SUSTRATOS ORGÁNICOS, SU EFECTO EN LOS
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SUSTRATOS ORGÁNICOS, SU EFECTO EN LOS
SUSTRATOS ORGÁNICOS, SU EFECTO EN LOS ÍNDICES DE CRECIMIENTO DE PLANTULAS DE TOMATE (Lycopersicon esculentum; Mill) Organic Substrates, Effect on Tomato (Lycopersicon esculentum; Mill) Seedlings Growth Index Antonio Gallegos Ponce1, Rafael Figueroa Viramontes1, Juan de Dios Quevedo Guillen1, Alejandro Martínez Ríos1, Miguel Fernando Sanchez1, Julieta Escobedo Fierro2, Juan José Flores Moctezuma2 Profesor Investigador de la Universidad Juárez del Estado de Durango; Facultad de Agricultura y Zootecnia. Apartado Postal 1-142. C. P. 35000 Gómez Palacio, Dgo. México. e-mail: [email protected] 2 Alumnos tesistas de la Carrera de Ingeniero Agrónomo con especialidad en Fitotecnia de la FAZUJED. Apartado Postal 1-142. C. P. 35000 Gómez Palacio, Dgo. México. 1 RESUMEN SUMMARY El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de la aplicación de sustratos orgánicos en plántulas de tomate realizando un análisis de los índices de crecimiento. Este estudio se llevo a cabo en el Invernadero rústico de ventilación natural lateral de la Facultad de Agricultura y Zootecnia de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Se evaluaron mezclas de sustratos orgánicos de vermicompost (V) y peat moss (PM) con los porcentajes determinados previamente. La combinación de estos factores formó 6 tratamientos. S1 (100% V), S2 (80/20 PM/V), S3 (60/40 PM/V), S4 (40/60 PM/V), S5 20/80 PM/V) y S6 (100% PM). La parcela experimental se colocó en una charola de 200 cavidades de 25 mL. de la cual se dividió en cuatro repeticiones para su análisis estadístico, colocando una semilla por cavidad en los diferentes sustratos evaluados. El área foliar y el peso seco de hojas y tallos se midieron a los 45 días después de la siembra. Los cuales se utilizaron para calcular los valores instantáneos de los índices de crecimiento. Las variables de respuesta evaluadas fueron: Índice del Área Foliar (adimensional); Tasa de Crecimiento Relativo (g g-1 dia-1); Relación de Área Foliar (cm2 g-1); Tasa de Asimilación Neta (g cm-2 día-1); Tasa de Crecimiento Absoluto (g dia-1). Se usó un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones. El análisis de las variables se realizó utilizando el paquete estadístico SAS, y cuando se presentó un valor significativo, se utilizó el método de Duncan (P< 0.05) para definir las diferencias especificas. Los resultados revelan que los tratamientos de las mezclas S3 y S4 (60/40, 40/60 PM/V, respectivamente) promovieron un mayor crecimiento de las plantas de tomate con relación al testigo S6 (100% peat moss), y con esto se tiene un ahorro de sustrato de 40 a 60% en volumen. The goal of this research was to determine the effects of organic substrate on tomato seedlings by analyzing grow rate index. This study was performed in a rustic greenhouse with natural ventilation at the Facultad de Agricultura y Zootecnia of Universidad Juárez del Estado de Durango. Vermicompost (V) and peat moss (PM) mixtures with previously measured percentages of substrate were evaluated. Combination of these factors resulted in 6 treatments. S1 (100% V); S2 (80/20 PM/V); S3 (60/40 PM/V); S4 (40/60 PM/V); S5 20/80 PM/V) and S6 (100% PM). Experimental plot consisted of a 200 cavities tray 25 mL each, which was divided in four replications for the sadistic analysis, sowing 1 seed per cavity in all evaluated substrate. Leaf area, and leaves and stems dry weight were measured 45 days after sowing. Instant growth index values described by Gardner and coworkers (1985) were used for evaluation purposes. Response variables that were evaluated were: Leaf area index (dimensionless); Relative grow rate (g g-1 day-1); Leaf area ratio (cm2 g-1); Absolute Assimilation Rate (g cm-2 day-1); Absolute Growth Rate (g day-1). A complete randomized design with four replications was used. Analysis was performed according the statistic package SAS, when a significant statistical value resulted (P<0.05), the Duncan means separation method was used to determine specific differences. Results revealed that mixtures S3 (60/40 PM/V) and S4(40/60) promoted a better growth rate in tomato seedlings than in control treatment S6 (100% peat moss) so, it can be saved 40%- to 60% in volume of organic substrate. Keywords: substrate, vermicompost, peat moss. Palabras clave: sustrato, vermicompost, peat moss. AGROFAZ 1 AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013 INTRODUCCIÓN De un buen almacigo depende todo el cultivo posterior (Guzmán, 2003, mencionado por Quesada y Méndez, 2005). El sustrato es uno de los factores que determina el éxito o fracaso en la explotación de las hortalizas (López, 2012). El cual debe de ser de buena calidad, que permita un adecuado crecimiento (Reyes et al., 2005), y facilita el traslado al lugar definitivo de producción. Debido a lo anterior se deben de seleccionar los sustratos que disminuyan los costos de producción al mismo tiempo que garanticen la calidad, estabilidad e inocuidad (Quesada y Méndez, 2005). Las plantas no muestran síntomas de deficiencia de nutrientes al principio, excepto por un crecimiento más lento. Sin embargo, aun una deficiencia ligera o un desequilibrio en la fertilidad, puede trastornar los procesos metabólicos esenciales de las plantas. Mientras más pequeña sea la planta, más alta será la concentración de nutrientes. Los sustratos comerciales más utilizados como medio de propagación es la turba (peat moss), perlita, vermiculita y agrolita (López, 2012). El mercado de estos productos es de gran importancia en Canadá y Estados Unidos, lo que genera fugas de divisas y dependencia comercial. Además de ser un recurso natural no renovable (Cordero et al., 2008; López et al., 2009). En la Comarca lagunera se produce anualmente una gran cantidad de estiércol de bovino el cual después de ser tratado puede ser utilizado directamente como sustrato orgánico en la agricultura, disminuyendo los costos de producción por la baja inversión, además contiene una gran cantidad de nutrientes solubles y microorganismos benéficos para el crecimiento de las plantas (Preciado et al., 2008; Chávez et al., 2008; Reyes, 2007). El incremento en tamaño que ocurre en una planta a lo largo de su ciclo de vida se le llama crecimiento. Estos cambios son susceptibles de medirse a través del peso, altura o algún otro atributo. El crecimiento está asociado al incremento en tamaño y ocurre por el efecto de la fotosíntesis. Los índices de crecimiento son una herramienta que permiten conocer y evaluar el comportamiento de los cultivos cuando se someten a diferentes condiciones de crecimiento. Pretenden explicar, cuantificar y evaluar los efectos de la luz, agua, CO2, O2, temperatura y nutrientes sobre el crecimiento de los cultivos en términos fisiológicos y morfológicos (Gardner et al., 1985; Bertsch, 1998; Yescas et al., 2007). El análisis de crecimiento se define como un proceso cuantitativo relacionado a un incremento irreversible de tamaño y que esta generalmente unido, aunque no de una manera necesaria, a un incremento de peso seco susceptible de medirse (Woo et al., 2004). Para realizar un análisis de crecimiento se requieren tres datos básicos 1.- Una medida de material vegetal presente (peso seco, producción, biomasa), 2.- Una medida de magnitud del sistema asimilatorio de ese material vegetativo, por ejemplo, el área foliar y 3.- Épocas de muestreo claramente establecidas, pueden ser intervalos espaciados a lo largo el ciclo del cultivo, con una frecuencia variable según la especie, o un dato único obtenido al final del ciclo (Bertsch, 1998). El análisis de crecimiento se ha utilizado para estimar cómo reaccionan las plantas a diferentes tratamientos 2 AGROFAZ de cultivos (densidad de plantas, fertilización, etc.) y a condiciones de crecimiento (efecto de temperatura, nivel de humedad, etc.), así como para comparar el rendimiento de diferentes cultivares y especies en condiciones similares de crecimiento (Martínez, 1995, citado por Vázquez et al., 2007). La vermicompost es el producto de una serie de transformaciones bioquímicas y microbiológicas que sufre la materia orgánica al pasar el tracto digestivo de las lombrices. El tomate es la hortaliza más difundida y predominante del mundo. Se siembra prácticamente en toda la República Mexicana en los dos ciclos agrícolas, ocupa el primer lugar en importancia económica y social, debido a su derrama económica y su gran demanda de mano de obra. El objetivo del trabajo de investigación fue determinar el efecto del uso de sustratos orgánicos para producir plántulas de tomate bajo condiciones de invernadero rústico, realizando un análisis de los índices de crecimiento. MATERIALES Y MÉTODOS El presente trabajo se realizo en el invernadero rústico de ventilación natural lateral y bancos de propagación de herrería de la Facultad de Agricultura y Zootecnia de la Universidad Juárez del Estado de Durango, ubicada en el Ejido Venecia, municipio de Gómez Palacio, Dgo. Situada en el km 30 de la carretera Gómez Palacio – Tlahualilo, Dgo. Geográficamente localizada en el paralelo 25° 46’ 56” de latitud norte, y el meridiano 103° 21’ 02” de longitud oeste; a una altura de 1,110 metros sobre el nivel del mar. Se evaluaron mezclas con dos sustratos orgánicos, vermicompost y peat moss, con los porcentajes determinados previamente (Cuadro 1 y 2), resultando seis tratamientos. Cuyas características químicas se muestran en el Cuadro 3. Su nivel de nitrógeno es medio y de fosforo bajo, lo que indica una posible respuesta favorable a la fertilización nitrogenada y fosforada. Contiene cantidades elevadas de M. O. ; El pH varia de desde acido fuerte (3.3) en el tratamiento de peat moss, a base débil, en el tratamiento de vermicompost (7.61). El diagnóstico de salinidad por conductividad eléctrica (CE) es salino (4.2 mS cm-1) en el tratamiento de vermicompost, lo cual puede afectar a casi todos los cultivos agrícolas. Los tratamientos de las diferentes mezclas se consideran de salinidad baja (2.0–3.2 mS cm-1) afectando solo a los cultivos sensibles; el tratamiento de peat moss tiene un nivel de salinidad nulo (0.09 mS cm-1) por lo que se desarrollan normalmente todos los cultivos. AGRICULTURAORGÁNICA Cuadro 1. Descripción de las materias primas utilizadas como sustrato en la producción de plántulas de Tomate. CAE FAZ-UJED. 2012. Cuadro 2. Tratamientos, material y proporción de los sustratos orgánico evaluados en la producción de plántulas de Tomate.CAE FAZ-UJED. 2012. Cuadro 3. Propiedades Químicas de los sustratos orgánicos evaluados en la producción de plántulas de tomate. CAE FAZ-UJED. 2012. El material genético utilizado fue el hibrido Rio Grande del tipo Saladette, (Pacifica Seed Company, California, USA) de crecimiento determinado; la siembra se efectuó el 5 de marzo del 2012, Las condiciones ambientales (Figuras 1, 2, 3 y 4) presentes durante el ciclo de cultivo se obtuvieron de los datos que se encuentran en la red de estaciones agroclimáticas de SAGARPA, COFUPRO, INIFAP (http://clima.inifap.gob.mx/ redinifap/est.aspx?est=26800) del estado de Coahuila, en la estación El Porvenir Municipio de Francisco I. Madero, Coah., la cual se encuentra ubicada en las coordenadas 25° 46´ 58.9´´ de latitud Norte y 103° 19´ 6.4´´ de longitud Oeste, a una altura sobre el nivel del mar de 1,108 m. donde se observan los promedios diarios de Temperaturas Máximas, Medias y Mínimas de 30.8, 21.9 y 12.7 °C respectivamente. La Radiación global fue de 573.93 w m-2, la humedad relativa 31.9 %, y la evaporación potencial diaria de 5.49 mm. AGROFAZ 3 AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013 Figura 1. Temperaturas máximas, medias y mínimas del periodo de crecimiento del cultivo. CAE FAZ-UJED. 2012. Figura 2. Radiación global diaria del periodo de crecimiento del cultivo. CAE FAZ-UJED. 2012. 4 AGROFAZ AGRICULTURAORGÁNICA Figura 3. Humedad relativa diaria del periodo de crecimiento del cultivo. CAE FAZ-UJED. 2012. Figura 4. Evapotranspiración potencial diaria del periodo de crecimiento del cultivo. CAE FAZ-UJED. 2012. cavidades de 25 mL, la cual se dividió en cuatro repeticiones para su análisis estadístico, colocando una semilla por cavidad en los diferentes sustratos evaluados. Las charolas se apilaron y se cubrieron con una membrana de hule de color negro hasta que se inició la emergencia, posteriormente se colocaron en las camas de propagación, donde permanecieron 45 días, el riego se realizó dos veces al días en las primeras etapas de su desarrollo, la cual termino en la aparición del primer par de hojas verdaderas, posteriormente se efectuó según las necesidades de agua por el cultivo con una regadera manual de gota fina. En promedio durante este periodo se regó una vez al día saturando las charolas de agua. Se realizó el muestreo a los 45 días después de la siembra de; 1.- Área foliar, se separaron las hojas de los tallos pasándolas por un medidor LI-COR 3100 (LI-COR, Lincoln, NE, USA); 2.Peso seco de hojas y tallos de cada unidad experimental, se colocaron en forma separadas en bolsas de papel, poniéndose a secar en estufas de aire forzado a una temperatura de 65 °C hasta peso constante. Para cada valor por parcela se tomaron los valores promedios de tres plantas con competencia completa. Los valores obtenidos de área foliar y materia seca de hojas y tallos se utilizaron para calcular los valores instantáneos de los índices de crecimiento descritos por Gardner y colaboradores (1985). Las variables de respuesta evaluadas fueron: AGROFAZ 5 AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013 Índice del Área Foliar (adimensional); es el área foliar (AF) presente por unidad de superficie de suelo (AS) ocupado por la planta IAF = AF/AS Tasa de Crecimiento Relativo (g g-1 dia-1), se define como el incremento de biomasa por unidad de biomasa y tiempo TCR = (1/W)*(dw/dt) Relación de Área Foliar (cm2 g-1), indicador del tamaño del aparato fotosintético de la planta, se obtiene de dividir el área foliar de la planta (AF) entre el peso seco total de la misma RAF = AF/W Tasa de Asimilación Neta (g cm-2 día-1), expresa el crecimiento de la planta por unidad de área foliar y tiempo TAN = 1/AF)*(dw/dt) Tasa de Crecimiento Absoluto (g dia-1), Mide la ganancia de biomasa a través del tiempo TCA = dw/dt El análisis de varianza (ANOVA) de los variables se realizó utilizando el paquete estadístico SAS (SAS Institute, Inc System for Lineal Models, Third Edition, Cary, NC, USA), y cuando se presentó un valor significativo, se utilizó el método de Duncan (P< 0.05) para definir las diferencias especificas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En el Cuadro 4 se presenta las comparaciones de medias de las variables evaluadas. En la variable de Índice de Área Foliar (IAF), el análisis muestra una variación altamente significativa sobresaliendo los tratamientos S2, S3 y S4 (con la mezcla de sustratos 80/20, 60/40 y 40/60 peat moss/vermicompost respectivamente). Los valores menores de IAF se presentaron en los tratamientos de 20% peat moss/80% de vermicompost, 100% de peat moss y 100% de vermicompost (S5, S6 y S1). El valor del tratamiento S2 representa un 74.18 % más que el tratamiento testigo S6. Solo el tratamiento S1 fue menor en un 3.09 % que el S6 (Figura 4). A mayor índice de área foliar, mayor será él porcentaje de luz (energía radiante) que sea interceptado por la planta y por lo tanto el índice óptimo de área foliar variará de acuerdo a las condiciones prevalecientes de radiación solar. Cuadro 4.- Prueba de medias de las variables evaluadas en la producción de plántulas de Tomate. Dentro de cada columna, medias con al menos una letra igual, no son estadísticamente diferentes (Duncan, 0.05). CAE FAZ-UJED. 2012. IAF: Índice de Área Foliar; TCR:Tasa de Crecimiento Relativo; RAF; Relación de Área Foliar; TAN:Tasa de Asimilación Neta; TCA: Tasa de Crecimiento Absoluto; C.V.: Coeficiente de Variación. En la Tasa de Crecimiento Relativa (TCR) también se presentó significancia estadística, sobresaliendo el tratamiento S3 (60% peat moss/40% Vermicompost) como el más alto en esta variable, superando en un 25 % al tratamiento testigo (S6, 6 AGROFAZ 100% peat moss). Los valores más bajos se presentaron en los tratamientos S1 y S5 los cuales fueron menores que el tratamiento testigo (S6) (Figura 5). AGRICULTURAORGÁNICA Figura 4. Diferencia en valores porcentuales para IAF considerando el valor del tratamiento S6 (peat moss) como el 100%. CAE FAZ-UJED. 2012. Figura 5. Diferencia en valores porcentuales para TCR considerando el valor del tratamiento S6 (peat moss) como el 100%. CAE FAZ-UJED. 2012. AGROFAZ 7 AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013 La Relación de Área Foliar (RAF) también presentó significancia estadística, resultando el tratamiento S2 (80/20, P/V) como el tratamiento más vigoroso, y a los tratamientos S1 y S6 (100 % de vermicompost y peat moss respectivamente) como los menos vigorosos. Esto quiere decir que hay una máxima capacidad fotosintética potencial y un bajo costo respiratorio potencial. Al igual que en las variables de IAF y TCR, los valores disminuyen al incrementar el porcentaje de vermicompost (Figura 6) Figura 6. Diferencia en valores porcentuales para RAF y TAN considerando el valor del tratamiento S6 (peat moss) como el 100%. CAE FAZ-UJED. 2012. Igualmente para la Tasa de asimilación neta (TAN) se presentó significancia estadística (Cuadro 4). Los mejores tratamientos fueron S1 y S6. A diferencia de las demás variables evaluadas, las mezclas presentan valores menores como es el tratamiento S2, el cual disminuyo su TAN en un 40.91% con respecto al tratamiento testigo (S6) (Figura 6). La Tasa de Asimilación Neta (TAN) mostró cambios debido a la disminución en el porcentaje de vermicompost utilizado (Figura 6). La TAN más alta se registró cuando se utilizo solo sustratos a base de vermicompost y peat moss (Figura 6). La TAN más baja encontrada fue en el tratamiento S2. 8 AGROFAZ La TCA (Tasa de Crecimiento Absoluto) se la define como el incremento de material vegetal por unidad de tiempo, tomado en un período finito. El sustrato con la mezcla de 60% de peat moss con 20% de vermicompost (S3), fue el que presento la mayor TCA comportándose estadísticamente similar el tratamiento S4. Esto muestra que a una concentración alta de vermicompost se ve afectado el crecimiento notablemente hasta ciertos límites, el sustrato con mezclas de 80% de vermicompost presentó el valor menor de TCA. Los sustratos con el 100% de peat moss (testigo) y vermicompost, estadísticamente tuvieron el mismo comportamiento (Cuadro 4, Figura 7) AGRICULTURAORGÁNICA Figura 7. Diferencia en valores porcentuales para TCA considerando el valor del tratamiento S6 (peat moss) como el 100%. CAE FAZ-UJED. 2012. CONCLUSIONES Se encontró significancia estadística para todas las variables estudiadas. Los tratamientos que presentaron la mayor significancia fue el S3 (60/40 PM/V) S4 (40/60 PM/V) en IAF, TCR y TCA. El tratamiento S2 sobresalió en IAF y RAF. Para la variable TAN el mejor fue el tratamiento testigo (S6) y el S1 (100% vermicompost). Se concluye que todos los sustratos evaluados cuentan con componentes que les permiten desarrollar el cultivo de tomate en sus primeras etapas de desarrollo. Sin embargo, los tratamientos sobresalientes son el S3 (60/40, P/V) y S4 (40/60, P/V). El ahorro de sustrato al utilizar materia orgánica (vermicompost) en el cultivo de tomate es de 40 a un 60% en base a volumen. LITERATURA CITADA Bertsch Floria. 1998. La fertilidad de los suelos y su manejo. Asociación Costarricense de la Ciencia del Suelo. San José Costa Rica, pág. 9-23. Chávez C. J., Preciado R. P., Orozco V. J. A., Segura C. M. A., González B. C. 2008. Alternativas de fertilización en el cultivo de tomate en invernadero. En: Memoria de la XX Semana Internacional de Agronomía Ed. Martínez R. et al. FAZ-UJED. Gómez Palacio, Dgo. México ISBN 978-9689304-23-4, pág.432-434. Cordero D. C., Sánchez T. C., García G. L., Fortis H. M., Ruiz De la R. J. de D., Salazar S. E., Preciado R. P. y Chavarría G. J. A. 2008. Efecto de sustratos en macetas en híbridos de pimiento morrón. En: Memoria de la XX Semana Internacional de Agronomía. Ed. Martínez R. et al. FAZ-UJED. Gómez Palacio, Dgo. 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