Instituto Tecnológico de Costa Rica
Universidad Nacional de Costa Rica
Universidad Estatal a Distancia
Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo
Efectos de abonos orgánicos sobre las características agronómicas,
el rendimiento y la calidad de fruta de la variedad de mora 'Vino'
(
Rubus adenotrichus
Schtdl.), en dos zonas de Costa Rica.
Tesis sometida a consideración del tribunal evaluador como requisito para
optar al grado de Doctor en Ciencias Naturales para el Desarrollo, con énfasis
en Sistemas de Producción Agrícolas.
Rafael Orozco Rodríguez
ii
Instituto Tecnológico de Costa Rica
Universidad Nacional de Costa Rica
Universidad Estatal a Distancia
Efectos de abonos orgánicos sobre las características agronómicas, el rendimiento y la calidad de fruta de la variedad de mora 'Vino' (Rubus adenotrichus Schtdl.), en dos
zonas de Costa Rica.
Trabajo de graduación sometido a consideración del tribunal evaluador como requisito para optar al grado de Doctor en Ciencias Naturales para el Desarrollo, con énfasis en
Sistemas de Producción Agrícolas.
Estudiante: Rafael Orozco Rodríguez
Tutora:
Sayra Munguía Ulloa, PhD. Asesores:
Rodrigo Alfaro Monge, PhD. Roger Muñoz Hernández, PhD.
Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica Mayo 2011
iii Instituto Tecnológico de Costa Rica
Universidad Nacional de Costa Rica Universidad Estatal a Distancia
EFECTOS DE ABONOS ORGÁNICOS SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS AGRONÓMICAS, EL RENDIMIENTO Y LA CALIDAD DE FRUTA DE LA VARIEDAD DE MORA 'VINO' (RUBUS ADENOTRICHUS SCHTDL.), EN DOS
ZONAS DE COSTA RICA.
Trabajo final de graduación presentado como requisito parcial para optar al grado de Doctor en Ciencias Naturales para el Desarrollo, con énfasis en Sistemas de Producción Agrícolas.
Rafael Orozco Rodríguez
Sustentante
Tribunal examinador:
Sayra Munguía Ulloa, PhD. Directora de tesis
Rodrigo Alfaro Monge, PhD. Asesor
Roger Muñoz Hernández, PhD. Asesor
Wagner Peña Cordero, PhD. Miembro del tribunal
Tomás Guzmán Hernández, PhD. Coordinador DOCINADE
Carlos Muñoz Ruiz, PhD., quien preside Coordinador del énfasis
Mayo 2011
iv Dedicatoria
A DIOS, que me dio la fortaleza para enfrentar los momentos difíciles. A mi esposa Marjorie, quien siempre ha estado a mi lado. A mi hija Mariana, quien me motivó a seguir adelante. A la familia Bonilla Campos (Javier, Nena, Fran y Luis) por su constante apoyo. A Teresita. A mis hermanas (Aracelly, Dalia, Josefina, Isolina, Mayra, Dora),
v Agradecimientos
A la Dra. Sayra Munguía Ulloa, directora de tesis, por su constante apoyo y valiosas sugerencias.
Al Dr. Roger Muñoz Hernández por sus aportes y minuciosa revisión del documento. Al Dr. Rodrigo Alfaro Monge por sus observaciones oportunas a este trabajo.
A la Dra. María de los Angeles Álvarez Fernández por sus valiosos aportes en la redacción de la tesis.
A mis colegas Felix Argüello Delgado, José García García y Johan Rosales Flores por su apoyo constante en el trabajo de campo y por sus oportunas observaciones.
A la M.Sc. Dora Flores Mora por su apoyo en mis estudios.
Al Dr. Wagner Peña por su valioso apoyo para la realización de mi pasantía.
Al Dr. Tomás Guzmán Hernández y al Dr. Carlos Muñoz Ruiz por sus aportes a este documento.
A la Asociación de Productores de Mora y Frutales de Altura (APROCAM) que contribuyó en la realización de esta investigación, en especial a los señores Didier Jiménez y Francisco Portuguéz.
Al Consejo Nacional para Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICIT) y al Ministerio de Ciencia y Tecnologia (MICIT) por el apoyo económico complementario para llevar a cabo mis estudios.
A la Junta de Becas de la Universidad Nacional y a la Escuela de Ciencias Agrarias por su apoyo económico y confianza depositada en mis estudios doctorales.
Al personal del Laboratorio de Química del Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CITA) de la Universidad de Costa Rica por su valioso aporte en los análisis químicos de la fruta, en especial a la Dra. Ana Mercedes Pérez, Lic. María Laura Montero y al Lic. Oscar Acosta Montoya.
Al personal del Laboratorio de Tecnología Poscosecha del Centro de Investigaciones Agronómicas de la Universidad de Costa Rica, en especial al M.Sc. Marco V. Castro por su apoyo en los análisis físico-químicas de la fruta.
vi Indice de contenido
Tribunal Examinador ... iii
Dedicatoria... iv
Agradecimiento ... v
Indice de figuras ... xii
Indice de cuadros ... xiv
Resumen ... xvii
Abstract ... xix
CAPÍTULO I ... 1
1.1. Introducción ... 1
1.2. Antecedentes ... 2
1.3. Justificación ... 3
1.4. Objetivos ... 7
1.4.1. Objetivo general ... 7
1.4.2. Objetivos específicos ... 7
CAPÍTULO II ... 8
2.1. Marco conceptual ... 8
2.1.1. Historia, taxonomía y botánica de la mora ... 8
2.1.2. Zonas productoras de mora en Costa Rica ... 9
2.1.3. Variedades de mora en Costa Rica ... 9
2.1.3.1. Variedades criollas ... 9
2.1.3.2. Variedades híbridas ... 10
2.1.3.3. Características de variedades criollas ... 10
2.1.4. Fenología del cultivo de la mora ... 12
2.1.5. Tipo de reproducción ... 12
2.1.6. Tipo de propagación ... 12
2.1.7. Establecimiento y manejo del cultivo de la mora ... 13
2.1.7.1. Siembra y uso de tutores o soportes ... 13
2.1.7.2. Podas ... 13
vii
2.1.9. Requerimientos de nutrición del cultivo de la mora ... 15
2.1.10. Abonos orgánicos ... 17
2.1.10.1. Tipos de abonos orgánicos ... 18
2.1.10.2. Abonos orgánicos y fracción orgánica del suelo ... 19
2.1.10.3. Efectos de los abonos orgánicos en el sistema suelo ... 20
2.1.10.4. Elaboración de compost y lombricompost ... 21
2.1.10.5. Características del compost y lombricompost ... 23
2.1.10.6. Efectos benéficos del compost y lombricompost ... 24
2.1.11. Conceptos relacionados con la calidad del suelo... 25
2.1.11.1. Indicadores químicos del suelo ... 25
2.1.11.1. 1. pH del suelo o reacción del suelo ... 25
2.1.11.1.2. Acidez del suelo... 26
2.1.11.1.3. Capacidad de intercambio iónico ... 26
2.1.11.1. 4. Macronutrimentos y micronutrimentos ... 27
2.1.11.6. 5. Materia orgánica del suelo (MO)... 27
2.1.12. Indicadores físicos del suelo ... 29
2.1.12.1. La densidad aparente, densidad real y porosidad ... 29
2.1.12.2. Retención de humedad ... 29
2.1.13. Indicadores biológicos del suelo... 30
2.1.14. Indicadores de calidad de la fruta de mora ... 30
2.1.14.1. Tamaño de la fruta ... 31
2.1.14.2. Firmeza de la fruta ... 31
2.1.14.3. Sólidos solubles ... 31
2.1.14.4. Acidez titulable ... 31
2.1.14.5. pH del fruto ... 32
2.1.14.6. Antioxidantes ... 32
2.1.14.6.1. Polifenoles ... 32
2.1.14.6.2. Antocianinas ... 33
2.1.14.6.3. Capacidad antioxidante total (ORAC) ... 33
2.1.15. Compuestos fenólicos en el género Rubus ... 34
viii
3.1. Materiales y métodos ... 35
3.1.1. Establecimiento de parcelas experimentales ... 35
3.1.2. Condiciones edafo-climáticas ... 35
3.1. 3. Tratamientos evaluados ... 38
3.1.4. Diseño experimental ... 40
3.1. 5. Prácticas de manejo en la plantación ... 40
3.1.6. Evaluación de las propiedades químicas, físicas y microbiológicas de las muestras de los suelos en las parcelas experimentales. ... 41
3.1.7. Evaluación de muestras foliares ... 43
3.1.8. Evaluación de número tallos, diámetro de tallos, rendimiento de plantas de mora y propiedades físico-químicas de la fruta. ... 44
3.1.9. Análisis estadístico de los datos ... 46
CAPÍTULO IV ... 50
4.1. Resultados ... 50
4.1.1. Indicadores químicos de calidad de los suelos ... 50
4.1.1.1. pH ... 50
4.1.1.2. Acidez intercambiable ... 50
4.1.1.3. Porcentaje de saturación de acidez ... 51
4.1.1.4. Macronutrimentos primarios (N, P y K) ... 52
4.1.1.4.1. % N total... 52
4.1.1.4.2. Fósforo (P)... 53
4.1.1.4.3. Potasio (K)... 53
4.1.1.5. Macronutrimentos secundarios (Ca y Mg) ... 55
4.1.1.5.1. Calcio (Ca) ... 55
4.1.1.5.2. Magnesio (Mg) ... 55
4.1.1. 6. Suma de bases (Ca+Mg+K): ... 56
4.1.1.7. Capacidad de intercambio catiónico específico (CICE) ... 57
4.1.1.8. Azufre (macronutrimento secundario)... 58
4.1.1.9. Micronutrimentos ... 59
4.1.1.9.1. Zinc (Zn) ... 59
ix
4.1.1.9.3. Manganeso (Mn) ... 61
4.1.1.9.4. Hierro (Fe): ... 61
4.1.1.10. Relación C/N ... 62
4.1.1.11. Materia orgánica (MO) ... 62
4.1.2. Indicadores físicos de calidad del suelo ... 66
4.1.2.1. Densidad Aparente (Dap) ... 66
4.1.2.2. Porcentaje de poros totales ... 66
4.1.2.3. Capacidad de campo (CC) ... 67
4.1.2.4. Punto de marchitez permanente (PMP) ... 68
4.1.2.5. Agua Útil ... 68
4.1.3. Poblaciones de microorganismos en el suelo ... 69
4.1.3.1. Bacterias ... 70
4.1.3.2. Hongos ... 70
4.1.3.3. Actinomicetos ... 70
4.1.4. Dinámica de nutrimentos en el follaje ... 72
4.1.5. Número de tallos y diámetro por planta ... 77
4.1.6. Rendimiento ... 78
4.1.7. Características químicas de la fruta ... 79
4.1.7.1. pH, grados brix (sólidos solubles) y acidez titulable total ... 79
4.1.8. Características físicas de la fruta: Peso, diámetro, altura y firmeza ... 81
4.1.9. Contenido de humedad, antocianinas totales, polifenoles totales (PFT) y capacidad antioxidante total (ORAC) de la fruta ... 82
CAPÍTULO V ... 86
5.1. Discusión ... 86
5.1.1. Indicadores químicos de calidad del suelo ... 86
5.1.1.1. pH, acidez y saturación de acidez ... 86
5.1.1.2. Macronutrimentos primarios (N, P y K) ... 88
5.1.1.4. Azufre (macronutrimento secundario)... 91
5.1.1.5. Micronutrimentos ... 92
5.1.1.5.1. Zinc (Zn) ... 92
x
5.1.1.5.3. Manganeso y hierro ... 92
5.1.1. 6. Relación C/N ... 93
5.1.1.7. Materia orgánica (MO) ... 94
5.1.2. Indicadores físicos de calidad del suelo ... 94
5.1.2.1 Densidad aparente (Dap) y porosidad total ... 94
5.1.2.2 Capacidad de campo (CC), punto marchitez permanente (PMP) y agua útil. ... 95
5.1.3. Poblaciones de microorganismos en el suelo ... 97
5.1.4. Dinámica de nutrimentos en el follaje ... 100
5.1.5. Número de tallos y diámetro por planta ... 105
5.1.6. Rendimiento ... 106
5.1.7. Componentes químicos (pH, grados brix y acidez titulable total) y físicos de la fruta (peso, diámetro, altura y firmeza) ... 108
5.1.8 Contenido de Humedad, antocianinas totales, polifenoles totales, y capacidad antioxidante total (ORAC) en la fruta ... 109
5.1.8.1 Porcentaje de humedad ... 109
5.1.8.2 Antocianinas totales ... 110
5.1.8.3 Polifenoles totales (PFT) ... 110
5.1.8.4 Capacidad antioxidante total (ORAC) ... 111
5.1.9. Interrelaciones entre variables de suelo, planta y de la fruta ... 112
CAPÍTULO VI ... 114
6.1.1. Conclusiones: ... 114
6.1.2. Recomendaciones: ... 115
CAPÍTULO VII ... 117
7.1. Bibliografía consulta ... 117
Capítulo VIII ... 131
8.1. Anexos ... 131
Anexo 8.1.1. Información edafo-climática ... 131
Anexo 8.1.2. Síntesis de métodos de análisis químicos y físicos de suelo ... 135
Anexo 8.1.3. Valores de referencia para la interpretación de los análisis de suelo ... 136
xi Anexo 8.1.5. Descripción de método de análisis microbiológico para muestras de suelo138
Anexo 8.1.6. Métodos de análisis químico y físico de la fruta... 140
Anexo 8.1.7. Interrelaciones entre variables de suelo, planta y fruta ... 142
Anexo 8.1.8. Macro y micronutrimentos en el cultivo de la mora (Rubus spp) ... 144
xii Indice de figuras
Fig. 1.Cantidad de mora en toneladas comercializada en el CENADA por año. ... 4 Fig. 2.Comportamiento del precio promedio por kilogramo de mora de 2002 a 2009 ... 4 Fig. 3. Exportaciones de mora en toneladas (consignada como: zarzamora, mora y
mora-frambuesa) de 2004 a mayo 2010. ... 6 Fig. 4. Ingreso promedio por año proveniente de exportaciones de mora (consignada como: zarzamora, mora y mora-frambuesa) de 2004 a mayo 2010. ... 6 Fig. 5.Planta de mora con poda, mostrando tallos primarios con producción terminal (TPT),
ramas secundarias (RS), ramas terciarias con fructificación (RTF) y tallos nuevos (TN) Fuente: Escoto, 1994. Adaptada por Orozco. 2008. ... 14 Fig. 6.Variación en el pH en los diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A) Buena
Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. ... 50 Fig. 7.Acidez titulable y porcentaje de saturación de acidez en los diferentes tratamientos y
meses de muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 52 Fig. 8.Contenido de nitrógeno total (N) en los diferentes tratamientos y meses de muestreo.
(A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 53 Fig. 9.Contenido de fósforo (P) y potasio (K) en los diferentes tratamientos y meses de
muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008 ... 54 Fig. 10. Contenido de calcio (Ca) y magnesio (Mg) en los diferentes tratamientos y meses
de muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 56 Fig. 11.Suma de bases y capacidad de intercambio catiónico específico (CICE) en los
diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 58 Fig. 12.Contenido de azufre (S) en los diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A)
Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 59 Fig. 13.Contenido de Zinc (Zn) y Cobre (Cu) en los diferentes tratamientos y meses de
xiii Fig. 14. Contenido de manganeso (Mn) en los diferentes tratamientos y meses de muestreo.
(A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 61 Fig. 15.Contenido de hierro (Fe) en los diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A)
Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés.2006-2008. ... 62 Fig. 16.Relación Carbono/Nitrógeno (C/N) y contenido de Materia Orgánica (MO) en los
diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 63 Fig. 17.Valores de densidad aparente en los diferentes tratamientos y meses de muestreo
(A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés.2006-2008. ... 66 Fig. 18.Valores de porcentaje de poros en los diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés.2006-2008. ... 67 Fig. 19.Porcentaje de capacidad de campo (CC) en los diferentes tratamientos y meses de
muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y B) San Martín de León Cortés. (2006-2008). ... 67 Fig. 20.Porcentaje punto de marchitez permanente (PMP) en los diferentes tratamientos y
meses de muestreo. (A) Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 68 Fig. 21.Porcentaje de agua útil en los diferentes tratamientos y meses de muestreo. (A)
Buena Vista Pérez Zeledón y (B) San Martín de León Cortés. 2006-2008. ... 69 Fig. 22.Producción media mensual en kg, por parcela de 120 m2, obtenida en los diferentes
tratamientos y en las dos localidades (A=Buena Vista de Pérez Zeledón y B=San Martín de León Cortés). 2007-2008. ... 79 Fig. 23.Valores medios de antocianinas en frutas de mora en tres tratamientos
(C=Compost, L=Lombricompost y T=Testigo) en dos épocas y dos localidades (BVPZ=Buena Vista de Pérez Zeledón y SMLC=San Martin de León Cortés), 2007-2008. ... 83 Fig. 24.Valores medios de polifenoles totales y capacidad antioxidante en frutas de mora
xiv Indice de cuadros
Cuadro 1.Producción en toneladas por período de cosecha de fruta de mora orgánica de
primera y segunda calidad. ... 5
Cuadro 2.Composición química del fruto de mora maduro (Rubus adenotrichus var. 'Vino'). ... 11
Cuadro 3.Concentraciones adecuadas de macro nutrimentos y micro nutrimentos en hojas de mora. ... 16
Cuadro 4.Concentración de nutrimentos requeridos por una tonelada de mora fresca. ... 17
Cuadro 5.Características de un compost comercialmente aceptable. ... 23
Cuadro 6.Características de un lombricompost comercialmente aceptable. ... 23
Cuadro 7.Características químicas y físicas del suelo de la parcela experimental ubicada en Buena Vista de Pérez Zeledón. 2005. ... 37
Cuadro 8.Características químicas y físicas del suelo de la parcela experimental ubicada en San Martín de León Cortés. 2005. ... 38
Cuadro 9.Composición química del compost y lombricompost aplicados en las parcelas experimentales de Buena Vista de Pérez Zeledón y San Martín de León Cortés. 2005. ... 39
Cuadro 10.Cantidad de nutrimentos (kg/ha) aplicados con los abonos orgánicos a los suelos de Buena Vista de Pérez Zeledón y San Martín de León Cortes.2006-2008. .. 39
Cuadro 11.Unidades Formadoras de Colonias (UFC) de hongos, bacterias y actinomicetos por gramo de muestra seca de compost y lombricompost.2005. ... 40
Cuadro 12.Condición nutricional del suelo cultivado con mora (R. adenotrichus var.’Dulce') a los 24 meses, Buena Vista de Pérez Zeledón. Agosto, 2007. ... 64
Cuadro 13.Condición nutricional del suelo cultivado con mora (R. adenotrichus var.’Dulce') a los 35 meses, en los diferentes tratamientos. Buena Vista de Pérez Zeledón. Julio, 2008. ... 64
Cuadro 14.Condición nutricional del suelo cultivado con mora (R. adenotrichus var.’Dulce') a los 24 meses, en los diferentes tratamientos. San Martín de León Cortés. Agosto, 2007. ... 65
xv Cuadro 16.Poblaciones medias y error estándar de microorganismos en suelos de dos
localidades cultivados con plantas de mora (R. adenotrichus var. Dulce). ... 69 Cuadro 17.Poblaciones medias y error estándar de microorganismos en el suelo, obtenidas
por localidad, en los diferentes tratamientos. ... 71 Cuadro 18.Concentración foliar de macronutrimentos (%) en plantas de mora (R.
adenotrichus var.'Dulce'), por tratamiento. Buena Vista Pérez Zeledón. 2007-2008. . 72 Cuadro 19. Concentración foliar de micronutrimentos (mg/kg) en plantas de mora (R.
adenotrichus var.'Dulce'), por tratamiento. Buena Vista Pérez Zeledón.2007-2008. .. 72 Cuadro 20.Concentración foliar de macronutrimentos en plantas de mora (R.
adenotrichus var.'Dulce'), por tratamiento. San Martín de León Cortés, 2006-2008. .. 73 Cuadro 21.Concentración foliar de micronutrimentos en plantas de mora (R. adenotrichus
var.'Dulce'), por tratamiento. San Martín de León Cortés, 2006-2008. ... 73 Cuadro 22.Concentración foliar de macronutrimentos (%) en plantas de mora (R.
adenotrichus var.'Dulce'), por etapa fenológica (B). Buena Vista Pérez Zeledón. 2007-2008. ... 74 Cuadro 23.Concentración foliar de micronutrimentos (mg/kg) en plantas de mora (R.
adenotrichus var.'Dulce') , por etapa fenológica (B) Buena Vista Pérez Zeledón.2007-2008. ... 74 Cuadro 24.Concentración foliar de N, K y S (%) por tratamiento en algunas etapas
fenológicas de plantas de mora (R. adenotrichus var.'Dulce'). Buena Vista, Pérez Zeledón.2007-2008. ... 75 Cuadro 25.Concentración foliar de B y Zn (mg/kg) por tratamiento en algunas etapas
fenológicas de plantas de mora (R. adenotrichus var.'Dulce'). Buena Vista Pérez Zeledón.2007-2008. ... 75 Cuadro 26.Concentración foliar de macronutrimentos en plantas de mora (R. adenotrichus
var. 'Dulce'), por etapa fenológica (B). San Martín de León Cortés, 2006-2008. ... 76 Cuadro 27. Concentración foliar de micronutrimentos en plantas de mora (R. adenotrichus
var. 'Dulce'), por etapa fenológica. San Martín de León Cortés, 2006-2008. ... 76 Cuadro 28.Concentración foliar de B, Cu y Zn por tratamiento, en dos etapas fenológicas
xvi Cuadro 29.Valores medios y error estándar de dos variables de crecimiento de plantas de
mora (R. adenotrichus var. 'Dulce'), por localidad y en diferentes tratamientos. ... 77 Cuadro 30.Medias y error estándar de rendimientos obtenidos en plantas de mora (R.
adenotrichus var. 'Dulce'), en los diferentes tratamientos y en las dos localidades. 2007-2008. ... 78 Cuadro 31.Medias y error estándar de pH, brix y acidez titulable de la fruta de plantas de
mora (R. adenotrichus var. 'Dulce'), en los diferentes tratamientos y en las dos
localidades. 2007-2008. ... 80 Cuadro 32.Medias y error estándar de pH, brix y acidez titulable de la fruta de plantas de
mora (R. adenotrichus var. 'Dulce') en dos localidades y dos épocas de cosecha. 2007-2008. ... 80 Cuadro 33.Medias y error estándar de peso, diámetro, altura y firmeza de la fruta de mora
(R. adenotrichus var. 'Dulce') en dos localidades y con diferentes tratamientos. 2007-2008. ... 81 Cuadro 34.Medias y error estándar de peso, diámetro, altura y firmeza de la fruta de mora
(R. adenotrichus, var. Dulce) en dos localidades y en dos épocas de cosecha. 2007-2008. ... 82 Cuadro 35.Medias y error estándar de humedad, antocianinas totales, polifenoles totales, y
capacidad antioxidante (ORAC) en frutas de mora (R. adenotrichus var. 'Dulce') en dos localidades y diferentes tratamientos. 2007-2008. ... 84 Cuadro 36.Medias y error estándar de humedad, antocianinas totales, polifenoles totales, y
xvii Resumen
xix Abstract
1 CAPÍTULO I
1.1. Introducción
A nivel mundial, ha venido creciendo el interés por el uso de abonos orgánicos como una forma alternativa de fertilización en los sistemas agrícolas, situación generada como consecuencia del incremento en los precios de los agroquímicos derivados del petróleo y a una mayor toma de conciencia por parte de los productores y de los consumidores en la necesidad de proteger el ambiente y la salud humana (Thiers 2005; Gomiero et al. 2008; Ghorbani et al. 2010).
En Costa Rica en el año 2009, la producción nacional de este tipo de abonos se estimó en 1.000.000 de sacos de 40 a 45 kg, siendo las hortalizas, el café, la yuca, el banano y otros frutales, los cultivos en los que más se usaron.1
Algunos investigadores le atribuyen a este tipo de abonos, una serie de cualidades entre las cuales se destacan su capacidad para mejorar las condiciones físicas y químicas del suelo, sustituir las pérdidas de materia orgánica y estimular la actividad biológica, entre otras (Melgarejo et al. 1997; Bulluck et al. 2002; Hargreaves et al. 2008; Lovieno et al.2009; Erhart y Harti 2010;Yan y Gong 2010).
En cultivos no tradicionales como la mora el uso de este tipo de insumos, ha despertado un mayor interés entre los productores nacionales, ya que existe una mayor demanda de los productos orgánicos en el mercado internacional y un mayor interés de los consumidores en adquirir productos más sanos y de mayor calidad.
La producción de mora criolla en Costa Rica es desarrollada por pequeños agricultores, distribuida en 1500 has, con un uso mínimo de insumos y realizada predominantemente con mano de obra familiar (Flores et al. 2003; Castro y Cerdas 2005).
Aunque en el país se ha producido importante información sobre los abonos orgánicos (Solórzano y Alvarado 2002; Soto 2002; Soto y Muñoz 2002; Bertsch 2003a; Meléndez 2003; Castro et al. 2009), es necesario investigar más a profundidad sobre el efecto de este tipo de abonos en frutales no tradicionales como las moras criollas cultivadas en Costa
1 Orozco, R.2009. Consulta a instituciones públicas y privadas dedicadas a la producción de abonos
2 Rica, y su efecto en aspectos tales como: propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo, la dinámica de nutrimentos en la planta, rendimiento del cultivo y calidad de la fruta obtenida. Además, es importante evaluar la respuesta de estas variedades criollas, a la aplicación de los abonos orgánicos, ya que estos materiales genéticos muestran gran capacidad de adaptación a condiciones extremas de suelo, resistencia a plagas y enfermedades, poseen niveles altos de compuestos antioxidantes, moléculas de gran interés para la salud humana capaces de prevenir ciertos tipos de cáncer, enfermedades cardiacas, osteoporosis, hiperlipidemias y problemas inflamatorios (Beatie et al. 2005; Pascual y Sánchez 2008).
Si se logra generar nuevos conocimientos con relación al efecto del uso de abonos orgánicos en materiales criollos, se estaría contribuyendo a un manejo más sostenible del cultivo de la mora en Costa Rica.
1.2. Antecedentes
Este estudio forma parte de una línea de investigación en frutales no tradicionales (mora, higo, membrillo, tomate de árbol) que ha venido impulsando el Programa de Genética Vegetal de la Escuela de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional en conjunto con el Instituto Tecnológico de Costa Rica, la Universidad de Costa Rica y la Universidad Estatal a Distancia en vinculaciòn con el Ministerio de Agricultura y Ganaderìa, cuyo fin es contribuir a la diverficación agrícola del paìs usando tecnologías alternativas que causen menores daños al ambiente y mantengan la producción y calidad de la fruta.
En el marco de las actividades del programa, en el año 2003, se realizò en el distrito El Empalme, provincia de San José, el Primer Foro-Taller Nacional sobre el cultivo de la mora. En esta actividad, los agricultores manifestaron la necesidad de generar mayor investigación acerca del uso de abonos orgánicos en variedades de moras criollas (Flores et al. 2003).Al final de este foro, se concluyó que no existía suficiente conocimiento en el país sobre el efecto de la aplicación de abonos orgánicos en el comportamiento agronómico, el rendimiento y la calidad de la fruta de moras criollas cultivadas en las zonas productoras.
3 1.3. Justificación
Costa Rica necesita diversificar su agricultura, en particular con productos no tradicionales; sin embargo existe desconocimiento sobre las mejores prácticas agronómicas para el manejo de estos cultivos.
Esta investigación, se planteó dada la necesidad que existe de generar conocimiento sobre la fertilizaciòn en frutales no tradicionales como la mora, la cual se cultiva en pequeñas unidades familiares (1,5 ha en promedio), en forma orgánica o con poca aplicación de insumos agrícolas, y su producción se destina al mercado nacional y de exportación.
Se argumenta que los productos obtenidos de forma orgánica, a la vez que son menos nocivos para el ambiente, ofrecen al consumidor nacional e internacional una alternativa más saludable, pero es necesario desarrollar investigación sobre el efecto de algunas prácticas de manejo orgánico del cultivo, como lo es la aplicación de abonos de origen orgánico y sus efectos en los suelos, la planta y el fruto (Jeppsson 2000; Bulluck et al.2002; Aracon et al. 2004; Hargreaves et al.2008, Colom 2009, Gotshi 2010, Tshuma et al. 2010).
En el país, el cultivo de la mora (Rubus spp) es efectuado por alrededor de 800 pequeños agricultores, ubicados principalmente en los cantones de Dota, Tarrazú, Desamparados y Pérez Zeledón de la provincia de San José, y en el cantón El Guarco, provincia de Cartago.
A nivel nacional, la mora es consumida principalmente como fruta fresca, congelada o procesada. En el mercado internacional, la mora se comercializa como fruta de mesa o como materia prima para procesos industriales. La variedad de mora más cultivada en Costa Rica es la denominada mora 'Vino', cuyo sabor es ácido, seguida por la Castilla y la Negrita (Flores et al. 2003; Flores y Arguello 2005; Castro y Cerdas 2005; Céspedes et al. 2008).
4 [SIMM-PIMA], 2009)1. En las figuras 1 y 2 se muestra el comportamiento de la comercialización y el costo por kilo por año.
300,00 350,00 400,00 450,00 500,00 550,00 600,00
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
T on el ad as (t ) Años
Fig. 1.Cantidad de mora en toneladas comercializada en el CENADA por año. Fuente: SIMMA-PIMA, 2010.
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1.000,00 1.200,00 1.400,00 1.600,00
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Pr ec io (C o ln es/ K g ) Años
Fig. 2.Comportamiento del precio promedio por kilogramo de mora de 2002 a 2009 .Fuente: SIMMA-PIMA, 2010.
5 Datos aportados por la Asociación de Productores de Mora y Frutales de Altura (APROCAM) destacan que entre los años 2003 y 2009 se comercializaron 862,67 t de fruta de mora orgánica clasificada como de primera y de segunda calidad (Cuadro 1). La fruta de primera generalmente es comercializada a nivel internacional mientras que la fruta de segunda es comercializada en mercados nacionales (supermercados, ferias del agricultor y compras directas en la empresa).
Cuadro 1.Producción en toneladas por período de cosecha de fruta de mora orgánica de primera y segunda calidad.
Período de Cosecha Fruta de primera (t) Fruta de segunda (t)
2003-2004 94,30 364,84
2005-2006 1,52 16,63
2006-2007 62,40 72,07
2007-2008 48,12 108,73
2008-2009 14,51 79,56
Total t 220,85 641,08
Fuente: APROCAM, 2010
6
Fig. 3. Exportaciones de mora en toneladas (consignada como: zarzamora, mora y mora-frambuesa) de 2004 a mayo 2010.
Fuente: PROCOMER, 2010.
Fig. 4. Ingreso promedio por año proveniente de exportaciones de mora (consignada como: zarzamora, mora y mora-frambuesa) de 2004 a mayo 2010.
Fuente: PROCOMER, 2010.
7 tecnologías que contribuyan a potenciar los ingresos de los pequeños productores dedicados a esta actividad frutícola no tradicional, sin desmejorar la calidad de los suelos y de la fruta. A nivel regional esta investigación se enmarca en los esfuerzos del Proyecto de Integración y Desarrollo Mesoamericano, antes conocido como el Plan Puebla Panamá, el cual se encuentra integrado por diez países mesoamericanos (Belice, Colombia, Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, México, Nicaragua, Panamá y República Dominicana), cuyo fin es fortalecer la integración regional e impulsar los proyectos de desarrollo social y económico en los estados del Sur-Sureste de México y el Istmo Centroamericano. Uno de los objetivos de este plan es estimular el sector frutícola, ya que es uno de los privilegiados en el marco de los tratados de libre comercio con Estados Unidos de Norteamérica y Canadá así como con la Unión Europea (Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura, [IICA] 2006; IICA 2007). Al respecto, existe un interés creciente de los países miembros en diversificar el sector con otros productos como melón, aguacate, berries (arándano, mora, fresa, frambuesa), marañón, limón pérsico entre otras (Benavidez y Segura 2006).
Considerando lo anterior, se desarrolló esta investigaciòn cuyos objetivos fueron los siguientes:
1.4. Objetivos
1.4.1. Objetivo general
Evaluar en dos zonas de Costa Rica, el efecto de dos abonos orgánicos sobre el comportamiento agronómico, rendimiento y calidad de la fruta de mora de la variedad 'Vino'(Rubus adenotrichus Schtdl.).
1.4.2. Objetivos específicos
1. Determinar el efecto de dos abonos orgánicos sobre las propiedades químicas, físicas y microbiológicas del suelo.
2. Estudiar el efecto de la aplicación de dos abonos orgánicos sobre la dinámica de nutrimentos en el follaje de las plantas de mora.
8 CAPÍTULO II
2.1. Marco conceptual
2.1.1. Historia, taxonomía y botánica de la mora
Teofrasto, pensador griego sucesor de Aristóteles fue el primero en hacer mención de la fruta de mora en el año 370 antes de Cristo, destacando que la planta era usada como barrera para mantener alejadas a las fuerzas invasoras. En los libros de jardines botánicos mundiales, esta planta se comienza a citar a finales de los años 1600. El proceso de domesticación y mejora genética de la mora, se inicia a finales de los años 1800 en Europa y Norteamérica. Al inicio la planta era considerada como una maleza y gradualmente fue tomando interés para el consumo humano (Jennings 1988; Finn 2008).
En Costa Rica, las moras silvestres fueron consumidas por los indígenas, tal como lo revelan algunas pinturas de la antigua capilla de Orosi ubicada en la provincia de Cartago y construida enel siglo XVII, en la cual los indígenas pintaron racimos de mora en lugar de racimos de uvas (Ministerio de Agricultura y Ganadería [MAG] 1992).
La mora taxonómicamente se clasifica en el reino vegetal, en la clase angiospermae, subclase dicotyledoneae, orden rosae, familia rosaceae, género Rubus. Existen 12 subgéneros en Rubus, pero solamente dos poseen interés comercial: Idaeobatus, en el cual se ubican las frambuesas y el Eubatus, en el cual se encuentran las moras. Aunque existen varias diferencias morfológicas entre estos subgéneros, el criterio mayormente usado para diferenciarlas es la facilidad de separación del fruto de la planta. En Idaeobatus
(frambuesas), el fruto constituido por un agregado de pequeñas drupelas se separa del receptáculo al cosecharla, mientras que en Eubatus (moras), el receptáculo permanece unido a al fruto (Galletta y Himelrick 1990).
Se reconocen unas 350 especies de Eubatus. Este subgénero se ubica en las regiones templadas del noroeste de Asia, Europa, el Norte de África, Norte América. Algunas especies silvestres pueden ser encontradas en las partes altas de Centro y Sur América (Galletta y Himelrick 1990; Obando 2003).
9 fértil. Muchas especies nativas de moras son capaces de hibridizarse naturalmente lo que en ocasiones dificulta su clasificación taxonómica (Galletta y Himelrick 1990).
La planta de mora generalmente posee tallos largos, herbáceos o decumbentes (tendiente a caer), con espinas espaciadas (en variedades con espinas) y de desarrollo bianual. Las hojas poseen de 3 a 5 folíolos alternos, los que pueden ser de color verde claro o verde oscuro con pedúnculo largo. Las flores poseen una simetría radial (actinomorfa) compuesta por cinco pétalos de color blanco y en algunas ocasiones pueden observarse coloraciones rosadas y rojizas con longitudes de 2 a 2,5 cm. Los frutos están conformados por un conjunto de drupas suculentas (multidrupas) en cuyo interior se localiza una semilla, estos se encuentran unidos a un receptáculo carnoso (Escoto 1994; Franco y Giraldo; 1999; Bushway et al. 2008). Las raíces se distribuyen en los primeros 30 cm del suelo, y poseen una distribución horizontal; la longitud de la raíces varía entre 0,5 a 1,2 m. Las raíces de la planta así como la corona (base de la planta de donde salen los tallos) pueden permanecer por varios años en el campo (Escoto 1994; Franco y Giraldo 1999; Bushway et al. 2008).
2.1.2. Zonas productoras de mora en Costa Rica
La mora se produce desde los 1700 hasta los 3000 m.s.n.m. Los principales cantones productores de mora en Costa Rica son: Pérez Zeledón con 600 has, El Guarco con 393 has, Dota con 200 has, Tarrazú con 200 has y el distrito de Frailes en el cantón de Desamparados con 30 has. Las plantaciones están entremezcladas con repastos a lo largo de 1500 has (Secretaría Ejecutiva de Planificación Sectorial Agropecuaria [SEPSA] 2008).
2.1.3. Variedades de mora en Costa Rica
Según Flores et al. (2003), en Costa Rica, se han explotado dos tipos de variedades: criollas e híbridas a las cuales se hace referencia a continuación:
2.1.3.1. Variedades criollas
10 de espinas, etc. Esa variabilidad le ha permitido a la mora tener una gran capacidad de adaptación a diferentes zonas geográficas.
2.1.3.2. Variedades híbridas
Los materiales híbridos en su mayoría se han importado de los Estados Unidos de Norteamérica. La primera variedad importada fue 'Brazos' desarrollada en Texas in 1959 y traída a inicios de los años setenta al país. Esta variedad fue sembrada en el cantón de Dota, pero no dió los resultados esperados debido a problemas de adaptación y alta demanda de insumos sintéticos, aunque se continúa sembrando en algunas zonas del país. Posteriormente, el Instituto Tecnológico de Costa Rica, comenzó investigaciones en materiales como 'Cheyenne', 'Cherokee' y 'Comanche', los cuales por poseer requerimientos de horas frío, no crecen ni producen bien. A finales de los años ochenta la Coalición para Iniciativas del Desarrollo (CINDE) impulsó la importación de materiales como 'Rosborough' y 'Brison' traídos de Texas, los cuales requieren de un paquete tecnológico consistente en uso de insumos (abonos, herbicidas y plaguicidas) y de espalderas o soportes para poder obtener una buena producción.
A nivel privado se han importado variedades como 'Shawnee' y 'Womack' de Arkansas y Texas. Estos materiales requieren de un buen manejo y uso de insumos sintéticos para lograr un buen crecimiento y producción.
2.1.3.3. Características de variedades criollas
La variedad conocida como 'Vino' cuya fruta es de sabor ácido, es un material de porte semi-erecto, el cual presenta tallos con espinas y entrenudos largos, ramificación escasa y conformación abierta, esto último debido a que los tallos se inclinan hacia los lados. Las plantas de este material principalmente presentan hojas trifoliadas y pentafoliadas de color verde amarillento con espinas en el envés. La inflorescencia puede presentar hasta 45 frutos con color vino a la madurez (Escoto 1994; Castro y Cerdas 2005; Flores y Argüello 2005).
La variedad 'Vino' posee varias variaciones genéticas a las cuales el agricultor les ha asignado nombres de acuerdo a sus características. Entre ellas se pueden citar: 'Vino Espina Roja', 'Vino Espina Blanca', 'Vino Sin Espinas', 'Vino Enana' y 'Vino Dulce'.
11 presentar hasta 30 frutos. La maduración del fruto se da casi al mismo tiempo en el eje floral. El fruto es color morado oscuro y crece mejor a altitudes de 2,000 a 2,500 m.s.n.m. Por otro lado, la variedad 'Ratón', se caracteriza por mostrar tallos con espinas y de coloración rojiza y abundante en vellosidades. La variedad 'Caballo', muestra hojas verde oscura, inflorescencia con pocos frutos pero de mayor tamaño (Castro y Cerdas 2005; Flores y Argüello 2005).
En estudios llevados a cabo por Cozzano (2007), en fruta madura de la variedad 'Vino' de sabor ácido se destacan una serie de características químicas las cuales se resumen en el Cuadro 2.
Cuadro 2.Composición química del fruto de mora maduro (Rubus adenotrichus var. 'Vino').
Componente en base húmeda Valor
Materia seca (%) 15,0
pH 2,5
Acidez (equ. g Ac. cítrico / 100 g) 2,3
Sólidos solubles (ºBrix) 7,7
Componente en base seca
Ceniza (%) 3,1
Proteína (%) 5,9
Grasa (%) 5,0
Fibra dietética (%) 43,0
Carbohidratos totales+ lignina (%) 71,0
Carbohidratos disponibles (%) 28,0
Azúcares totales (%) 22,0
Glucosa (%) 11,7
Fructosa (%) 10,4
Capacidad antioxidante (ORAC μmol TE/g) 1 431,6
Polifenoles totales (mg / 100 g) 2 3521,1
Antocianinas (mg / 100 g)3 517,0
Vitamina C mg/100 g 19,6
Fuente: Cozzano (2007).
1.Micromoles de Trolox equivalentes (TE) por g de fruta seca.
12 En cuanto al valor nutritivo del jugo de la mora, en 100 gramos de porción comestible, se reporta lo siguiente: 34 mg de calcio (Ca), 20 mg de magnesio (Mg), 196 mg de potasio (K), 36 mg de fósforo (P), 2 mg de hierro (Fe), 34 mg. de acido fólico y 0,06 mg. de vitamina B6 (Castro y Cerdas 2005).
2.1.4. Fenología del cultivo de la mora
Según lo destacan Escoto (2004); Castro y Cerdas (2005), materiales genéticos de mora con floración terminal cultivados en Costa Rica, como las variedades 'Vino', 'Castilla' y 'Brazos', muestran las siguientes etapas de desarrollo:
1) Vegetativa: Se inicia con el crecimiento de varios tallos que emergen de la base de la corona madre. Estos tallos primarios desarrollan ramas secundarias las cuales a su vez producen ramas terciarias. Concluye con el inicio de la floración.
2) Floración: Se da cuando se activan las flores en el extremo de cada uno de las ramas terciarias (ramas florales).
3) Productiva: Se da con el desarrollo y maduración de los frutos.
Al ser los tallos bianuales crecen durante el primer año, y durante el segundo florecen y producen, por lo que es aconsejable eliminarlos posterior a la cosecha, para favorecer el crecimiento de nuevos tallos para un nuevo ciclo de producción (Escoto 1994; Castro y Cerdas 2005).
2.1.5. Tipo de reproducción
La mayoría de cultivares de mora mejorados son hermafroditas y auto-fértiles. Sin embargo las especies silvestres pueden ser dioicas (gametos masculinos y femeninos en individuos separados) o auto-estériles como algunas especies del Este y del Sur de los Estados Unidos. En general la polinización en mora es cruzada y puede ser favorecida por insectos y el viento (Clark et al. 2007).
2.1.6. Tipo de propagación
13 de plantas en laboratorio partiendo de secciones de tallos provenientes de estacas de raíz establecidas en invernadero, la cual garantiza la calidad genética y fitosanitaria de las plantas (Franco y Giraldo 1999; Castro y Cerdas 2005; Flores y Arguello 2005).
Cuando se propagan plantas de mora por la vía asexual es conveniente asegurarse que las plantas madres sean sanas, robustas y muestren buenas características de fruta como: color, firmeza, tamaño, sabor y cantidad de fruta (Castro y Cerdas 2005).
2.1.7. Establecimiento y manejo del cultivo de la mora
2.1.7.1. Siembra y uso de tutores o soportes
Una vez seleccionado el material de siembra se procede a su siembra para lo cual se hacen hoyos de 40 x 40 x 40 cm. La distancia de siembra a usar depende de la pendiente del terreno, fertilidad del suelo, el sistema de poda utilizado, la variedad y uso de tutorado o no. Las distancias de siembra utilizadas en Costa Rica en variedades criollas son: 3,5 x 3,5 m; 4,5 x 4,5 m; 5 x 5 m; 6 x 5 m. Las variedades híbridas dependiendo del porte, se siembran más juntas 1,5 x 2 m; 0,75 x 1, 5 m 0,75 x 3 m, pero requieren un mejor manejo de la poda y uso de espalderas. El uso de tutores o soportes para guiar los nuevos ejes de la planta, facilita la aireación de la planta, el manejo, deshierba, podas y cosechas para ello se pueden usar estacas de madera o postes y alambre (Escoto 1994; Franco y Giraldo 1999; Castro y Cerdas 2005).
2.1.7.2. Podas
La poda es una de las labores culturales más importantes en el cultivo de la mora (Fig. 5). Esta labor se efectúa por las siguientes razones: a) aumenta el vigor y mejora la sanidad de la planta, b) prepara a la planta para la fase productiva, c) da aireación a la planta, d) facilita las labores de cosecha, deshierba, aplicación de fertilizantes y mantenimiento de tutores, d) facilita el desplazamiento en la plantación y e) extiende el período de cosecha (Franco y Giraldo 1999).
Al respecto, Escoto (1994); Franco y Giraldo (1999); Castro y Cerdas (2005); Flores et al. (2005) mencionan que los tipos de poda generalmente efectuadas en el cultivo de la mora son las siguientes:
14 raíz, vitroplanta, o plantas procedentes de acodos cuando tenga unos 3 a 5 meses del transplante, para dar paso a los nuevos brotes que emergen de la base de la planta. El objetivo es dejar unos 4 o 5 ejes sanos y con buen desarrollo y que hayan brotado en diferentes puntos de la base de la planta (o corona). A medida que los tallos primarios vayan creciendo se les debe guiar con el uso de tutores o espaldera. Cuando los nuevos ejes superan los 2 m, se deben despuntar en la parte más leñosa para evitar que sigan creciendo. Esta práctica permite que se desarrollen los ejes secundarios.
2. Poda de mantenimiento y producción: Se lleva a cabo cuando los ejes secundarios alcanzan entre 0,70 y 0,80 m, para lo cual se procede a despuntar o podar los ejes a 0,50 o 0,60 m. Esta práctica favorece la brotación de ejes terciarios, en los cuales se formaran las inflorescencias y los frutos.
3. Poda de limpieza y saneamiento: Consiste en la eliminación de todo el material en el cual la producción decae o quedan pocas yemas productivas, y se realiza al final de la producción. Además, con ella se procura eliminar ramas secas o enfermas. 4. Poda total: Este tipo de poda se lleva a cabo con el objetivo de renovar la
plantación, se hace en plantaciones desgastadas en donde se ha reducido el número de brotes a partir de la corona de la planta.
Fig. 5.Planta de mora con poda, mostrando tallos primarios con producción terminal (TPT), ramas
secundarias (RS), ramas terciarias con fructificación (RTF) y tallos nuevos (TN) Fuente: Escoto, 1994.
Adaptada por Orozco. 2008.
TPT
RS
RTF
15 2.1.8. Requerimientos agroclimáticos del cultivo de la mora
El mejor desarrollo de la planta de mora ocurre a una altura entre los 1800 a 2400 m.s.n.m. Después de los 2400 m los rendimientos tienden a ser menores. El cultivo se desarrolla mejor con una humedad ambiental entre 75 y 90% y con temperaturas entre los 15 y 22 º C. Regiones con precipitaciones entre los 1500 a 2500 mm anuales son ideales para el cultivo de la mora. Los períodos de menor lluvia coinciden con las épocas de mayor producción (Escoto 1994; Franco y Giraldo 1999; Castro y Cerdas 2005).
El cultivo de la mora requiere de 3,5 a 4,5 horas de luz diaria. El suelo ideal es el de textura franca, con una profundidad efectiva de 1,5 a 1,9 m, rico en materia orgánica, y que no presente encharcamiento ya que la planta no lo tolera. La mora crece bien en suelos ácidos (pH bajo) aunque el intervalo de pH para cultivares tropicales es de 5,3 a 6,5. Para cultivares de latitud norte el intervalo de pH se encuentra entre 6,0 y 6,5. El viento es un factor limitante en la mora, ya que puede producir pérdidas por quema y caída de fruto y follaje (Escoto 1994; Franco y Giraldo 1999; Castro y Cerdas 2005).
2.1.9. Requerimientos de nutrición del cultivo de la mora
En Costa Rica las moras criollas se adaptan bien a suelos bajos en pH, deficientes en fósforo, calcio y magnesio (Escoto 1994). Sin embargo, al hacer aplicaciones de fórmulas sintéticas se obtienen respuestas positivas en el crecimiento vegetativo y rendimiento.
16 En ocasiones, según lo señalan Castro y Cerdas (2005), cuando el pH del suelo es inferior a 5,5 se puede recurrir al encalado en la plantación de mora, ya que hay mayor probabilidad que existan problemas de acidez en el suelo y elementos como el calcio, magnesio y potasio se afecten en cuanto a su disponibilidad al incrementarse los niveles de aluminio, el cual a su vez puede ser dañino para las raíces. La cantidad de calcio a aplicar depende de la capacidad de intercambio catiónica específica (CICE) y los valores de acidez intercambiable (concentración de aluminio).
Es conveniente mantener la relación Ca: Mg: K (2:1:1) para disminuir problemas de enfermedades (Castro y Cerdas 2005). Asimismo, la aplicación de boro es importante en el cultivo de la mora ya que influye en el número de yemas florales, número de frutos y calidad de las mismas (Franco y Giraldo 1999).
Como lo confirman Castro y Cerdas (2005), en Costa Rica no se dispone de información completa acerca de los niveles de macronutrientes y micronutrientes que la planta de mora debe tener a nivel foliar para no evidenciar síntomas de deficiencias o excesos, por lo cual se incluye información generada en los Estados Unidos de Norteamérica (Cuadro 3), en los cultivos de mora y frambuesa (Bushway et al. 2008).
Cuadro 3.Concentraciones adecuadas de macro nutrimentos y micro nutrimentos en hojas de mora.
Nutriente Deficiente por debajo de Suficiente Exceso
N (%) 1,9 2,0-3,0 4,0
P (%) 0,20 0,25-0,40 0,50
K (%) 1,3 1,5-2,5 3,5
Ca (%) 0,5 0,6-2,0 2,5
Mg (%) 0,25 0,6-0,9 1,0
S (%) 0,35 0,4-0,6 0,8
B (ppm) 23 30-70 90
Fe (ppm) 40 60-250 350
Mn (ppm) 35 50-200 350
Cu (ppm) 3 6-20 30
Zn (ppm) 10 20-50 80
17 En relación a las necesidades nutricionales de la mora, Bertsch (2003b), hace referencia a la concentración de nutrimentos requeridos por una tonelada de fruto de mora en un período dado de cosecha, los cuales se presentan en el Cuadro 4. Estos estudios no representan una herramienta de diagnóstico como lo es el análisis foliar, pero constituyen una forma cuantitativa que permite conocer la cantidad de nutrientes requeridos por el cultivo para producir un rendimiento dado, en un tiempo definido (Castro y Cerdas 2005).
Cuadro 4.Concentración de nutrimentos requeridos por una tonelada de mora fresca.
Muestra de
fruto de
mora
Peso 1 t fruto fresco
Concentración
% mg/kg
%
Humedad
kg
peso seco
N P K Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B
Roja 78 210 0,84 0,16 1,29 0,31 0,17 0,04 36 8 40 73 5
Morada 80 200 1,30 0,20 1,28 0,48 0,26 0,06 41 9 40 92 5
PZ 84 160 0,75 0,11 1,16 0,26 0,17 -- 95 4 15 73 --
Fuente: Bertsch (2003b).
2.1.10. Abonos orgánicos
Un abono orgánico se refiere a un material de origen orgánico que se aplica al suelo y que procede de una fuente natural no sintética (subproductos de plantas o animales, algas, microorganismos), el cual debe garantizar, al menos, el aporte de una mínima cantidad de nitrógeno, fósforo y potasio a los cultivos, además debe favorecer las propiedades físicas y microbiológicas del suelo. No debe ser fuente de organismos patógenos, de metales pesados ni contener sustancias prohibidas (Card et al. 2008; Organic Material Review Institute 2009).
18 consolida en los años ochenta cuando se dieron muchas críticas al modelo de agricultura moderna o convencional (Graf 2006).
La incorporación de este tipo de abonos al sistema finca, plantea una opción al uso de fertilizantes químicos, los cuales tomaron un gran impulso después de la segunda guerra mundial con el advenimiento de la Revolución Verde y cuyo fin era favorecer la productividad de las nuevas variedades mejoradas en cultivos como trigo, maíz y arroz. Sin embargo, el uso indiscriminado de este tipo de insumos ha provocado la acumulación de ciertas cantidades de elementos en el suelo, los cuales las plantas no aprovechan, además de que se ha alterado la ecología del suelo y se ha generado una dependencia de insumos de síntesis química cuyo costo es mayor (National Research Council 1989; Chiappe y Butler 1998).
En los agro-ecosistemas sostenibles, el uso de abonos orgánicos, como una tecnología alternativa, busca favorecer los procesos biogeoquímicos que mejoren la estructura física del sistema suelo, la disponibilidad de nutrimentos, el almacenamiento e intercambio de nutrimentos, los regímenes de agua del suelo, la capacidad buffer del suelo, la formación de macroporos y la dinámica de los microorganismos (biota del suelo). Esto va a depender de: 1) del tipo de fuente orgánica empleada, 2) la frecuencia de aplicación, 3) factores ambientales (temperatura, precipitación y humedad), 4) el nivel de actividad microbiológica que permita asegurar la descomposición de la fracción orgánica (Altieri 1999).
Doran y Zeiss (2000), Karlen et al. (2003) destacan que el uso de prácticas agrícola sostenibles contribuyen a la calidad y la sanidad del recurso suelo a través de la mejora en factores físicos, químicos y biológicos, los cuales son componentes importantes en la determinación de sostenibilidad de la agricultura.
2.1.10.1. Tipos de abonos orgánicos
Los abonos orgánicos se clasifican considerando la procedencia de la fuente de nutrimentos. Una, puede ser, un microorganismo el cual es inoculado sobre un elemento acarreador orgánico, este es el caso de los biofertilizantes, en donde el aporte de nutrientes es el resultado de la actividad de una bacteria o de un hongo, ejemplos de ellos son:
19 Otro tipo de abono orgánico, es aquel en donde la fuente de nutrimentos es la materia orgánica, la cual ayudada por microorganismos los va liberando, pero la fuente de nutrimentos no es la actividad del microorganismo per se. Este tipo de abono puede subdividirse en abonos procesados y no procesados. Los no procesados son aquellos que se aplican directamente sin un proceso de descomposición previo es decir, se aplican frescos (ej. La pulpa de café o la gallinaza). Los abonos orgánicos procesados son aquellos en donde se favorece la descomposición y transformación de la materia orgánica antes de aplicarse (ej: compost, lombricompost, bocashi, biofermentos, etc.) (Soto 2003a).
Según Soto (2003), los abonos orgánicos procesados se clasifican en:
1. Compost: Es obtenido por un proceso biológico controlado de transformación de la materia orgánica a humus a través de la descomposición aeróbica. Se denomina compost al producto resultante del proceso de compostaje.
2. Lombricompost: Proceso biológico de transformación de la materia orgánica a humus por medio de la descomposición aeróbica realizada principalmente por lombrices de tierra.
3. Bocashi: Es una manera de producir abono orgánico con volteos frecuentes y temperaturas máximas de 45-50 °C hasta que la actividad microbiana disminuya al disminuir la humedad. Se considera una técnica de compostaje incompleto. Es considerado una receta japonesa.
4. Lixiviado de compost: Son los lixiviados que se obtienen durante la producción del compost.
5. Extracto de compost: El compost se coloca en un barril con agua de 7 a 14 días, su extracto puede ser empleado como fertilizante foliar.
6. Té de compost: Solución resultante de la mezcla de compost con agua al que se le agregan sustancias estimulantes de la actividad microbiana (melaza, ácidos húmicos o fúlvicos, algas, sales, etc.), se deja procesar por 1 o 2 semanas.
7. Biofermentos: Fertilizantes para uso foliar, se prepara a partir de fermentaciones de materiales orgánicos. Se puede usar excretas de ganado vacuno o frutas.
2.1.10.2. Abonos orgánicos y fracción orgánica del suelo
20 composición son formadores de humus y enriquecen el suelo con este componente. El humus forma parte de la fracción orgánica del suelo, específicamente como un componente transformado de esta fracción. La materia orgánica del suelo (MO) como un todo, está constituida por compuestos heterogéneos a base de carbono, producto de la acumulación de materiales de origen vegetal y animal parcial o completamente descompuestos por la acción de los organismos del suelo y factores ambientales como la temperatura y la precipitación (Meléndez 2003).
Por otro lado, la tasa de liberación de nutrimentos por parte de los abonos orgánicos a la fracción orgánica del suelo, se puede dar de tres maneras: 1) por volatilización, 2) lixiviación y 3) mineralización. Generalmente, estos tres procesos se dan simultáneamente pero dependen de:1) la fuente del material (relación C/N), 2) la capacidad de mineralización , 3) el grado de descomposición o grado de humificación de los materiales y 4) las condiciones climáticas (temperatura y precipitación). Como regla general una relación C: N menor a 20 favorece la disponibilidad de N para el crecimiento de las plantas, mientras que una relación de C/N superior a 20 provoca una inmovilización del N (Meléndez 2003).
2.1.10.3. Efectos de los abonos orgánicos en el sistema suelo
Los abonos orgánicos poseen importantes efectos sobre el funcionamiento del sistema suelo, al respecto Bertsch (2003a) clasifica estos efectos de la siguiente manera:
1. Efectos químicos
Se destaca que los abonos orgánicos aumentan la retención y suplemento de nutrimentos y mejoran en forma integral el sistema coloidal, favorecen la formación de quelatos, la regulación del pH y aumentan el poder buffer del suelo sobre suelos muy ácidos, abundantes en Fe y Al.
Otro efecto importante es el aumento de capacidad de intercambio catiónico específica (CICE). Se destaca que los compuestos orgánicos tienen superficies específicas grandes lo que favorece la retención de nutrimentos.
2. Efectos físicos
21 se está mejorando es el espacio poroso. Esto ofrece una serie de ventajas nutricionales que se reflejan en una mayor penetración radical y en un mejor movimiento de aire, agua y nutrimentos. Este tipo de efectos no son visibles a corto plazo, sino que se requiere varios períodos de aplicación y evaluación para poder medir sus efectos en las propiedades físicas del suelo.
Un mejoramiento en la estructura del suelo por aplicación de este tipo de abonos puede ser detectado por medio del análisis del tamaño y estabilidad de los agregados. En este caso se buscaría una mayor formación de agregados y un aumento del espacio poroso.
Los abonos orgánicos también pueden afectar aspectos hídricos del suelo (aumento de la conductividad hidráulica y retención de humedad). También se le atribuyen a estos compuestos el aumento de la capacidad calórica, la reducción de la evaporación y el mejoramiento del balance hídrico en general.
3. Efectos biológicos
La presencia de abonos orgánicos en el suelo puede favorecer la capacidad amortiguadora de la rizosfera, modifica la dinámica de los nutrimentos al retenerlos en forma orgánica y participan en la supresión de patógenos al favorecer la proliferación de microorganismos antagónicos. Se destaca que estos abonos, pueden favorecer el crecimiento radicular, estimular la germinación de las semillas, regular la actividad microbiana, constituir fuente de energía para microorganismos, contrarrestar el efecto de algunas toxinas, etc.
2.1.10.4. Elaboración de compost y lombricompost
El proceso de compostaje tradicional es un proceso predominantemente aeróbico, en el cual a partir de residuos orgánicos de plantas o animales se puede obtener un producto estabilizado (humus). En su obtención según la Organización Panamericana de la Salud, (sf); Soto y Muñoz (2002); Uribe (2003) se pueden diferenciar las siguientes fases:
22 2. Fase termofílica: en ella se alcanzan temperaturas entre los 40 a 75° C, la microflora mesofílica es sustituida por la termofílica (organismos resistentes a altas temperaturas como levaduras y algunos actinomicetes), la cual favorece la degradación de los materiales más recalcitrantes (hemicelulosa y lignina).
3. Fase de enfriamiento o maduración: se da la desaparición de organismos termofílicos, la temperatura es igual o inferior a los 40 °C, se desarrollan nuevamente los organismos mesofílicos que utilizarán los materiales resistentes a la biodegradación. En esta etapa se da la formación de sustancias húmicas. Cuando la temperatura desciende cercana a la temperatura ambiente, en estos momentos se dice que el material se presenta estable biológicamente y se da por finalizado el proceso.
El proceso de producción de lombricompost, es una herramienta biotecnológica limpia, la cual ha sido descrito como un proceso bio-oxidativo y de estabilización de la materia orgánica en el cual se involucra la acción de la lombriz de tierra (Eisenia foetida y E. andrei) y organismos mesofílicos. Contrario al compost tradicional en la producción de lombricompost, no se dan aumentos de temperatura más allá de la ambiental (Uphoff et al. 2006).
En la producción del lombricompost se involucra un período de aclimatación de las lombrices al sustrato en el cual son colocadas. Una fase hidrofìlica, en la cual rápidamente se degrada la materia orgánica y una fase de curado en donde la materia más recalcitrante es degradada. La lombriz de tierra consume y procesa desechos orgánicos en descomposición, los cuales al ser eliminados se encuentran cubiertos de una capa de mucus generada por el tracto digestivo. Esta capa provee una fuente disponible de Carbono la cual favorece la actividad microbiana en los depósitos frescos. A través de todo el proceso mencionado se mantiene una gran diversidad biológica incluyendo bacterias saprófitas, hongos, protozoos, nematodos y microartrópodos (Uphoff et al. 2006).
23 2.1.10.5. Características del compost y lombricompost
En el cuadro 5, se muestran algunas características en términos totales que debe tener un compost para ser comercialmente aceptable.
Cuadro 5.Características de un compost comercialmente aceptable.
Característica Ámbito óptimo Característica Ámbito óptimo
N (%) > 2 P (%) 0,15-1,5
C:N <20 Color Café-Negro
Cenizas (%) 10-20 Olor Tierra
Humedad (%) 10-20 < 40 CICE (Meq/100g) 75-100
pH 7,7 (aprox.)
Fuente: Domínguez 2000; Meléndez y Soto 2003.
En el compost la disponibilidad de los nutrimentos en forma asimilable para la planta va a variar dependiendo de la materia prima con que fue preparado, el método de compostaje y el grado de madurez del producto final (Meléndez y Soto 2003).
En lo que respecta al lombricompost en el cuadro 6, se muestran las características para este tipo de abono (Emison 2006). Los valores pueden variar en función del material empleado para su preparación.
Cuadro 6.Características de un lombricompost comercialmente aceptable.
Característica Ámbito óptimo Característica Ámbito óptimo
Materia Orgánica (%) 65-70% P (%) 2-2,5
Humedad (%) 40-45% Relación C/N (%) 10-11
N (%) 1-2 Flora bacteriana/gr 2x10 6 colonias
pH 6,8-7,2 N a (%) 0,02
Carbono orgánico (%) 14-30 K (%) 1-1,5
Calcio (%) 2-8 Ácidos húmicos (%) 2-4
Mg (%) 1-2,5 Cu (%) 0,05
24 2.1.10.6. Efectos benéficos del compost y lombricompost
Se destaca la capacidad del compost como una vía importante para devolver la materia orgánica al suelo, la cual es requerida para el mantenimiento de su estructura física y su fertilidad, así mismo la elaboración del compost ayuda a la eliminación de residuos derivados de diversos procesos industriales o derivados de la actividad humana.
Se han encontrado diversos efectos producto de la aplicación de compost al suelo (Domínguez 2000):
1. Mejora la estructura del suelo ya que promueve los agregados del suelo y la estabilidad de la estructura. Con la estabilización de los agregados disminuye la densidad aparente y aumenta la porosidad, incrementándose así la capacidad de retención del agua y se promueve el desarrollo del sistema radicular de las plantas. 2. Influencia en el pH del suelo, dado a que al poseer un pH alto es capaz de
neutralizar la acidez del suelo, lo que favorece la absorción de iones por las plantas. 3. Mejora la capacidad de intercambio catiónico (CIC), considerada como un indicador
de la retención de nutrientes por el suelo.
4. Es un elemento biorremediador del suelo al neutralizar compuestos orgánicos peligrosos gracias a la actividad de microorganismos promovida por este tipo de enmienda.
5. Promueve la supresión de enfermedades de plantas y de nematodos.
6. Favorece el rendimiento de los cultivos gracias a la mejora en las propiedades físicas, químicas y microbiológicas del suelo.
7. Retiene nutrientes evitando que se pierdan a través del perfil del suelo. 8. Disminuye la erosión de los suelos.
9. Aporta macro y micronutrimentos al suelo. 10.Neutraliza las toxinas.
Los beneficios del uso del lombricompost son semejantes al del compost, pero es necesario destacar algunos beneficios adicionales de este agregado estable producido por la lombriz californiana (Emison 2006):
25 cualidades organolépticas de los frutos y flores y mayor resistencia a agentes patógenos.
2. El humus de lombriz favorece la formación de micorrizas.
3. Acelera el desarrollo radicular y los procesos fisiológicos de brotación, floración y madurez.
4. Aumenta la resistencia de las plantas al ataque de plagas.
5. Es un abono rico en fitohormonas, tales como las auxinas, giberelinas y citocininas. 6. Reduce la erosión en el terreno.
7. Incrementa la disponibilidad de nitrógeno, fósforo, potasio. hierro y azufre. 8. Confiere un color oscuro al suelo ayudando a la retención de energía calórica. 9. No contiene productos químicos que alteren el ecosistema del suelo
10.Por su estructura granular retiene la humedad y propicia un buen desarrollo de las raíces.
2.1.11. Conceptos relacionados con la calidad del suelo
La calidad del suelo provee una visión global de su funcionabilidad. Esta no puede ser medida directamente pero puede ser inferida por la medición de algunas propiedades o indicadores específicos tales como, estructura, materia orgánica, textura, fertilidad, presencia de microorganismos entre otros (Arias et al. 2006).
A continuación se hace una descripción de algunas propiedades del suelo que pueden ayudar a verificar la calidad del mismo.
2.1.11.1. Indicadores químicos del suelo 2.1.11.1. 1. pH del suelo o reacción del suelo
