Pacheco-Martínez, A.1*; Soto-Ortiz, R.2; Avilés- Marín, S.M.2
1Estudiante del Programa de Doctorado en Ciencias Agrícolas. Instituto Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma de Baja California. Carretera Blvd. Delta s/n, Ejido Nuevo León, Mexicali BC, CP 21705 México. 2Profesor-Investigador. Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma de Baja California. Carretera Blvd. Delta s/n, Ejido Nuevo León, Mexicali BC, CP 21705 México
*Autor responsable: [email protected]; Carretera Blvd. Delta s/n, Ejido Nuevo León, Mexicali BC, CP 21705 México.
Resumen
Riegos y fertilización son factores del manejo agronómico que influyen significativamente en alcanzar niveles rentables en el cultivo de trigo. La fertilización nitrogenada es la más importante debido a su costo y aplicación ciclo tras ciclo al suelo, ya que se pierde por fijación, lixiviación y volatización (Cortez y Ortiz; 2009). Estas pérdidas generan disminución de la eficiencia del nitrógeno aplicado al suelo contaminando al medio ambiente. En el sistema de fertilización actual en el Valle de Mexicali el nitrógeno es aplicado sin utilizar técnica alguna que determine los niveles de nitrógeno presente en la planta o agro ecosistema y que se utilice para modificar su dosificación y provocar impactar en rendimiento y calidad de grano, consiguiendo un rendimiento económico rentable. Esta investigación tiene como objetivo, encontrar los umbrales críticos de concentración de nitratos en peciolos de algodón en etapas determinantes de fertilización de nitrógeno. El experimento se estableció en tres predios comerciales en el ciclo 2013 en el valle Mexicali, Baja California, México. Los tratamientos se formaron con niveles de nitrógeno. Se determinó el rendimiento relativo (%), la concentración de nitratos en tallos (ppm). Encontrándose para un 90 % de rendimiento relativo, umbrales de concentración críticos de nitratos en peciolos de algodón 5300,5500 y 4300 ppm, que corresponden a las etapas de inicio de cuadreo, máximo cuadreo y floración. Estos valores de concentración serán tomados como base en investigaciones posteriores a nivel valle de Mexicali y aumentar su generalidad regional.
Palabras clave
Nitrógeno, biomasa, rendimiento relativo
Introducción
El rendimiento y la calidad son dos aspectos importantes en la rentabilidad del cultivo. Los riegos y la fertilización son factores del manejo agronómico que influyen significativamente en alcanzar estos niveles rentables. La fertilización nitrogenada es la más importante debido a que se tiene que abastecer fraccionadamente ciclo tras ciclo al suelo, ya que en un programa de fertilización el N es el nutrimento más crítico en virtud de que es esencial para un desarrollo óptimo del cultivo, pero hay que evitar excesos que puedan ocasionar serios problemas de
manejo del cultivo, y pérdidas en la producción. McConnell et al. (1998) enfatizan que la sobre fertilización produce plantas con gran crecimiento vegetativo sin que esto se refleje en el rendimiento, además de que se incrementan las probabilidades de que se pierda el N del sistema suelo-planta. Dosis altas de N también impactan negativamente el medio ambiente, ya que aumentan la contaminación de aire, suelo, plantas y acuíferos. La contaminación del aire es producto de la volatilización del N en forma de óxido nitroso, el cual destruye la capa de ozono en la estratosfera, creando “agujeros de ozono” (Orozco-Vidal et al., 2008), debido a que el nitrógeno se pierde por fijación, lixiviación y volatización. En el sistema de fertilización actual en el Valle de Mexicali el nitrógeno es aplicado considerando la necesidad 45 kilogramos de nitrógeno para producir una paca de fibra de 227 kilogramos (INIFAP, 2010); y fraccionado en tres partes iguales en las etapas fenológicas de cuadreo, máximo cuadreo y máxima floración (INIFAP; 2010). Sin embargo, es necesario contar con una técnica de monitoreo del estatus nutricional, ya que una serie de investigaciones han estudiado la relación entre concentración de nitratos en peciolos y el suministro de N, la concentración de pecíolos se ha encontrado altamente correlacionada con el suministro de N (Wieddenfeld et al, 2009) por lo cual, es necesario llevar a cabo mediciones de las concentraciones de nitratos en peciolos en la planta de algodón en las principales etapas fenológicas del cultivo, de manera que se optimice la aplicación de fertilizante nitrogenado, maximizando la eficiencia fisiológica y minimizando el costo económico. Sin embargo, es necesario contar con información de importancia para contrarrestar las pérdidas de N, para lo cual es necesario contar con técnicas de monitoreo en peciolos y niveles de concentración critica en algodón para llevar a cabo una adecuada fertilización nitrogenada en el cultivo, por lo cual el objetivo del presente trabajo es determinar la concentración crítica de NO₃⁻ en tejidos del cultivo de algodón, bajo niveles de fertilización nitrogenada en etapas fenológicas de interés.
Materiales y Métodos
El experimento se estableció en tres predios de agricultores cooperantes del Valle de Mexicali, Baja California (32º 24’ N, 115º 11’W, altitud 9 m), durante el ciclo agrícola primavera - verano
2013. El clima del lugar se clasifica como árido cálido, muy extremoso, con una temperatura media anual de 22.9 º C, máxima de 48.5 º C y mínima durante invierno de -7.0º C, con una
precipitación media anual de 60 mm (García, 1988).
Cuadro 1. Principales características de los sitios experimentales.
Ubicación Textura pH C.E. Variedad Densidad
de Siembra Método de Siembra Ejido Lázaro Cárdenas (P1) Franco Limoso 7.6 1.2 ST4498B2RF 120,000 plantas Surcos a 38” en húmedo Ejido Morelia (P2) Arcilla 8.0 6.0 DP0912B2RF 120,000 plantas Camas de 38” en seco Ejido Oaxaca (P3) Franco 7.6 7.0 DP0935B2RF 120,000 plantas Camas de 38” en seco
La siembra se realizó durante la fecha establecida en sistema de producción de surcos y camas a una distancia de 1 m. Se aplicó un riego de pre siembra y cinco de auxilio a 65, 80, 100, 112 y 124 DDS. Durante el ciclo de cultivo se controló problemas de zacate de manera química y manual; así como el control químico de chinche lygus (Lygus hesperus) y mosquita blanca (Bemisia tabasi). Los fertilizantes utilizados como fuente nitrogenada fueron urea y UAN-32 como principales fuentes utilizadas en el manejo agronómico del cultivo en la región. La unidad experimental consistió de 4.8 metros de ancho por 117 m de largo. Se instalaron tensiómetros a 30 cm de profundidad para efectuar los riegos cuando la humedad aprovechable fue de 60 %. Los tratamientos se formaron mediante la aplicación proporcional de fertilizante nitrogenado, en relación al rendimiento objetivo de cada predio y considerando que se requieren 45 unidades de nitrógeno por paca de algodón (INIFAP, 2010). Fueron cuatro: el primero es el testigo, el cual consiste en solo contar con el nitrógeno residual en el suelo. El segundo se formó adicionando el 50% del nitrógeno optimo, el tercero adicionando nitrógeno optimo y el cuarto adicionando el 150 % nitrógeno óptimo para producir el rendimiento objetivo en cada uno de los predios; Se fracciono el nitrógeno de la siguiente forma: 33.3 % en inicio de cuadreo, 33.3 % en inicio de floración y 33.3 % en máxima floración respectivamente. En pre siembra no se aplicó ningún tipo de fertilización, en inicio de cuadreo se utilizó urea como fuente nitrogenada posteriormente en inicio y máxima floración se utilizó UAN-32. Los riegos se efectuaron cuando el suelo tenía un contenido de humedad aprovechable del 60%, de acuerdo con el tensiómetro. Para el control de malas hierbas, se aplicó una dosis de 500 g i.a. ha⁻¹ de Glifosato. Se utilizó flonicamid 500 g i.a. ha⁻¹ para el control de chinche lygus (Lygus hesperus) y Thidiazuron + Diuron 0.06 ml i.a. ha⁻¹ como defoliante. El experimento consistió en un diseño de bloques completamente al azar con cuatro repeticiones. Los bloques consistieron en cada uno de los predios (P1, P2 y P3) teniendo cuatro niveles. Nivel 0, Nivel 50, Nivel 100 y nivel 150. Se determinó el rendimiento relativo en cada etapa determinando la biomasa; además la concentración de nitratos en peciolos. Se estimaron los niveles de concentración crítica en las etapas de inicio de cuadreo, máximo cuadreo y floración mediante el método de cuadrantes (Cate y Nelson, 1965). Se realizó un seguimiento fenológico en base a unidades calor, para lo cual se seleccionaron aleatoriamente dieciséis plantas por tratamiento y monitoreadas semanalmente a partir del primer riego en planta hasta rendimiento fisiológico (cut-out). Para ambas variables se tomaron inmediatamente antes de los riegos de inicio de cuadreo (primer riego en planta), inicio de floración (segundo riego en planta) y máxima floración (tercer riego en planta). La concentración de nitratos en peciolo se determinó con el equipo twinN03⁻ B-341
marca Horiba®. Para cada una de las etapas los peciolos se tomaron 50 peciolos por repetición tomándolos del quinto nudo por debajo de la terminal, depositándolos en bolsas ziploc® y trasladadas en condiciones controladas a laboratorio para su análisis. En todos los momentos de muestreo se eliminaron las hojas de peciolo. La hora de muestreo oscilo entre las seis y siete de la mañana. El rendimiento relativo se obtuvo considerando el tratamiento con el valor mayor de biomasa como el 100 %. La biomasa consistió en cortar un metro lineal al ras del suelo, separando los órganos vegetativos (hojas, tallos y ramas) y reproductivos (cuadros, flores y bellotas). Para el secado se colocaron en bolsas de papel por separado y se sometieron a estufa a una temperatura de 65 °C durante 72 h, obteniendo su peso seco posteriormente fueron molidas y analizadas en laboratorio por el método de espectrofotometría utilizando el equipo Hatch 5000 DR. La cosecha se llevó a cabo de manera manual tomando un metro lineal por repetición, se pesó obteniendo el rendimiento hueso y posteriormente se convirtió a rendimiento pluma.
Resultados y Discusión
Se observa en la figura 1, que el 90 por ciento del rendimiento relativo en la etapa de inicio de cuadreo, se alcanza cuando la concentración de nitratos es de 5200 ppm. Esto es explicado con esta concentración de nitratos en peciolos de algodón indica que en la etapa de inicio de cuadreo la planta tiene cubierta sus necesidades nutricionales de nitrógeno.
La figura 2
muestra, que el 90 por ciento del rendimiento relativo en la etapa de máximo cuadreo se alcanza cuando la concentración de nitratos es de 5500 ppm. Esta concentración de nitratos en peciolos de algodón indica que en la etapa de máximo cuadreo la planta tiene cubierta sus necesidades nutricionales de nitrógeno.Figura 1. Concentración de nitratos en peciolos de algodón en la etapa de inicio de cuadreo en el ciclo 2013, en el Valle de Mexicali B. C.
Figura 2. Concentración de nitratos en peciolos de algodón en la etapa de máximo cuadreo en el ciclo 2013, en el Valle de Mexicali B. C.
Figura 3. Concentración de nitratos en peciolos de algodón en la etapa de máxima floración en el ciclo 2013, en el Valle de Mexicali B. C.
La figura 3 muestra, que el 90 por ciento del rendimiento relativo en la etapa de máxima floración se alcanza cuando la concentración de nitratos es de 4300 ppm. Esto coincide con López et al, 2010 durante un estudio llevado a cabo durante el ciclo 2004. Las necesidades de nitratos en la planta de algodón disminuye conforme va madurando, esto es evidenciado con la variación de los umbrales críticos, en inicio de cuadreo 5200 ppm, máximo cuadreo 5500 ppm y máxima floración 4300 ppm; esto coincide con López et al, 2010.
Conclusiones
Los umbrales críticos de concentración de nitratos para un 90 % rendimiento relativo son 5200, 5500 y 4300 ppm en la etapa de inicio de cuadreo, máximo cuadreo y máxima floración respectivamente. Estos valores de concentración serán tomados como base en investigaciones posteriores a nivel valle de Mexicali encaminadas a encontrar su generalidad regional.
Bibliografía
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García, E. 1988. Modificaciones al sistema de clasificación climática de Köppen. Instituto de Geografía. UNAM, México. 217 p
INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias).2010. Guía para Producir Algodón en el Valle de Mexicali y San Luis Rio Colorado Son. Centro de Investigación Regional Centro-Campo Experimental Valle de Mexicali. Folleto Técnico No. 54. Mexicali, Baja California.
López, M., A. Castro, J.C. Gutiérrez, and E.O. Leidi. 2010. Nitrate and potassium concentrations in cotton petiole extracts as influenced by nitrogen fertilization, sampling date and cultivar. Spanish Journal of Agricultural Research. 8(1):202-209
McConnell, J.S., W.H. Baker, and R.C. Kirst. 1998. Yield and Petiole Nitrate Concentrations of Cotton Treated with Soil-Applied and Foliar-Applied Nitrogen. The Journal of Cotton Science 2:143-152
Orozco-Vidal, J., A. Palomo-Gil, E. Gutiérrez-Del Río, A. Espinoza Banda y V. Hernández-Hernández. 2008. Dosis de nitrógeno y su efecto en la producción y distribución de biomasa de algodón transgénico. Terra Latinoamérica. 26:29-35
Wiedenfeld, B., B. Webb Wallace and F. Hons. 2009. Indicators of Cotton Status.Journal of Plant Nutrition, 32: 1353- 1370