EL USO DE COMPOSTAS COMO ALTERNATIVA ECOLÓGICA PARALA PRODUCCIÓN SOSTENIBLE DEL CHILE (Capsicum annuum L.) EN ZONAS ÁRIDAS

Alejandra Nieto-Garibay, Bernardo Murillo-Amador, Enrique Troyo-Diéguez, Juan Ángel Larrinaga-Mayoral y José Luis García-Hernández

Alejandra Nieto-Garibay. Maestra en Ciencias, Universidad Autónoma de México (UNAM), Investigadora Programa de Agricultura en Zonas Áridas Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR). Dirección: Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Mar Bermejo No. 195, Col. Playa Palo Santa Rita, La Paz, Baja California Sur, C.P. 23090. México. e-mail: anieto@cibnor.mx

Bernardo Murillo-Amador. Doctor en Ciencias, CIBNOR, Investigador Programa de Agricultura en Zonas Áridas, CIBNOR.

Enrique Troyo-Diéguez. Doctor en Ciencias, UNAM, Investigador Programa de Agricultura en Zonas Áridas, CIBNOR.

Juan Ángel Larrinaga-Mayoral. Doctor en Ciencias, CIBNOR, Investigador Programa de Agricultura en Zonas Áridas, CIBNOR.

José Luis García-Hernández. Doctor en Ciencias, CIBNOR, Investigador Programa de Agricultura en Zonas Áridas, CIBNOR.

Resumen

El chile (Capsicum annuum L.) es una de las especies cultivadas más importantes en México y muchos otros países. Uno de los problemas más importantes que actualmente enfrenta no sólo este cultivo, sino la agricultura en general, es la pérdida de la fertilidad del suelo. Conociendo la importancia de la materia orgánica en el suelo, se realizó un experimento con la variedad de chile Anaheim TMR 23® en un suelo yermosol háplico. Como tratamientos, se aplicaron tres dosis de composta (25, 50 y 100t·ha-1). Estos tratamientos se compararon con una parcela testigo sin la aplicación de composta, con el fin de determinar la dosis para obtener una mejor producción. Se evaluó en el suelo la humedad del suelo, capacidad de campo, humedad aprovechable, porosidad total, densidad aparente, densidad real y punto de marchitamiento permanente. Los resultados mostraron que las dosis mayores mejoraron todas estas variables físicas del suelo. No se encontraron diferencias significativas (P=0,05) en lo que respecta al rendimiento, sin embargo, se muestra una tendencia de mayor rendimiento en la dosis de 25t·ha-1. La mayor producción de frutos sí presentó diferencias significativas (P=0,05) y correspondió a la dosis de 25t·ha-1. Con base en estos resultados se recomienda la aplicación de dicha dosis para este tipo de suelos yermosol háplico para el cultivo del chile, mientras que las dosis mayores (50 y 100t·ha-1) se recomiendan para mejorar las características físicas del suelo en condiciones áridas en plazos cortos de tiempo.

Summary

Hot pepper (Capsicum annuum L.) is one of the most important crops in México and other countries. This crop, as many others do, faces the loss of soil fertility, one of the most serious problems in agriculture, especially in arid lands. Regarding the importance of the organic matter in soil, we carried out experiments with the variety Anaheim TMR 23® in an arid soil. Three doses of compost were applied as treatments (25, 50, and 100t·ha-1). These applications were compared with a control without compost in order to determine the doses for major production. Soil humidity, field capacity, available moisture, total porosity, apparent and real density, and permanent wilting point were evaluated. Results showed that the highest doses improved all these physical characteristics of the soil. While there were no significant differences (P=0.05) between treatments, the best yield was obtained with the treatment of 25t·ha-1. Based on the results, the latter dose is recommended for hot pepper production in arid lands. Higher doses could be useful to improve physical soil conditions in the short term.

Resumo

O chile (Capsicum annuum L.) é uma das espécies cultivadas mais importantes no México e muitos outros países. Um dos problemas mais importantes que atualmente enfrenta não só este cultivo, senão a agricultura em geral, é a perda da fertilidade do solo. Conhecendo a importância da matéria orgânica no solo, realizou-se um experimento com a variedade de chile Anaheim TMR 23® em um solo yermosol háplico. Como tratamentos, aplicaram-se tres doses de composta (25, 50 y 100t·ha-1). Estes tratamentos se compararam com uma parcela testemunho sem a aplicação de composta, com o fim de determinar a dose para obter uma melhor produção. Avaliou-se no solo a umidade do solo, capacidade de campo, umidade aproveitável, porosidade total, densidade aparente, densidade real e ponto de ressecamento permanente. Os resultados mostraram que as doses maiores melhoraram todas estas variáveis físicas do solo. Não encontraram-se diferenças significativas (P=0,05) no que diz respeito ao rendimento, no entanto, mostra-se uma tendência de maior rendimento na dose de 25t·ha-1. A maior produção de frutos sim apresentou diferenças significativas (P=0,05) e correspondeu a doses de 25t·ha-1. Com base nestes resultados recomenda-se a aplicação de dita dose para este tipo de solos yermosol háplico para o cultivo do chile, enquanto que as doses maiores (50 e 100t·ha-1) recomendam-se para melhorar as características físicas do solo em condições áridas em curtos prazos de tempo.

PALABRAS CLAVE / Capsicum annuum / Composta / Materia Orgánica / Suelos Áridos /

 

Recibido: 02/05/2002. Modificado: 31/05/2002. Aceptado: 12/06/2002

Introducción

La incorporación de fertilizantes y abonos orgánicos (estiércoles y compostas) con fines de bioremediación de suelos agrícolas es una práctica que ha recuperado importancia en los últimos años a nivel mundial (Pansu et al., 1998; Ruíz, 1996; Abdel et al., 1994). El manejo de los abonos orgánicos ha sido tradicionalmente utilizado por los agricultores de pequeñas extensiones de tierra, incorporando directamente materiales orgánicos (estiércoles, desechos domésticos de frutas y verduras, desechos agrícolas verdes y secos) a su agrosistema.

En las últimas décadas, el uso de abonos orgánicos ha cobrado cada vez más importancia por diversas razones. Desde el punto de vista ecológico, se ha incrementado la preocupación por fomentar las prácticas agrícolas que armonicen con el cuidado del ambiente. El uso de abonos orgánicos mejora las condiciones de suelos que han sido deteriorados por el uso excesivo de agroquímicos y su sobre-explotación. Las consecuencias directas de estos dos últimos eventos son la pérdida de la materia orgánica, pérdida de la fertilidad y la contaminación de los suelos, cuya producción agrícola puede también estar contaminada. Las consecuencias indirectas se reflejan en la afectación de la flora y fauna del ambiente aledaño al suelo dañado (Gliessman, 1997; EPA, 1999).

Desde el punto de vista económico, el uso de abonos y productos orgánicos se ha fomentado por la agricultura orgánica; que finalmente también es una respuesta a una mejoría en las prácticas agrícolas (Eklind et al., 1998; Raviv et al., 1998). La agricultura orgánica representa un valor agregado a los productos que se obtienen, sus precios son mayores que los de la agricultura convencional, por lo que esta práctica se hace más atractiva para el productor. Un buen ejemplo de ésto es la venta en fresco del chile orgánico cuyo precio por kilogramo varía de 3,6 a 8,69 dólares a diferencia del chile producido de forma convencional cuyo precio va de 1 a 2 dólares el kilogramo. La agricultura orgánica demanda el uso de abonos orgánicos para mantener sano el suelo y los productos cosechados libres de sustancias tóxicas (Trápaga y Torres, 1994). El uso de abonos orgánicos es atractivo por su menor costo en producción y aplicación, por lo que resulta más accesible a los productores, sobre todo en países donde la mayor parte de la producción de alimentos se logra a través de una agricultura no tecnificada tal como ocurre en América Latina (Roe, 1998).

Uno de los abonos orgánicos que ha sido más estudiado en los últimos años es la composta. Se ha comprobado que mejora una gran cantidad de características del suelo como la fertilidad, la capacidad de almacenamiento de agua, la mineralización del nitrógeno, el fósforo y potasio, mantiene valores de pH óptimos para la agricultura, evita cambios extremos en la temperatura, fomenta la actividad microbiana y controla la erosión. Los efectos mencionados permiten mejorar los suelos agrícolas, incluyendo los suelos de zonas áridas y semiáridas, que en general presentan pobreza de fertilidad, materia orgánica, nutrimentos, capacidad de retención de agua y pH alto. (FAO, 1991; Trueba, 1996; Ruíz, 1996). Desde el punto de vista económico es atractivo su uso, ya que el costo a granel de composta representa aproximadamente el 10% menos que el uso de fertilizantes químicos (Trápaga y Torres, 1994).

En cuanto al uso de abonos orgánicos a nivel mundial, cerca de 15,8 millones de hectáreas son manejadas de manera orgánica y es factible pensar que todas realizan aplicaciones de abonos orgánicos como la composta. Latinoamerica ocupa el tercer lugar a nivel mundial en superficie de producción orgánica después de Oceanía y Europa (Willer y Yussefi, 2001).

Una de las bondades de la composta es su aplicación a todo tipo de suelo con potencial agrícola, debido a que proporciona al mismo los nutrimentos y propiedades físico-químicas que son alteradas por las labores culturales propias de la agricultura. Los efectos de la composta se han estudiado principalmente en hortalizas, como tomate, brécol y chile. Los resultados muestran un incremento en el rendimiento y calidad de los productos cosechados (Valdtighi et al., 1996; Vogtmann y Fricke, 1989), una mayor disponibilidad de nutrimentos como nitrógeno, fósforo y potasio y una mejora general en las características físicas del suelo (Bernal et al. 1998; Minna y Jorgensen, 1996). Sin embargo, poco se conoce acerca de las dosis efectivas para lograr incrementos en la producción, por lo que la mayoría de las veces existe un excedente en la cantidad aplicada. El presente estudio contempla el uso de diferentes dosis de composta con el fin de determinar la más adecuada para el cultivo de chile en suelo yermosol háplico, así como el efecto en las características físicas del suelo con énfasis en la retención de humedad.

Materiales y Métodos

Sitio de estudio

El experimento se realizó en el campo experimental del CIBNOR, ubicado en terrenos costeros de Comitán, localizado en la porción meridional de la Península de Baja California, entre los 19° y 31° N, donde se encuentran las zonas de mayor aridez en el mundo (Aguilera y Martínez, 1996). El clima es de tipo Bw(h’) hw(e), muy seco, muy cálido y extremoso (García, 1981). La temperatura promedio anual oscila entre los 22 y 23°C. La precipitación es escasa, de 100 a 250mm anuales, la evaporación media anual oscila de 1,758 a 2,472mm (INEGI, 1996). El suelo es yermosol háplico, con una capa superficial de color claro, muy pobre en materia orgánica, textura franco-arenosa, con fase química ligeramente salina.

Composta

Se utilizó una composta comercial producida y distribuida por la Sociedad de Responsabilidad Limitada Microindustrial denominada Cardón Gigante, en Cd. Insurgentes, Baja California Sur, México. Esta composta es vendida a los productores orgánicos de la región. En la Tabla I se muestran las características físico-químicas de la composta comercial utilizada.

Material genético y origen

Se sembró el cultivar Anaheim TMR 23, variedad 057, lote 1065, con una pureza del 99%, producido por Peto Seed empresa Longoria, Mexicali, Baja California, México. Este cultivar es ampliamente utilizado en el noroeste de México.

Desarrollo de plántulas

La siembra se realizó a comienzos del mes de septiembre 2000 en charolas de 67 x 34cm con 200 cavidades de 3,3 x 3,3cm, utilizando un sustrato comercial tipo "peat-moss" (Sunshine, Sun Gro Horticulture, Canadá). Las charolas se regaron diariamente. Una vez emergidas las plántulas se aplicaron riegos cada tercer día con dosis de 100mg·l-1 de N-P2O5-K2O para su fortalecimiento, utilizando un fertilizante comercial Triple 17 (17-17-17), que son la cantidad y tipo de fertilizante utilizados en la región para este cultivo. El fertilizante se dejó de aplicar tres días antes del transplante debido a que las plantas se encontraban lo suficientemente vigorosas para el mismo. Las charolas con plántulas se mantuvieron bajo una malla sombra con apertura del 50% hasta su transplante. Las primeras plántulas empezaron a emerger a los 15 días de haber sido sembradas las semillas. Las plántulas alcanzaron su tamaño de transplante (15cm) a finales de octubre. Desde el transplante hasta mayo del 2001 se obtuvieron dos cortes de frutos. Las plantas se desarrollaron durante el tiempo de experimentación bajo temperaturas promedio de 22,66ºC (26,27 - 18,95ºC).

Diseño Experimental

Las plantas fueron transplantadas en parcelas experimentales, con dimensiones de 12,8 x 24m, con una instalación de riego por goteo. El diseño del experimento fue por bloques completamente al azar, consistiendo de 3 tratamientos y un control distribuidos en 4 bloques con 4 repeticiones cada uno. Los tratamientos consistieron de 3 dosis de composta, 25, 50 y 100t·ha-1 y el control fue sin la aplicación de composta. La incorporación de la composta se realizó 15 días antes del transplante con las dosis correspondientes a cada tratamiento. La plantación se distribuyó a una distancia de 40cm entre planta y planta, con una distancia entre surcos de 70cm.

Variables estudiadas

Se evaluó el área foliar, con un medidor LI-COR 3050A Transparent Belt Conveyer (LI-COR Inc., Lincoln, Nebraska, USA), la altura de la planta; el número de hojas y frutos; el peso promedio de frutos, y el rendimiento en toneladas por hectárea (t·ha-1).

Se estimó la humedad del suelo mediante el método gravimétrico considerando una profundidad de 0 a 30cm. El riego se aplicó cada tercer día (Herbert, 1992; UABCS, 1991; Ruiz, 1996) y los muestreos se realizaron un día antes y un día después de cada riego durante todo el desarrollo del cultivo en campo. Con las muestras de suelo extraídas se estimaron constantes de humedad como el porcentaje de saturación (PS), porcentaje de marchitamiento permanente (PMP) capacidad de campo (CC) y humedad aprovechable (HA), todas expresadas en porcentaje. PS se calculó por diferencia de pesos del suelo húmedo y suelo seco dividiéndolo entre el peso del suelo seco por 100. Con los resultados de PS se calculó el PMP dividiendo PS/4 y CC dividiendo PS/2, ambos denominadores como constantes para el tipo de suelo utilizado (Herbert, 1992). La HA se obtuvo de la diferencia entre CC-PMP.

Con los datos obtenidos de las constantes de humedad se calculó, por medio del método gravimétrico (Torres, 1983), la evapotranspiración por tratamiento, la cual se determina por diferencia de consumo de agua, en intervalos de riego y en el intervalo del último riego hasta la fecha de madurez fisiológica. Para determinar la evapotranspiración total (ET) se sumaron finalmente los consumos parciales para obtener la lámina total consumida durante el ciclo vegetativo (Torres, 1983) a través de la ecuación

La lámina calculada de evapotranspiración es la lámina teórica de riego que un suelo puede retener a una determinada profundidad de humedecimiento para satisfacer los requerimientos de evapotranspiración, según

Lámina calculada ET = (CC-PMP) x DA x PR

donde CC= capacidad de campo, DA= densidad aparente (g·cm-3), PR= profundidad (cm), PMP= punto de marchitamiento permanente. Estas variables del suelo se calcularon como se cita en la parte de la metodología del análisis físico del suelo.

Al final del experimento se extrajeron muestras del suelo para evaluar variables físicas como la densidad aparente (Da) por el método de campo (Herbert, 1992), densidad real (Dr) por el método del matraz volumétrico, y porosidad total o espacio Poroso (Ep; Aguilera y Martínez, 1996) mediante la fórmula

          %Ep = (1-(Da/Dr)) x 100

Resultados y Discusión

Producción

Se realizaron dos cosechas de frutos durante el tiempo de experimentación. Los rendimientos no mostraron diferencias significativas entre tratamientos según el análisis de varianza (P=0,05). Sin embargo, los resultados presentados en la Tabla II muestran la tendencia de un mayor rendimiento con la aplicación de composta de 25t·ha-1 en los dos cortes. Dicha tendencia se presentó con diferencias significativas cuando se analizaron los resultados del número de frutos producidos en los dos cortes. Por otro lado, la tendencia de los tratamientos con aplicación de composta en dosis de 50 y 100t·ha-1 fue la de presentar una menor producción que el control, si se considera que fueron los tratamientos con mayor humedad disponible en el suelo. Probablemente la planta optó por un mayor desarrollo vegetativo como área foliar y altura que de fructificación, como se observa en la Tabla IV. Estos resultados dan pautas para nuevos estudios que determinen de manera específica el efecto de la composta a niveles fisiológicos de la planta.

La Tabla III muestra los resultados del número de frutos en cada corte. El tratamiento con mayor producción de frutos correspondió a una aplicación de composta de 25t·ha–1. Observaciones cualitativas mostraron que los frutos de chile producidos con la aplicación de 25t·ha-1 tuvieron un mayor tamaño, lo que podría explicar la diferencia estadística en el número de frutos y ausencia de diferencia en los resultados de producción y rendimiento.

Fisiología y fenología

La Tabla IV muestra los resultados de las variables de las plantas para cada tratamiento. Los resultados del número total de flores producidas correspondieron a las plantas con una aplicación de composta de 25t·ha-1, por lo que se obtuvo un mayor número de frutos. El mayor desarrollo de área foliar total y altura correspondió al tratamiento con una aplicación de 50t·ha-1.

Los resultados del desarrollo de raíces se muestran en la Figura 1. El efecto de la composta en el desarrollo de las raíces fue más evidente durante la etapa vegetativa con una aplicación de 50t·ha-1 presentando una longitud de raíces mayor para igualarse en la fructificación al resto de los tratamientos.

Variables del suelo

Los resultados presentados en la Figura 2 muestran que la mayor retención de humedad en el suelo correspondió a la dosis de 50t·ha-1. La retención de humedad en el suelo es una de las características que se mejora con la aplicación de composta (FAO, 1991; Trueba, 1996; Ruíz, 1996). Los resultados coinciden con lo encontrado por diversos autores (Flaig et al, 1977; FAO, 1991; Abdel Magid et al., 1993; Abdel Magid et al., 1994; Labrador, 1996; Minna y Jorgensen, 1996; Ruíz, 1996; Bernal et al., 1998) quienes encuentran, junto con la mayor retención de humedad, un aumento en las constantes de humedad, la capacidad de campo (CC), punto de marchitamiento permanente (PMP), porcentaje de saturación (PS) y humedad aprovechable (HA) como se muestra en la Tabla V. En la aplicación de 50t·ha-1 el aumento en CC y HA coincide con los anteriores trabajos; sin embargo, los resultados de este trabajo difieren en el PMP y PS, donde no se presentaron diferencias entre ninguno de los tratamientos aplicados.

Las variables como densidad real (Dr) y porosidad total (%Ep) resultaron estadísticamente diferentes sólo para el tratamiento de 100t·ha-1, que presentó la mayor porosidad. Los valores mayores de Dr y %Ep en el tratamiento con aplicación de 100t·ha-1 se atribuyen a la mayor cantidad de composta aplicada con respecto al resto de los tratamientos (Tabla V).

Figura 1. Longitud de raíces durante las etapas vegetativas del cultivo de chile. Las líneas verticales en cada columna indican el error estándar de la media.

Los resultados que presentaron igualdad estadística entre los tratamientos de 25 y 50t·ha-1 y la parcela testigo difieren con lo encontrado por Nieto-Garibay et al., (2001) en un estudio con la especie de chile Capsicum frutescens cultivada en macetas donde se utilizó la misma composta y el mismo tipo de suelo. En el estudio mencionado se encontró que el efecto de la composta se reflejó a los cuatro meses de experimentación sobre las variables PMP y HA. Es probable que tal diferencia radique en la condición de la maceta. Por otra parte, los resultados de Dr y %Ep del presente trabajo coinciden con el trabajo de Nieto-Garibay et al., (2001), en que no se reflejó un efecto de la composta en el suelo en estas variables en la dosis de 50t·ha-1.

Con respecto al tiempo en que se manifestaron los resultados de la aplicación de la composta, Hausenbuiller (1977), Buckman y Brady (1977), Narro (1994) y Flaig et al., (1977) mencionan que el tiempo mínimo necesario para que se muestren los efectos de la aplicación de composta es de 8 meses. Por ello, probablemente los resultados positivos del presente trabajo se verían reflejados en un plazo mayor de tiempo a dosis de 25 y 50t·ha-1.

Los resultados (Tabla VI) de evapotranspiración total (acumulada durante el ciclo del cultivo) muestran que a mayor dosis de composta menor evapotranspiración, lo cual coincide con la mayor retención de humedad en el suelo con los mismos tratamientos, lo que podría contribuir a una menor evapotranspiración. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas, lo que se atribuye a las condiciones de riego por goteo bajo las cuales se desarrolló el cultivo. El riego por goteo permite mantener una humedad constante, por lo que la planta no se encuentra limitada por el agua disponible en el suelo, lo cual a su vez favorece que la perdida de agua por evapotranspiración sea mínima y esta respuesta sea independiente de los tratamientos de composta.

Figura 2. Humedad del suelo por tratamiento. Dentro de las columnas se indica la media y literal resultante del análisis de separación de medias (Duncan p<0,05). Las barras verticales indican el error estándar de la media.

Conclusiones

La aplicación de composta en una dosis de 25t·ha-1 resultó ser la dosis más adecuada para el cultivo de chile en zonas áridas o semiáridas como las que prevalecen en Baja California Sur. Esta dosis resultó suficiente para obtener resultados mejores comparados a la aplicación de mayores dosis de composta. Para fines de bioremediación de suelos agrícolas, los mejores resultados se obtuvieron con la aplicación de 50t·ha-1, debido a la mejora en las condiciones físicas del suelo, principalmente en la retención de humedad, una de las variables de más importancia en las zonas áridas. Por otro lado se observó, al igual que en trabajos realizados anteriormente en el CIBNOR con la especie de chile Capsicum frutescens, que las variables como CC, PMP, HA y PS resultan buenos indicadores para conocer a corto plazo el efecto de la composta en el suelo también en el caso del cultivo de la especie de chile Capsicum annuum.

Agradecimientos

Se agradece a la Fundación PRODUCE de B.C.S., Sistema de Investigación del Mar de Cortés y CIBNOR el apoyo para la realización y publicación de este trabajo.

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