De Luna-Jiménez, A1*; Arredondo-Figueroa, JL2; Rocha-Ruiz, JR3 y Luna-Ruiz, J de J4.
1,2,3,4 Centro de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma de Aguascalientes, km 3 de la carretera Jesús María-
La Posta, Apartado Postal 2, Jesús María C.P: 20900, Aguascalientes, México. Tel: 01(449) 910-74-00. Ext. 8109.
* Autor para correspondencia ([email protected])
Resumen
La lechuga es una de las hortalizas más importantes en México por su consumo. En los últimos años su producción se ha ido incrementando notablemente, por lo que existe un marcado interés en su cultivo. Los abonos orgánicos han demostrado que pueden incrementar el crecimiento, los rendimientos y la calidad de la lechuga. El objetivo fue evaluar el efecto de la aplicación de estiércol y composta elaborada con Egeria densa en diferentes combinaciones en la calidad del suelo y las variables productivas de la lechuga L. sativa variedad Iceberg. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con cinco tratamientos: T1S=100% suelo agrícola, T2SC=50% suelo agrícola + 50% de composta, T3SCE= 50% de suelo agrícola + 25% de composta + 25% de estiércol de bovino, T4CE=50% de composta + de 50% estiércol y T5=100% de estiércol de bovino y cuatro repeticiones en 20 macetas de plástico de 2 kg de capacidad en condiciones de invernadero. La duración del experimento fue 53 días desde el trasplante hasta la cosecha final. Al término del experimento se tomó una muestra de 1 kg de suelo de cada unidad experimental y se evaluaron las principales variables químicas, además periódicamente se midieron las variables productivas. Los resultados indicaron que las variables químicas presentaron diferencias significativas (P<0.05) entre los tratamientos, con una tendencia a incrementar sus valores en donde se aplicaron los abonos orgánicos.
Palabras clave:
estiércol, composta, Egeria densa, lechugaIntroducción
La lechuga (Lactuca sativa L.) es una de las hortalizas más importantes para el consumo humano a nivel mundial (Moreira et al., 2014). México en el año 2012 logró una producción de 335,337 toneladas de lechuga, ocupando el noveno lugar a nivel mundial (FAOSTAT, 2012). El consumo per cápita de la lechuga se incrementó en tan solo ocho años de 1.8 hasta 2.5 kg. La composta aplicada a la lechuga contribuye con el aumento de peso fresco de la planta e incrementa la cantidad de N, K, Ca, Mg, Cu, Fe y Zn en las hojas, lo que mejora notablemente su calidad nutritiva (Reis et al., 2014). La Egeria densa, que pertenece a la familia Hidrocaritaceae; es una maleza que invade los cuerpos de agua y provoca problemas severos en la dinámica hidrológica y en las características limnológicas principalmente enembalses y lagos. Esta planta acuática presenta características importantes como su alto contenido de nutrientes, por lo que puede ser utilizada para la elaboración de compostas (Caro et al., 2009).
767
El objetivo del estudio fue evaluar el efecto del estiércol de bovino y la composta de E. densa en diferentes proporciones, sobre los parámetros químicos del suelo y las variables productivas de la lechuga L. sativa variedad Iceberg.
Materiales y Métodos
El experimento se realizó en el Invernadero del Centro de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, México., se utilizaron los sustratos: composta de Egeria densa, estiércol de bovino y suelo agrícola.
Para la elaboración de la composta, se utilizaron cinco cubetas de 20 litros llenas de E. densa, cinco cubetas de estiércol y cinco cubetas de zacate. Los materiales se colocaron formando una pila en la que primero se depositó el zacate, enseguida la E. densa y finalmente el estiércol. El tiempo transcurrido en el proceso de compostaje fue de tres meses. Durante este tiempo y con una periodicidad semanal, se midió la temperatura (°C) y la humedad (%). Cada semana la pila fue removida mediante una pala para aumentar la aireación. La composta se consideró terminada cuando la temperatura de la pila fue igual a la temperatura ambiente.
Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con cinco tratamientos y cuatro repeticiones (5 x 4). Los tratamientos fueron: T1S=100% suelo, que fue el testigo, T2SC=50% suelo + 50% composta, T3SCE=50% suelo + 25% composta + 25% estiércol, T4CE=50% composta + 50% estiércol y T5=100% estiércol, con cuatro repeticiones para un total de 20 unidades experimentales. La duración del experimento fue 53 días desde el trasplante de la lechuga hasta la cosecha. Como unidades experimentales se emplearon macetas de plástico con una capacidad de dos kilos. Se pesaron las cantidades de sustrato y se llenaron los recipientes. Enseguida, se realizó el trasplante de la lechuga (L. sativa L.). Previo a esto, se seleccionaron las plántulas que visualmente se veían sanas y vigorosas, con una altura promedio de 5 cm. El riego se aplicó con una periodicidad de dos veces por semana. Durante el desarrollo del experimento se presentaron plagas como el pulgón que se controló con Aflix a una concentración de 2.5 mL/litro de agua, el gusano que se combatió con Ambhus a una concentración de 1 mL/litro de agua y la enfermedad de la cenicilla que se combatió con la aplicación de Manzate y Cobrezate en una concentración de 2.5 g /L.
Al término del experimento, se tomó una muestra de 1 kg del suelo de cada una de las macetas y se llevó al Laboratorio, donde se cuantificaron las variables: Da (g/cm3), pH (1:2); CE (dS/m); CIC
(cmol+/kg); MO (%); Ni (mg/kg); P (mg/kg); K (mg/kg); Ca (mg/kg); Mg (mg/kg) y Na (mg/kg). Además,
de los micro-elementos, Fe, Mn, Zn, Cu y B, en mg/kg. En los análisis se usaron las técnicas descritas en la Norma Oficial Mexicana (NOM-021-SEMARNAT-2000).
Durante el desarrollo del experimento en 13 ocasiones se contó el número de hojas (NH) y se midió el largo y ancho de la hoja más grande (LH y AH) de cada planta de lechuga. Con los valores registrados de LH y AH, se calculó el área foliar (AF) en cm2. Para particularizar el efecto de cada
tratamiento, se estimó el índice de área foliar (IAF) mediante la fórmula siguiente: IAF = AF (del tratamiento)/AF del testigo x 100. Finalmente, se registró el peso fresco de la lechuga (PF) que fue expresado como g de lechuga fresca por maceta (Carranza et al., 2009).
Los parámetros químicos del suelo y las variables productivas fueron vaciadas de manera independiente en una hoja de cálculo electrónica Excel (Office, 2007). Para cada conjunto de datos se calcularon los valores de dispersión de la media y la desviación estándar. Posteriormente, con
768
estas bases se realizaron los análisis de varianza (ANDEVA de una sola vía), mediante el programa de software Minitab versión 16 (Minitab Inc., State College, PA, EUA). El contraste de las medias fue realizado mediante la prueba de Tuckey. Un valor de P<0.05 fue considerado como estadísticamente significativo.
Resultados y Discusión
Variables del suelo. La mayoría de las variables químicas evaluadas, registraron sus valores máximos en el T4CE (50% de Composta y 50% de Estiércol) (Cuadro 1).
Cuadro 1. Valores promedio ± la desviación estándar de las variables del suelo en los tratamientos experimentales.
Variables Tratamientos
T1S T2SC T3SCE T4CE T5E
DA 1.0±0.1c 0.9±0.0b 0.9±0.0b 0.6±0.0a 0.6±0.0a CIC 12.7±0.5a 31.8±1.6b 24.2±2.3c 40.2±4.9d 36.2±5.1b pH 7.4±0.2a 8.2±0.2d 7.9±0.3b 7.5±0.2ab 7.7±0.1c CE 0.5±0.1a 3.4±0.2c 1.4±0.5b 4.9±0.5d 3.0±0.8c MO 4.1±0.5a 8.2±0.7b 6.9±0.6b 22.7±0.8c 21.9±2.3c NI 15.1±8.5a 61.7±25.4d 37.5±22.7b 70.1±29.5e 54.1±21.3c P 23.5±11.7a 144.5±23.8c 126.5±4.5b 194.2±14.8d 184.6±11.8d K 622.7±57.0 a 3029.8±150.6c 1881.2±286.7b 4130.4±240.2d 3041.2±211.4c Ca 1518±49.1a 2750±144.9b 2635±161.7b 3320±953.2c 3310±700.5c Mg 122.7±1.1a 351.6±16.0b 341.6±19.4b 694.2±6.9c 743.4±8.7d Na 583±50.1a 1709±205.5d 782±245.8b 1693±52.0d 1316±314.8c Fe 21.8±1.1c 16.5±0.7b 18.7±2.2b 11.6±1.1a 9.4±0.2a Mn 23.3±0.3c 22.5±0.7c 19.2±1.1b 8.6±1.1a 10.9±0.2b Zn 5.6±0.2a 6.4±0.2a 5.9±0.3a 7.4±0.1b 7.8±0.2b Cu 0.6±0.0a 1.6±0.1b 1.6±0.1b 3.2±0.1c 4.9±0.3d B 3.8±0.4a 7.4±0.6b 6.1±1.0b 20.8±1.3c 23.7±5.7c
T1S = 100% suelo; T2SC = 50% suelo y 50% composta; T3SCE = 50% suelo, 25% composta y 25% estiércol; T4CE = 50% composta y 50% estiércol; T5E = 100% estiércol. Los tratamientos con diferente letras superíndices en las filas son estadísticamente significativos (P<0.05); DA = Densidad aparente (g/cm3), CIC = Capacidad de Intercambio Catiónico
(cmol+/kg), pH, CE = Conductividad eléctrica (dS/m), MO = Materia orgánica (%); NI = Nitrógeno inorgánico (mg/kg), P =
Fósforo (mg/kg), K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu y B (mg/kg).
En el cuadro 1, se aprecia que el valor más alto de Da se presentó en el T1S con 1.0 g/cm3 y
mostró diferencias significativa (P<0.05) con respecto a los otros tratamientos (Cuadro 1). Los valores más bajos se registraron en T4CE y T5E con 0.6 g/cm3, lo que demuestra que la composta y el
estiércol incrementaron la porosidad y la aireación (Torres et al., 2006; Jaurixje et al., 2013). A su vez la CIC fluctuó de 12.7 cmol+/kg en el T1S hasta 40.2 cmol+/kg en el T4CE (P<0.05). Los valores de la
CIC que son considerados normales en suelo se encuentran en un intervalo de 5 a 35 cmol+/kg. El
T1S, registró el valor más bajo de pH con 7.4 unidades y el más alto el T2SC con 8.2 unidades (P<0.05), se concluye que el pH no afectó la tasa de crecimiento de la lechuga. El T1S registró el valor más bajo de CE, 0.5 dS/m, mientras que el T4CE presentó el más alto 4.9 dS/m, con diferencias significativas (P<0.05) en relación a los otros tratamientos. De acuerdo con Carranza et al. (2009), la lechuga presenta un umbral de tolerancia de 1.3 dS/m ya que es moderadamente sensible a la salinidad, reduciendo su crecimiento en 13% por cada unidad de CE. En el T1S se registró el porcentaje más pequeño de MO con 4.1%, y los valores más altos se obtuvieron en los T4CE y T5E con 22.7 y 21.9% con diferencias significativas (P<0.05). La MO disminuye la Da, aumenta la
769
conductividad hidráulica, incrementa la agregación del suelo y CIC, lo que permite mayor disponibilidad de los nutrientes (Arévalo y Castellanos, 2009). El N en el T1S presentó un valor de 15.1 mg/kg y en el T4CE de 70.1 mg/kg con diferencias significativas (P<0.5) en relación a los otros tratamientos. Los residuos orgánicos en general propician un incremento significativo del N en el suelo (Rivero y Paolini, 1995).
El contenido de P extractable varió en los tratamientos. En el T1S se registró el valor más bajo con 23.5 mg/kg y en el T4CE el valor más elevado con 194.2 mg/kg (P<0.05). Estos valores fueron más altos de los reportados por Rivero y Paolini (1995), quienes reportan un rango de 6.5 a 12.0 mg/kg. Los valores más altos de K, Ca, Mg, Zn, Cu y B se registraron en T4CE y T5E y ambos presentaron diferencias significativas (P<0.05) con relación a los otros tratamientos.
En todos los tratamientos, el contenido de Zn rebasó el nivel crítico de 3 mg/kg (ICA, 1992). Los valores de Cu variaron de 0.6 a 4.9 mg/kg, el valor más bajo corresponde al testigo T1S y el más elevado al T5E con diferencias significativas (P<0.05) entre los tratamientos.
Los resultados obtenidos registraron cantidades altas de Boro (3.8 a 23.7 mg/kg). Los valores más altos de este elemento se presentaron en los tratamientos T4CE y T5E, lo que indica que la composta de E. densa y el estiércol, incrementan notablemente la cantidad de B en el suelo. El Fe resultó elevado en T1S con 21.8 mg/kg con diferencias significativas (P<0.05) con respecto a los demás tratamientos.
El Mn presenta valores elevados en el T2SC, 23.3 mg/kg, con diferencias significativas (P<0.05) en comparación con los otros tratamientos. Este elemento se considera bajo cuando el valor es menor de 5 mg/kg, y alto cuando rebasa los 10 mg/kg(ICA, 1992). A su vez el Na presentó valores de 1,693 mg/kg en el tratamiento T4CE, siendo diferente (P<0.05) a los otros tratamientos. El sodio se acumula en la superficie de los suelos, afectando la estructura y repercute negativamente en las reservas de agua y de aire. En todos los tratamientos fue superado el umbral crítico establecido por Sillampaa (1982) y Sims y Johnson (1991) que es de 5 mg/kg; en particular, el valor registrado en el tratamiento T4CE es considerado como crítico debido a que las plantas murieron a los 28 días después del trasplante.
Variables productivas.
El número de hojas (NH) de la lechuga Iceberg fue semejante en todos los tratamientos, con un valor promedio de 11 hojas, a excepción del tratamiento T4CE donde las plantas murieron a los 28 días después del trasplante. Este resultado concuerda con Pablo et al., (2012), quienes, no encontraron diferencias significativas después de 40 días de cultivo en el NH de la lechuga. En el T1S, los valores promedio registrados de longitud de hoja (LH), ancho de hoja (AH), área foliar (AF) fueron los más elevados (P<0.05); no obstante, en términos de peso fresco (PF), el mayor valor se registró en el T5E, que contiene exclusivamente estiércol de bovino, seguido de T3SCE que incluyó suelo agrícola, composta de E. densa y estiércol de vaca y el T1S exclusivamente con suelo agrícola (Cuadro 2). Estos resultados concuerdan con Magkos et al., (2003) quienes establecieron que la lechuga cultivada en suelos que contienen elevadas cantidades de abonos orgánicos, presentan una mayor cantidad de materia seca, comparada con aquellas producidas bajo los métodos convencionales.
770
Las diferencias registradas entre los tratamientos pueden explicarse por la adición de los abonos orgánicos utilizados en el presente trabajo, que favorecieron las condiciones de un mejor crecimiento de la lechuga.
Cuadro 2. Variables medidas en la planta
Tratamientos NH LH AH AF IAF PF T1S 11.2a±0.5 14.4a±0.4 11.7a±0.6 169.7a±17.8 100a 91.8ab±22.1 T2SC 7.2a±4.8 6.2b±4.4 6.0b±4.1 50.4b±38.9 29.7c 45.9bc±31.0 T3SCE 11.2a±1.5 9.2b±1.0 7.7ab±1.7 72.9b±23.7 43.0b 110.8ab±29.3 T4CE 0.0b±0.0 0.0c±0.0 0.0c±0.0 0.0c±0.0 0.0e 0.0c±0.0 T5E 11.5a±1.7 7.1b±1.4 3.9bc±1.0 26.8bc±2.5 15.8d 138.0a±62.8
NH=Número de hojas, LH = Longitud de hoja (cm); AH = Ancho de hoja (cm); AF = Área foliar (cm2), IAF = Índice de área
foliar (%); PF = Peso fresco (g/maceta). Los valores de cada columna con diferentes letras superíndice, son diferentemente significativos (P<0.05).
Es importante destacar que el tratamiento T5E a pesar de que presentó valores bajos de AF e IAF, su biomasa fue elevada (P<0.05). Durante el desarrollo del cultivo, se pudo observar que el T1S mostró un crecimiento constante del AF conforme transcurrió el tiempo de cultivo, a diferencia de los otros tratamientos en donde no fue tan marcado (Figura 1).
Figura 1. Promedios del área foliar (AF) de la lechuga Iceberg en los tratamientos a lo largo del tiempo de cultivo. T1S = 100% suelo; T2SC = 50% suelo y 50% composta; T3SCE = 50% suelo, 25% composta y 25% Estiércol; T4CE = 50% composta y 50% estiércol; T5E = 100% estiércol.
En los otros tratamientos los valores de AF fueron bajos lo que se puede explicar, debido que existe una relación directa entre la tasa de crecimiento de las hojas y la expansión de las células jóvenes producidas por la división celular de los tejidos meristemáticos y las propiedades
771
fisicoquímicas del suelo, que bajo ciertas condiciones inhiben el crecimiento de las hojas y la expansión de nuevas hojas de la lechuga (Carranza et al., 2009). Esto sucedió en el tratamiento T4CE donde las plantas de lechuga no prosperaron. El IAF máximo obtenido a los 53 ddt en el T1S se consideró un valor de 100%. Tomando este valor como base y comparado con los otros tratamientos, el T3SCE alcanzó 43%, seguido del T2SC con 29.7% y el T5E con 15.8% (Cuadro 2). Los valores de estos tratamientos son superiores a los reportados en otros estudios realizados también con lechuga por Carranza et al. (2009).
Fagnano et al. (2011), reportan pesos promedio de la lechuga que fluctúan entre 279 a 384 g utilizando compostas elaboradas con desechos sólidos municipales. Moreira et al. (2014) reportaron pesos frescos de lechuga cultivada con diferentes abonos orgánicos que variaron de 42.0 a 254.3 g, y llegaron a la conclusión de que los estiércoles de animales de granja dispersos en la superficie del suelo cultivado, fue la mejor fuente de materia orgánica para el cultivo de la lechuga, ya que regula la temperatura del suelo y la retención del agua. Los valores antes señalados se acercan a los obtenidos en el presente trabajo, que fluctuaron de 45.9 a 138.1 g, lo que refuerza la importancia del uso de materia orgánica para mejorar los cultivos y aumentar la producción de la lechuga Iceberg, a pesar de la condición salina de los suelos experimentales.
Conclusión
De acuerdo con los resultados obtenidos en el presente trabajo y desde el punto de vista agronómico, la composta de E. densa, y el estiércol de bovino mejoraron los parámetros químicos en el suelo al incrementar la CIC, pH (ligeramente alcalino), la CE, MO, Ni, P, K, Ca, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, B y Na. Los tratamientos experimentales T1S, T3SCE y T5E se consideran los que mejor respondieron en las variables productivas de la lechuga L. sativa variedad Iceberg, ya que se alcanzaron producciones aceptables de peso fresco. Esto confirma la importancia que tiene el suelo agrícola y la incorporación de la composta y estiércol para incrementar los rendimientos de la lechuga. Así mismo, no se encontró una relación entre NH y AF con respecto al PF de la lechuga. Se estima, que el uso de estiércol de bovino, mezclado con suelo agrícola y la combinación de suelo, composta de E. densa y excretas secas de bovino son recomendables para el cultivo de la lechuga Iceberg. Los resultados de este trabajo sirven de base para que en trabajos futuros se considere la producción de abonos orgánicos mediante el compostaje de E densa, estiércol y zacate que actualmente son fuentes contaminantes del medio ambiente.
Bibliografía
Caro, L.I., Romero, O.Z. y Lora, S.R. 2009. Producción de abonos orgánicos con la utilización de Elodea (Egeria densa) presente en la Laguna de Fúquene. Revista U.D.C.A. Actualidad & Divulgación Científica 12(1), 91-100.
Carranza, C., O. Lanchero, D. Miranda y B. Chaves. 2009. Análisis del crecimiento de lechuga (Lactuca sativa L.) “Batavia” cultivada en un suelo salino de la Sabana de Bogotá. Agronomía Colombiana 27(1), 41- 48.
Fagnano, M., Adamo, P., Zampella, M. and Fiorentino, N. 2011. Environmental and agronomic impact of fertilization with composted organic fraction from municipal solid waste: A case study in the región Naples, Italy. Agriculture, Ecosystems and Environment. 141: 100-107.
FAOSTAT.2012.Estadistica Agricola mundial. http:/ www.faostat.fao.org/site/339/default.aspx. Consultada el 15/12/2014.
ICA (INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO). 1992. Fertilización en diversos cultivos. Quinta Aproximación. Manual de Asistencia Técnica No. 25. C.I. Tibaitat·. 64 p.
772
Jaurixje, M., D. Torres, B. Mendoza, H. Henríquez y J. Contreras. 2013. Propiedades físicas y químicas del suelo y su relación con la actividad biológica bajo diferentes manejos en la zona de Quíbor, Estado de Lara. Bioagro 25(1), 47-56.
Magkos, F., F. Arvaniti, and Zampelas, F. 2003. Organic food: Nutritius food or food for thought? A review of the evidence. International Journal of Food Science and Nutrition 54: 357-371.
Moreira A.M., Pereira Dos Santos, A.C., Tadeu L.A.A:, Bianchini, G.F. Machado de Souza, I. And Almeida, V.P. 2014. Lettuce production according to different source of organic matter and soil cover. Agricultural Sciences 5: 99-105.
NOM-021-SEMARNAT-2000. Norma Oficial Mexicana, Que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudio, muestreo y análisis. 31 de diciembre de 2002. 85 pp. 2002.
Rivero, C. y J. Paolini. 1995. Efecto de la incorporación de residuos orgánicos sobre algunas propiedades químicas de dos suelos en Venezuela. Venesuelos 3(1), 24-30.
Torres, D., N. Rodríguez, H. Yendis, A. Florentino y F. Zamora. 2006. Cambios en algunas propiedades químicas del suelo según el uso de la tierra en el sector El Cebollal, estado Falcón, Venezuela. Bioagro 18(2), 123-128.
773