Universidad de guayaquil facultad de ciencias para el desarrollo



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1.2 Objetivos específicos

1.2.1 Evaluar la biomasa de las plántulas de tomate producidas con tres tipos de equilibrio de fertilización con base a NPK.

1.2.2 Determinar la concentración foliar en las plántulas de tomate fertilizadas con tres tipos de equilibrio de fertilización con base a NPK.

II. REVISIÓN DE LITERATURA

2.1. Horticultura protegida como opción productiva

La estructura básica para el cultivo protegido, llamada invernadero en el trópico, desde el punto de vista técnico, permite controlar mejor las variables de producción de los cultivos, como son el riego, la aplicación de fertilizantes, el manejo de la biomasa del cultivo a través del tutorado, la poda y el uso de sustratos para cultivo (en caso de no usar el suelo), mediante el uso de la tecnología del cultivo protegido, puede ser una alternativa sostenible de producción, siempre y cuando se obtengan altas productividades y calidad en el producto final, que permita una comercialización basada en un producto de alta calidad y de bajo uso de pesticidas químicos. Se hace necesario llevar a cabo investigación y validación de sistemas de cultivo protegido en zonas con potencial de producción a futuro, donde este tipo de tecnología permita disminuir los efectos negativos del clima circundante que limitan la productividad de muchas especies de hortalizas a campo abierto (Ramírez y Nienhuis, 2012).



2.2. Semillero

Guzmán 2002 manifiesta que el objetivo principal de cualquier semillero es de producir plántulas de calidad. En la legislación vigente, se da una importancia casi exclusiva al aspecto nutricional y sanitario de la planta siempre que tenga un tamaño y un vigor adecuado; es decir que solo se atiende al aspecto externo de la planta lo que se llama calidad percibida. Para definir la calidad de una manera más objetiva, además del aspecto externo tendría que tener muy en cuenta la respuesta que estas plántulas ofrecen tras ser trasplantada. De esta forma habría que decidir que atributos de la planta son los más favorables para obtener una mayor producción, de la mejor calidad posible y en un momento adecuado para conseguir los mejores precios en el mercado. Esta puede realizarse asignando valores a los órganos que la constituyen: raíz, tallo y hojas; relacionando finalmente parámetros fácilmente medibles en el semillero con la respuesta que esta planta tiene en cultivo una vez trasplantada.

Para conseguir un crecimiento satisfactorio de las plántulas en los pequeños alvéolos de una bandeja de semillero, es necesario un suministro adecuado y constante de elementos nutritivos al medio de cultivo. La composición y la frecuencia de aplicación de la solución nutritiva al medio de cultivo determinan el estado nutritivo, y por tanto el crecimiento de las plántulas. Desde este punto de vista resulta posible controlar la velocidad de crecimiento de las plántulas, controlando la concentración de elementos nutritivos en la solución de fertirriego aplicada al medio de crecimiento (Guzmán, 2002).

2.3. Formulación de la Solución Nutritiva

La concentración a la que se encuentran los distintos iones se puede expresar de distintas formas, siendo en los sistemas de cultivo sin suelo la de mmol/l. o meq/l, la más común para el caso de los macroelementos y la de ppm, para la de los microelementos (Baixauli y Aguilar, 2002).



2.3.1. Cálculo de la Solución Nutritiva.

Para calcular la solución nutritiva se necesita primero un análisis del agua que se utilizará en el riego, la misma tendrá una determinada concentración de iones, alguno de los cuales podrá ser utilizado por la planta y otros se encontrarán en exceso que deberemos considerar en nuestros cálculos. Partiendo de la solución nutritiva que queremos formular y por diferencia con el agua de riego, calcularemos para añadir los fertilizantes que nos permitan el ajuste de dicha solución esta puede ser 100 veces concentrada (Baixauli y Aguilar, 2002).

En el caso de los bicarbonatos, hemos visto cuando hemos definido el pH, que son en gran medida los causantes de pH alto y que se neutraliza mediante el empleo de ácidos, dejando 0,5 mmol/l. conseguimos mantener un pequeño poder tampón, al tiempo que nos permitirá estimar la cantidad de ácido que deberemos emplear (Baixauli y Aguilar, 2002).

En el ajuste de los macro elementos, se escogen los fertilizantes más convenientes. Por comodidad en el cálculo, es recomendable seguir el siguiente orden: Comenzar ajustando el fósforo (si los niveles de bicarbonatos son muy altos con ácido fosfórico o con fosfato mono potásico cuando son bajos), se puede terminar de neutralizar los bicarbonatos empleando ácido nítrico. Ajustar el calcio con el empleo de nitrato cálcico. Para el magnesio emplear nitrato de magnesio y/o sulfato en caso de necesitar incrementar los sulfatos y por último, terminar de establecer los niveles de potasio con nitratos, amonio y sulfatos restantes, intentando cuadrar lo mejor posible los aportes previstos (Baixauli y Aguilar, 2002).

Los cálculos más importantes que se realizan en soluciones nutritivas podemos destacar: el de los aportes reales, que pueden diferir ligeramente de los previstos y el cálculo de la solución nutritiva final, que se obtendrá de la suma de las concentraciones del agua de riego más los aportes reales (Baixauli y Aguilar, 2002).

Como comprobación y para el cálculo de la CE final, emplearemos el método de los miliquivalentes, para lo cual la concentración de los iones los pasaremos a meq/l, multiplicando los mmol/l por la valencia del ion, calcularemos el sumatorio de aniones y el de cationes, que deberá ser muy similar. El sumatorio de los cationes o el de aniones divididos entre un factor que varía entre 10 para conductividades bajas y 12 para conductividades altas, nos dará el valor de la CE expresado en mS/cm de la solución final. Otro método para calcular la CE es pasar la concentración de mmol/l. a ppm multiplicando por el peso del ion, calcular el sumatorio de iones y dividirlo por el factor 0,7 para aguas de baja CE y 0,9 para soluciones de alta CE. Para los micro elementos se podrían utilizar los preparados en el mercado o usar sales quelatadas en unos casos y en otros no (Baixauli y Aguilar, 2002).

Cuando se preparan las mezclas debemos evitar la adición en un mismo depósito de sulfatos y calcio, con fosfatos, el complejo de microelementos los podemos incorporar en el mismo tanque en el que pongamos el nitrato de cal, añadiéndolos antes de mezclar la cal. Intentaremos que los dos depósitos tengan la misma cantidad de abono en kilos, pudiendo utilizar el nitrato potásico para igualar dichos pesos. En la mayor parte de las instalaciones de riego, el sistema está preparado para dosificar el ácido a partir de un tercer depósito en el que generalmente se incorpora el ácido nítrico diluido (Baixauli y Aguilar, 2002).

2.3.2. Manejo de las soluciones nutritivas y riego.

El pH de la solución nutritiva será de 5,5 a 6 y la conductividad de 2 a 4 dS/m. Los bicarbonatos en condiciones altas en el agua presentan problemas para el ajuste de las soluciones, y se han de reducir empleando ácido nítrico o fosfórico para obtener un pH aproximado de 5,5 a 6. El amonio se utiliza a concentraciones de 0,5 mmol/L en la solución nutritiva, dosis más elevadas pueden producir quemaduras en las hojas de las plantas de tomate (Jiménez, 2011).

A las soluciones nutritivas concentradas se les suele denominar soluciones madres. Para contener estas soluciones se pueden utilizar distinto número de tanques. Para la fertirrigacion del tomate en general empleamos tres tanques en las que se diluyen los abonos a concentraciones del 10 % para evitar precipitaciones (Jiménez, 2011).

Tanque A.- Se incorporan los micronutrientes y Nitrato de Cal, pero los micronutrientes se añadirán antes que el nitrato de cal, previamente a la incorporación de los nutrientes el agua del tanque debe acidularse a pH 5,8 con el objeto de evitar degradaciones (Jiménez, 2011).

Tanque B.- Se emplea para los fertilizantes fosforados (Ácido Fosfórico), y el nitrato potásico (Jiménez, 2011).

Tanque C.- Se usa para el ácido nítrico como regulador del pH de la solución nutritiva (Jiménez, 2011).

Los fertilizantes deben repartirse proporcionalmente entre los distintos tanques, de forma que todos tengan un peso parecido, la forma de operar es: rellenarlos hasta su mitad con agua, aportar los ácidos, aportar los abonos y terminar de llenar los tanques con agua. La frecuencia de la irrigación se controla por el Solarímetro o por bandeja de demanda, normalmente el primer riego empieza una o dos horas después de la salida del Sol y el último se efectúa una hora antes de la apuesta del mismo (conviene que el sustrato tenga tiempo de drenar antes de puesta de Sol). Los riegos son de alta frecuencia y cortos en duración, el número de riegos varía según las radiaciones y las épocas (tendencia a duraciones de riego 10-12 minutos y menor número de riegos). La conductividad de la solución drenada no debe superar en general 1,5 mS/cm, sobre la conductividad de la solución en piqueta (gotero), en caso de ser superior debe incrementarse los riegos, con radiaciones altas (verano-otoño) la conductividad de la solución drenada debe mantenerse solo a 1 mS/cm (Jiménez, 2011).

2.3.3. Solución nutritiva.

En una solución nutritiva la concentración de fertilizantes varía según el estado fenológico de la planta. Los elementos mayores como nitrógeno, fosforo y potasio se suministran a partir de los fertilizantes como nitrato de calcio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio y potasio, ácido fosfórico. Se cuida en especial el suministro de micronutrientes que son esenciales para el amarre, firmeza y calidad de frutos, todos suministrados por el sistema de riego. Se inicia la fertirrigacion aplicando 17-17-17 que tiene una relación 1:1:1 más ácido fosfórico en la etapa de trasplante a primera floración. En etapa de formación de fruto se disminuye el nitrógeno y se incrementa potasio, fosforo, calcio y magnesio (Hernández et al, 2012).

Avalos 2012 menciona que generalmente se inicia la fertilización cuando tenemos más del 90 % de emergencia, cuando inicia la aparición de las primeras hojas verdaderas. Se aplica fósforo, potasio, y calcio desde el inicio; magnesio y micronutrientes una semana después, se aplica enraizador en dos y hasta tres ocasiones. El nitrógeno se dosifica muy bajo y se incrementa en la última semana. Las dosis se especifican en gramos o mililitros por litro de agua aplicada. Dosis baja 0,25-0,50 gramos por litro (g/L). Dosis media 0,50-1,0 (g/L).Dosis alta 1,0-1,5 (g/L).

En el caso de utilizar sustratos inertes como turba, fibra de coco o cascarilla de arroz se requiere un plan de fertilización tanto edáfica como foliar mediante fertirriego. En el sistema de producción de plántulas en confinamiento, para corregir deficiencias nutricionales, se recomienda diluir en agua un fertilizante completo tipo 10-30-10 o 15-15-15 en dosis de 10 gramos por litro de agua, y aplicarlo al semillero tratando de humedecer el suelo, preferiblemente en horas de la tarde (FAO, 2007).

La deficiencia más común es la de fósforo, cuyos síntomas son plantas enanas, con raíces escasas y hojas de color púrpura. Para contrarrestar dicha deficiencia se aconseja la aplicación de un fertilizante soluble rico en fósforo, como es el caso de fosfato di amonio, en dosis de 40 g disueltos en 8 litros de agua, cantidad suficiente para humedecer un metro cuadrado de semillero. Cuando se presentan plantas enanas acompañadas con amarillamiento de las hojas se debe a deficiencia de nitrógeno, lo cual se corrige con la aplicación de nitrato de potasio en dosis de 30 g en 10 litros de agua, o urea en dosis de 50 g por 10 litros de agua por metro cuadrado. Si se dispone de sistema de riego, la fertilización se realiza mediante fertirriego, el cual se hace utilizando una poma que asperja suavemente las plantas. Es recomendable fertilizar en cada riego. En el mercado se consiguen fertilizantes en presentación líquida con nutrientes mayores y menores, que se disuelven en el agua de riego y se aplican a partir de los ocho días después de siembra, hasta el último riego antes de trasplantar las plantas (FAO, 2007).

2.4. Fertilización

Escalona et al., (2012) consideran que la fertirrigacion puede maximizar el aprovechamiento de nutrientes por parte de las plantas, minimizando la pérdida de nutrientes por lixiviación por debajo de la zona radical. Por lo tanto, la comprensión de los mecanismos por los que la fertirrigacion afecta el crecimiento de plántulas de tomate en vivero sería esencial para el diseño e implementación de un programa de fertilización en semillero.



2.5. Nutrición de las plantas en el semillero

Es necesario mantener el riego automatizado o manual con dosificaciones adecuadas de nutrientes (NPK) y quelatos de hierro, debido a que con mucha frecuencia se precipita el Fe en la etapa de crecimiento inicial, se necesita N y K para tener una planta vigorosa y precoz, pero cuando no se excede con la aplicación de Nitrógeno. (Coronel, 2002)

En el Instituto de Investigaciones Hortícolas Liliana Dimitrova, en el Municipio de Quivicán, al sur de la provincia de La Habana, (Hernández, 2009), realizó dos experimentos en dos épocas del año, agosto a enero de 2004-2005 y 2006-2007, con el objetivo de evaluar el efecto de soluciones nutritivas con diferentes relaciones nitrógeno-potasio para el fertirriego en el cultivo protegido del tomate (híbrido HA-3019), se estudiaron cuatro relaciones N/K (1:1,5, 1:2,0, 1:2,5 o testigo de producción y 1:3,0), los resultados obtenidos fueron que la masa seca y extracción de N, K y Ca fueron significativamente superiores a la época primavera-verano. La menor producción de biomasa en hojas, tallo y total de la planta en primavera-verano correspondió a la relación N/K 1:1,5, mientras que la masa seca en frutos fue significativamente superior en las relaciones N/K 1:2,0 y 1:2,5. En la época de invierno, se cuantificaron valores significativos de biomasa en frutos y total en la relación N/K 1:2,5 (testigo de producción); en cambio, el crecimiento en las hojas fue similar en los tratamientos 2, 3 y 4 (1:2,0, 1:2,5 y 1:3,0). La extracción de macronutrientes mostró un comportamiento similar al obtenido para la acumulación de biomasa.

2.6. Biomasa

Biomasa aérea total, se refiere al peso seco del material vegetal de las plantas, incluyendo tallo y hojas, corresponde a la altura total de la planta, desde el suelo hasta el ápice. La biomasa, como energía renovable, permite acumular la energía que se ha fijado durante el periodo de crecimiento de la planta. A través de distintos procesos de transformación, esta energía se libera, obteniendo calor, electricidad o energía mecánica por lo que la biomasa natural consiste en las masas vegetales que se producen sin intervención humana y que constituyen la flora terrestre, su aprovechamiento masivo podría generar una rápida degradación de los ecosistemas naturales. (Dauber et al, Sf)



2.7. Los análisis foliares y los análisis de extracto celular del pecíolo (savia)

El análisis de la planta puede ser considerado como un medio clásico de control de nutrición y de fertilización de los vegetales cultivados. El órgano de referencia comúnmente utilizado para hacer este control, es la hoja. La razón evidente de su generalización bajo el nombre de diagnóstico foliar viene del hecho de que se trata de la parte de la planta más fácil de tomar. El análisis foliar proporciona información sobre la respuesta de la planta a la nutrición o indica las correcciones necesarias para optimizar el proceso de fertirrigacion. Así mismo sirve como índice de referencia comparativo de nutrición. También, en ciertos casos, permite hacer un seguimiento de las reservas de la planta representadas por el porcentaje de almidón (Arévalo y Vásquez, 2007).

El diagnóstico foliar es una de las técnicas de mayor utilidad para el manejo de la fertirrigacion en los cultivos, lo que explica la abundante información disponible en cuanto aniveles óptimos de concentración de los elementos minerales en las plantas, valores obtenidos mediante el análisis de hojas y pecíolos (Arévalo y Vásquez, 2007).

En algunas ocasiones las hojas no constituyen un órgano de referencia lo bastante sensible para evaluar el estado nutricional de las plantas con rápido crecimiento. Es evidente que los tejidos conductores (tallos, pecíolos, brotes axilares), están en relación permanente y directa entre la fuente de aprovisionamiento (sistema radical) y las zonas de utilización de los elementos minerales (hojas y frutos) y constituyen un indicador mejor adaptado a hortalizas con rápida producción de biomasa, lo que justifica la determinación de los contenidos nutrimentales ya no en los tejidos, sino directamente en los extractos celulares o en la savia. Los análisis de savia permiten conocer, de manera inmediata, la respuesta de la planta a los nutrimentos contenidos en el suelo o sustrato. La evaluación rápida de la respuesta de la planta permite efectuar correcciones y optimizar la nutrición durante el ciclo de cultivo. (Arévalo y Vásquez, 2007)



Estudios realizados demuestran que es importante considerar las concentraciones de los elementos nutritivos y sus equilibrios para obtener funciones adecuadas de metabolismo en la planta, observe en el cuadro siguiente las concentraciones de los elementos minerales en la hoja de algunas hortalizas y donde consta la planta de tomate. En el método tradicional de interpretación se establecen algunas concentraciones de los elementos nutritivos a nivel foliar (Sánchez, 2004).

Cuadro 1. Contenidos óptimos de nutrientes minerales de algunos cultivos hortícolas intensivos cultivados en hidroponía (en % de materia seca) (Sánchez, 2004).

Especie vegetal

N

P

K

Ca

Mg

S

Capsicum annuum (Pimiento)

3,00-4,50

0,30-0,60

4,00-5,40

0,40-1,00

0,30-080




Citrullus lanatus (Sandia)

2,00-3,00

0.20-0.45

2,50-3,50

1,50-3,50

0,40-0,80




Cucumis melo (Melón)

4,50-5,50

0,30-0,80

4,00-5,00

2,30-3,00

0,35-0.80

0,25-1,40

Cucumis sativus (Pepino)

2,80-5,00

0,30-0,60

2,50-5,40

5,00-9,00

0,50-1,00

0,40-0,70

Lycopersicum esculentum

(Tomate)


4,00-5,50

0,40-0,65

3,00-6,00

3,00-4,00

0,35-0,80

0,40-1,20

Phaseolus vulgaris (Frejol)

5,00-6,00

0,35-0,75

2,25-4,00

1,50-2,50

0,30-1,00




Solanum melongena (Berenjena)

4,00-6,00

0,30-1,20

3,50-5,00

1,00-2,50

0,30-1,00




Lactuca sativa (Lechuga)

4,50-5,50

0,45-0,70

4,20-6,00

1,20-2,10

0,35-0,60




Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación Nutricional (DRIS) fue concebido por Beaufils en 1975 como un sistema experimental no específico para integrar la información de suelo y planta con fines de diagnóstico. El sistema DRIS consta de un conjunto de normas que hacen un diagnóstico más completo, ya que relaciona la concentración de un nutriente con otros, tomando en cuenta su interacción, el balance nutricional y detectando deficiencias y excesos relativos, para clasificar en orden de importancia los nutrientes que requiere la planta en cada caso. Permite realizar diagnósticos válidos en cualquier etapa de desarrollo en la planta, ya que al estudiar relaciones entre nutrientes, éstas no dependen tanto del momento de muestreo. Cuando el sistema DRIS se compara con una técnica convencional, como es la del valor crítico o rango de suficiencia, el DRIS presenta mayores ventajas ya que este es independiente de la edad, condiciones de clima, suelo, prácticas culturales y posición de la hoja muestreada, mientras que el valor critico es ineficiente para diagnosticar el estado nutricional de la planta, con validez en cualquier condición y época (Sánchez, 2004).

2.8. Resultados en investigaciones similares en plántulas de tomate

Un ensayo en el estado Lara, Venezuela, con el objeto de evaluar diferentes dosis de fertilizante hidrosoluble 13-40-13 en la producción de plántulas de tomate (Solanum Lycopersicum) y que consistió en la aplicación de siete dosis del fertilizante: 0; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 y 3 g/litro de 13-40-13. Se pudo establecer que a los 21 y 24 días después de la siembra la dosis de tres g/litro presentó los mayores valores productivos, mientras que a los 27 y 30 días la mejor dosis para la mayoría de las variables evaluadas fue 2,5 g/litro (Escalona et al., 2012).

Las fertilizaciones se las realizó cuando las plántulas presentaron la primera hoja activa. El fertilizante 13-40-13 hidrosoluble, contenía 8,7 % nitrógeno amoniacal, 4,3 % nitrógeno nítrico, 40% anhídrido fosfórico total, 13 % K2O, 0,1 % MgO, 0,01 % B, 0,02 % Cu, 0,05 % Mn, 0,001 % Mo, 0,02 % Zn (Escalona et al., 2012).



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