosis excesivas e incorrecto uso en determinados suelos cultivables (Molpeceres, Zulaica y Tomaino, 2023).
Entre las alternativas utilizadas para enfrentar esta situación se destaca el uso de bioactivos y biofertilizantes en la producción hortícola, lo cual representa una opción amigable con el ambiente y es un campo creciente en las investigaciones tecnológicas actuales (Reyes-Pérez et al, 2021).
En este sentido, debido a la preocupación por la calidad del suelo destinado a cultivo de alimentos, mejoras en las variables de crecimiento, fisiológicas y productividad de plantas, así como la necesidad imperante de preservar el ambiente, se hace necesario la generación de nuevos conocimientos en fitonutrientes para tener herramientas alternativas, que sean amigables con el ambiente y seguras para el ser humano.
Las investigaciones en preservación y mejoras del ambiente están en sintonía con la agenda internacional para el desarrollo hasta 2030 (Pardo, 2015) e involucra a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) con el propósito de contribuir a la mejora del bienestar de la humanidad, desde el punto de vista del transdesarrollo (Suárez, 2019).
Así se reflejan en los ODS 11, 12 y 15 para ciudades y comunidades sostenibles, así como el consumo responsable en relación con la vida de ecosistemas terrestres, por lo que resulta de vital importancia generar nuevas alternativas para mejorar la calidad del suelo destinado a cultivos, al mismo tiempo que se aprovechan los desechos contaminantes en la actividad agrícola.
El panorama agrícola actual en el mundo requiere procesos de cambio, en los cuales se ofrezcan alternativas a los sistemas agronómicos de producción convencional, dados sus evidentes efectos negativos en lo social, económico, político, ambiental y cultural de los países (Mósquera, Reyes, de Prager, Gallego y Sánchez, 2012).
Abonar los suelos con nutrientes de origen natural es una tecnología de bajo costo, que garantiza que los residuos orgánicos vinculen sus componentes en el ciclo de la cadena de producción primaria, además permite mejorar las condiciones físico-químicas del suelo y aumenta la productividad de los cultivos (Pinzón-Casas, 2017). Es por ello que se necesita estimular el uso de desechos de algunos cultivos, como los de plátano (M. paradisiaca), que son muy extensos en Ecuador, y generan gran cantidad de biomasa como subproductos no aprovechados, ya que sus cáscaras son casi siempre desechadas.
Sin embargo, la cáscara de plátano posee constituyentes importantes utilizados en el enriquecimiento de otros productos alimenticios; destacando la presencia de compuestos antioxidantes, fibra dietética, proteínas, aminoácidos esenciales, ácidos grasos poliinsaturados y potasio (Gutiérrez-Aguirre et al, 2023).
Además, la cáscara de M. paradisiaca contiene metabolitos primarios y secundarios que permiten convertir estos materiales de desecho en fuentes naturales de compuestos útiles para la elaboración de bioestimulantes, con miras a mejorar las condiciones de crecimiento y protección algunos cultivos hortícolas, promoviendo la mejoría y sostenimiento de la calidad del suelo, así como el aumento considerable de la materia orgánica y nutrientes, que benefician los agroecosistemas (Espinosa-Antón, Hernández y González, 2020).
De allí que, el objetivo de esta investigación es estudiar el uso de sistemas de abonos con bioestimulantes provenientes de cáscaras de banano, como alternativa de gestión ambiental, y disminuir los desperdicios, así como mejorar el manejo de los residuos orgánicos generados, con la intención de aportar un valor agregado desde un enfoque ambiental y económico en cultivos comerciales.
Materiales y Métodos
Colecta del material vegetal y manejo post muestreo. Las cáscaras frescas de Plátano se colectaron en el área agrícola experimental de la Finca La María (1° 00’ 46” S, 79° 28’ 09” O) y sus alrededores, luego se trasladaron al laboratorio de química de la FCPB - UTEQ, donde se limpiaron y lavaron con agua destilada, se cortaron manualmente en pequeños trozos y secaron a temperatura ambiente y a la sombra (durante una semana); finalmente se pesaron y se pulverizaron en molino manual.
El material vegetal molido (240 g), se dividió en cuatro grupos (I: 40% para Muestra cruda, II: 20% Muestra para extracción con etanol, III: 20% Muestra para extracción con acetona y IV: 20% para extracción con éter de petróleo). El volumen de solvente utilizado en cada extracción fue de 180 mililitros.
La extracción se realizó por maceración en recipientes de vidrio cerrados (temperatura ambiente, 24 h), se filtraron y se repitió el proceso 2 veces en las tres muestras (II, III y IV) uniendo los filtrados correspondientes a una misma muestra (Moreno-Morales, Chacón, Mostue y Prin, 2023a).
El filtrado total de cada muestra se secó en el rotaevaporador Heindolph a 40 °C, separando el solvente de cada extracto, éstos fueron pesados por separado y se determinaron los porcentajes de rendimiento en masa, para el proceso de obtención de los mismos.
Análisis de los extractos. Con la masa del extracto en éter de petróleo (baja polaridad), se determinó el porcentaje de material graso presente en las cáscaras estudiadas.
Para la identificación de los grupos funcionales, correspondientes a los metabolitos presentes en la cáscara de banano, se aplicó Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (F t-IR), en un espectrofotómetro Perkin Elmer F tIR 16 PC, del Instituto de Investigaciones de Biomedicina y Ciencias Aplicadas (IIBCA) de la Universidad del Oriente (UDO-Venezuela). Las muestras se analizaron en cloroformo con 24 barridos de resolución de 2cm-1 (Moreno-Morales, Hernández y Núñez, 2023b).
Diseño del experimento en campo. Se realizó en invernadero bajo condiciones controladas, utilizando un Diseño Completamente al Azar (DCA) con 4 tratamientos y 5 repeticiones, obteniendo 20 unidades experimentales; cada unidad se compone de 6 plantas. Se aplicó un ANOVA de una vía y, en los casos de significancia estadística, se realizó un análisis de comparación de las medias aplicando la prueba de rangos múltiples de Tukey al 0.05 de nivel de confianza. Se utilizó el programa estadístico R y un nivel de significancia de 5% cuando fue necesario.
Obtención de las plantas de tomate. Las plántulas se obtuvieron de semilleros (variedad comercial de Tomate Híbrido Miramar) en bandeja cumpliendo las características óptimas de las mismas. El material biológico para los bioensayos plantas-suelos abonados, se seleccionó previamente por sus características de comportamiento agronómico y por la buena adaptación al suelo. Asimismo, el manejo del cultivo se llevó a cabo siguiendo metodologías estandarizadas para el cultivo de hortalizas.
Preparación de los suelos (sustrato) abonados. El material vegetal pulverizado (Muestra I), se utilizó para abonar a diferentes concentraciones en porcentaje de masa, generando 4 tratamientos: T0: suelo sin material vegetal, T1: suelo con 2.5% de material vegetal, T2: suelo con 5.0% de material vegetal, T3: suelo con 7.5% de material vegetal.
Análisis del suelo (sustrato). En el laboratorio de suelos del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), de la Estación Experimental “Pichilingue” - Ecuador, se llevó a cabo una evaluación del estado nutricional y acidez del suelo, antes y después del proceso de abonado, mediante parámetros físico-químicos, como el pH, macro y micronutrientes así como la textura del suelo.
Efecto de los fitonutrientes sobre cultivos hortícolas. Se utilizó suelo sin abonar (T0=blanco) y los suelos abonados para cultivar tomate (S. lycopersicum), midiendo variables de crecimiento y productividad de estas plantas. Se establecieron experimentos independientes para el cultivo, en cada una de las etapas fenológicas, etapas de crecimiento vegetativo inicial, floración y madurez fisiológica, en una casa malla sombra, para tener un mejor control en los tratamientos.
Trabajo de campo. Se realizó la germinación de 150 semillas y el llenado de 120 fundas (60 cm de altura), una vez mezclado el suelo con el material vegetal según las proporciones para cada tratamiento, se transplantaron las plántulas de S. lycopersicum de variedad comercial (Tomate Híbrido Miramar), y se realizó el riego y la poda de chupones manualmente, se le aplicó un insecticida - fungicida orgánico comercial ¨Extracto de Nim¨, cada 15 hasta los 45 días y el deshierbe. La investigación tuvo una duración de 2 meses, determinando los siguientes parámetros:
Altura y diámetro de la planta (cm). Se tomaron datos a los 15, 30, 45 días después del trasplante, seleccionando 6 plantas al azar por cada unidad experimental. La altura se medió desde la base de la planta hasta su ápice utilizando un flexómetro o regla graduada en centímetros para la obtención de los datos. El diámetro del tallo se midió con un pie de rey o calibrador.
Días a floración, número de flores y números de frutos cuajados
Se realizó una observación directa en cada tratamiento, considerando el período desde la fecha del trasplante hasta que el 50% de las plantas en todos los tratamientos habían florecido, contando el número de flores de 6 plantas por tratamientos a los 50 días presentes en el total de inflorescencia en cada planta. De las 6 plantas por tratamientos se contaron los frutos cuajados a los 55 días de cada planta.
Resultados y Discusión
Análisis del material vegetal como materia prima para nutrir el suelo
En el Cuadro 1 se muestran las masas de material vegetal y los porcentajes de rendimientos en el proceso de obtención de los extractos a partir de 130.2 g del polvo de hojas secas, así como los metabolitos identificados con base en el análisis del espectro de F t-IR de cada extracto.
Cuadro 1: Análisis de los extractos de las cáscaras de banano utilizado como materia prima para abonar el suelo.
Table 1: Analysis of the extracts from banana peels used as raw material to fertilize the soil.
| Extracto | ||||
| Parámetro | EE | EA | EEP | |
| Masa inicial (g) | 48.00 | 48.00 | 48.00 | |
| Masa del extracto (g) | 2.00 | 1.00 | 1.80 | |
| % de rendimiento | 4.17 | 2.08 | 3.75 | |
| Metabolitos primarios | Proteínas, carbohidratos, lípidos | Proteínas, carbohidratos, lípidos | Proteínas, carbohidratos, lípidos | |
| Metabolitos secundarios identificados | Saponinas, flavonoides, glicósidos cianogénicos, polifenoles, taninos, alcaloides, esteroles insaturados, cumarinas y metilencetonas. | Saponinas, glicósidos cardiotónicos, alcaloides, esteroles insaturados, cumarinas, metilencetonas y fenilpropanoides. | Taninos, esteroles insaturados y metilencetonas. | |
EE = extracto en etanol; EEP = extracto en éter de petróleo; EA = extracto en acetona. EE = ethanol extracts; EEP = petroleum ether extract, EA = acetone extract.
En las Figuras 1, 2 y 3 se muestran los espectros de F t-IR de cada extracto, y se identifican las bandas correspondientes a los grupos funcionales característicos de metabolitos primarios y secundarios de origen vegetal.
El mayor rendimiento del proceso de extracción se obtuvo en el extracto etanólico (4.2%), lo cual implica que los compuestos que forman parte de la cáscara de banano, en su mayoría son compuestos de alta polaridad, y por eso se disuelve en etanol que es un solvente polar; los que están en una proporción más baja son los compuestos de polaridad intermedia (2.1% de rendimiento), mientras que los compuestos de baja polaridad, solubles en éter de petróleo, representan el 3.8 por ciento.
El análisis de metabolitos primarios y secundarios en cáscaras de banano, usadas como abono orgánico es esencial para comprender su composición química y su valor como fuente de bioestimulantes. A nivel de suelo, también es crucial investigar la influencia de estos compuestos en el crecimiento y desarrollo de los cultivos, lo que añade una perspectiva adicional en la optimización de prácticas agrícolas sostenibles.
De acuerdo con los resultados del Cuadro 1, el perfil de metabolitos primarios es similar en los 3 extractos, pero se diferencian en el de metabolitos secundarios, siendo el extracto etanólico el que presenta mayor variedad de familias de compuestos, mientras que el extracto en éter de petróleo presenta la variabilidad más baja. Las familias de metabolitos fueron identificadas por comparación de las señales en los espectros de F t-IR (Figuras 1, 2y 3) con valores teóricos característicos (Ponce-Peña, 2023). Todos estos metabolitos están presentes en la cáscara de banano, y su aporte al suelo de cultivo representa una fuente importante de sustancias bioestimulantes con beneficios al suelo y, en consecuencia, de las plantas a cultivar en ese sustrato.
Se ha evidenciado que los metabolitos primarios y secundarios en muestras de suelo desempeñan roles fundamentales en los ecosistemas terrestres (Espinosa-Antón et al., 2020). Los metabolitos primarios, como los carbohidratos y aminoácidos, son esenciales para el crecimiento y desarrollo de los organismos del suelo, proporcionando la energía y los bloques de construcción necesarios; por otro lado, los metabolitos secundarios, como los compuestos fenólicos y alcaloides, desempeñan funciones de defensa y comunicación en las plantas y microorganismos del suelo, influyendo en la interacción planta-planta y planta-microorganismo (Morrone, 2004).
La aplicación de bioestimulantes a base de productos naturales en la producción de diferentes cultivos genera un amplio espectro de respuestas positivas entre el suelo y la planta cultivada; sin embargo, el potencial bioestimulante de estas formulaciones depende de diferentes factores como el microbioma rizosférico, los mecanismos de absorción y asimilación de nutrientes por las plantas y la mitigación del estrés abiótico, entre otras; teniendo incluso efectos horméticos en la germinación de las semillas y el desarrollo radical de la planta (Espinosa-Antón et al., 2020).
La presencia y diversidad de metabolitos en el suelo pueden servir como indicador de la salud y biodiversidad del ecosistema, así como de su respuesta a cambios ambientales y disturbios, lo que los convierte en herramientas valiosas para la evaluación y gestión de ecosistemas terrestres. En suelos de cultivo de tomate, los metabolitos primarios desempeñan un papel esencial al proporcionar los compuestos necesarios para el desarrollo óptimo de las plantas (Reyes-Pérez, et al, 2021). Estos incluyen carbohidratos como la glucosa y fructosa, aminoácidos esenciales para la síntesis de proteínas, así como lípidos que son componentes fundamentales de las membranas celulares.
Entre las principales funciones de los metabolitos en el suelo está el apoyo a la defensa de las plantas contra depredadores y patógenos, actuando como atrayentes o repelentes de animales, propiciándole sabor amargo a las plantas, reducir su digestibilidad y palatabilidad en los herbívoros e incluso convirtiéndolas en tóxicas para estos, inhibiendo así el desarrollo de insectos, nematodos, hongos, bacterias, mejorando el crecimiento de las plantas y la consistencia (Sepúlveda-Vázquez, Torres, Sandoval, Martínez y Chan, 2018). Así, los metabolitos secundarios en suelos de cultivo de tomate, como alcaloides y compuestos fenólicos, juegan un papel crucial en la respuesta de las plantas a estímulos ambientales y en su defensa contra patógenos y herbívoros (Morrone, 2004).
Los metabolitos en el suelo también ayudan a proteger a las plantas del estrés abiótico, como las radiaciones ultravioletas (Sepúlveda-Vázquez et al., 2018), y todas estas funciones podrían ser muy útiles al aprovechar los metabolitos y los minerales de la cáscara de banano para bioestimular cultivos en el suelo tratado.
De igual manera, muchos extractos de fuentes naturales son bioestimulantes de crecimiento vegetal ampliamente utilizados en la agricultura, como alternativa ecológica al consumo excesivo de agroquímicos sintéticos; ya que estos productos naturales son mezclas complejas de compuestos bioactivos tales como reguladores de crecimiento vegetal, polisacáridos, fenoles, aminoácidos, esteroles, betaínas, vitaminas, macro y microminerales, cuya aplicación en la producción de cultivos diferentes genera un amplio espectro de respuestas positivas en el sistema planta - suelo (Espinosa-Antón et al., 2020).
No obstante, la aplicación de algunos extractos naturales puede tener efectos tanto negativos como positivos, dependiendo de sus dosis de aplicación en las relaciones entre el suelo y las plantas (Ghaderiardakani et al., 2019).
Por lo tanto, comprender y gestionar la composición de metabolitos primarios y secundarios en suelos de cultivo de tomate es importante para mejorar la productividad y la calidad de los cultivos.
Análisis del suelo
Otro punto importante es el análisis del suelo, ya que éste es la fuente de microorganismos y nutrientes. También da las características iniciales al abono orgánico y un equilibrio con respecto a la densidad del mismo. Se recomienda usar suelos con descomposición natural de la materia orgánica, para luego realizar las mezclas (Lyons, 2020).
El suelo sin abonar, correspondiente al sustrato e identificado como suelo sin tratamiento (T0) o tratamiento testigo, presenta las características físico químicas que se muestran en el Cuadro 2, en el cual observamos también los mismos parámetros determinados en el suelo aplicado al tratamiento con 7.5% de material vegetal (T3). Estas muestras corresponden a los tratamientos sustrato sin material y sustrato con la máxima cantidad de material respectivamente, por lo cual se les analizó para realizar la comparación en los extremos.
Cuadro 2: Valores físico químicos del suelo utilizado como tratamiento testigo T0 y con tratamiento al 7.5% de material vegetal T3.
Table 2: Physical chemistry values of the soil used as control treatment T0 and with treatment at 7.5% of plant material T3.
| Parámetro | Valor en el T0 | Valor en el T3 |
| pH | 6.5 | 7.4 |
| NH4 (mg kg-1) | 26 | 29 |
| P (mg kg-1) | 22 | 59 |
| K (Meq 100mL-1) | 1.03 | 7.35 |
| Ca (Meq 100mL-1) | 8.00 | 9.00 |
| Mg (Meq 100mL-1) | 1.30 | 2.20 |
| % Materia orgánica | 4.5 | 6.4 |
| Relación Ca/Mg | 6.10 | 4.00 |
| Relación Mg/K | 1.26 | 0.30 |
| Relación Ca+Mg/K | 9.03 | 1.52 |
| S (mg kg-1) | 12.00 | 16.00 |
| Zn (mg kg-1) | 3.80 | 8.60 |
| Cu (mg kg-1) | 4.60 | 12.20 |
| Fe (mg kg-1) | 205.00 | 250.00 |
| Mn (mg kg-1) | 2.90 | 13.70 |
| B (mg kg-1) | 0.86 | 0.36 |
| % Textura arena | 37 | 46 |
| % Textura Limo | 53 | 40 |
| % Textura arcilla | 10 | 14 |
| Clase textural | Franco Limoso | Franco |
De acuerdo con los resultados presentados en el Cuadro 2, al mezclar el suelo con las cáscaras de banano se produce un aumento de pH, ya que en el tratamiento 3, con mayor concentración de material vegetal (7.5%), el suelo presenta un pH ligeramente alcalino de 7.4; mientras que sin material vegetal (T0) tenía un pH ligeramente ácido de 6.5.
Algunos autores recomiendan que el pH esté en un rango óptimo de 6.0 a 6.5 para asegurar un desarrollo saludable de la planta de tomate y una disponibilidad adecuada de nutrientes. Los suelos pueden variar desde ligeramente ácidos hasta moderadamente alcalinos (Rosales-Rodríguez, Alfonso, Santana, Socorro y Duarte, 2022). Incluso en cultivos hidropónicos, el pH de las soluciones fertilizantes se encuentra estrechamente relacionado con la disponibilidad de los nutrientes, y se recomienda que los valores se encuentren entre 6.0 y 6.5 como rango óptimo para el cultivo de tomate (Tomalá, Lazo y Espinosa, 2023). De aquí que el aumento de pH hacia valores básicos no resulte beneficioso para el desarrollo del cultivo de tomate.
La textura del suelo se clasifica como franco, con un equilibrio relativamente equitativo entre arena, limo y arcilla, equivalente a 46, 40 y 14% respectivamente (Vargas et al, 2022).
Con la adición de material vegetal en el tratamiento T3, obtenemos un suelo más enriquecido en nutrientes esenciales comparado con el tratamiento T0 (suelo sin material vegetal), lo que puede tener un impacto positivo en el crecimiento y desarrollo de las plantas cultivadas en este suelo.
Por otro lado, la M.O. en el suelo se encuentra en un nivel medio, con un porcentaje del 4.5%, valor que resulta adecuado, ya que tiene la cantidad proporcional para respaldar el crecimiento y desarrollo de este cultivo. El valor de este parámetro mejora con los tratamientos aplicados, pasando a 6.4% en el T3, lo que indica un contenido orgánico relativamente alto, siendo beneficioso para la retención de agua y nutrientes en el suelo.
Un estudio previo presentó características similares de suelo (4.0% de M.O.) en cultivo de S. lycopersicum Mill. Var. Alba (Betancourt, 2013), mientras que otra investigación reportó una materia orgánica inferior a los resultados de este estudio, con valores de 1.61 y 1.67% de M.O. en tomates del cultivar “Mara” (Terry-Alfonso, Falcón, Ruiz, Carrillo y Morales, 2017).
Según el análisis realizado para los microelementos del suelo con T3, observamos que el azufre (S) se sitúa en un nivel medio en la escala, con un valor de 12 mg kg-1. De manera similar, el zinc (Zn) presenta un nivel medio, con 3.8 mg kg-1, mientras que el manganeso se encuentra en un nivel inicial bajo, registrando 2.9 mg kg-1en T0, pero mejora significativamente alcanzando un valor de 13.70 en el T3. Este aumento en la concentración de Mn es favorable, ya que este elemento se desempeña como activador y cofactor de enzimas, y ejerce un papel importante en la fotosíntesis (Schmidt y Husted, 2019).
El cobre (Cu) y el hierro (F) están en niveles iniciales de 4.6 mg kg-1 y 205 mg kg-1, respectivamente. Pero los niveles de estos micronutrientes, aumentan en el suelo con T3, indicando una mejor concentración mineral para el crecimiento de las plantas.
Por otro lado, el boro (B) se encuentra inicialmente en el nivel medio, con un valor de 0.86 mg kg-1, pero al realizar las mezclas su valor disminuye hasta 0.36 mg kg-1en el T3, lo cual implica un posible efecto negativo en el desarrollo del cultivo, ya que el B participa en el metabolismo de los glúcidos y en procesos encargados de la división celular vegetal, aunado a que mejora el cuajado de frutos (Gutiérrez-Gamboa, Garde, Souza y Moreno, 2018). Aumentos en las concentraciones de B incrementan la firmeza y la concentración de ácido cítrico y ácido ascórbico en frutos de tomate cherry (Islam, Mele, Ki-Young y Ho-Min, 2018).
Algunos reportes señalan que cada uno de estos elementos es vital en todas las fases del desarrollo del tomate, aunque ciertos elementos, como el potasio y el nitrógeno, son especialmente cruciales para potenciar la producción de frutos. Mantener una alimentación adecuada en nuestro cultivo previene la aparición de deficiencias y garantiza un rendimiento óptimo (Blanco-Villacorta y Paco 2022).
Con respecto a los niveles de nutrientes esenciales, estos mejoran favorablemente, aumentando el contenido de fósforo (P) de 22 (T0) a 59 mg kg-1 (T3), que se encuentra dentro de un rango adecuado para el desarrollo vegetal. Además, se observan concentraciones saludables de potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg), lo que sugiere una buena disponibilidad de estos nutrientes para las plantas en este tratamiento (Martínez-Alfaro y Zuñiga, 2024).
En términos de relaciones entre nutrientes, la proporción de calcio a magnesio (Ca/Mg) es de 4.0 para el T3, inferior al valor de 6.1 en el T0, sugiriendo un equilibrio adecuado entre estos dos elementos esenciales. La relación magnesio a potasio (Mg/K) es de 0.30, también inferior a la del suelo sin tratamiento, manteniendo una proporción favorable para el crecimiento de las plantas. Además, la suma de calcio y magnesio dividida por potasio (Ca+Mg/K) es de 1.52, es baja comparado con T0; aunque igual representa una buena disponibilidad de cationes esenciales.
Un estudio del suelo utilizado como sustrato en cultivo de S. lycopersicum resultó tener bajos contenidos de NPK, así como niveles medios para Ca y Mg. Dado que el tomate absorbe una gran cantidad de nutrientes del suelo para satisfacer sus necesidades nutricionales, las plantas de tomate cultivadas en estas circunstancias solo pueden mantenerse por un período breve sin que su crecimiento se vea afectado (Reyes-Pérez, Enríquez, Ramírez, Rodríguez y Rivero, 2019).
Los elementos de N, P y K son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. El nitrógeno favorece el desarrollo de hojas y el verdor exuberante, además de ser crucial para la formación de proteínas. El fósforo es fundamental para raíces fuertes, flores y frutos, y es vital en la transferencia de energía durante la floración. El potasio fortalece la planta contra enfermedades y estrés, y regula el agua y los nutrientes. En el caso de cultivos de tomate, mantener un equilibrio adecuado de N-P-K es esencial para lograr un rendimiento óptimo (Delgado-Soto, Valdez y Flores, 2019).
Con relación a estos parámetros, una investigación reciente reporta la caracterización de un suelo con pH de 8.4, y valores de P (11.49 mg kg-1), N (0.9 g kg-1), señalando que la proporción del contenido de macronutrientes (nitrógeno, fósforo y potasio) no eran los óptimos; sin embargo, con la incorporación de harinas (Pterygoplichthysspp.) se adicionaron 4.3 g de nitrógeno por kg de suelo, mejorando así las propiedades nutrimentales del suelo (que originalmente contenía 0.9 g de nitrógeno por kg de suelo) para el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.), (Ruiz-Aguilar et al, 2023).
Si bien estos micronutrientes son requeridos por el cultivo en muy pequeñas cantidades, desempeñan un rol fundamental en el vigor de la planta, el rendimiento y la calidad de la cosecha promoviendo el crecimiento fuerte y constante de los cultivos que producen mayores producciones y aumentan la calidad de la cosecha, aprovechando al máximo el potencial genético del tomate (Delgado, Díaz y Pulido, 2021).
Parámetros reproductivos en el cultivo de tomate por tratamiento
De acuerdo con los resultados del Cuadro 3, el Anova de la variable altura de la planta mostró diferencia significativa (p valor < 0.05) a los 15, 30 y 45 días del experimento, evidenciando así la influencia del contenido de material vegetal en el crecimiento de las plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.).
Cuadro 3: Valores promedios y coeficiente de variación de altura de la planta (cm) a los 15, 30 y 45 días.
| Tratamient | Altura | |||
| - - - - - - - - - - - - - cm - - - - - - - - - - - - - - - - | ||||
| 15 días | 30 días | 45 días | ||
| T0: sin material vegetal | 19.65 a | 35.77 a | 59.06 a | |
| T1: 2.5% de material vegetal | 16.38 b | 28.81 b | 50.90 bc | |
| T2: 5.0% de material vegetal | 15.79 b | 23.03 b | 44.50 c | |
| T3: 7.5% de material vegetal | 16.16 b | 25.65 b | 52.56 ab | |
| CV % | 7.34 | 11.56 | 6.99 | |
Los resultados sugieren una tendencia inversamente proporcional entre la cantidad de material vegetal y la altura de las plantas cultivadas. Es evidente que el aumento de material vegetal en el suelo, bajo las condiciones ensayadas, afectan negativamente el crecimiento vertical de las plantas de tomate en este estudio.
La tendencia es similar para las otras variables de los Cuadros 4 y 5, así como de la Figura 4, (diámetro del tallo, número de flores y de frutos cuajados, y días de floración, respectivamente).
Cuadro 4: Valores promedios y coeficiente de variación de diámetro del tallo (cm) a los 15, 30 y 45 días.
Table 4: Average values and coefficient of variation of stem diameter (cm) at 15, 30 and 45 days.
| Tratamient | Altura | |||
| - - - - - - - - - - - - - cm - - - - - - - - - - - - - - - - | ||||
| 15 días | 30 días | 45 días | ||
| T0: sin material vegetal | 0.32 a | 0.44 a | 0.63 a | |
| T1: 2.5% de material vegetal | 0.37 a | 0.45 a | 0.55 b | |
| T2: 5.0% de material vegetal | 0.34 a | 0.41 a | 0.53 b | |
| T3: 7.5% de material vegetal | 0.34 a | 0.43 a | 0.55 b | |
| CV % | 10.46 | 6.19 | 6.42 | |
Cuadro 5: Valores promedios y coeficiente de variación de número de flores y número de frutos cuajados.
Table 5: Average values and coefficient of variation of flowers number and set fruits numbers.
Tratamiento |
Número de flores |
Número de frutos |
T0: sin material vegetal |
4.58 a |
2.8 a |
T1: 2.5% de material vegetal |
2.92 bc |
2.34 bc |
T2: 5.0% de material vegetal |
3.10 b |
2.62 b |
T3: 7.5% de material vegetal |
2.24 c |
1.44 c |
CV % |
13.69 |
22.08 |
En este sentido, un estudio reporta plantas con alturas entre 41.53 a 51.07cm, aplicando diferentes dosis de humus de lombriz y bocashi, destacando que el uso de abono orgánico enriquece el suelo con nutrientes esenciales de manera gradual y sostenible, promoviendo un ambiente propicio para el sistema radicular y estimulando un crecimiento vigoroso (Antomarchi, Calderón, Fabré y Gomez, 2015).
De allí que, se debe mejorar el proceso de adición de polvo de cáscara seca de banano, realizando mezclas más graduales y sostenibles en el tiempo antes de llevar a cabo la siembra, para potenciar el sistema y promover mejores resultados.
Es importante destacar que, el tomate prospera cuando el suelo tiene una profundidad mínima de 40 cm. La compactación del suelo puede mejorarse mediante la aplicación de fertilizantes orgánicos debido a la disponibilidad de nutrientes, la capacidad de retención de agua y la aireación del suelo, lo cual beneficia de manera positiva a la biomasa total de la planta (Ruiz-Aguilar et al, 2023). Siendo este otro aspecto a considerar, que podría estar afectando el crecimiento del cultivo.
Si bien, este estudio ha demostrado que la combinación suelo-cáscaras de banano como sustrato, mejora varios parámetros físico - químicos del suelo, promoviendo un ambiente propicio para el crecimiento radicular y desarrollo de las plantas de tomate; además, las cáscaras de banana aportan nutrientes esenciales y elementos traza beneficiosos; sin embargo, se deben mejorar algunas condiciones experimentales, como el pH y la concentración de B, para conducir a un incremento en la producción de frutos, como parámetro final de productividad.
También se debe profundizar en la futura identificación de los constituyentes de la cáscara de banano, a fin de separar algún posible compuesto que pueda tener efecto inhibitorio de la planta. Así mismo, la tendencia inversa observada en los parámetros de crecimiento, pueden deberse a un parámetro que resulta más difícil de controlar como el estrés, desafortunadamente esto afecta el crecimiento, rendimiento y calidad del cultivo (Bai, Sunarti, Kissoudis, Visser y Van der Linden, 2018).
Por otro lado, mejorar la actividad biológica del suelo resulta muy importante, especialmente con aquellos organismos que convierten la materia orgánica en nutrientes disponibles para los cultivos; mejorando la capacidad del suelo para la absorción y retención de la humedad; aumenta la porosidad de los suelos, lo que facilita el crecimiento radicular de los cultivos; pues mejora la capacidad de intercambio catiónico del suelo, ayudando a liberar nutrientes para las plantas (Barahona-Amores, Samaniego, Villarreal y De La Cruz, 2022).
Este tipo de análisis resulta de vital importancia en la agricultura y la horticultura, ya que proporciona información crucial sobre la composición y disponibilidad de nutrientes esenciales para las plantas. Estos datos permiten a los investigadores tomar decisiones informadas sobre la selección de cultivos, el manejo de variables del suelo y la corrección de posibles deficiencias de nutrientes. Además, el análisis del suelo abonado también puede revelar información sobre la textura, el pH y otros factores que afectan la salud y el rendimiento de las plantas.
Conclusiones
El estudio de metabolitos primarios y secundarios en las cáscaras de banano, así como el análisis del suelo mezclado con polvo de dicha cáscara, permitió proporcionar la composición química variada de las mismas, mostrando su valioso potencial como fuente de sustancias bioestimulantes para el crecimiento vegetal.
A pesar del aporte significativo con mayor porcentaje de materia orgánica, y de muchos macro y micronutrientes al suelo, la adición de cáscara bajo las condiciones ensayadas, provocan un ligero aumento del pH y una disminución de la concentración de Boro, y no mejoran los parámetros de crecimiento y productividad del tomate.
Con base en los resultados, se deben ajustar algunos parámetros experimentales y mejorar la técnica de mezclado con bioestimulantes, para apoyar futuras prácticas agrícolas sostenibles en la optimización del aprovechamiento de recursos naturales, contribuyendo así a la preservación del medio ambiente y a la mejora de la productividad agrícola. Además, abre la puerta a la innovación en el campo de la agricultura al fomentar el desarrollo de técnicas de fertilización orgánicas más eficientes y ecológicas.
