Crecimiento y extracción de N-P-K por plantas de pimentón (Capsicum annuum L.) abonadas con estiércol de pollo en Quíbor, estado Lara

Growth and N-P-K removal in chicken manure fertilized bell pepper (Capsicum annuum L.) plants in Quíbor, Lara State, Venezuela

A. Escalona y R. Pire

Autor de correspondencia e-mail: eargelia@ucla.edu.ve; rpire@ucla.edu.ve

Postgrado de Horticultura, Decanato de Agronomía Universidad Centroccidental "Lisandro Alvarado". Apartado 400. Barquisimeto-Lara, Venezuela.

Resumen

El crecimiento de los cultivos depende en gran medida de una adecuada nutrición mineral, por lo que la extracción de nutrientes que ellos hacen es la base para establecer los programas de fertilización. El objetivo de este estudio fue evaluar el crecimiento, estado nutricional y los niveles de extracción de N, P y K en plantas de pimentón abonadas con dosis altas de estiércol de pollo. El ensayo se realizó en el campo experimental del INIA en Quibor, estado Lara, utilizando el híbrido Enterprise, el cual se trasplantó a una distancia de 0,35 m entre plantas y 1,20 m entre hileras. Cada parcela estuvo constituida por 4 hileras de 11 plantas cada una. Las parcelas fueron repetidas seis veces. El crecimiento inicial, expresado como altura y peso seco de las plantas, fue lento y el mismo aumentó rápidamente a partir de los 45 días después de la siembra (dds) mostrando un comportamiento normal en este cultivo. Se detectó una tendencia general al incremento de la concentración de N y K en el tejido vegetal durante el ciclo de crecimiento. A los 90 dds la mayor concentración de N y K existió en las hojas (41,7 y 39,3 mg.g^-1), mientras que la mayor concentración de P se encontró en los frutos (3,7 mg.g^-1). Cada planta extrajo, en promedio, 1,749 g N, 0,137 g P y 1,725 g K, reflejando similares niveles de extracción para el nitrógeno y el potasio, pero mucho menores para el fósforo. La proporción de extracción fue de 12:1:12 para el N:P:K, respectivamente.

Palabras clave: Nutrición mineral, análisis de tejido, Capsicum annuum, abono orgánico, estiércol de pollo.

Abstract

Crops growth depends strongly on appropriate mineral nutrition, so plant nutrient removal creates the basis for many fertilization programs. The objective of this study was to evaluate growth, nutritional status, and N-P-K removal of bell pepper plants fertilized with high dose of chicken manure. The essay was carried out at the Experimental Station of INIA in Quíbor, Lara State, Venezuela, by using the Enterprise hybrid, which was transplanted at 0.35 m within and 1.20 m between rows. Six plots were conformed by four rows with 11 plants each. The initial growth, expressed as plant height and dry weight, was low but it increased rapidly since the mid cycle (45 DAS) following a normal trend for this crop. Overall trend of N and K tissue levels increased during the plant cycle. In 90-day old plants the highest N and K levels were found in leaves (41.7 and 39.3 mg.g^-1) while the highest P level was found in fruits (3.7 mg.g^-1). As an average, each plant removed from the soil 1.749 g N, 0.137 g P and 1.725 g K, showing similar values for nitrogen and potassium, but much lower for phosphorus. The nutrient removal ratio was 12:1:12 for N:P:K, respectively.

Key words: Mineral nutrition, plant tissue analysis, Capsicum annuum, organic manure, chicken manure.

Recibido el 17-7-2007 Aceptado el 29-2-2008

Introducción

El crecimiento vegetativo y reproductivo de los cultivos depende en gran medida de una adecuada nutrición mineral; en el caso del pimentón, es escasa la información sobre la nutrición mineral y extracción de nutrientes cuando las plantas son fertilizadas con abonos orgánicos.

La extracción de nutrientes corresponde a la remoción que realizan los diferentes órganos de la planta durante su ciclo productivo. El conocimiento de esta extracción es un requisito básico para establecer los programas de fertilización, especialmente cuando se aplica el criterio de la fertilización por restitución mediante el cual se trata de reponer al suelo los elementos removidos por el cultivo.

El uso de abonos orgánicos a nivel mundial aumentó considerablemente en la última década en los cultivos hortícolas (Delate, 1999). En la zona productora de pimentón en Quíbor, en el estado Lara, se ha venido incrementando el uso de estiércol de pollo compostado como una alternativa ante los costos crecientes de los fertilizantes químicos y los efectos de salinización originados por el uso irracional de éstos.

Al estudiar el efecto del abonado con estiércol de pollo sobre el crecimiento de plantas de pimentón, Delate (1999) no encontró diferencias entre plantas que fueron tratadas con compost de pollera comparado con la fertilización química convencional. Por su parte, Tamayo et al. (1997) y González et al., (1997) encontraron resultados favorables al utilizar este tipo de abono en plantas de maíz, tomate y cebolla. La utilización de otras fuentes de abonos orgánicos como residuos de desechos líquidos o sólidos (como restos orgánicos municipales) también ha dado buenos resultados en el cultivo del pimentón (Madrid, 2000; Ozores y Bryan, 1993).

Los objetivos de este estudio consistieron en evaluar el crecimiento y niveles de acumulación y extracción de N, P y K en los diferentes órganos de plantas de pimentón abonadas con dosis altas de estiércol de pollo en Quíbor, estado Lara, una importante zona productora de este cultivo.

Materiales y métodos

El ensayo se realizó en el campo experimental Quibor, INIA-Lara, caserío Cerro Pelón, municipio Jiménez del estado Lara, situado a 9° 53' N, a una altitud de 670 msnm.

La zona presenta un clima semiárido y con vegetación correspondiente al monte espinoso tropical, con temperatura media anual de 27°C, precipitación que varía entre 300 y 500 mm, y evaporación mayor de 3000 mm, según registros de la estación climática ubicada en el sitio del ensayo. El análisis químico y textural del suelo se presenta en el cuadro 1.

Cuadro 1. Análisis químico y textural del suelo de la parcela experimental.

Fuente: Laboratorio de Suelos, Decanato de Agronomía, UCLA.

Se cultivó pimentón híbrido `Enterprise' y el trasplante se realizó cuando las plantas alcanzaron una altura de 20 cm en el semillero, el cual fue preparado dentro de la misma área experimental. La fertilización se realizó mediante la adición al suelo de una dosis alta de abono orgánico consistente en 30 t.ha^-1 de estiércol de pollo compostado (Crespo y Fraga, 2005), similar al utilizado por los agricultores de la zona. Este abono fue incorporado manualmente al suelo 30 días antes del trasplante dada la mineralización lenta de los elementos a partir de sus formas orgánicas (Oikeh y Siegbu, 1993). De acuerdo con el análisis químico del estiércol (cuadro 2), la incorporación total de macronutrientes fue de 420 kg N, 207 kg P y 183 kg K.

Cuadro 2. Análisis químico del estiércol de pollo.

Fuente: Laboratorio de Análisis Químico, Posgrado de Horticultura, Decanato de Agronomía, UCLA

El trasplante se realizó a una distancia de 0,35 m entre plantas y 1,20 m entre hileras. Cada parcela estuvo constituida por 4 hileras de 11 plantas cada una, y las dos hileras centrales se utilizaron para medir el crecimiento y el estado nutricional. Las parcelas fueron repetidas seis veces en un diseño completamente al azar.

Se determinó el peso seco y la altura de la planta cada 15 días a partir del día 30 después del trasplante (ddt) hasta el día 90 para un total de cinco evaluaciones en el ciclo. El peso seco se midió mediante muestreos destructivos de tres plantas consecutivas en la hilera en los tres primeros muestreos y dos plantas en los últimos dos muestreos. Para esto, las plantas fueron separadas en raíz, tallo, hojas y frutos, y secadas en estufa con ventilación forzada a 75°C. En las mismas plantas se midió la altura desde el ras del suelo hasta la última hoja nueva.

Las raíces fueron obtenidas al extraer toda la planta junto a un bloque cúbico de tierra de 30 cm de lado. Estas raíces fueron lavadas cuidadosamente con agua para eliminar cualquier residuo del suelo.

Posteriormente, se tomaron submuestra representativas de las raíces, tallo, hojas y frutos, las cuales se trituraron utilizando un molino Wiley hasta 20 mallas, y se procedió a determinar la concentración de N-P-K en cada uno de los muestreos. Para determinar el contenido de N se utilizó el método de microkjeldahl. Simultáneamente se realizó una digestión nítrico-perclórica para determinar P a través de la espectrofotometría de luz visible y K por fotometría de llama (Jones, 2001).

Al final del ciclo del cultivo se determinó la extracción de N, P y K en cada uno de los órganos de la planta a partir del contenido de materia seca y la concentración del nutrientes (Pire y Colmenarez, 1996). La extracción de los nutrientes en cada uno de los muestreos, se calculó mediante la siguiente relación:

Extracción nutriente (g) = Concentración nutriente (mg.g^-1) _x Masa seca del órgano (g) _{x 1000}^-1

La sumatoria de la extracción de los diferentes órganos representó la extracción total para la planta. Para una mejor interpretación, los resultados de las extracciones se presentaron en forma gráfica y la dispersión de la tendencia central se representó mediante barras de error. Las ecuaciones de regresión fueron obtenidas mediante el programa Statistix versión 8.0.

Resultados y discusión

Altura y peso seco de la planta

La altura de la planta mostró un incremento paulatino con el tiempo. La tasa de crecimiento aumentó a partir de los 45-60 ddt hasta alcanzar un máximo promedio de 40,0 cm en el día 90 (figura 1). El crecimiento inicial lento mientras ocurre el establecimiento definitivo de la planta en el campo y el aumento rápido de su altura a partir de aproximadamente la mitad del ciclo es una tendencia normal en este cultivo (Heige, 1987).

La altura final a los 90 ddt fue muy constante en las diferentes repeticiones, con bajos niveles de dispersión, alcanzando un valor de 40 ± 0,38 cm (figura 1). En condiciones habituales de manejo esta variable parece ser poco afectada por factores ambientales ya que Delate (1999) no encontró diferencias en la altura de plantas de pimentón que fueron tratadas con compost orgánico basado en residuos de pollera comparado con aplicaciones equivalentes de nitrógeno en fertilización química convencional.

Los valores absolutos de la altura final de la planta obtenidos en este trabajo (ligeramente superior a 40 cm) lucen un poco bajos para si se comparan con los 52 cm reportados para el híbrido Enterpise (Shuler, 1999), lo cual sugiere que la planta pudo haber presentado problemas para alcanzar su completo desarrollo vegetativo. Un factor que pudo influir en este comportamiento podría ser el moderadamente alto contenido salino del estiércol de pollo (2,50 dS/m) utilizado en el ensayo (cuadro 1).

El peso seco aumentó en forma semejante al crecimiento en altura, con un incremento ligero a partir de los 45 ddt y un incremento fuerte a partir del día 60 (figura 2). No obstante, se observa que la curva del peso seco presenta un ascenso más pronunciado que el de la altura, lo cual se refleja en el mayor coeficiente del componente X² (0,0205 vs 0,0056). Esto podría atribuirse inicialmente al incremento en las ramificaciones del tallo, lo cual es importante para el incremento del peso seco pero aporta poco a la altura de la planta, y posteriormente al desarrollo y crecimiento de los frutos. Kläring (1999) encontró una respuesta similar al evaluar la elongación del tallo y la acumulación de peso seco en plantas de pimentón.

El período de mayor tasa de acumulación de peso seco encontrado es comparable al reportado por Locascio  et al. (1985) quienes señalan un máximo crecimiento del peso entre los 35 y 77 días en plantas que recibieron fertilización mineral a base de nitrógeno. También Miller et al. (1979) indican que la máxima tasa de crecimiento del pimentón ocurrió entre los 56 y 70 días después del transplante. Según Heige (1987) la producción de la materia seca es continua durante el ciclo de vida de pimentón, siendo lenta hasta los 30 días, para luego producir unos picos entre 45 y 105 días y finalmente reducir la velocidad, principalmente debido a una reducción en la materia seca de la hoja por senescencia.

Azofeifa y Moreira (2005) reportan que la producción de materia seca o biomasa está ligada a la fenología de la planta, principalmente durante la floración y la fructificación. En estas fases, la planta invierte cantidades altas de fotoasimilados para la producción del fruto y la parte vegetativa. La planta limita el crecimiento vegetativo en la etapa de fructificación, especialmente en el período en que los frutos presentan las mayores tasas de crecimiento.

Al final del ensayo se alcanzó un peso seco promedio de 57,97 ± 7,40 g.planta^-1 (figura 2). Este valor es muy superior al promedio de 35,0 g.planta^-1 reportado por Pire y Colmenarez (1996) en pimentón Keystone Resistant, lo cual es debido al alto vigor y mayor capacidad de crecimiento del híbrido `Enterprise' utilizado en nuestro estudio.

Concentración de nutrientes

La concentración de los elementos N, P y K en las hojas mostró una disminución transitoria hacia los 45 y 90 ddt (figuras 3, 4 y 5), coincidiendo con períodos de fructificación, lo cual pudiera estar relacionado al movimiento de estos nutrientes hacia el fruto. Aparte de estas condiciones puntuales, hubo una tendencia general bien definida durante el ciclo de crecimiento para cada órgano de la planta.

La tendencia general observada durante el ciclo indica que la concentración de nitrógeno aumentó en las hojas y la raíz, pero permaneció estable en el tallo (figura 3). El nivel de fósforo en las hojas ascendió hasta aproximadamente los 60 ddt para luego descender moderadamente, mientras que en el tallo ascendió ligeramente y en la raíz no presentó variaciones importantes (figura 4). Por su parte, el nivel de potasio en las hojas aumentó, en la raíz tuvo poca modificación y en el tallo descendió progresivamente (figura 5).

La tendencia al incremento de la concentración de N y K en la planta (especialmente en las hojas) durante su ciclo de crecimiento podría atribuirse a la fertilización orgánica utilizada, la cual se caracteriza por una liberación lenta y progresiva de los nutrientes (Havlin et al., 1999), lo que presumiblemente habría permitido la absorción y acumulación de N y K durante el ciclo de crecimiento de las plantas de pimentón.

A los 90 ddt la concentración promedio de nitrógeno en las hojas, el tallo y la raíz de las plantas fue, respectivamente, 41,7; 15,0 y 22,6 mg.g^-1. Como se observa el porcentaje de nitrógeno en las hojas fue superior al encontrado en el resto de los órganos. Estos valores se asemejan a los reportados por Pire y Colmenarez (1996) quienes encontraron promedios de 46,3; 20,6 y 21,9 mg.g^-1 de nitrógeno en hojas, tallo y raíz, respectivamente. Otros autores encontraron niveles de 3,2 y 1,8 % de nitrógeno para las hojas y la raíz (Miller et al., 1979) y de 42,4 mg.g^-1 en las hojas (Locascio et al., 1981). Thomas y Heilman (1964) determinaron que existían niveles de suficiencia en plantas de pimentón cuando se alcanzaban valores superiores a 40 mg.g^-1 del elemento en las hojas, lo que puede indicar que en nuestro ensayo no habrían existido deficiencias nutricionales para el nitrógeno.

La concentración promedio de fósforo fue de 2,5; 1,4 y 1,3 mg.g^-1 en hojas, tallo y raíz, mientras que para el potasio las concentraciones fueron de 39,3; 20,1 y 20,0 mg.g^-1, respectivamente. Roe et al. (1997) y Miller et al. (1979) reportaron valores comparativos de potasio pero superiores de fósforo en plantas bien fertilizadas de pimentón.

En los frutos organolépticamente maduros la concentración de nitrógeno fue 35,1 mg.g^-1, la de fósforo 3,7 mg.g^-1 y la de potasio 34,7 mg.g^-1. Los valores de nitrógeno superan al 25,3 mg.g^-1 encontrado por Pire y Colmenarez (1996) y al 24,0 mg.g^-1 encontrado por Miller et al. (1979). La concentración de fósforo es similar al 3,4 mg.g^-1 reportado por Miller et al. (1979) y los valores de potasio son mayores al 23,0 mg.g^-1 reportado por estos mismos autores.

Extracción de nutrientes

En las figuras 6, 7 y 8 se presentan la extracción acumulada de N, P y K por parte de los diferentes órganos de la planta de pimentón durante su ciclo productivo. Se observa que cada planta extrajo, en promedio, 1,749 g de nitrógeno, 0,137 g de fósforo y 1,725 g de potasio, reflejando similar proporción de extracción para el nitrógeno y el potasio, mientras que la extracción de fósforo fue aproximadamente doce veces inferior (proporción 12:1:12 para N:P:K). Miller et al. (1979) encontraron similar extracción de nitrógeno y potasio por plantas de pimentón, aunque la extracción de fósforo sólo fue ocho veces inferior.

La extracción de nitrógeno y potasio fue aproximadamente igual en las hojas que en los frutos (figuras 6 y 8) a pesar de que el peso de éstos fue considerablemente mayor que el de las hojas; esto ocurrió como consecuencia de que las hojas mostraron mayores concentraciones de estos elementos y mayor proporción de materia seca. El tallo tuvo una extracción moderada y las raíces presentaron valores muy bajos. La extracción de nutrientes por parte de la raíz fue varias veces inferior a lo extraído por el tallo, lo cual se atribuye a que el método utilizado para la obtención de las raíces no habría permitido recuperar la totalidad de ellas en el suelo.

En el caso del fósforo la extracción del fruto fue notoriamente superior que la de las hojas (figura 7) en virtud de que éstas presentaron una concentración del elemento mucho menor que los frutos.

En el cuadro 3 se presenta la extracción total de nutrientes estimada por superficie de terreno, en función de la densidad de plantación utilizada en el ensayo (población de 23.809 plantas por hectárea). La estimación indica que hubo extracciones superiores a 40 kg.ha^-1 para el nitrógeno y potasio, y superiores a 3 kg.ha^-1 para el fósforo.

Cuadro 3. Extracción total de nutrientes por superficie de terreno durante el ciclo de cultivo de plantas de pimentón.

Conclusiones

La tasa de crecimiento de las plantas fue baja en los primeros 45 ddt para luego mostrar un incremento importante. Las mismas alcanzaron al final del ensayo una altura media de 40 cm y un peso seco cercano a 58 g.planta^-1.

La concentración de los elementos N, P y K en las hojas mostró una disminución transitoria hacia los 45 ddt coincidiendo con un período de fructificación. Así mismo, se detectó un incremento general en la concentración de N y K en las hojas durante su ciclo de crecimiento.

El porcentaje de nitrógeno en las hojas fue superior al encontrado en el resto de los órganos.

La planta extrajo proporciones similares de nitrógeno y potasio, y cantidades muy bajas de fósforo. En promedio, extrajo 1,749 g de N, 0,137 g de P y 1,725 g de K por planta.

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