Jaime LuisHernández Burgos
EliecerCabrales Herrera
Luis CarlosMercado Villar
José LuisBarrera Violeth
JorgeRomero Ferrer
James DanielCaro Peñafiel
Luis FernandoAcosta Pérez
Eliecer MiguelCabrales Herrera
SaulaSalcedo
AlfredoJarma Orozco
Elvia AmparoRosero Alpala
LainerNarváez Quiroz
Carlos EnriqueCardona Ayala
Félix EstebanPastrana Atencia
Jairo GuadalupeSalcedo Mendoza
Sistema de siembra y
uso eficiente de recursos
Sistema de siembra y uso
eficiente de recursos
Jaime Luis Hernández Burgos
Editor
Eliecer Cabrales Herrera
Co-editor
Luis Carlos Mercado Villar
José Luis Barrera Violeth
Jorge Romero Ferrer
James Daniel Caro Peñafiel
Luis Fernando Acosta Pérez
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
Saula Salcedo
Alfredo Jarma Orozco
Elvia Amparo Rosero Alpala
Lainer Narváez Quiroz
Carlos Enrique Cardona Ayala
Félix Esteban Pastrana Atencia
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
2019
NÚCLEO
Sistemas de siembra, uso del suelo, riego y uso eficiente y racional
del agua y energía
Este libro es resultado de investigación, evaluado bajo el sistema doble ciego por
pares académicos.
Diego Fernando Hernández Losada
Director de Colciencias
Edgar Enrique Martínez Romero
Gobernación de Sucre
Merlys Cristina Rodelo Martínez
Secretario de Educación Departamental de Sucre
Noel Morales Tuesca
Rector de la Corporación Universitaria del Caribe- CECAR
Jhon Víctor Vidal Durango
Vicerrector de Ciencia, Tecnología e Investigación CECAR
Piedad Martínez Carazo
Directora Científica Proyecto
Andrés Vergara Narváez
Asistente Operativo del proyecto
Rafael Bustamante Lara
Coordinador de núcleos
Jorge Luis Barboza
Coordinador Editorial CECAR
Libia Narváez Barbosa
Directora Literaria
© 2019, Jaime Luis Hernández Burgos, Eliecer Cabrales Herrera, Luis Carlos Mercado
Villar, José Luis Barrera Violeth, Jorge Romero Ferrer, James Daniel Caro Peñafiel, Luis
Fernando Acosta Pérez, Eliecer Miguel Cabrales Herrera, Saula Salcedo, Alfredo Jarma
Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala, Lainer Narváez Quiroz, Lainer Narváez Quiroz,
Carlos Enrique Cardona Ayala, Félix Esteban Pastrana Atencia,Carlos Enrique Cardona
Ayala, Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza, autores.
ISBN: 978-958-5547-07-0 (impreso)
ISBN: 978-958-5547-16-2 (digital)
DOI:
Sincelejo, Sucre, Colombia
Sistema de siembra y uso eficiente de recursos / Jaime Luis Hernández Burgos… [y otros
diez]. -- Sincelejo : Editorial CECAR, 2019.
188 páginas: ilustraciones, figuras, gráficas, tablas ; 23 cm.
Incluye referencias al final de cada capítulo.
ISBN: 978-958-5547-07-0 (impreso)
ISBN: 978-958-5547-16-2 (digital)
1. Siembra Mixta 2. Tomates épocas de siembra 3. Horticultura 4. Técnicas de cultivo 5. Fotosíntesis
6.Agua-uso I. Hernández Burgos, Jaime Luis II. Mercado Villar, Luis Carlos III. Barrera Violeth, José
Luis IV. Romero Ferrer, Jorge V. Salcedo, Jairo VI. Caro P. James VII. Salcedo, Saula VIII. Narvaez,
Lainer IX. Acosta, Luis X. Cabrales, Eliecer XI. Pastrana, Félix XII. Título.
631.538613 S6233 2019
CDD 21 ed.
CEP – Corporación Universitaria del Caribe, CECAR. Biblioteca Central – COSiCUC
Tabla de Contenido
CAPÍTULO I ........................................................................................5
EFECTO DE LA DENSIDAD SIEMBRA EN EL CRECIMIENTO
DE GENOTIPOS DE BATATA (ipomoea batatas l lamb)
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero Ferrer
CAPÍTULO 2 .....................................................................................23
CRECIMIENTO Y RENDIMIENTO DE DOS GENOTIPOS DE
BATATA (ipomoea batatas l lamb) BAJO EL EFECTO DE TRES
DENSIDADES DE SIEMBRA
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero Ferrer
CAPÍTULO 3 .....................................................................................47
DETERMINACIÓN DEL EFECTO DE LAS APLICACIONES
POTÁSICAS EN LOS COMPONENTES FISIOLÓGICOS DE
DOS LÍNEAS DE BATATA (ipomoea batatas (l) lam.) EN UN
SUELO ÁCIDO DEL DEPARTAMENTO DE SUCRE
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y Eliecer Miguel
Cabrales Herrera
CAPÍTULO 4 ....................................................................................71
EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN SOBRE LA FOTOSÍNTESIS,
RENDIMIENTO Y PRODUCCIÓN DE MATERIA SECA EN EL
CULTIVO DE BATATA (ipomoea batatas l)
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y Lainer
Narváez Quiroz
CAPÍTULO 5 .....................................................................................91
EFECTO DE HIDRO-RETENEDORES SOBRE EL CRECIMIEN-
TO Y DESARROLLO DEL CULTIVO DE BATATA (ipomoea ba-
tatas l.)
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Elvia Amparo Rosero
CAPÍTULO 6 ..................................................................................119
EFECTO DE LOS HIDRO-RETENEDORES EN EL INTERCAM-
BIO GASEOSO, POTENCIAL HÍDRICO Y RENDIMIENTOS
DEL CULTIVO DE BATATA (ipomoea batatas l)
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
CAPÍTULO 7 ...................................................................................139
EFECTO DE LA APLICACIÓN DE CALCIO SOBRE EL CRE-
CIMIENTO DEL CULTIVO DEL TOMATE (lycopersicon esculen-
tum, mill), EN UN SUELO ÁCIDO DE SUCRE
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y Eliecer Miguel
Cabrales Herrera
CAPÍTULO 8 ...................................................................................159
CRECIMIENTO, DESARROLLO Y RENDIMIENTO PRODUC-
TIVO DEL FRIJOL CAUPÍ (vigna unguiculata l.) WALP.) EN
RESPUESTA A DOS DISTANCIAS ENTRE HILERAS, TRES
DISTANCIAS ENTRE PLANTAS Y USO DE HIDROGEL EN EL
DEPARTAMENTO DE SUCRE
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y Jairo
Guadalupe Salcedo Mendoza
CAPÍTULO I
Efecto de la densidad siembra en el
crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
Luis Carlos Mercado Villar
1
, José Luis Barrera Violeth
2
y
Jorge Romero Ferrer
3
1 Magister en Ciencias Agronómicas. agricola743@hotmail.com
2 Ciencias Agrarias. Universidad de Córdoba. jbarrera11@gmail.com
3 Ph.D. Producción Vegetal. AGROSAVIA. jromero@corpoica.org.co
7
Introducción
La batata (Ipomoea batatas L Lamb) es un alimento importante en los
países en desarrollo, debido a sus sobresalientes características nutricionales
con propiedades anticancerígenas y cardiovasculares. Se cultiva a nivel
mundial en nueve millones de hectáreas, con una producción anual
estimada en 126 millones de toneladas, siendo China el principal productor
con 54 millones de toneladas (43%) (FAOSTAT, 2015). En Colombia este
cultivo se produce en pequeñas explotaciones agrícolas con bajo uso de
tecnologías y rendimientos por hectárea de 6,3 t.ha
-1
; destacándose en
producción el departamento Sucre que registra una producción de 125 t y
un rendimiento de 13 t ha
-1
(AGRONET, 2015).
En Colombia, se presentan niveles bajos de aplicación tecnológica
que impiden una producción masiva que generan bajos ingresos en
comparación con otras raíces y tubérculos, es por ello necesario incorporar
nuevas prácticas agronómicas que ayuden a mejorar tanto la calidad
como los rendimientos de la batata y así poder obtener un producto con
las características exigidas por los mercados. Una de estas tecnologías
es la densidad de siembra (García y Pacheco, 2008) ya que una óptima
densidad de siembra permite intensificar y perfeccionar las técnicas del
cultivo entre los agricultores, logrando así, mayor área foliar que favorecen
la intercepción de luz, lo cual incrementa la fotosíntesis y producción de
biomasa, como resultado de un mayor aprovechamiento de los recursos
hídricos y nutricionales (Aguilar et al., 2005).
Hunt (2003) indica que el crecimiento, en el contexto de plantas
individuales, puede definirse como un aumento irreversible en el tiempo
y que estos cambios pueden ser en tamaño, forma y ocasionalmente en
número; así mismo, dice que, por lo general, los análisis de crecimiento
se hacen con materia seca en plantas anuales y perennes que crecen bajo
condiciones normales.
El análisis de crecimiento es una herramienta ampliamente usada
en áreas tan diferentes como en el fitomejoramiento, la fisiología de los
cultivos y en la ecología de las plantas (Poorter y Garnier, 1996). Estas
mediciones brindan una información más precisa acerca de la eficiencia de
las plantas en la acumulación y transporte de asimilados que las mediciones
Efecto de la densidad siembra en el crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
8
de índole agronómica (Borrego et al., 2000). Estos índices de crecimiento
son fundamentales para entender el crecimiento de una planta o de una
población de plantas bajo condiciones ambientales naturales o controladas
(Clavijo, 1989), además permiten analizar el crecimiento de la planta a
través de la acumulación de materia seca, la cual depende del tamaño del
área foliar, de la tasa a la cual funcionan las hojas y el tiempo que el follaje
persiste (Tekalign y Hammes, 2005).
Por otra parte, la dinámica del cultivo de batata en el departamento
de Sucre, Colombia, muestra tendencia hacia la reducción de la práctica
de este sistema (AGRONET, 2015), lo cual es promovido por múltiples
factores, entre los que se destaca, la escasa disponibilidad de estudios que
ayuden a comprender el comportamiento fisiológico de distintas variedades
de batata bajo la oferta ambiental de Sucre. Con base en lo anterior, se
realizó la presente investigación para determinar una densidad óptima con
ayuda de un análisis de crecimiento y así aportar conocimiento básico sobre
su crecimiento y desarrollo, que faciliten constituir bases para un manejo
específico de este cultivo.
Materiales y métodos
El ensayo se realizó en el municipio de Morroa, perteneciente a la
subregión Montes de María (9° 24´ 56.33” N y 75° 23´ 04.19” O), ubicado
al Noreste del departamento de Sucre. La formación vegetal corresponde al
bosque seco tropical según Holdrige, con temperaturas entre 26 °C y 35°C
y humedad relativa entre 75 y 85%. Con una precipitación media anual de
1.000 mm (Aguilera, 2013).
El ensayo se estableció en un suelo arcilloso con deficiente materia
orgánica (1,2%) bajo un diseño de bloques completos al azar (DBCA)
con tres repeticiones en parcelas divididas, donde la parcela principal
corresponde a los genotipos (Tainung – Exportación) y sub parcela es la
distancia entre plantas (0,2m, 0,5 m y 0,8 m), con un total de 18 parcelas
experimentales con 120 plantas cada una y se utilizó una distancia entre
surcos de 1,2 m; se utilizaron semillas asexuales (guía o bejuco) de batata
(Ipomea batatas L Lamb) de los genotipos Tainung y exportación de 30
a 50 cm de longitud, previamente seleccionadas de plantas productivas
y libres de plagas, de la parte terminal o apical. La densidad de siembra
correspondiente a la descripción de 1,2 m entre surcos y 0,5 m entre planta
(16600 plantas ha
-1
) es la más utilizada por los agricultores de la zona, se
tomó como el testigo.
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth
y Jorge Romero Ferrer
9
A los ocho días después de la siembra se dio el 80 % de prendimiento,
a partir de ahí se registraron cada 20 días las variables, número de hojas y
peso seco de todos los órganos de las plantas mediante el secado en horno
por 72 horas a 70 ºC. Con la información de las variables de área foliar y
materia seca se calcularon los siguientes índices fisiotécnicos según Hunt
(1978): tasa relativa de crecimiento TRC (g g
-1
d
-1
), tasa de asimilación neta
TAN (g cm
-2
d
-1
), tasa absoluta de crecimiento TAC (g.d
-1
), índice de área
foliar IAF y tasa de crecimiento del cultivo TCC (g m
-2
d
-1
) graficados con
el programa Excel 2015. La información obtenida se sometió a un análisis
de varianza, para evaluar los efectos de los factores estudiados (Genotipos
y Distancia entre plantas), se realizaron contrastes ortogonales al 5% de
probabilidad. Se utilizó el software SAS versión 9.1.
Resultados
Índice de área foliar (IAF)
Se observaron efectos significativos entre tratamientos a los 60 DDE
y 80 DDE para las densidades mayores y menores respectivamente. Los
mayores valores se alcanzaron en DP1 a los 60 DDE en ambos genotipos
con 9,77 para el Tainung y 13,65 para el Exportación; los menores valores
se registraron en los 80 DDE con 4,67 y 4,98 para la Tainung y Exportación
respectivamente (Figura. 1.1). La dinámica del IAF estuvo regida por la fase
lineal de crecimiento de estas variedades, alcanzando un valor máximo,
luego comenzó a declinar gradualmente producto de la senescencia, este
comportamiento fue registrado por De la casa et al., (2007) en un estudio
realizado para el cálculo de la radiación interceptada en papa.
El IAF presentan un crecimiento de tres fases, similar al propuesto
por De la casa et al., (2007) en su modelo de desarrollo de la Dosel para
variedades específicas de papa; para ambos genotipos en los estados iniciales
del desarrollo, los cuales son afectados por los tratamientos (densidades
de plantas), ambos exhiben incrementos lineales del crecimiento hasta
los 60 días después de la emergencia (DDE). A partir de los 60 DDE se
observa el efecto de las densidades de plantación para ambos genotipos, no
obstante DP3G2 a pesar de presentar menor índice de área foliar presenta
incrementos constantes hasta los 80 DDE, por otro lado DP1G2 a pesar de
presentar los mayores incrementos de área foliar, es el más afectado por
las competencia; es decir, los incrementos en las densidades de población
generan una disminución, en el vigor, tamaño y peso de la planta sin
embargo, la biomasa por unidad de superficie aumentó en las primeras fases
Efecto de la densidad siembra en el crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
10
hasta un máximo, estado donde las plantas suministraron mayor cantidad
de asimilados a las raíces, gracias a que un IAF optimo ayuda a absorber
mayor cantidad de radiación fotosintéticamente activa; comportamiento
similar fue reportado por Kerby et al., 1990 en algodón encontrando los
mayores índices de área foliar a mayores densidades.
Figura 1.1. Índice de área foliar de dos genotipos de Batatas. (G1= Tainung y
G2= Exportación), bajo tres distancias de siembra (DP1: 20 cm entre plantas,
DP2: 50 cm entre plantas y DP3: 80 cm entre plantas) en el departamento de
Sucre, Municipio de Morroa (2017).
A partir de los 60 DDE se presenta una segunda fase la cual está
regida por el grado de competencia que tenga cada planta y a partir de
este periodo empieza a disminuir hasta la cosecha (Aguilar-García et al.,
2005), a pesar de esto, las diferencias fueron disminuyendo a medida que
las plantas en cada tratamiento se aproximaron a cobertura total del surco.
Asimismo, una vez se alcanzó el valor de IAF máximo, la tendencia es
que posteriormente no existan diferencias importantes entre el IAF en las
densidades de siembra, de manera similar a lo reportado por Allen y Scott
(1980) en la etapa final del ciclo en papa.
El genotipo Tainung siempre tuvo menores valores en los primeros
80 DDE, sin embargo, a partir de esta fecha registró valores mayores a la
Exportación hasta la cosecha, esto está relacionado con la arquitectura de
esta variedad, la cual se caracteriza por presentar un tallo erecto, de forma
que el ángulo de inserción de las hojas puede facilitar la exposición de las
mismas a la radiación y así incrementar la eficiencia en la producción de
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth
y Jorge Romero Ferrer
11
biomasa, como lo reporta en papa Santos Castellanos et al., (2010) en la
variedad esmeralda en el municipio de Zipaquirá - Colombia.
El genotipo Exportación registró valores más altos de IAF que el
Tainung, donde las mayores densidades de siembra dieron origen a mayores
IAF, indicando una mayor cobertura de la planta por unidad de suelo,
condición que puede relacionarse con la mayor partición de asimilados
desde las hojas hacia las raíces tuberosas.
Los valores máximos registrados en esta investigación difieren por
los registrados en batata por Moreira et al., (2011) los cuales obtuvieron
valores máximos de IAF de 2,8 en la variedad Brazlândia Branca, sin
embargo, el comportamiento fue similar al registrado por Barraza et al.,
(2004) donde evaluó el efecto de tres densidades de siembra en tomate
chonto. Los valores obtenidos de IAF en esta investigación se consideran
altos, ya que según Folquer (1978), un índice de área foliar adecuada a
la producción de raíces debe alcanzar, en la fase de máximo desarrollo
vegetativo, valores entre 3 y 4.
Tasa de asimilación neta (TAN)
De acuerdo a la Figura 1.2, se presenta una disminución constante
hasta los 60 DDE de todos los tratamientos observándose un valor común
de 0,0001 g cm
-2
d
-1
sin diferencias significativas entre los tratamientos a
excepción de DP2G2 quien presenta un incremento los primeros 60 DDE
para luego descender hasta los 80 DDE como los demás tratamientos.
A partir de los 80 DDE hasta la cosecha (120 DDE), se presentan
variaciones en ambos genotipos influenciadas por los tratamientos
aplicados, donde DP2G2 fue diferente presentando los mayores valores de
TAN con 0,0003 g cm
-2
d
-1
, seguido por DP3G2 y DP3G1 con 0,0002 g-
cm
-2
d
-1
; por otro lado, los menores valores de TAN se presentaron en las
mayores densidades de siembra con -0,0001 g cm
-2
d
-1
y 0,00002 g cm
-2
d
-1
para el Exportación y Tainug respectivamente.
Los valores de este parámetro tuvieron un comportamiento similar a
lo expuesto por Hunt (2003) quien afirma que la TAN exhibe en general
un valor constante relativo modificado por las características del ambiente
circundante durante el crecimiento de las plantas.
Efecto de la densidad siembra en el crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
12
Figura 1.2. Tasa de asimilación neta (TAN) de dos genotipos de Batatas. (G1=
Tainung y G2= Exportación), bajo tres distancias de siembra (DP1: 20 cm entre
plantas, DP2: 50 cm entre plantas y DP3: 80 cm entre plantas) en el departamento
de Sucre, Municipio de Morroa (2017)
De acuerdo con la figura 1.2 se presenta un descenso en la medida
que se producen más hojas y las inferiores van quedando sombreadas y
sus tasas fotosintéticas disminuyen en relación directa a la disponibilidad
de radiación solar, este efecto disminuye en la menor densidad de siembra
para ambos genotipos (DP3G1 y DP3G2) porque favorece la captación
de la radiación y evita autosombrimiento entre las hojas e incrementa la
fotosíntesis neta, caso similar registraron Barraza et al.,(2004) en un estudio
del crecimiento del tomate en el valle de Sinú, Colombia.
Los valores negativos observados a los 80 y 120 DDS se debió a una
reducción considerable en el número de hojas y del diámetro del tallo en
los tratamientos DP1G1 y DP1G2; esto relacionado muy probablemente
a la movilización de los asimilados hacia las raíces tuberosas (Segura et
al., 2006), órganos donde se reservan la mayor parte de los contenidos
nutritivos; luego las plantas, en su desarrollo, movilizaron los asimilados a
los tubérculos, y se fueron secando las hojas y los tallos, caracterizando el
fin del ciclo del cultivo o senescencia (Piñeros, 2009).
Estas variaciones pueden presentarse por la diferencia en los periodos
de competencia entre las plantas, influenciados por el autosombreamiento y
por los distintos periodos de engrosamiento de la raíz en cada tratamiento,
debido a los máximos valores de la TAN se alcanzan por las altas demandas
de fotoasimilados de los órganos de interés, resultados similares encontraron
Criollo y García, (2011) en papa. Por otro lado, Defilipis et al., (2003)
encontraron valores fluctuantes de TAN en plántulas de Brassica hasta 31
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth
y Jorge Romero Ferrer
13
días después de plantado el semillero, explicados por el rápido desarrollo
del sistema radicular en edades tempranas.
Tasa de crecimiento del cultivo (TCC)
En la Figura 1.3, se observa que presentaron variaciones en los
distintos genotipos influenciados por las densidades de siembra, se observan
efectos significativos de los tratamientos a los 60 y 100 DDE donde las
menores densidades de siembra en ambos genotipos (DP1G1 y DP1G2),
obtuvieron los valores más altos con 0,0012 g cm
-2
d
-1
para el Exportación y
0,0015 g cm
-2
d
-1
para el Tainung, sin embargo, estas densidades registraron
los menores valores a los 120 DDE con 0,0002 g cm
-2
d
-1
Por otro lado
DP2G2 mantuvo promedios constantes en el tiempo lo cual conllevo a que
presentara a los 120 DDE mayor biomasa seca con 0,001 g cm
-2
d
-1
, seguido
por DP3G1 que registro 0,0008 g cm
-2
d
-1
; por otro lado también se observó
un efecto significativo a los 80 DDE en el tratamiento de mayor densidad
de siembra donde se registró un valor negativo en el genotipo Tainung.
Figura 1.3. Tasa de crecimiento del cultivo (TCC) de dos genotipos de Batatas.
(G1= Tainung y G2= Exportación), bajo tres distancias de siembra (DP1: 20
cm entre plantas, DP2: 50 cm entre plantas y DP3: 80 cm entre plantas) en el
departamento de Sucre, Municipio de Morroa (2017).
Este comportamiento (Figura 1.3) es debido a que las plantas en las
primeras etapas de desarrollo hay mayor crecimiento en la parte foliar y
por lo tanto mayor acumulación de materia seca en el tiempo lo cual es
influenciado por la distancia entre plantas, en cuanto a la disminución de
estos valores, es producto de la relación fuente - vertedero donde la raíz
Efecto de la densidad siembra en el crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
14
tiende a ser el órgano de mayor demanda de fotasimilados reflejando en
el descenso de la dosel, tal comportamiento fue similar al registrado por
Barraza et al. (2004) en tomate (Lycopersicon esculentum), en donde la
TCC aumentó rápidamente hasta alcanzar un máximo, y posteriormente
este índice decreció en forma acelerada al momento del llenado del órgano
de interés.
El valor negativo de DP1G1 a los 80 DDE es producto de la disminución
en el número de hojas, debido a la redistribución de fotoasimilados,
influenciados por la tuberización de raíces, no obstante, después de la
reducción hay un aumento rápido debido a las condiciones favorables del
ambiente circundante como lo señala Carranza et al., 2009 en el análisis de
crecimiento en un cultivo de lechuga en la sabana de Bogotá.
El descenso rápido a los 120 DDE de las mayores densidades de siembra
puede atribuirse a la senescencia foliar de las plantas de estos tratamientos,
producto de la exigencia fotosintética propiciado por la mayor competencia
entre las plantas y al menor potencial de vertedero presentado en la etapa
de madurez de la raíz; resultados similares obtuvo Gil y Miranda, (2011) los
cuales evaluaron cinco sustratos en plantas de papaya. En condiciones de
alta densidad poblacional, se acelera la senescencia debido a la reducción
del contenido de clorofila y de la radiación interceptada durante el ciclo del
cultivo, este comportamiento es similar a los registrados por Borrás et al.,
(2003), Antonietta, (2013) en híbridos de maíz bajo altas densidades.
Tasa relativa de crecimiento (TRC)
Se observó un efecto significativo de los tratamientos a los 40
DDE presentando los mayores valores entre un rango de 0,06 y 0,12 g
g
-1
d
-1,
teniendo DP3G2 el mayor valor con 0,12 g g
-1
d
-1
; sin embargo,
estos valores disminuyeron hasta los 80 DDE; a partir de esta fecha la
velocidad disminuyó progresivamente hasta alcanzar los menores valores
sin diferencias significativas a los 120 DDE, con el menor registro para
DP1G2 con -0,005 g g
-1
d
-1
y el máximo para DP3G2 con 0,015 g g
-1
d
-1
.
Esta tendencia fue un poco diferente en DP2G2 ya que a pesar de estar por
debajo en los valores de TRC en las primeras fases fue uno de los menos
afectados al final del ciclo con una TRC de 0,015 g .g
-1
.d
-1
(Figura. 1.4).
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth
y Jorge Romero Ferrer
15
En la Figura 1.4, ambos genotipos presentaron los valores más altos
en las primeras fases, en éstas los tejidos jóvenes poseen mayor actividad
biológica y capacidad de síntesis, ambos mostraron un comportamiento
similar en casi todos los tratamientos aplicados durante el ciclo; la
disminución rápida en los primeros 80 DDE se generó porque las plantas en
los primeras fases de desarrollo gastan sus reservas, con lo cual se presenta
un gasto alto de energía debido a la respiración de crecimiento (Abad et
al., 2004). En cuanto a la disminución de esta velocidad en la TRC a partir
de los 80 DDE se debe a que se incrementa la materia seca, con lo cual la
respiración de mantenimiento se hace mayor que en la etapa anterior, y por
tanto disminuye la TCR gradualmente; en cuanto a los valores negativos
se observaron en la fases de llenado de raíz y cosecha, es posible que esta
situación se deba, a que en las primeras etapas de desarrollo para este
tratamiento la mayor concentración de materia seca las tenía en las hojas,
al disminuir drásticamente en número de éstas, por efecto de la senescencia
de las hojas inferiores influenciadas por el efecto del tratamiento (DP1G1),
hizo que esta variable registrara valores negativos; además el órgano de
interés para esa etapa demanda mayor cantidad de asimilados lo que influye
también en el comportamiento arriba descrito.
Figura 1.4. Tasa relativa de crecimiento (TRC) de dos genotipos de Batatas. (G1=
Tainung y G2= Exportación), bajo tres distancias de siembra (DP1: 20 cm entre
plantas, DP2: 50 cm entre plantas y DP3: 80 cm entre plantas) en el departamento
de Sucre, Municipio de Morroa (2017).
Efecto de la densidad siembra en el crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
16
Según Pérez et al., (2006) el crecimiento de una parte de la planta
consume sustancias nutritivas, y como resultado disminuye su concentración
en los canales de suministros adyacentes, se establece un gradiente de
concentración que parece producir automáticamente el movimiento de
otros materiales desde los órganos que incorporan o fabrican sustancias,
o que simplemente las ceden con la edad. Por otro lado, ascenso rapido
obsevado a los 100 DDS es producto de las condiciones medio ambientales
ya que para ese periodo se registraron lluvias con un promedio de 7,48 mm
dia
-1
lo que condujo a un ascenso rápido del área foliar.
El comportamiento de la TRC sigue una tendencia acorde con lo
observado por Jarma et al., (1999) donde la TRC inicialmente presentó
valores altos que fueron disminuyendo conforme avanzó el ciclo de vida del
cultivo. Esta tendencia decreciente coincidió con la reportada por Mazorra
et al., (2003), en un estudio realizado en uchuva (Physalis peruviana)
como también por Barraza et al., (2004) en tomate estos reportaron que
existe correlación entre el proceso de crecimiento y desarrollo de diversas
partes de la planta, explicándose en términos del suministro y la demanda
en la planta; así también coincidió con los resultados obtenidos por Jarma
et al., (2006) quienes determinaron que después de los 60 DDS, las altas
radiaciones son las más recomendables para generar incrementos en la
TRC.
Tasa absoluta de crecimiento (TAC)
En la Figura 5 se observa un efecto significativo de los tratamientos
a los 80 y 100 DDE. Se registraron los mayores valores en acumulación de
materia seca total en los tratamientos de menor densidad de siembra, a los
80 DDE para el Exportación en DPEG2 con 8,46 g.d
-1
y 8,56 g.d
-1
a los 100
DDE para el Tainug, manteniendo este último el mayor valor de materia
seca total a los 120 DDE con 7,75 g.d-
1
; los menores valores se registraron
en los tratamientos DP1G1 y DP1G2 con 0,39 y -0,96 g.d
-1.
|
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth
y Jorge Romero Ferrer
17
Figura 1.5. Tasa absoluta de crecimiento (TAC) de dos genotipos de Batatas (G1=
Tainung y G2= Exportación), bajo tres distancias de siembra (DP1: 20 cm entre
plantas, DP2: 50 cm entre plantas y DP3: 80 cm entre plantas) en el departamento
de Sucre, Municipio de Morroa (2017).
Los valores máximos se dieron en los tratamientos DP3G1 y DP3G2
(Figura 1.5) gracias a que tuvieron mayor desarrollo foliar y de raíces
tuberosas, generado por el efecto de los tratamientos lo cual se puede explicar
por el menor grado de competencia lo que genera mayor disponibilidad
de recursos para su desarrollo; además este punto de incremento donde
se registraron los valores altos de TAC, coincide con el momento en que
se presentó un alto potencial de demanda, lo que permite corroborar la
influencia de este factor en la eficiencia para la producción de materia seca
de la planta.
Por otro lado, las disminuciones observadas a los 60 y 100 DDE se
generaron por la pérdida de hojas por el autosombreamiento influenciados
por el tratamiento y la relación fuente-vertedero, teniendo en cuenta que
para este caso las raíces están llenando y son los órganos de mayor demanda
(Casierra-Posada et al., 2004).
Los valores negativos registrados a los 80 y 120 DDE por los
tratamientos de mayor densidad se presentaron en las etapas de llenado de
raíz y senescencia lo que permite inferir que la translocación de asimilados
generó pérdidas considerables de las hojas lo que generó este decrecimiento.
Pérez et al., (2006) afirman que los canales de suministros de asimilados
hacia los órganos están regidos por el gradiente de concentración o por la
edad del vegetal (etapas fenológicas).
De forma general, se pudo observar que en la medida que disminuimos
la densidad de siembra aumenta la acumulación de materia seca en las
Efecto de la densidad siembra en el crecimiento de genotipos de batata
(ipomoea batatas l lamb)
18
variedades, a pesar de esto en las primeras etapas de desarrollo, el genotipo
Exportación tiende acumular más biomasa debido al mayor número de
hojas que presenta por su condición genética, ya que la TAC puede alcanzar
un máximo en un tiempo corto, según la especie como lo afirma Torres
(1984); trabajos realizados en pepino indican que esta planta invierte, en
sus estados juveniles, una gran cantidad de asimilados en las hojas para
poder realizar y mantener una alta tasa de fotosíntesis, ya que en la época
reproductiva la alta demanda de los frutos reduce el crecimiento de la parte
vegetativa (Canizares et al., 2004).
Los resultados encontrados en esta investigación concuerdan por los
descritos por Flores et al., (2009) donde evaluaron el efecto de la densidad
de siembra en papa encontrando que una alta densidad de población (45
plantas·m
-2
) en cultivo hidropónico en invernadero con la variedad Gigant,
disminuyó la acumulación de biomasa total.
Conclusión
El IAF se incrementó con las mayores densidades de siembra en
ambos genotipos; sin embargo, las menores densidades asociadas a
los menores IAF dieron origen a las mayores acumulaciones de materia
seca a los 120 días después de la emergencia. Por otro lado, las menores
densidades de siembra generaron los mayores valores de TAC, TRC, TCC
y TAN; esto debido al menor grado de competencia y autosombreamiento,
lo que generó una mayor actividad biológica y de síntesis, aumentando la
fotosíntesis neta y con ello la acumulación de materia seca en los distintos
órganos de las plantas de batata.
Agradecimientos
Los autores agradecen en primer lugar a Dios, al cuerpo docente
de la Universidad de Córdoba – Colombia; a los amigos y familiares que
contribuyeron de alguna manera en la realización de este documento.
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CAPÍTULO 2
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos
de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra
Luis Carlos Mercado Villar
1
, José Luis Barrera Violeth
2
y
Jorge Romero Ferrer
3
1 Magister en Ciencias Agronómicas. agricola743@hotmail.com
2 Ciencias Agrarias. Universidad de Córdoba. jbarrera11@gmail.com
3 Ph.D. Producción Vegetal. AGROSAVIA. jromero@corpoica.org.co
25
Introducción
La batata es un cultivo muy valioso y de gran aceptación a nivel mundial.
Se adapta a suelos de baja fertilidad con pocos insumos y aprovecha el agua
remanente del suelo dándole carácter resistivo a la sequía (Nedunchezhiyan
et al., 2012). Además, es un producto altamente competitivo frente a los
otros cultivos, debido a su alto rendimiento, bajo costo de producción y
alto contenido en calidad nutricional por su importante fuente de calorías,
proteínas, vitaminas, convirtiéndolo en alimento eficaz, en la lucha contra
la desnutrición, pues es empleado principalmente en la alimentación de la
población rural y urbano (Matamoros et al., 2014).
La batata juega un papel importante en el sistema global de
alimentación en países en vías de desarrollo, especialmente de los sectores
menos favorecidos económicamente, cuyo cultivo genera fuentes de trabajo
e ingresos a los productores, principalmente de subsistencia, garantizando
la seguridad alimentaria (Alvarado, 2009). La batata es consumida en todo
el mundo, su dulce sabor ha cautivado a los cinco continentes, se siembra
en más de 100 países, con una producción mundial de 130 millones de
toneladas, la China es el principal productor, con el 80 % del área total
mundial, además la batata es el séptimo cultivo más importante del mundo,
se ubica dentro de los cinco cultivos alimenticios de mayor valor (arroz,
trigo, maíz, yuca), el cuarto en cantidad de materia fresca y el séptimo en el
aporte de caloría (Zambrano, 2017).
El crecimiento puede ser influenciado por las densidades de plantas
ya que una óptima densidad de siembra permite intensificar y perfeccionar
las técnicas del cultivo entre los agricultores, logrando así, mayor área foliar
que favorecen la intercepción de luz, lo cual incrementa la fotosíntesis y
producción de biomasa, como resultado de un mayor aprovechamiento de
los recursos hídricos y nutricionales (Aguilar et al., 2005).
Hunt et al., (2003) indican que el crecimiento, en el contexto de
plantas individuales, puede definirse como un aumento irreversible en el
tiempo y que estos cambios pueden ser en tamaño, forma y ocasionalmente
26
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
en número; así mismo, dice que, por lo general, los análisis de crecimiento
se hacen con materia seca en plantas anuales y perennes que crecen bajo
condiciones normales. De acuerdo con la Food and Agriculture Organization
(FAO, 2014) América ocupa el tercer lugar en producción, se destacan los
países como Brasil (525.814 t año
-1
), Cuba (512.825 t año
-1
), Haití (510.000
t año
-1
), Argentina (336.271 t año
-1
) Y Perú (278.293 t año
-1
).
Según la red de información y comunicación estratégica del sector
agropecuario (AGRONET, 2015), en Colombia esta raíz tuberosa es
cultivada en la Costa Atlántica por pequeños productores principal mente
de los departamentos de Córdoba, Magdalena, Bolívar y Sucre, con una
producción de 350 t en el 2013 y un rendimiento de 6,3 t ha
-1
. Sucre
tiene una producción de 125 t anuales con tendencia a la baja debido a la
disminución de las áreas cultivadas las cuales pasaron de 25 ha en el año
2008 a 10 ha en el 2013, lo cual es generado por múltiples factores, entre
los que se destaca la falta de herramientas tecnológicas del cultivo como
es el caso de la densidad de siembra, la cual es un factor que influye en la
utilización eficiente de los recursos ambientales importantes en las plantas,
tales como; CO
2
, radiación, agua y nutrientes, factores que en últimas
determinan la obtención de mayores rendimientos (Quevedo et al., 2015).
Con base en lo anterior, se realizó la presente investigación para
determinar una densidad óptima con ayuda de un estudio en el crecimiento
y distribución de materia seca y así aportar conocimiento, que faciliten
constituir bases para un manejo específico de este cultivo.
Materiales y métodos
El ensayo se realizó en el municipio de Morroa, perteneciente a la
subregión montes de María (9° 24´ 56.33” N y 75° 23´ 04.19” O), ubicado
al Noreste del departamento de Sucre. La formación vegetal corresponde al
bosque seco tropical según Holdrige, con temperaturas entre 26 °C y 35°C
y humedad relativa entre 75 y 85%. Con una precipitación media anual de
1.000 mm (Aguilera, 2013).
El ensayo se estableció en un suelo arcilloso con deficiente materia
orgánica bajo un diseño de bloques completos al azar (DBCA) con tres
repeticiones en parcelas divididas, donde la parcela principal corresponde
a los genotipos (Tainung – Exportación) y sub parcela es la distancia entre
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
27
plantas (0,2m, 0,5 m y 0,8 m), con un total de 18 parcelas experimentales
con 120 plantas cada una y se utilizó una distancia entre surcos de 1,2
m; los tratamientos se describen en la Tabla 2.1. Se utilizaron semillas
asexuales (guía o bejuco) de batata (Ipomea batatas L Lamb) de los
genotipos Tainung y exportación de 30 a 50 cm de longitud, previamente
seleccionadas de plantas productivas y libres de plagas, de la parte terminal
o apical. La densidad de siembra correspondiente a la descripción de 1,2 m
entre surcos y 0,5 m entre planta es la más utilizada por los agricultores de
la zona, se tomó como el testigo.
Tabla 2.1.
Plan de tratamientos de densidades de siembra de dos variedades de batata
(Ipomoea batatas L Lamb)
TRATAMIENTOS DESCRIPCIÓN
PLANTAS
ha
-1
1- TAINUNG 1,2 m entre surcos × 0,2 m entre plantas 41.500
2 – TAINUNG 1,2 m entre surcos × 0,5 m entre plantas 16.600
3 – TAINUNG 1,2 m entre surcos × 0,8 m entre plantas 10.375
4 - EXPORTACIÓN 1,2 m entre surcos × 0,2 m entre plantas 41.500
5 - EXPORTACIÓN 1,2 m entre surcos × 0,5 m entre plantas 16.600
6 - EXPORTACIÓN 1,2 m entre surcos × 0,8 m entre plantas 10.375
Nota: elaboración propia
A los ocho días después de la siembra se dio el 80 % de prendimiento,
a partir de ahí se registraron cada 20 días las variables, longitud de plantas,
la cual se realizó con una cinta métrica plástica milimetrada; diámetro
de tallo, este fue medido a 5 cm del suelo con un nonio (con error de
lectura de 0.05 cm); área foliar, medida utilizando el método gravimétrico
con la relación peso: área, registrando su peso en fresco y el peso de 10
círculos cortados con un sacabocado de área conocida; número de hojas
y el rendimiento se determinó a los 120 DDE donde se pesaron las raíces
tuberosas de 5 plantas de cada tratamiento en una balanza de precisión
(Marca AND, modelo HF-6000G con capacidad de 10000 g), en cuento a
la distribución de materia seca se tomó muestras mensuales de cada órgano
que luego se secaron a 70ºC por 72 horas en un horno Thermo Electron
Corporation®; también se registró el peso de cada órgano para determinar
el porcentaje.
28
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
La información obtenida se sometió a un análisis de varianza, para
evaluar los efectos de los factores estudiados (Genotipos y Distancia entre
plantas), se realizaron contrastes ortogonales al 5% de probabilidad. Se
utilizó el software SAS versión 9.1.
Resultados y discusión
Longitud de plantas.
Según la Tabla 2.2, el genotipo Exportación registró la mayor longitud
durante el periodo de evaluación, presentando un hábito de crecimiento
extendido, por otro lado, Tainug presento un crecimiento semierecto, tal
comportamiento se debió a las características genotípicas de cada material
de estudio, en el cual el hábito de crecimiento extendido tiende a ser más
largo que el tipo erecto como lo afirma Matamoros y Esteban, (2013) en la
evaluación de 13 variedades de batata para la producción en Costa Rica.
Las densidades de siembra tuvieron un efecto directo sobre los
genotipos, sin embargo en los primeros 60 DDE los genotipos tuvieron
variaciones en la longitud de plantas regidas por los tratamientos en
ambos materiales, a partir de esta fecha, se observó que el testigo (50 cm
entre plantas) y el de menor densidad de siembra tuvieron los mayores
longitudes, por otro lado, las menores longitudes las obtuvo el tratamiento
de mayor densidad de siembra (20 cm entre plantas) lo que reflejo una
disminución en el crecimiento de las plantas, cuando se incrementa la
densidad de plantas (mayor densidad de siembra) aumenta el sombreado
y disminuye la cantidad total de radiación que llega a los estratos internos
del dosel es decir, la cantidad de luz roja y luz azul disminuye conforme
más estratos son atravesados y proporcionalmente la cantidad de luz Rojo
lejano disminuye.
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
29
Tabla 2.2.
Prueba de contrastes ortogonales para la longitud de las plantas en las distancias
entre plantas para los genotipos Tainung y Exportación.
Longitud de plantas (cm)
DDS Genotipos
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
20
Tainung
35.44
Ab
33.77 Ab
37.50
Ab
Exportación
50.89
Ba
79.77Aa
48.22
Ba
40
Tainung
86.17
Ab
76.67 Bb
92.83
Ab
Exportación
131.41
Ba
133.25 Ba
190.53
Aa
60
Tainung
150.11
Ab
154.67 Ab
137.11
Bb
Exportación
187.22
Ca
220.67 Ba
252.44
Aa
80
Tainung
167.33
Bb
194.33 Ab
187.20
Ab
Exportación
229.89
Ca
274.66 Ba
303.71
Aa
100
Tainung
228.89
Bb
226.33 Bb
241.55
Ab
Exportación
249.33
Ca
289.00 Ba
312.44
Aa
120
Tainung
272.00
Bb
317.50 Aa
312.00
Ab
Exportación
315.67
Ba
308.33 Ba
344.0
Aa
*DDE, días después de la emergencia. Letras mayúsculas iguales en sentido horizontal
no difieren estadísticamente y letras minúsculas iguales en sentido vertical no difieren
estadísticamente según los contrastes ortogonales (p< 0.05).
Así mismo, otras bandas del espectro lumínico dentro del Dosel se
alteran, en particular, la del azul, ya que está sujeta a una fuerte disminución
cuando existe un mayor IAF en consecuencia de la absorción que realizan
las clorofilas en estratos de hojas superiores. Los cambios en la cantidad
30
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
de luz azul son percibidos por fotorreceptores específicos (criptocromos y
fototropinas) teniendo efectos fotomorfogénicos y fototrópicos afectando
fuertemente al crecimiento (Novoplansky 2009; Sultan 2010).
Por otro lado, cuando se siembra a distintas distancias (densidades
de siembra) la intensidad de competencia los afecta de forma diferente, en
este sentido Clavijo (1989); afirma, cuando no hay plantas que compitan
cerca de otras (mayor distancia entre plantas) el crecimiento general es
mayor porque las plantas más espaciadas quedan expuestas a una mayor
incidencia de radiación solar, es decir, quedan sometidas a un mayor
efecto de la intensidad lumínica sobre el Dosel, lo que genera menores
tasas de respiración incrementando la fotosíntesis neta debido a una mayor
conductancia estomática como lo afirman Páez et al.,(2000) en un estudio
del crecimiento en tomate bajo luz solar total y sombreado. Estos datos
concuerdan con Rabines (1993) que realizó un comparativo de cinco
clones de batata bajo dos densidades de siembra (0.90 m x 0.15 m) y (0.90
m x 0.20 m), en el valle de Cañete (Perú); este concluyo que la longitud de
tallos por planta, tuvo una tendencia a ser mayor a la menor densidad de
siembra.
Diámetro de tallo
Según la Tabla 2.3, se pudo evidenciar que el genotipo Tainug supero
al Exportación debido a las características fenotípicas, en este sentido, los
diámetros reportados para ambos se encuentran entre los rangos reportados
por Folquer (1978) quien afirma que entre 100 y 140 DDE, los tallos de
batata que miden menos de 4 mm son delgados, medianos los que estén
entre 4 y 6 mm y los gruesos los tallos mayores a 6 mm.
De acuerdo a lo descrito anteriormente se considera que ambos son
de tallo grueso ya que a los 120 DDE los genotipos aquí utilizados tienen
un diámetro que varía entre 0,6 y 0,99 mm respecto a las distancias de
siembra aquí evaluadas.
Para las tres distancia de siembra se observó un comportamiento
atípico entre los tratamientos, presentado una mayor acumulación de
biomasa en este órgano en los primeros 60 DDE, ya que en esta fase lineal
de crecimiento, las plantas usan casi todos los carbohidratos producidos
para el crecimiento de las guías y raíces absorbentes (Cusumano y
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
31
Zamudio, 2013) esto por la necesidad de la planta en obtener mayores
recursos en menos tiempo en las primeras etapas de crecimiento, reflejando
una acumulación de fotoasimilados en órganos como el tallo y hojas como
lo reporta Hernández et al., (2015) evaluando el efecto del espaciamiento
entre plantas de tabaco.
Después de los 60 DDE las plantas tienen un crecimiento influenciado
por efecto de los tratamientos con diferencias marcadas es decir, se da una
tendencia en la cual el testigo (50 cm entre plantas) y la menor densidad
tienden a ser mayores que la densidad con plantas establecidas a 20 cm
entre ellas en ambos genotipos, esto se debe, por que a mayor distancia
entre plantas hay mayor disponibilidad de nutrientes y mejores ofertas
ambientales resultados similares fueron obtenidos por Andrades y Loaisiga
(2015) en un estudio de tres densidades de siembra en tomate.
Después de los 60 DDE por efectos de la tuberización la tendencia
cambia, el testigo y la menor densidad de siembra (80 cm entre plantas)
tiende a desarrollar más diámetro que los demás por que a medida que las
raíces tuberosas crecen, la demanda de asimilados aumenta haciendo que
los tallos en este caso funcionaron como fuente de asimilados (Aguilar et
al., 2006). Estas variaciones también se presentan por la diferencia en los
periodos de competencia entre las plantas, por el autosombreamiento y por
la diferencia en el inicio de la tuberización influenciados por las distancias
de plantas que dan origen a fuertes gradientes en los potenciales fuente –
vertedero (Criollo y García, 2011).
Tabla 2.3.
Prueba de contrastes ortogonales para el diámetro de tallos en las distancias entre
plantas para los genotipos Tainung y Exportación.
Diámetro de tallo (cm)
DDE GENOTIPOS
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
20
Tainung 0.44 Ba 0.42 Ba 0.49 Aa
Exportación 0.36 Ab 0.35 ABb 0.34 Bb
40
Tainung 0.62Aa 0.56 Ba 0.58 Ba
Exportación 0.52 Ab 0.44 Bb 0.52 Ab
60
Tainung 0.66 Aa 0.70 Aa 0.68 Aa
Exportación 0.60 Bb 0.73 Aa 0.73 Aa
32
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
Diámetro de tallo (cm)
DDE GENOTIPOS
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
80
Tainung 0.57 Ba 0.73 Aa 0.73 Aa
Exportación 0.55 Ba 0.72 Aa 0.71 Aa
100
Tainung 0.52 Ca 0.71 Aa 0.64 Ba
Exportación 0.45 Cb 0.61 Ab 0.56 Bb
120
Tainung 0.74 Ba 0.76 Bb 0.99 Aa
Exportación 0.60 Bb 0.95 Aa 0.97 Aa
*DDE, días después de la emergencia. Letras mayúsculas iguales en sentido
horizontal no difieren estadísticamente y letras minúsculas iguales en sentido
vertical no difieren estadísticamente según los contrastes ortogonales (p< 0.05).
Nota: elaboración propia
Sin embargo, a los 120 DDE hay un aumento del diámetro muy
marcado principalmente en el genotipo Exportación, producto de la
direccionalidad de los fotoasimilados en las plantas originados por la
senescencia de las hojas; comportamientos similares fueron reportados
Aguilar et al., (2006) en dos variedades de papa donde se realizó un análisis
de crecimiento y acumulación de biomasa.
Número de hojas
De acuerdo a la Tabla 2.4, en los primeros 20 DDE se presenta igual
efecto de los tratamientos sobre los genotipos, lo cual se debe, a que durante
esta fase las plantas no han alcanzado el tamaño suficiente que represente
competencia entre ellas por los recursos en las distancias de plantación
establecidas como lo afirma Pérez et al., (2005) en un ensayo donde evaluó
cuatro distancias de plantas en fresa.
A partir de los 40 hasta los 120 DDE se presenta un mayor número
de hojas en el genotipo Exportación, lo que coincide con la dinámica de
crecimiento del tallo (Tabla 2) producto de las características genotípicas de
este material. El comportamiento del número de hojas en las tres distancias
de plantas, inicia con un crecimiento acelerado hasta los 60 DDE, a partir de
allí hasta los 120 DDE por efectos de los tratamientos sobre los genotipos,
se observa que el testigo y el de menor densidad de siembra tienden a hacer
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
33
iguales y mayores que las plantas sembradas a 20 cm entre ellas (mayor
densidad).
Tabla 2.4.
Prueba de contrastes ortogonales para el número de hojas en las distancias entre
plantas para los genotipos Tainung y exportación.
Número de hojas
DDE GENOTIPOS
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
20
Tainung 16 Ba 33 Aa 35 Aa
Exportación 22 Ba 28 Aa 27 Ba
40
Tainung 61 Cb 79 Ba 98 Ab
Exportación
103
Ba
93 Ba 156 Aa
60
Tainung 60 Cb 81 Bb 98 Ab
Exportación
110
Ba
165 Aa 151 Aa
80
Tainung 39 Bb 103 Ab 101 Ab
Exportación
101
Ca
208 Ba 325 Aa
100
Tainung 40 Ba 108 Ab 113 Ab
Exportación 40 Ba 184 Aa 223 Aa
120
Tainung 56 Bb 99 Ab 117 Ab
Exportación 83 Ba 144 Aa 169 Aa
*DDE, días después de la emergencia. Letras mayúsculas iguales en sentido
horizontal no difieren estadísticamente y letras minúsculas iguales en sentido
vertical no difieren estadísticamente según los contrastes ortogonales (p< 0.05).
Nota: elaboración propia
Esto porque a mayor densidad de siembra hay una producción más
rápida de foto asimilados, haciendo que la relación fuente - vertedero
sea descompensada producto de la disponibilidad de nutrientes como el
nitrógeno, lo que genera un incremento en los pigmentos clorofílicos (más
verdes) por el efecto del autosombreamiento generando gastos considerables
de energía, como también el tiempo de iniciación de tuberización para esta
densidad, debió ser a más temprana edad fisiológica, redistribuyendo los
asimilados de las hojas disminuyendo su longevidad porque medida que
va creciendo la raíz tuberosa y tomando mayor potencia como demanda de
34
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
la fotoasimilados, comienzan a extraer rápidamente los elementos de las
hojas, caso contrario ocurrió en las menores densidades, donde la absorción
y distribución de nutrientes fue más equilibrada. Este comportamiento fue
reportado por Arcila y Chaves, (1995); Olalde-Gutiérrez et al., (2000) y
Rojas et al., (2007) quienes afirman que a densidades altas en yuca, cafetero
y girasol hay una competencia intra especifica por luz y nutrientes que
origina la caída de las hojas menos expuestas.
Por otro lado, se observó un aumento en el número de hojas entre los
100 y 120 DDE en el tratamiento de mayor densidad de siembra, debido al
efecto de la competencia, lo que género, como mecanismo de defensa, un
incremento en el número de hojas, este incremento originó un descenso en
el número de raíces tuberosas debido a la redistribución de fotoasimilados
hacia los nuevos brotes de hojas. Lo cual ocurre, debido a que las plantas
en condiciones de estrés pueden tener crecimientos compensatorios en
la morfología y fisiología minimizando los efectos dañinos. Retuerto y
Woodward (2001) examinaron la capacidad de plantas de Sinapis alba
para compensar las pérdidas en el crecimiento inducidos por la densidad
de siembra (estrés abiótico) encontrando que la capacidad de las plantas
para compensar las pérdidas derivadas de crecer en situaciones de elevada
densidad fue menor, siendo mayor la biomasa de las plantas que habían
crecido en condiciones de menor densidad, aunque las diferencias no
llegaron a ser significativas; concluyendo que bajo condiciones propicias,
las plantas pueden compensar los efectos perjudiciales de condiciones
desfavorables, dependiendo de la intensidad, duración y tipo de estrés
experimentado. Así mismo, las plantas pueden manifestar prioridades a la
hora de recuperar daños o estructuras en las plantas.
Área foliar
Se observa en la Tabla 5 que el genotipo Tainung tuvo un mejor
desarrollo del área foliar en los primeros 20 DDE en la menor densidad
de siembra, a pesar de esto, fue superado por el exportación en la mayor
densidad de plantación(20 cm entre plantas) a los 40 y 60 DDE; a partir
de los 80 DDE el Tainung fue mayor que el exportación hasta la cosecha
(120 DDE) en todos los tratamientos a excepción de la mayor y menor
densidad (20 y 80 cm entre plantas) a los 80 DDE donde fueron iguales;
esta diferencia en área foliar pudo ser influenciada por la morfología de la
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
35
variedad y por la adaptabilidad a las condiciones medio ambientales en
las que están creciendo ambas variedades, resaltando que la Tainung tenía
menor número de hojas pero el tamaño de estas era mayor.
El área foliar de los genotipos en las densidades de siembra, fue
ascendente en los primeros 80 DDE, para luego descender hasta el final
(120 DDE) en las tres densidades de siembra; esto se debe porque en
primera instancia ocurre una alta actividad metabólica y los procesos
anabólicos actúan sobre los catabólicos (Col1 et al., 1992). Así mismo, los
carbohidratos y otros compuestos formados son utilizados en el desarrollo
de los órganos vegetativos, por otro lado, el descenso que se observa es
producto de la redistribución de fotoasimilados de las hojas hacia el órgano
de interés (raíz tuberosa), lo que provoca la pérdida de hojas por senescencia
como lo afirma Porras et al., (1997) quienes evaluaron genotipos de soya
en diferentes arreglos de siembra, durante la senescencia disminuyo la
velocidad de la fotosíntesis, los contenidos de almidón, proteínas y ARN;
paralelo a estos cambios se produce un aumento de la respiración que
precede a la muerte de las hojas. Este proceso ocurre de manera irreversible,
pero varía según la especie (Medina et al., 1996; Coll et al., 1992).
Tabla 2.5.
Prueba de contrastes ortogonales para el área foliar en las distancias entre plantas
para los genotipos Tainung y Exportación.
DDE GENOTIPOS
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
Área (cm
2
)
20
Tainung 1529.39 Ca 2963.16 Ba 4306.48 Aa
Exportación 1928.77 Aa 1988.16 Aa 1977.18 Ab
40
Tainung 10386.22 Ab 12090.57 Aa 14072.31 Aa
Exportación 18836.90 Aa 18630.06 Aa 13348.54 Aa
60
Tainung 23446.73 Bb 28640.68 Ba 36196.42 Aa
Exportación 32752.39 Aa 36140.53 Aa 31202.41 Aa
80
Tainung 13700.81 Ca 24265.54 Bb 44823.32 Aa
Exportación 15038.85 Ca 36268.44 Ba 47802.01 Aa
100
Tainung 11415.64 Ca 30621.28 Ba 40106.32 Aa
Exportación 4191.90 Cb 17645.75 Bb 31656.43 Ab
36
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
DDE GENOTIPOS
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
Área (cm
2
)
120
Tainung 15639.81 Ca 25920.61 Ba 36330.02 Aa
Exportación 9224.33 Cb 14908.72 Bb 26964.75 Ab
*DDE, días después de la emergencia. Letras mayúsculas iguales en sentido horizontal
no difieren estadísticamente y letras minúsculas iguales en sentido vertical no difieren
estadísticamente según los contrastes ortogonales (p< 0.05).
Nota: elaboración propia
También coincidió con lo señalado por Fontes et al., (2005) que
observaron el mismo patrón de desarrollo del área foliar con un descenso en
su ritmo de crecimiento hacia el final del ciclo en pimentón, para diferentes
épocas de muestreo, de igual forma fue reportado por Santos et al., (2010)
en papa (Solanum tuberosum L.) bajo condiciones de Zipaquirá - Colombia,
donde los máximos incrementos de área foliar, coincidieron con el inicio de
tuberización para ambas variedades.
Los mayores valores de AF en ambas variedades se registraron entre
los 60 y 100 DDE en las tres distancias de siembra; tal comportamiento
concuerda con la variable número de hojas, lo cual era de esperar que para
esta etapa hay mayor desarrollo foliar y con ello mayor intersección de luz
aumentando así la eficiencia fotosintética de las plantas, como lo afirman
Criollo y García, (2011) en una investigación en rábano.
Respecto a las distancia entre plantas, se observa que la menor
densidad de siembra (80 cm entre plantas) fue superior desde las primeras
etapas de desarrollo, con respecto al testigo y la mayor densidad, lo cual
fue consecuente con el mayor número de hojas (Tabla 4) debido al menor
grado de competencia de las plantas lo que conlleva a mayor disponibilidad
de nutrientes por área generando una mayor actividad fotosintética laminar
de las plantas; con esto se genera mayor área foliar y ambiente favorable,
siendo capaces de utilizar mejor la energía solar favoreciendo la eficiencia
fotosintética. Estos resultados difieren a los reportados por Barraza et al.,
(2004) en tomate, evaluando el efecto de cuatro densidades de plantación,
reportando mayor área foliar en la mayor densidad de plantación.
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
37
Rendimiento
Los genotipos no presentaron diferencias significativas en la mayor
y menor densidad de plantación (20 y 80 cm entre plantas) (Tabla 2.6),
no obstante, a 50 cm entre plantas, el genotipo Exportación registró los
mayores valores, superando a la Tainug en 7327,18 kg ha
-1
. Debido a
que se dieron las condiciones óptimas para que las plantas establecidas
en el tratamiento control, tuvieran un mayor aprovechamiento de los
recursos medio ambientales de la zona, lo que genero un mayor número
de hojas y longevidad de estas en el genotipo Exportación, favoreciendo
la eficiencia fotosintética y con ello los rendimientos. Resultados similares
fueron reportados en yuca por Girón y Alfonso (2000) quienes señalan
que los mayores rendimientos los obtuvieron con distancias más espaciadas
utilizando el cultivar Negrita.
El mayor rendimiento en fresco de raíces comerciales, para el
genotipo Tainung se obtuvo en las densidades más bajas (50 y 80 cm entre
plantas), siendo iguales con una media de 10314 kg ha
-1
, duplicando el
valor registrado en la mayor densidad de población para este genotipo.
En el genotipo exportación, la menor y mayor densidad de población
fueron iguales con un promedio de 9749,78 kg ha
-1
, mientras que el
tratamiento testigo produjo 17412.67 kg ha
-1
, registrando esta densidad(50
cm entre plantas) el mayor valor entre los genotipos y distancias entre
plantas, resultados que concuerda con los que obtuvo Chamba (2008) que
utilizó dos densidades de siembra, registrando rendimientos de 17 t ha
-1
;
los cuales son muy semejantes a los rendimientos que se obtuvieron en esta
investigación.
38
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
Tabla 2.6.
Prueba de contrastes ortogonales para el rendimiento, influenciadas por las
distancias entre plantas para los genotipos Tainung y Exportación bajo la oferta
ambiental del departamento de Sucre, Municipio de Morroa- agosto (2017).
Variable Genotipos
Distancia entre plantas (cm)
20 50 80
Rendimiento en fresco
(Kg.ha
-1
)
Tainung 5,164.33Ba 10,085.49 Ab 10,542.52Aa
Exportación 8,859.86Ba 17,412.67 Aa 10,639.70 Ba
Nota. Letras mayúsculas iguales en sentido horizontal no difieren estadísticamente y letras
minúsculas iguales en sentido vertical no difieren estadísticamente según los contrastes
ortogonales (p< 0.05).
Para el factor distancia de plantación, el rendimiento en peso fresco
mostró un incremento significativo conforme disminuyó la densidad
de plantación; es decir, las plantas más espaciadas tuvieron los mayores
rendimientos, esto debido a que tenían una mayor disponibilidad de
recursos, favoreciendo una eficiencia durante su desarrollo (Getachew et
al., 2012).
El comportamiento diferencial en los rendimientos registrado
entre la mayor y menor distanciamiento entre plantas concuerda por los
encontrados por Rivera (2000) quien evaluó 10 densidades de siembra en
el cultivo de la Jícama, concluyendo que a menor densidad de siembra
(mayor distanciamiento entre plantas), se obtienen pesos totales mayores
en las raíces de este cultivo.
Los rendimientos de la investigación concuerdan con los resultados
de Aguilar y Orlando (2015) que evaluaron la respuesta del cultivo de batata
a la aplicación de cuatro tipos de abonos orgánicos, con una baja densidad
de siembra (20000 plantas ha
-1
) obteniendo como máximo rendimiento
14,70 t ha
-1
. Cabe decir que los resultados de los rendimientos en esta
investigación, superan el rendimiento promedio nacional, que varía entre
6,0 y 6,3 t ha
-1
pero semejantes al del departamento de Sucre que esta entre
10 y 13 t ha
-1
(AGRONET, 2015).
Distribución de masa seca por órganos en la planta
De acuerdo a la Figura 2.1, la materia seca de raíz en los primeros 60
DDE no se observó diferencias significativas entre los tratamientos, variando
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
39
entre 0,5 y 21 %, momento en el cual las plantas tienen características
similares entre los tratamientos, porque están empezando la tuberización de
las raíces por lo tanto los foto asimilados se distribuyen en su gran mayoría
para la parte aérea; como lo afirma Aguilar et al., (2006) en dos variedades
de papa donde se realizó un análisis de crecimiento y acumulación de
biomasa.
En los 80 DDE se presenta un aumento en la materia seca de raíz, la
variedad Tainung tuvo mayor acumulación a mayor densidad de plantación
(T1) con un 23 % en la Exportación se observaron en las densidades
establecidas con plantas a 20 y 50 cm (T4 y T5) con un 21 %. A los 100 y
120 DDE el genotipo Exportación tiene la mayor acumulación de materia
seca de raíz, presento el mayor porcentaje en los tratamientos de menor
densidad de plantación, T2 y T3 para la Tainung, oscilando entre 21 y 33
%; la exportación oscilo entre 40 y 50 % entre los tratamientos T5 y T6.
Ninaquispe (1998) señala que las variedades de camote tienen diferente
porcentaje de materia seca de raíz, dependiendo la variedad, teniendo
como promedios 29,12% para el camote amarillo 31,20% para el morado
y 32,05% para el camote blanco.
Se evidencia que existe una prevalencia del factor genético, dado que
el genotipo exportación tuvo los mejores porcentajes de materia seca, que,
influenciado por la densidad de siembra, se registraron variaciones, pero,
sin embargo, siempre superando a el Tainug a momento de cosecha. Los
datos en esta investigación difieren para el genotipo Exportación, pero son
similares a el Tainung de acuerdo a lo registrado por Zambrano (2017) para
dos variedades de batata encontró porcentajes de raíz entre 28,55 y 30,77
%; al igual que Arana et al., (2017) que evaluó el efecto de cuatro distancia
entre plantas en tres clones de batata, registro porcentajes de 27,53 y 30,40
%
Respecto a la materia seca de tallo se presentó a los 60 DDE un rango
entre 30 y 40 % en porcentaje de acumulación para este órgano. A partir
de los 80 DDE se presenta un variación influenciada por distancia entre
plantas, donde la mayor densidad de plantación (20 cm entre plantas) tuvo
una aumento entre el 10 y 20 % en acumulación de materia seca en el
genotipo Tainung, sin embargo, el Exportación se mantuvo igual para este
tratamiento (20 cm entre plantas) pero disminuyó alrededor de un 15 %
en las menores densidad de población (T5 y T6), tal comportamiento es
40
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
debido a que las plantas cuando están a mayor competencia hay menor
penetración de luz lo que provoca una mayor acumulación de materia seca
que se refleja en una elongación del tallo (Van de Vooren et al., 1986).
En la materia seca de hojas se presenta una diferencia entre los
genotipos a los 20 DDE, siendo el Tainung mayor que el Exportación con
un promedio entre variedades de 50 y 40 % respectivamente lo que infiere
una mejor adaptabilidad fenotípica a las condiciones medio ambientales
circundantes del genotipo Tainung para esta etapa (Grüneberg et al., 2005).
Luis Carlos Mercado Villar, José Luis Barrera Violeth y Jorge Romero
Ferrer
41
Figura 1. Distribución porcentual de biomasa en dos genotipos de batata
(Ipomoea batatas L Lamb), bajo el efecto de tres distancias de siembra.
A los 40 DDE se presentan los mayores valores de biomasa seca en
las hojas, siendo iguales entre genotipos y tratamientos, con una variación
entre 50 y 60 %. A partir de esta fecha hay una disminución progresiva
hasta los 120 DDE, donde los genotipos son iguales, pero difieren entre los
tratamientos, con 20 % para la mayor densidad de siembra y 15 % para el
tratamiento control y la menor densidad.
El descenso en la biomasa seca de las hojas puede explicarse por lo
expuesto por Ho et al., (1984) quienes afirman que una vez la hoja alcanza
su máxima expansión foliar y adquiere su máxima actividad fotosintética,
se comporta como un órgano fuente de asimilados y está en capacidad
de exportarlos, hasta que llega a la fase senescente donde se produce una
exportación masiva de carbono de la hoja, que va acompañada por un
descenso gradual de la actividad fotosintética.
Conclusiones
Las distancias entre plantas afectaron el crecimiento general de los
vegetales, registrando los mayores valores de longitud de plantas, diámetro
de tallo, número de hojas y área foliar en la menor densidad de siembra (80
cm entre plantas) en ambas variedades. Sin embargo, el genotipo Tainung
tuvo un mayor diámetro de tallo por características genéticas propias de
este genotipo al igual que el genotipo exportación en longitud de tallo.
42
Crecimiento y rendimiento de dos genotipos de batata (ipomoea batatas l lamb) bajo el
efecto de tres densidades de siembra.
Bajo la oferta ambiental del departamento de Sucre, las menores
densidades de siembra contribuyen a obtener mayores rendimientos en las
variedades de batata Tainung y Exportación con rendimientos promedios de
10314 kg ha
-1
y 17412,67 kg ha
-1
respectivamente. Las mayores densidades
de siembra contribuyeron a la acumulación del 70 % de biomasa seca en
la parte aérea (tallo- hojas) a los 120 DDE. El tratamiento control registro
la mayor acumulación de biomasa seca de raíz a los 120 DDE en ambos
genotipos.
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CAPÍTULO 3
Determinación del efecto de las aplicaciones
potásicas en los componentes fisiológicos de
dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.)
En un suelo ácido del departamento de Sucre
James Daniel Caro Peñafiel
1
, Luis Fernando Acosta Pérez
2
y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
3
1 Magister en Ciencias Agronómicas. Miembro del grupo de investigación Agricul-
tura Sostenible, Universidad de Córdoba. jamca26@hotmail.com
2 Magister en Ciencias Agronómicas. Miembro del grupo de investigación Agricul-
tura Sostenible, Universidad de Córdoba. aclufe@hotmail.com
3 Doctor en Ciencias del Suelo. Docente Titular Área de Suelos, Universidad de
Córdoba. ecabralesh@yahoo.es
49
Introducción
En la división política de América Latina son considerados como
importantes productores de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) los países:
México, Brasil, Argentina, Perú, Haití y Cuba; en este último se considera
como un vegetal de primera necesidad en la canasta familiar (Loebenstein
y Thottappilly, 2009). Esta especie es de gran interés para la alimentación
humana para, la obtención de alcohol, la elaboración de concentrados
para animales y la producción de almidón y β-caroteno (Dhir et al., 2008;
Vásquez y León, 2006 y Hijmans et al., 2000). En Colombia no se conocen
reportes de cultivos comerciales, aunque se considera que las zonas de
mayor producción para consumo doméstico son los Montes de María y las
estribaciones de la Sierra Nevada de Santa Marta
Este cultivo se viene usando también como fuente para alimentación
animal; el follaje de la batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) tiene proteína
superior a gramíneas forrajeras y el maíz. También puede ser utilizado como
cobertura vegetal, por su buen desarrollo foliar, reduce marcadamente las
pérdidas de suelo y de agua ocasionados por la lluvia (Raudez, y Poveda,
2004).
Los síntomas que presentan los vegetales ante la deficiencia de potasio
se pueden generalizar en reducción general del crecimiento, los tallos y la
consistencia general de la planta son de menos resistencia física y presentan
un menor vigor de crecimiento, los frutos y semillas reducen tamaño y
calidad por una deficiencia en la síntesis, las hojas tienden a enrollarse,
amarillean los márgenes y luego se necrosan, las manchas avanzan hacia el
centro de hoja tornándose marrones, los síntomas aparecen primero en las
hojas inferiores y luego en las superiores (Rodríguez, 1992).
El crecimiento vegetal y la consecuente acumulación de materia seca
están relacionadas directamente con la absorción continua de nutrimentos
minerales, la cual se traduce solamente si aumenta el tamaño de la planta.
En caso contrario, especialmente para la batata (Ipomoea batatas (L) Lam.)
es caracterizada por un ciclo vegetativo corto, se deja de aprovechar el
50
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
potencial productivo de los genotipos de alto rendimiento, disponibles
y accesibles en la actualidad y, por tanto, se obtienen rendimientos por
debajo de una buena rentabilidad económica, con la consiguiente pérdida
de competitividad y sostenibilidad (Güenkov, 1974 y Valadez, 1998).
El análisis de crecimiento presenta dos enfoques en su realización. El
primero es el clásico, que implica mediciones hechas de manera precisa a
intervalos continuos (1-2 semanas) sobre un número relativamente amplio
de plantas. El segundo, conocido como funcional, implica mediciones
a intervalos más frecuentes (2-3 días) sobre un número pequeño de
plantas. Ambos enfoques proporcionan valores promedios de los cambios
cuantitativos que ocurren a través de cualquier intervalo de tiempo en
particular (por ejemplo, Longitud y diámetro de tallo, número de hojas,
área foliar) los cuales tienen gran importancia agronómica al analizar la
comunidad de plantas con un enfoque integral, debido a que ello representa
el rendimiento económico que resulta de la acumulación neta de CO
2
asimilado durante todo el ciclo de crecimiento (Gardner et al., 1990).
Los análisis del crecimiento de los cultivos, facilitan la elaboración
de modelos de alta confiabilidad (Gardner et al., 1990; Hunt, 1982) y la
realización de curvas que caractericen el comportamiento de las variables
del crecimiento con todos los datos ajustados, obtenidos mediante
variedad de modelos matemáticos no lineales entre los que sobresalen el
logístico, Gompertz, Weibull y Richards, exponencial, Michelis-Menten y
monomolecular (Rojas et al. 2008) y procedimientos como regresión lineal,
cuadrática y logarítmica, derivada y desarrollo de modelos polinomiales,
que han sido trabajados ampliamente en cultivos (Alonso et al., 2003;
Calvo et al., 1994; Charles-Edwards et al., 1986; Evans, 1972; Gardner
et al., 1990; Hunt y Parsons, 1974; Hunt, 1978, 1982,1990; Jean, 1984 y
Krug 1985).
Los recursos genéticos deben ser evaluados para emplearlos
eficientemente en la alimentación humana o animal, por lo que se necesita
generar más información sobre las características fisiológicas de las plantas,
su asociación con el rendimiento y la influencia con el ambiente. El
rendimiento es afectado significativamente por las interacciones entre el
genotipo y el ambiente (Grüneberg et al., 2005).
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
51
Por la importancia que tiene la batata (Ipomoea batatas (L) Lam.)
con fines de alimentación humana y animal y dado que existe muy
poca información de sus aspectos fisiológicas de crecimiento bajo las
condiciones de suelos ácidos y de fertilización potásica, se desarrolló esta
investigación con el objetivo de evaluar bajo diferentes dosificaciones de
Potasio, el crecimiento de algunos componentes fisiológicos y acumulación
de biomasa seca en dos líneas de batata.
Materiales y métodos.
Ubicación y manejo del suelo de siembra
La investigación se llevó a cabo entre los meses de mayo y septiembre
de 2017 en una casa-malla construida en los predios de la Corporación
Educativa del Caribe CECAR, en Sincelejo (Sucre), Colombia, ubicada en
las coordenadas geográficas con Latitud 9° 31› 08.54›› y Longitud 75° 36›
72.07›› y bajo las condiciones ambientales de la zona de vida bosque seco
tropical (bs-T) con temperatura media de 29°C, altitud de 174 m.s.n.m,
humedad relativa promedio de 78% y precipitación media anual entre 900
y 1200 mm (Aguilera, 2012). Se trabajó con suelo extraído de los primeros
20 cm de profundidad, de la finca Las Lauras, vereda Santa Rosa, municipio
del Roble, departamento de Sucre (Colombia). Este suelo de características
ácidas, seco a la sombra, tamizado a 2.54 cm y homogenizado. De este
suelo, se tomó 1 kg para el análisis fisicoquímico inicial.
Análisis de suelos realizados
Se preparó una muestra compuesta al azar, que fue analizada en el
Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad de Sucre (Colombia), en
el cual se realizaron los siguientes análisis, de acuerdo con las metodologías
del IGAC (2006), como se señala en la Tabla 3.1.
Pretratamiento del suelo
El suelo fue tratado con una dosis equivalente a 2500 kg ha
-1
de
un material encalate con contenido de CaO de 37,05% y MgO de 5,35%
en su pureza, y 2000 kg ha
-1
de materia orgánica utilizando como fuente
lombricompost, se dejó en incubación por 30 días; posteriormente, fue
empacado en bolsas de 10 kg de capacidad.
52
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Tabla 3.1.
Análisis químicos de suelos realizados en el ensayo.
Parámetro Método Referencia
pH
Potenciometría
relación suelo:
agua 1:1
IGAC, 2006
MO
Walkley y
Black: oxidación
húmeda
P Olsen
Ca
Extracción con
Acetato de NH
4
1M y pH 7
Mg
K
Na
CICT
Al KCl
CICE
Sumatoria de
bases y acidez
intercambiable
Cu
Doble ácido
Fe
Zn
Mn
Mo
Nota: elaborada a partir de la metodología de IGAC 2006
Siembra y manejo agronómico del cultivo
Para esta investigación se utilizaron dos líneas de batata (Ipomoea
batatas (L) Lam.) con códigos 0113 – 661VAL (Línea 1) y 0113 – 674C0R
(Línea 2) suministradas por la Corporación Colombiana de Investigación
Agropecuaria (CORPOICA) -Turipaná (Córdoba). Se utilizó semilla asexual,
para lo cual se tomaron esquejes del tallo principal del cultivo donante, con
una longitud de 20 centímetros y 5 nódulos. Estos fueron sembrados en
pares e introducidos en el suelo hasta los dos nódulos inferiores. Las bolsas
fueron ubicadas en hileras a una distancia entre de plantas de 30 cm y 100
cm entre hileras. A los 10 días después de realizada la siembra, se hizo el
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
53
raleo, eliminando un esqueje de cada una de las unidades experimentales
en donde se dejó el esqueje con mayor prendimiento y vigor. Se hizo riego
con una lámina de agua de 300 ml diarios, valor que resulta de un ensayo
previo para llevar al suelo a la condición de capacidad de campo bajo las
condiciones de la investigación.
Manejo de arvenses, plagas y enfermedades
Este manejo se realizó mediante la eliminación manual de éstas,
en forma periódica y durante la investigación, no se presentaron brotes
significativos de plagas o enfermedades por lo que solo se aplicó el producto
comercial Cipermetrina como insecticida para el control general de insectos
en los días 18, 42 y 60 después del trasplante, a razón de 1 ml por litro de
agua, principalmente para mitigar, pequeños brotes de ortópteros en las
dos líneas de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) cultivadas. Se observó una
diversidad de insectos en su mayoría benéficos en un entorno de equilibrio
natural.
Fertilización
La fertilización utilizada en las dos líneas de batata (Ipomoea batatas
(L) Lam.) estuvo compuesta de un equivalente a 120 kg/ha de nitrógeno,
donde se utilizó como fuente Urea (46% de N), aplicada de forma
fraccionada en tres dosis a los 15, 30 y 45 días después del trasplante;
para el suministro de fósforo, se utilizó una dosis de 80 kg/ha de la fuente
DAP (18-46-0), aplicada en dos fracciones la primera en presiembra y la
segunda 30 días después de trasplante, para el caso del potasio se utilizó
como fuente KCl y su aplicación se hizo en dos fracciones: una al momento
de la siembra de los esquejes y la segunda 30 días después del trasplante.
Para el suministro de elementos menores se utilizó un fertilizante foliar
completo, con aplicaciones los días 15, 30 y 45 después de la siembra,
asperjando una solución con concentración de 1 ml L
-1.
Tratamientos empleados
Los tratamientos estuvieron en función de las dosis de potasio usando
como fuente K2O, T0: sin aplicación de potasio (K2O), T1: 50 kg ha
-1
, T2:
100 kg ha
-1
, T3: 150 kg ha
-1
, T4: 200 kg ha
-1
, T5:250 kg ha
-1
y T6: 300 kg
ha
-1
.
54
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Variables evaluadas
• Número de hojas: se realizó un conteo manual que involucraba un
consenso general de hojas al final del cultivo y se registraron sus valores
en una Tabla de Excel elaborada para su seguimiento.
• Longitud del tallo (cm): se realizó con ayuda de un flexómetro,
midiendo desde la base hasta el ápice del tallo principal al final del
cultivo en el día 120 y expresándose en centímetro.
• Diámetro del tallo (mm): Se utilizó un calibrador digital de 6 pulgadas
y su medición fue realizada en la base de tallo principal, todo el proceso
de medición fue realizado por una misma persona para reducir el error
experimental. Expresándose dicha variable en milímetros.
• Biomasa seca aérea (g): se tomaron submuestras de cada una de las
muestras de tallo y hojas, se picaron y trozaron a menos de 1 cm de
longitud, se llevarán al horno a una temperatura de 65°C, por 72 horas
hasta su secado total. Luego con la ayuda de una balanza analítica
fueron registrados sus pesos en gramos, estos pesos fueron relacionados
con el peso total de las muestras y con base en la diferencia de peso
fueron calculados los pesos totales de la materia seca para cada una
de las muestras recolectadas. Se hizo al final del ciclo vegetativo y se
expresó en gramos.
• Biomasa seca de raíces (g): se tomaron submuestras de cada una de las
muestras de las raíces al azar, se picaron y trozaron a menos de 1 cm
de longitud, se llevarán al horno a una temperatura de 65 °C, por 72
horas hasta su secado total. Luego con la ayuda de una balanza analítica
fueron registrados sus pesos en gramos, estos pesos fueron relacionados
con el peso total de las muestras y con base en la diferencia de peso,
fueron calculados los pesos totales de la materia seca para cada una
de las muestras recolectadas. Se hizo al final del ciclo vegetativo y se
expresó en g.
Descripción del suelo experimental
El suelo arrojó la información consignada en la Tabla 2, en la que
se resalta que es un suelo ácido con pH de 4.16 considerado como como
extremadamente ácido y en la que pocos cultivos podrían establecerse
sin un tratamiento químico previo y más al considerar que los valores
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
55
medios para este parámetro debería encontrarse entre los 5.8 y 7.2 para
ser ideales en el establecimiento de este cultivo. El suelo también presenta
niveles de fósforo, calcio, magnesio, potasio y sodio muy bajos por lo que
las necesidades nutricionales del cultivo no podrían ser satisfechas con
los elementos edáficos presentes. Entre otros problemas relevantes para
este suelo se encuentran: la deficiencia o valor bajo de la materia orgánica
(0,38%), en la que el aporte nutricional de esta fracción no es significativo
para el cultivo, ya que los niveles medios deberían encontrarse en el rango
del 2 al 4%.
Tabla 3.2.
Resultados del análisis fisicoquímico del suelo utilizado para la investigación.
Parámetro Unidades Valor
pH 4,16
Materia Orgánica % 0,38
Fósforo mg/kg 5,92
C.I.C cmol (+) /kg 11,00
Calcio cmol (+) /kg 1,20
Magnesio cmol (+) /kg 0,80
Potasio cmol (+) /kg 0,01
Sodio cmol (+) /kg 0,40
(Al + H) cmol (+) /kg 8,94
Textura A.F.
Arena % 82,50
Arcilla % 3,21
Limo % 14,29
Saturación de Calcio % 10,57
Saturación de Magnesio % 7,05
Saturación de Sodio % 3,52
Saturación de Aluminio % 78,77
Relación Ca/Mg Sin unidades 1,50
CE. dS/m 37,50
Salinidad %En pasta saturada 0,00
Nota: elaboración propia a partir de los resultados de análisis de suelos hechos por la
UNISUCRE.
56
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Los niveles de aluminio intercambiable (Al+H) fueron muy excesivos
con un valor de 8,94 en un parámetro en que su rango medio debería ser
menor de 1 y en los que su saturación porcentual debería ser menor al 5%,
sin embargo para este caso encontramos que la saturación de Aluminio
estuvo por encima de 78%, lo que deja al descubierto la alta toxicidad
de este elemento para el cultivo de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) y
en la que se hace necesario la utilización de enmiendas químicas para
contrarrestar sus efectos. Por último, y no menos importante, se encuentra
que la textura presente en el suelo corresponde a un suelo arenoso franco,
en el que un 82,5% de la composición corresponde arena, lo que resulta
en niveles de infiltración altos, baja retención de humedad y frecuencias de
riego mayores, condiciones que no son propicias para una región como la
sucreña en la que los periodos de lluvia se concentran en pocos meses al
año.
Diseño experimental y análisis de los datos
El ensayo se estableció bajo un diseño completamente al azar (DCA),
con dos líneas de batata, con código de manejo 0113 -661VAL (Línea 1) y
0113 – 674COR (Línea 2) ambas de pulpa de color anaranjada considerada
para este estudio por su alto nivel nutricional e interés comercial. El
experimento constó de 7 tratamientos y 3 repeticiones, para un total de
21 unidades experimentales con 5 sitios de siembra (bolsas de vivero)
por cada línea de batata a estudiar, es decir, se tuvo un factorial 2 x 7
con 3 repeticiones y 5 sitios de siembra para un total de 210 unidades
experimentales.
Las unidades experimentales se establecieron en bolsas de vivero
calibre 5 con capacidad para contener 10 kg de suelo, bajo cubierta plástica
en condiciones semiprotegidas. Las unidades experimentales fueron
alejadas del suelo a una altura de 1 m, para evitar el contacto de la raíz con
un suelo distinto al suelo de ensayo. La toma de datos se registró en tablas
de Excel diseñadas para recolección de estos en campo.
En el análisis de los datos se verificó la normalidad de estos con
la prueba de Shapiro Wilks, se realizó análisis de varianza mediante el
programa SAS 9.2, los promedios se graficaron utilizando el programa de
Excel, las funciones dadas para las curvas fueron derivadas para determinar
el punto óptimo de los tratamientos y se utilizó la prueba de Tukey para
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
57
aquellas variables que presentaron efecto simple, con una probabilidad
estadística significativa del 5 %.
Resultados y discusión
Número de hojas (NH):
Según el análisis de varianza (Tabla 3.3), se evidencia diferencias
estadísticas altamente significativas (p<0.01) para las líneas de batata (A)
(Ipomoea batatas (L) Lam.), al igual que para el factor dosis de potasio (B) y
la interacción de ambos factores (A x B). El ajuste del modelo es bueno a un
nivel de significancia del 1% y el R² = 0,98 está cercano a 1, lo que sugiere
que el 98% de la variabilidad de los datos es explicado por el modelo. El
coeficiente de variación (CV) fue de 8.24% lo que brinda confiabilidad en
los resultados presentados. En cuanto al comportamiento gráfico de los
datos se puede evidenciar que existe un ajuste tanto lineal como cuadrático
para el modelamiento de la tendencia en estas dos funciones.
La Tabla 3.4 muestra que la línea 2 presentó bajo todos los tratamientos
un mayor número de hojas (167 hojas) promedio, superando a la Línea
1 con 69 hojas. Las diferencias obtenidas para la variable número de
hojas, entre las líneas estudiadas, posiblemente estuvieron dominadas por
aspectos de índole genético, más que por los tratamientos aplicados. Esto
en consideración a los resultados expuesto por Raudez y Poveda (2004) que
después de caracterizar y evaluar preliminarmente seis genotipos de batata
(Ipomoea batatas (L) Lam.) bajo diferentes dosis de fertilizantes orgánicos
e inorgánicos llegaron a encontrar que existía diferencia significativa entre
los genotipos para la mayoría de las variables fisiológicas evaluadas, por
ser estar inherentes a las características genéticas de cada material en
estudiado. Por lo que los resultados encontrados en este ensayo ratificarían
que las características intrínsecas de cada línea de batata jugaron un papel
importante en las diferencias encontradas entre las mimas.
58
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Tabla 3.3.
Análisis de variancia para las variables fisiológicas en las líneas de batata
(Ipomoea batatas (L) Lam.) en la que se puede apreciar los cuadrados medios
para mostrar su significancia estadística.
Fuente de
variación
GL N. H L. T D. T BSA BSR
Modelo 13 11386,6** 24326,4** 24326** 393,9** 220,3**
Líneas
Batata (A)
1 99669,4** 308040,2** 308040** 48,3ns 636,8**
Dosis de K
(B)
6 6462,9** 736,8** 736,8** 772,4** 271,2**
Interacción
(A x B)
6 1596,5** 630,4** 630,4** 73,0** 99,9**
Lineal 1 8330,2** 671,6ns 671,6ns 1147,6** 1,9ns
Cuadrática 1 14304,0** 77,0ns 77,0ns 3290,8** 207,4ns
Error 28 94,6 145,9 145,9 11,8 8,5
C.V 8,24 5,94 5,94 7,82 11,04
R² 0,98 0,99 0,99 0,94 0,93
* Significativo (α =0,05) ----** Altamente Significativo (α =0,01) ---NS no significativo.
Se observa claramente (Figura 3.1) la relación que existente entre
la variable número de hojas y las dosis de potasio aplicadas a las líneas
de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.), en la que el aumento en el número
de hojas está dado por una parábola de apertura negativa y al realizar la
optimización de las funciones cuadráticas, los puntos sobre las curvas
donde se presentaría la mayor respuesta de la variable número de hojas,
corresponderían a una dosis aproximada de 181 kg ha
-1
de potasio para
la línea 2, con un promedio de 202 hojas y 182,5 kg ha
-1
de potasio para
la línea 1, para un número aproximado de 80 hojas. A partir de allí las
aplicaciones potásicas muestran efectos negativos sobre el aumento de la
variable.
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
59
Tabla 3.4.
Las variables fisiológicas de las dos líneas de batata (Ipomoea batatas (L)
Lam.) a los 120 días de finalizado el cultivo y la respectiva comparación de
medias con un nivel de significancia del 5% (α =0,05).
Fuentes de
variación
N. H
(u)
L. T
(cm)
D. T
(mm)
BSA
(g)
BSR (g)
Línea 2 167ª
288,
91ª
8,63b
40,
50a
39,73b
Línea 1 69b
117,
63b
10,
92a
44,
90a
46, 19ª
Nota: medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05).
Al mirar el ajuste de las curvas y los datos obtenidos se aprecia, que
solo el 56.52% de la variabilidad de estas en la línea 2 es explicado por
la ecuación, mientras que la línea 1 presentó un mayor ajuste en la curva
con un 63,57%, lo que podría ser explicado por el hecho de los elementos
nutricionales no actúan por separado y su respuesta individual se reflejaría
con ímpetu en algunas partes fisiológicas de la planta más que en otras. Por
lo general los bajos niveles de nitrógeno reducen el crecimiento vegetativo,
particularmente de hojas, más que el reproductivo. Un bajo suministro de
potasio reduce el crecimiento de las plantas y el establecimiento de los
frutos, la deficiencia de fósforo puede reducir el crecimiento reproductivo
(Clozza, 2010). Por lo que, el potasio por sí solo no explicaría en su totalidad
el comportamiento de la variable, debido a que cada elemento nutricional
cumple con unas funciones específicas dentro de cada componente
fisiológico y tiene la particularidad de almacenarse en donde sea necesitado
por la planta dependiendo de los procesos fisiológicos, condiciones
ambientales o fase vegetativa.
60
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Figura 3.1. Tendencia en el variable número de hojas en las dos líneas de batata
(Ipomoea batatas (L) Lam. en relación con la dosis de potasio aplicada bajo las
condiciones climáticas del municipio de Sincelejo.
Longitud de tallo (LT):
Para la variable longitud de tallo la ANAVA presentada en la Tabla 3.3
muestra que existe una concordancia entre el modelo aplicado y la variable
estudiada a un nivel de significancia del 1%, al igual que para el factor A
(líneas de batata), el factor B (dosis de potasio) y la interacción de éstos (A x
B). Por otro lado, el comportamiento de los datos de la variable longitud de
tallo, no presentan una tendencia lineal o cuadrática, por lo que estas dos
funciones matemáticas no explican por si solas la tendencia de la variable.
El ajuste del modelo es bueno ya que se puede apreciar un R² del 99% y
el coeficiente de variación (CV) de 11,92 % por lo que brinda una mayor
confiabilidad en los resultados obtenidos.
La prueba de medias realizada a la variable longitud de tallo (Tabla
3.4) confirma lo descrito en la ANAVA anterior, en cuanto a la diferencia
estadística significativa de las dos líneas de batata (Ipomoea batatas
(L) Lam.) por lo que sus longitudes son estadísticamente diferentes.
Mostrándose que la línea 2 alcanzó una mayor longitud promedio con
288,91 cm, mientras que la línea 1 solo alcanzó los 117,63 cm para el
mismo periodo de crecimiento y desarrollo. Los resultados encontrados
indican que las diferencia mostradas por las líneas en cuanto a su longitud
de tallo son debidas a las condiciones genéticas de cada material, lo que
estaría en concordancia con lo expuesto por Consumano y Zamudio (2013),
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
61
quienes afirman que el tallo puede presentar diferentes dimensiones de
longitud o grosor de acuerdo con la variedad. Esto también coincide con las
características morfológicas descritas por INFOAGRO (2018) que establece
que las longitudes en la batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) pueden ir desde
los 10 cm hasta los 6 metros dependiendo de la variedad.
En cuanto a la influencia de la dosis de potasio y la longitud de tallo
de las líneas de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) (Figura 3.2), se observa
que no existió una tendencia marcada entre los tratamientos aplicados y
la variable medida, que a pesar de que la estadística muestra diferencia
significativa en al menos un tratamiento de la Línea 2, el consenso general
entre las líneas sugiere que no existió efecto visible de las dosis potásicas
sobre la longitud del tallo, posiblemente se debió a que el potasio no es un
elemento que se almacena en los tejidos de las plantas, como si lo hace otros
elementos. Los resultados obtenidos no siguen del todo los lineamientos
o afirmaciones realizadas por Rodríguez (1992) quien considera que la
abundancia de potasio se manifiesta en mayor crecimiento y vigor, buen
desarrollo de flores, frutos y semillas, resistencia al frio y enfermedades
criptogámicas y aumento en la calidad de fruto. Ya que el potasio es un
elemento funcional dentro de los tejidos vegetales pues es el responsable de
la síntesis de azúcar y almidón, traslado de las azucares, síntesis de proteína
e interviene en la estimulación enzimática.
Figura 3.2. Comportamiento en la variable longitud del tallo de las dos líneas de
batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) en relación con la dosis de potasio aplicada bajo las
condiciones climáticas del municipio de Sincelejo.
Nota. Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0,05).
62
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores podríamos sugerir
que la utilización de potasio por parte de las líneas de batata, estimula los
procesos de funcionamiento vegetativo. Lo anterior, podría explicar de cierta
manera el comportamiento de potasio dentro de la variable, al sugerir que
el cultivar toma cierta cantidad del elemento para sus procesos funcionales
y que bajo las mismas condiciones edafoclimáticas del experimento estas
cantidades son indiferentes de la oferta edáfica. Lo que estaría acorde a
lo expuesto por Solís (2016) quien afirma que, el potasio a diferencia de
otros elementos no forma parte de los componentes de la planta y que sus
funciones son más bien de naturaleza catalítica.
Diámetro del tallo (DT):
El análisis de varianza realizado para la variable diámetro de tallo
de las líneas de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) dejan ver claramente
que existe una correlación positiva entre la variable y el modelo escogido
para su análisis, que existe diferencia altamente significativa entre las
líneas (Factor A), las dosis de potasio (Factor B) y la interacción de los
factores (A x B). El comportamiento del diámetro del tallo al igual que
la longitud antes descrita no presentó una tendencia lineal o cuadrática,
puesto que estas fueron estadísticamente no significativas, por lo que se
podría sugerir que la variación en los datos no es explicada por estos dos
modelos matemáticos. El ajuste del modelo es bueno porque se aprecia
un R² del 99% y un coeficiente de variación (CV) de 5,94% lo que brinda
mayor confiabilidad en los resultados obtenidos (Tabla 3.3).
Al igual que las variables fisiológicas anteriores en la Tabla 3.4 se
reafirma la existencia de diferencia estadísticamente significativa entre las
líneas, evidenciándose que la línea 1 presentó mayor diámetro con 10,92
mm y la línea 2 un diámetro inferior con 8,63 milímetros.
En relación con la variable diámetro de tallo y las dosis de potasio
aplicadas, la figura 3.3 muestra que para la Línea 1 a pesar de que hubo
diferencia estadísticamente significativa en al menos una de las dosis de
potasio no se encuentra una tendencia marcada en la aplicación potásica,
sin embargo, todas mostraron una tendencia de respuesta positiva a la
aplicación de K en relación con el testigo, lo que sugiere que existe respuesta
de la variable a la fertilización con este elemento. En el caso de la línea 2 no
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
63
se presentó diferencia estadísticamente significativa en la aplicación o no de
potasio para la variable en mención.
Figura 3. Comportamiento del diámetro de tallo de las dos líneas de batata
(Ipomoea batatas (L) Lam.) en relación con la dosis de Potasio aplicada bajo las
condiciones climáticas del municipio de Sincelejo (Fuente: Elaboración propia).
Los resultados obtenidos sugieren que a pesar de que no se puede
concluir cual fue la mejor dosis de potasio para el diámetro del tallo, la
fertilización potásica si mostró respuesta sobre la variable pues las medias
de los tratamientos estuvieron por encima del testigo. Por su parte las
diferencias visibles entre los diámetros de las líneas fueron dominados por
las características genéticas propias de cada cultivar.
Biomasa seca aérea (BSA):
Los resultados estadísticos para la variable biomasa seca de la parte
aérea en las dos líneas de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) deja apreciar
que a pesar de que existen diferencias fisiológicas entre las líneas, no se
encontró diferencia estadística significativa para la acumulación de biomasa
seca en la parte aérea de las mismas, la intersección de los factores presenta
alta significancia estadística, así como un efecto altamente significativo
en la fuente de variación dosis de potasio. El modelo empleado tiene alta
significancia estadística con un R² = 94% y coeficiente de variación (CV) que
no supera al 8% lo cual es bueno para la confiabilidad de datos obtenidos.
64
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
Por otra parte, se encontró alta significancia estadística en el modelamiento
de los datos a través de una ecuación lineal o cuadrática (Tabla 3.3).
La Tabla 3.4 muestra los resultados de la prueba de medias de Tukey
para la variable biomasa seca parte aérea y ratifica lo expuesto por la ANAVA
anterior donde no se encontró diferencia significativa en la acumulación de
biomasa seca en la parte aérea de las dos líneas de batata (Ipomoea batatas
(L) Lam.). La línea 1 mostró una mejor media con 44,93 g acumulados,
por su parte la Línea 2 tuvo una acumulación de 40,5 g. Por lo que a pesar
de que la Línea 2 presentó mayor crecimiento en dimensiones de hojas y
tallos, su acumulación de biomasa seca en el follaje fue estadísticamente
igual a la Línea 1.
Figura 4. Tendencia en la variable biomasa seca aérea de las dos líneas de batata
(Ipomoea batatas (L) Lam.) en relación con la dosis de Potasio aplicada bajo las
condiciones climáticas del municipio de Sincelejo (Fuente: Elaboración propia).
La biomasa seca de la parte aérea con respecto a la dosis de potasio
aplicada fue descrita en su mayor ajuste como una parábola de apertura
negativa (Figura 4), en donde la mayor acumulación de biomasa seca
calculada en la curva es la producida al aplicar una dosis de 165 kg/ha
de potasio para una acumulación de 52,18 g. Por lo tanto, la aplicación
de dosis mayores de potasio posiblemente mostraría efectos negativos en
el incremento de la biomasa seca de la parte área de las líneas de batata
(Ipomoea batatas (L) Lam.) estudiadas.
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
65
Biomasa seca de raíces (BSR):
En el análisis estadístico de la variable BSR se encuentra que
existe significancia estadística al 1% sobre el modelo, que el 92% de la
variabilidad de los datos es explicada por él mismo y que su coeficiente de
variación (CV) es del 7% lo cual está dentro de los parámetros aceptables
de confiabilidad de los datos. En la Tabla 3 también se puede evidenciar
que existe diferencia estadística significativa en las fuentes de variación
Líneas (Factor A), dosis de potasio (Factor B) y su interacción de factores
(A x B) al nivel de significancia del 1%. Por otro lado, la acumulación de
biomasa seca en la raíz no mostró un comportamiento lineal o cuadrático
al no presentar significancia estadística para su modelamiento a través de
estas dos funciones.
Los resultados de la prueba de medias de Tukey para la acumulación
de biomasa seca en la raíz (Tabla 4) establece que existe diferencia estadística
significativa entre las líneas de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) en donde
la Línea 1 presentó la mayor acumulación de biomasa seca en la raíz con
un promedio con 46,19 g, mientras que la acumulación en la línea 2 fue
de 39,73 g.
Figura 5. Comportamiento de la biomasa seca de raíces de las dos líneas de
batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) en relación con la dosis de Potasio aplicada
bajo las condiciones climáticas del municipio de Sincelejo (Fuente: Elaboración
propia).
En cuanto a la relación de la variable con la aplicación de potasio,
los resultados no fueron concluyentes solo se encontró diferencia
66
Determinación del efecto de las aplicaciones potásicas en los componentes fisiológicos
de dos líneas de batata (ipomoea batatas (l) lam.) En un suelo ácido del departamento de
Sucre
estadísticamente significativa con mejor media en la dosis equivalente a 250
kg ha
-1
de potasio para la Línea 1, mientras que los resultados encontrados
para la Línea 2 no sigue una tendencia marcada, siendo la no aplicación
potásica el mejor tratamiento. Por lo visto la figura 3.5, no parece haber
respuesta marcada de la variable biomasa seca de las raíces en las líneas
de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) con respecto a las aplicaciones de
potasio.
Conclusiones
El número de hojas en el cultivo de batata en condiciones climáticas
del municipio de Sincelejo (Sucre), es proporcional a la cantidad de potasio
aplicado en los planes de fertilización, cuando éstos no superan los 180
kg ha
-1
. Las variables longitud y diámetro de tallo no respondieron a la
fertilización potásica, pero ésta si influyó en el crecimiento de la planta.
Aunque las dos líneas de batata (Ipomoea batatas (L) Lam.) son
diferentes filológicamente, existió igualdad estadística en la acumulación
de biomasa seca en la parte aérea y diferencia de esta en las raíces. Sin
embargo, a pesar de que se puede corroborar un efecto de K+ en las
variables no fue posible definir una tendencia de éstas, bajo las condiciones
del experimento.
Recomendaciones
Se hace necesario corroborar los hallazgos de esta investigación bajo
las condiciones menos controladas de campo para establecer cómo influyen
las condiciones edafoclimáticas sobre los resultados antes expuestos. Se
debería seguir estableciendo este tipo de experimento con otras variedades
de batata (Ipomoea batatas (L) Lam) presente el departamento de Sucre
para estimar el comportamiento de éstas a diferentes niveles de fertilización.
Es claro que esta investigación muestra la tendencia de las variables
fisiológicas en la relación con las aplicaciones potásicas, sin embargo, es
necesario que se establezca no solo la dosis óptima de potasio para las
diferentes condiciones edafoclimáticas del departamento de Sucre, sino
también las mejores relaciones entre los elementos primarios nitrógeno,
fósforo y potasio (NPK).
James Daniel Caro Peñafiel, Luis Fernando Acosta Pérez y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
67
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CAPÍTULO 4
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis,
rendimiento y producción de materia seca en
el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
Saula Salcedo
1
, Alfredo Jarma Orozco
2
, Elvia Amparo Rosero Alpala
3
y
Lainer Narváez Quiroz
4
1 Magister en Ciencias Agronomicas. Saula.salcedo@gmail.com
2 Ph.D. fisiología de Cultivos. Afiliado a la Universidad de Córdoba. ajarma24@
yahoo.com
3 Ph.D. Fisiologia y anatomía vegetal. Corporacion colombiana de investigacion
agropecuaria – Agrosavia. erosero@corpoica.org.co
4 Magíster en Ciencias Agronómicas. Lainer.narvaez@gmail.com
73
Introducción
La fotosíntesis, del griego antiguo ρωτο (foto) “luz” y σύυθεσϛ
(síntesis) “unión” es un proceso mediante el cual las plantas, algas y algunas
bacterias captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia
inorgánica de su medio externo en materia orgánica que utilizarán para su
crecimiento y desarrollo (Taiz y Zeiger, 2006).
La literatura describe ampliamente la respuesta de estrés por sequía
y a la salinidad del suelo a través del efecto sobre el intercambio gaseoso,
mientras que hay pocos informes en la literatura científica disponible
sobre la relación entre el estado nutricional del suelo y la intensidad de
la fotosíntesis y la transpiración de la planta de patata. Según Kolbe y
Beckmann (1997), las concentraciones de nitrógeno, potasio y fósforo en
las plantas disminuyen a medida que estas siguen su crecimiento, mientras
que aumenta la concentración de magnesio y manganeso. Según muchos
autores, nitrógeno, potasio, magnesio, manganeso y boro tienen un efecto
sobre los procesos de la fotosíntesis y la transpiración (Penston de 2006,
Verbruggen y Hermans 2013).
Las plantas como productores primarios en la cadena trófica, debido
a que ellas son capaces de atrapar esa energía lumínica y convertirla
en energía química. Parte de esta energía es utilizada en la absorción
de nutrientes necesarios para el funcionamiento del sistema y para la
producción de moléculas con grandes cantidades de enlace de carbono
que son almacenadas. Cuando se habla de crecimiento, es para referirse
al incremento irreversible de materia seca o volumen, también se habla de
cambios en el tamaño y forma, todo esto sucede en función del genotipo
y de las condiciones ambientales. El desarrollo está compuesto por esos
eventos en las plantas que causan un cambio cualitativo en su forma y sus
funciones, y por supuesto en la formación del producto (Krug, 1997).
La batata es uno de los cultivos alimenticios más importantes,
versátiles y sub explotados en el mundo, con una producción anual de
105 millones de toneladas. El cultivo de la batata se reporta con gran
74
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
importancia en la producción mundial dealimentos, después del arroz,
trigo, maíz y yuca. EnColombia, la región Caribe es el principal productor
de batata, especialmente en los departamentos de Guajira, Sucre, Cesar,
Bolívar y Córdoba; para el departamento de Sucre desde el 2008 se muestra
una disminución en el área sembrada de batata, para este año se registraron
25 ha y para el 2013 se redujo más del 50%, lo que trajo consigo una
disminución en la producción y en los rendimientos de los cultivos que
están alrededor de 10 t/ha (Agronet, 2015).
El rendimiento y sus componentes asociados con el resultado al final de
un ciclo del cultivo, son consecuencia de las interacciones que se producen
durante todo el desarrollo de la planta entre el genotipo, las condiciones
ambientales y manejo del suelo. Mukhtar et al., en el 2010 encontró que
diferentes variedades de batata presentaron diferencias significativas en el
rendimiento total y comercial, así como en el contenido de materia seca, lo
que refleja composición genética diferente de cada variedad.
Puede resultar útil analizar el rendimiento en términos de materia
seca de los órganos cosechados por unidad de superficie del cultivo, pero
se deja a un lado la calidad del producto cosechado (Hall, 1979). Para
el caso de la batata de los componentes de rendimiento, el peso de raíz
comercializable representa la fracción que genera los ingresos para el
productor en el mercado (Njoku 2006). Otras características, que tienen en
cuenta los consumidores, son forma, color de piel, apariencia, sabor y valor
nutricional (Leksrisompong et ál. 2012).
La distribución de la materia seca entre varias partes de la planta se ha
descrito como un equilibrio funcional (Brouwer, 1962) o como funciones
de distribución dependientes del tiempo o estado de desarrollo (Heuvelink
y Marcelis, 1989); esto ha facilitado predecir de manera razonable la
producción de materia seca a lo largo del ciclo de crecimiento en cultivos de
crecimiento determinado. La acumulación de materia seca es comúnmente
usada como parámetro para caracterizar el crecimiento, porque usualmente
tiene un gran significado económico. La producción de asimilados por
las hojas (fuente) y el punto hasta el cual pueden ser acumulados por el
vertedero que representan los órganos que son cosechados, influencia de
manera significativa el rendimiento del cultivo (Tekalign y Hammes, 2005).
Un estudio del patrón de distribución de materia seca entre los órganos
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y
Lainer Narváez Quiroz
75
de la planta, es importante para la evaluación de la tasa de crecimiento, la
productividad y el nivel de rendimiento del cultivo (Nganga, 1982).
La poca información acerca de estos procesos tan importantes en el
crecimiento y desarrollo del cultivo de batata, permitió que se llevara a cabo
la ejecución de este ensayo, cuyo objeto fue evaluar el efecto de diferentes
dosis y tipos de fertilizantes en el intercambio gaseoso, producción de
materia seca y rendimiento.
Materiales y métodos
La investigación se llevó a cabo en el departamento de Sucre, el
municipio de Corozal, corregimiento Las Tinas ubicadas a 9°18’ 00,57”
de longitud norte y 75°18’ 38,44” de latitud oeste, zona que posee las
condiciones ambientales de bosque seco tropical, con precipitaciones de
900 a 1200 mm anuales, humedad relativa del 78% y suelos como se
detallan en la Tabla 4.1.
Tabla 4.1.
Propiedades físico-químicas de suelo del ensayo.
Propiedad unidad Valor Propiedad Unidad Valor
PH 1:1, P/V 6,54 Ca
Cmol
kg
-1
17,8
MO (%) % 1.01 Mg
Cmol
kg
-1
5
C.I.C
Cmol
Kg
-1
23 Na
Cmol
kg
-1
0,04
Textura
---------
----
Franco arcillo-
arenoso
Cu mg kg
-1
0,4
DA (g cm-3) 1,78 Fe mg kg
-1
14,3
P mg kg
-1
4,9 Zn mg kg
-1
0,6
S mg kg
-1
2,5 Mn mg kg
-1
30,9
K
Cmol
kg
-1
0,17 B mg kg
-1
0,22
Nota: elaboración propia
76
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
El suelo fue mecanizado con un pase de arado de disco, dos pases
de rastrillo y aporcado del terreno a un metro de distancia, labranza
convencional utilizada por los productores de la región. Se utilizó un
diseño de bloques completos al azar, con siete tratamientos (Tabla 4.2) y
cuatro repeticiones; se sembraron plantas de batata variedad exportación a
una distancia de 1 m x 0.3 m. El tamaño de la unidad experimental fue de
4,2 m
2
, conformada por 24 plantas. La investigación se llevó a cabo en un
área total de 117,6 m2.
Tabla 4.2.
Tratamientos aplicados en este ensayo
TRATAMIENTO DESCRIPCIÓN
1 Testigo (nutrientes aportados por el suelo)
2 100 % de los requerimientos nutricionales
(RN) suministrado con biopolímeros
(RNB)
3 70% RNB
4 130% RNB
5 100 % de los RN suministrado con
fertilizante químico (RNQ)
6 70% RNQ
7 130% RNQ
Nota: elaboración propia
Los niveles de los elementos fueron seleccionados con base en los
reportes para la especie de diversos autores: nitrógeno 183 kg/ha (Pereira,
2014), fósforo 231 kg ha
-1
(Oliveira, 2008) y potasio 225 kg ha
-1
(Echer,
2009). Para los tratamientos con fertilizante químico convencional las dosis
se manejaron con la mezcla de urea, triple 15 y cloruro de potasio KCl, el
biopolímero utilizado fue Basacote plus 9M
El comportamiento fotosintético del dosel de las plantas de batata
fue determinado con el sistema de intercambio gaseoso (IRGA MODELO
GFS 3000) a radiaciones de 800 µmol fotones m
-2
s
-1
y concentraciones de
CO
2
cercanas a 400 ppm. Para lograr lo anterior, en cada parcela útil se
seleccionaron tres individuos tiqueteados al azar, en los que se seleccionó
una de las hojas en buen estado sanitario y con crecimiento común. La
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y
Lainer Narváez Quiroz
77
cámara foliar se ubicó cerca al ápice de la lámina, y el sensor de quantum
quedo perpendicular a la radiación solar incidente. Con la información
proporcionada por el IRGA se calculó la tasa de fotosíntesis neta, tasa de
transpiración, conductancia estomática, y déficit de presión de vapor. Las
mediciones se realizaron mensualmente.
Para determinar los componentes de rendimiento en el cultivo de
batata se registraron el número de raíces tuberosas por planta, peso de
raíces tuberosas por planta, rendimiento, peso seco de raíces tuberosas y
número de raíces tuberosas comerciales; este último se definió como el
número de raíces con diámetro mayor de 4 cm o con un peso mayor de
80g.
Para la determinación de la acumulación y distribución de masa seca
se realizó la recolección de datos de forma aleatoria en el cultivo de batata
cada 15 días, tomando tres plantas completas por cada repetición. Con la
ayuda de una balanza electrónica de precisión se determinó el peso fresco
de la planta separada en hojas, tallos y raíces, después se determinó el peso
seco, colocando las muestras en estufa de secado a una temperatura de
65°C hasta obtener peso constante.
La información fue analizada a través de un análisis de varianza, para
detectar las diferencias entre tratamientos y a través de contrates ortogonales
para comparar las respuestas por grupo de tratamientos, también se
realizaron pruebas de correlaciones para los diferentes componentes de
rendimiento para un α=0.05 de acuerdo al test protegido de DMS; se utilizó
una versión del programa SAS System 9.1.
Resultados y discusión
Los tratamientos de fertilización no ejercieron un efecto significativo
en las variables fotosíntesis neta (Pn), transpiración (E), conductancia
estomática (Gs) y déficit de presión de vapor (DPV) en las diferentes fechas
de muestreo (Tabla 4.3) resultados que concuerdan con los obtenidos por
Bogucka & Cwalina (2016) quienes estudiaron la aplicación de fertilizante
en el cultivo de papa y no encontraron diferencias significativas en el efecto
de las tasas y métodos de fertilización sobre la transpiración y las tasas de
fotosíntesis.
78
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
Figura 4.1. Intercambio gaseoso mensual vs. condiciones ambientales (precipitación) en el
cultivo de batata.
Nota. Pn: Fotosíntesis neta (μmol CO
2·
m
-2·
s
-1
); Gs: conductancia estomática (mol H
2
O
m
2
s
-1
); E: transpiración (µmol H
2O
m
-2
s
-1
); DPV: déficit de presión de vapor (kPa) y
precipitación (mm).
El comportamiento de la Pn guarda relación con el volumen de las
precipitaciones, a los 30 días cuando las precipitaciones alcanzan el máximo
valor durante toda la duración del ensayo (245 mm), la fotosíntesis también
presenta valores considerablemente altos; pero, a los 60 y 90 la fotosíntesis
disminuye su valor en un 54% aproximadamente y luego alcanza valores
hasta los 6,78 μmol CO
2·
m
-2·
s
-1
. Lo anterior, se puede deber al estado de
estrés por sequía en que se encuentra la planta de batata; informes han
indicado que el déficit de humedad en el suelo limita la fotosíntesis de
la hoja a través del cierre estomático y el deterioro metabólico (Lawlor y
Cornic, 2002; Lawson et al., 2003 y Farooq et al., 2009), para los 120
días después del prendimiento, la Pn muestra un aumento considerable,
aun con lluvias menores a las reportadas a los 30 DDP (Figura 4.1). Una
interpretación posible de esta respuesta es que el incremento de humedad
haya representado un exceso para las plantas, pues habían sido mantenidas
previamente con menos humedad (Ruiz et al., 2007), puede ser una
respuesta fisiológica de la planta, causada por el estrés al que fue sometida
causando en ella el aumento de energía necesaria para el crecimiento y la
producción máxima (Lawlor y Cornic, 2002; Kulkarni y Phalke, 2009). El
índice del área foliar de la batata aumenta con el aumento del contenido
de humedad del suelo al agregar más capacidad de fuente. La conductancia
estomática tiene un fuerte impacto en la tasa de fotosíntesis de las hojas, en
particular bajo condiciones de estrés por sequía (Cornic y Fresneau, 2002).
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y
Lainer Narváez Quiroz
79
El déficit de presión de vapor influencia en gran medida la apertura
estomática y en consecuencia la transpiración (Solarte et al. 2010). Para
este ensayo los valores fueron relativamente constantes durante la época de
sequía (60-90 DDP) la razón de esto pudo ser las pocas fluctuaciones de las
condiciones ambientales tales como la humedad relativa y la temperatura,
el hecho que no se observe una relación entre el comportamiento de Gs y el
DPV, puede deberse a que el comportamiento de la Gs fue determinadamente
afectado por el estado hídrico de las hojas (Martínez y Moreno, 1992).
Tabla 4.3.
Análisis de varianza y de contrastes ortogonales para las variables de intercambio
gaseoso medidas mensualmente en el cultivo de batata.
PN E
DDP
30 60 90 120 30 60 90 120
CV
6,09 20,99 19,09 9,95 42,84 21,14 14,87 23,45
CONTRASTE
C1
9,37
ns
15,89
ns
5,11
ns
-15,97
ns
-1,98
ns
1,04
ns
0,94
ns
-0,85
ns
MEDIA
30,20 16,37 6,78 36,39 1,28 3,48 1,05 1,86
Gs DPV
DDP
30 60 90 120 30 60 90 120
CV
14,94 21,54 13,38 12,47 7,67 12,23 14,08 12,37
CONTRASTE
C1
-20,44
ns
86,00
ns
34,01
ns
-93,0
ns
0,30
ns
-1,75
ns
0,49
ns
-0,20
ns
MEDIA
60,92 171,21 50,45 128,78 1,41 2,27 2,15 1,64
*significancia (p˂0,05); **altamente significativo (p˂0,001) ns: indica no significancia
(p˂0,05); CV: coeficiente de variación; C1: Testigo vs resto (T1 vs T2 T3 T4 T5 T6
T7). T1= Testigo (nutrientes aportados por el suelo); T2=100 % de los requerimientos
nutricionales (RN) suministrado con biopolímeros (RNB); T3=70% RNB; T4=130%
RNB; T5=100 % de los RN suministrado con fertilizante químico (RNQ); T6= 70% RNQ
Y T7=130% RNQ; Pn: Fotosíntesis neta (μmol CO
2
·m
-2
·s
-1
); Gs: conductancia estomática
(mol H
2
O m2 s
-1
); E: transpiración (µmol H
2
O m
-2
s
-1
); DPV: déficit de presión de vapor
(kPa).
Nota: cálculos del estudio
A los 60 DDP, las plantas de batata presentan los valores más altos de
transpiración. El hecho de que estos valores sean tan altos puede deberse
a que las plantas experimentan estrés por sequía tal como lo manifiesta
Reddy et al., (2004) o puede ser que las altas precipitaciones que precedían
la medición de ésta, pueden haber contribuido a lograr este valor tan
80
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
elevado de acuerdo a lo reportado por Bogucka & Cwalina (2016). Para
las 90 DDP las precipitaciones disminuyeron y con ello la humedad del
suelo y se presentó una reducción en la transpiración, lo cual puede ser
una respuesta de las plantas para prevenir la deshidratación del tejido de la
hoja, entonces la planta puede disminuir el área foliar (Liu y Stützel, 2002),
u otra manera factible es la reducción de la conductancia estomática (Liu y
Stützel, 2004). Lo anterior, coincide con la disminución de la Gs a los 90
DDP (Figura 3.1).
A los 120 DDP la E y Gs aumentan linealmente con el aumento de los
niveles de humedad del suelo (figura 4.1), porque tanto el crecimiento de
la planta como la transpiración son procesos dependientes de la turgencia
y estos procesos están influenciados por el contenido de agua del suelo,
directa o indirectamente (Kirnak et al., 2001).
En la Tabla 4.4 se observa que para la variable materia seca en hojas el
análisis estadístico mostró diferencias significativas solo para los muestreos
realizados a los 45 y 60 DDP. Cuando se analizan los contrastes a los 45
DDP se observó un efecto favorable de los tratamientos con fertilizantes
químicos convencionales mientras que a los 60 días el efecto es solo de las
dosis altas de los fertilizantes químicos convencionales (T5 y T7); el efecto
de los fertilizantes recubiertos con biopolímeros no arroja diferencias,
esto puede deberse a la necesidad de condiciones hídricas favorables para
mejorar la eficiencia de éstos en la liberación de nutrientes.
La materia seca de hojas aumenta exponencialmente a medida que
las plantas van envejeciendo. A los 60 DDP las plantan tienen la mayor
producción de materia seca en hojas, para el siguiente muestreo a los
75 DDP se observó una marcada reducción en la biomasa de las hojas
aproximadamente en un 60%. El crecimiento y la tasa de expansión foliar
son los primeros afectados al comienzo del estrés hídrico del suelo (Kirnak
et al., 2001). En consecuencia, el déficit de humedad del suelo reduce
crecimiento de hojas, (Liu y Stützel, 2004) y los resultados del presente
trabajo corroboran estos hallazgos (Tabla 4.4).
Según Handayani (1992) la producción de materia seca depende de
procesos como la fotosíntesis si se analizan estos dos resultados se puede
ver como para los 90 DDP la fotosíntesis disminuye igual que la producción
de materia seca en hojas, pero para los 120 DDP aunque el valor de la
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y
Lainer Narváez Quiroz
81
fotosíntesis aumenta la producción de MSH no lo hace, esto puede ser
debido a la etapa de senescencia en la que se encontraba el cultivo o al
déficit de agua, ya que el estrés reduce predominantemente el crecimiento
de la hoja, lo que resulta en menos área foliar en muchas especies de cultivos
(Farooq et al., 2009).
El análisis de materia seca en tallo (MST) desde los 90 DDP hasta
los 120 DDP muestra efecto significativo para los contrastes uno y dos,
resultando favorable para la producción de materia seca de tallos la
aplicación de fertilizantes químicos. Para los primeros cuatro muestreos
el aumento de la MST es considerable, pero para las últimas cuatro épocas
de muestreo, este aumento es constante (Tabla 4.4). Rulina (2002) expresó
que el peso de los tallos secos refleja el estado nutricional de la planta y
varían según la velocidad de la fotosíntesis y la respiración plantas.
Para la variable materia seca de raíces tuberosas (MSR), el análisis de
varianza arrojó significancias para los contrastes desde los 60 DDP hasta los
120 DDP, favoreciendo la aplicación de fertilizante químico convencional
en cualquiera de las dosis, excepto para el muestreo de los 75 DDP, donde
resultó que el tratamiento 5 (100 % de los RN suministrado con fertilizante
químico), permitió un mejor efecto en la producción de materia seca. A los
60 DDP se produce la mayor cantidad de MSH (43,56 g) y disminuye hasta
los 120 DDP en un 27% aproximadamente, la materia seca en raíz (MSR)
a los 60 DDP presenta un aumento considerable y continua así hasta los
120 DDP, (Finn y Brun, 1980; Kirnak et al., 2001; Liu y Stützel, 2004 y
Gajanayake et al., 2014), concuerdan que las plantas sometidas a periodos
de sequía muestran un aumento de la relación raíz y brote, la producción
de materia seca en hojas disminuye pero el crecimiento de raíces es menos
afectado por la translocación y acumulación de nutrientes.
Cuando se realiza la distribución porcentual de materia seca en hojas,
tallos y raíces para los diferentes tipos de fertilizantes utilizados se puede
observar que en las tres figuras a los 60 DDP el porcentaje de MSR aumenta
y sigue aumentando hasta los 120 DDP, pero que al final los tratamientos
con fertilizantes químico convencional logran un mayor porcentaje de
distribución del órgano de interés. A los 120 DDP, en los tratamientos de
RNQ, el 65% de la materia seca estuvo alojada en la raíz (Figura 4.2b), en
tanto que para las plantas sin fertilización este valor fue de 59% (Figura
4.2a) y para las tratadas con biopolímeros fue del 54% (Figura 4.2c) En la
82
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
figura 4.2b se observa un desarrollo predominante durante la fase inicial
de la parte aérea lo que determinó un alto crecimiento y rendimiento en
la etapa final (Pardales y Esquibel, 1997). Las primeras cuatro semanas
después del establecimiento de los esquejes se consideran la fase crucial
en el ciclo de cultivo de la batata, por lo tanto, durante esta fase las plantas
necesitan cuidado y manejo adicionales para ganar máxima productividad
de los cultivos (Pardales y Yamauchi, 2003).
Tabla 4.4.
Coeficientes de variación (CV), estimadores de los diferentes contrastes y medias
del análisis de varianza para materia seca en hojas (g), tallos (g) y raíces
tuberosas (g) medidas cada 15 días después del prendimiento (DDP)
MATERIA SECA EN HOJAS
DDP 15 30 45 60 75 90 105 120
CV 25,37 45,04 20,16 24,14 16,88 24,10 21,07 25,45
CONTRASTE
C1 1,15
ns
7,96
ns
36,35* 58,37* -26,47
ns
-8,28
ns
22,66
ns
4,41
ns
C2 24,34* 46,64**
C3 ---
C4 ---
C5 27,80*
C6 ---
MEDIA 1,00 4,38 22,42 43,56 26,83 20,64 17,44 11,87
MATERIA SECA EN TALLO
DDP 15 30 45 60 75 90 105 120
CV 13,30 31,65 18,47 24,83 14,08 13,24 14,36 20,25
CONTRASTE
C1 0,27
ns
3,93
ns
10,58
ns
-15,78
ns
16,10
ns
58,28* 79,32* 102,15*
C2 31,60**
MEDIA 1,20 1,89 15,57 25,36 31,19 37,15 41,34 48,64
MATERIA SECA EN RAÍCES TUBEROSAS
DDP 15 30 45 60 75 90 105 120
CV 36,05 37,95 33,51 34,32 18,18 17,75 15,91 21,81
CONTRASTE
C1 -0,77
ns
0,79
ns
2,37
ns
44,04* 134,18* 80,21* 118,35* 169,27*
C2 34,48** 57.87* 107,14* 97,43** 113,22*
C3 ---
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y
Lainer Narváez Quiroz
83
C4 ---
C5 25,98*
C6 -13,63*
MEDIA 0,47 0,52 2,2 18,28 69,37 85,45 91,31 108,69
*significancia (p<0,05); **altamente significativo (p<0,001) ns: indica no significancia
(p<0,05); CV: coeficiente de variación; C
1:
testigo vs resto( T1 vs T2 T3 T4 T5 T6 T7);
C
2
: Tratamientos con RNB vs tratamientos con RNQ (T2 T3 T4 vs T5 T6 T7); C3: Dosis
baja RNB vs dosis alta RNB (T3 vs T2 T4); C4: dosis 100 RNB vs Dosis 130% RNB (T2
vs T4); C5: : Dosis baja RNQ vs dosis alta RNQ (T6 vs T5 T7) y C6: dosis 100 RNQ vs
Dosis 130% RNQ (T5 vs T7 T1)= Testigo (nutrientes aportados por el suelo); T2=100
% de los requerimientos nutricionales (RN) suministrado con biopolímeros (RNB);
T3=70% RNB; T4=130% RNB; T5=100 % de los RN suministrado con fertilizante
químico (RNQ); T6= 70% RNQ y T7=130% RNQ.
84
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
Figura 4.2. Distribución porcentual de materia seca en hojas (MSH), tallo (MST)
y raíces tuberosas (MSR) del cultivo de batata medida cada 15 días después del
prendimiento (DDP) hasta 120 DDP, aplicándole diferentes tipos de fertilizantes
y un tratamiento testigo.
De acuerdo con el análisis de varianza (Tabla 4.5), para la variable
rendimiento existen diferencias significativas entre tratamientos, lo que
quiere decir que las dosis de cualquiera de los tratamientos químicos
utilizados (T5, T6 y T7) tuvieron un efecto directo en la mayor producción
de batata (11,85 t ha
-1
), cantidad que es significativa frente al testigo y los
tratamientos con fertilizantes con biopolímeros cuyos rendimientos fueron
de 7,56 t ha
-1
y 6,75 t ha
-1
respectivamente.
Tabla 4.5.
Análisis de varianza, contraste y media para los componentes rendimiento REND
(t ha
-1
), peso raíces por planta PRXP (g planta
-1
), número de raíces por plantas
NRXP, número de raíces comerciales por planta NRCXP y peso seco de raíces por
planta PSRXP (g planta
-1
).
REND PR X P NR X P NRC X P PSR XP
CV (%) 15,02 15,01 20,71 21,87 21,81
CONTRASTE
C1 10,47* 418,76* 3,25
ns
5,75* 169,27*
C2 10,86** 434,57** --- 3,00** 113,22*
MEDIA 11,85 410,5 3,96 2,5 108,69
*significancia (p˂0,05); **altamente significativo (p˂0,001) ns: indica no significancia (p˂0,05);
CV: coeficiente de variación; C1: testigo vs resto (T1 vs T2 T3 T4 T5 T6 T7); C2: Tratamientos con
RNB vs tratamientos con RNQ (T2 T3
T4 vs T5 T6 T7).T1= Testigo (nutrientes aportados
por el suelo); T2=100 % de los requerimientos nutricionales (RN) suministrado con
biopolímeros (RNB); T3=70% RNB; T4=130% RNB; T5=100 % de los RN suministrado
con fertilizante químico (RNQ); T6= 70% RNQ y T7=130% RNQ.
Saula Salcedo, Alfredo Jarma Orozco, Elvia Amparo Rosero Alpala y
Lainer Narváez Quiroz
85
Esta mayor producción se puede atribuir al efecto que produjo la
aplicación al suelo de fuentes de nutrientes fácilmente aprovechables por
la planta, que tuvieron efecto directo en el crecimiento y desarrollo, pues el
fósforo y el nitrógeno contribuyeron a la formación de las raíces, debido a que
la planta asimila con facilidad estos nutrientes y, por consiguiente, adquiere
mayor vigor y rusticidad (Thompson y Troeh, 1988), que le proporcionan
además, mayor resistencia a factores físicos adversos mejorando el proceso
de fotosíntesis, lo que aumentó la producción de biomasa, debido a que
hubo transporte de carbohidratos hacia los órganos de reserva (Jaramillo,
2001).
Estos resultados coinciden con los obtenidos por Marti y Mills en
2002, quienes estudiaron dosis de nitrógeno y potasio; El nitrógeno es el
nutriente que más influye en el rendimiento de raíces y biomasa, a este
le sigue el potasio y luego el fósforo. Existe una alta correlación entre el
crecimiento de la masa verde con el rendimiento de raíces (Cenoz et al.,
2000). La aplicación de fertilizantes puede aumentar significativamente
el rendimiento de tubérculos, tal como lo reportan Eppendorfer y Eggum
(1994), quienes informaron que el aumento en el rendimiento del tubérculo
era particularmente alto con la aplicación de N, P y K.
Las condiciones climáticas no fueron las ideales para el cultivo
durante el periodo experimental; se registraron lluvias solo de 400 mm,
no obstante, esto no interfirió en el resultado del rendimiento, que superó
el rendimiento promedio nacional que es de 10 t/ha (Agronet, 2015); al
parecer, las condiciones de humedad solo interfirieron es mostrar un mejor
efecto de los fertilizantes con biopolímeros.
Los otros componentes de rendimiento tales como PRXP, NRCXP
y PSRXP también mostraron significancia para los tratamientos de
fertilizante químico convencional; el número de raíces por planta no se
afectó significativamente por los tratamientos aplicados (Tabla 4.5). Estos
componentes tienen una alta correlación con los rendimientos, es decir
que esas variables explican de un 75% a 100% el comportamiento del
rendimiento (Tabla 4.6).
86
Efecto de la fertilización sobre la fotosíntesis, rendimiento y producción de materia seca
en el cultivo de batata (ipomoea batatas l)
Tabla 4.6
Correlación entre el rendimiento (REND t/ha) y peso raíces por planta (PRXP
g
planta
-1
), número de raíces por plantas (NRXP), número de raíces comerciales por
planta (NRCXP) y peso seco de raíces por planta (PSRXP g planta
-1
).
CORRELACIÓN ENTRE REND Y COMPONENTES DE RENDIMIENTO
PR XP NR XP NRC XP PSR XP
REND 1,00** 0,75** 0,82** 0,88**
*Significancia (p<0,05); **altamente significativo (p<0,001) ns:
indica no significancia (p<0,05);
Conclusiones y recomendaciones
Los diferentes tratamientos de fertilización aplicados no mostraron
efecto significativo sobre las variables de intercambio gaseoso, el
comportamiento de éstas dependió más de las condiciones ambientales en
las que se desarrolló el ensayo. La producción y distribución de materia
seca en hojas, tallos y raíces tuberosas fue favorecida por los tratamientos
con fertilizantes químicos convencionales, de los cuales, aplicando dosis
altas o bajas a los 120 DDP se pueden obtener que las plantas produzcan un
65% en materia seca de raíces tuberosas. Para obtener altos rendimientos
de batata, aún con condiciones ambientales no favorables, es necesaria la
aplicación de fertilizantes químicos convencionales con dosis de 70% de
RNQ.
Se recomienda para futuras investigaciones evaluar el efecto de
los fertilizantes recubiertos con biopolímeros y fertilizantes químicos
convencionales con condiciones de humedades controladas a través de
sistemas de riego, y realizar un estudio económico con los diferentes
rendimientos obtenidos.
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CAPÍTULO 5
Efecto de hidro-retenedores sobre el
crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
Lainer Narváez Quiroz
1
, Carlos Enrique Cardona Ayala
2
, Saula
Salcedo
3
y Elvia Amparo Rosero
4
1 Magíster en Ciencias Agronómicas. Lainer.narvaez@gmail.com
2 Ph.D. Ciencias Naturales para el Desarrollo con énfasis en producción Agrícola
vinculado a Universidad de Córdoba. ccardonaayala@yahoo.com
3 Magister en ciencias Agronómicas. Saula.salcedo@gmail.com
4 Alpala. Ph.D. Fisiología y anatomía vegetal. Corporación colombiana de investi-
gación agropecuaria – Agrosavia. erosero@corpoica.org.co
93
Introducción
La batata (Ipomoea batata L.) es un cultivo tropical de mucha
versatilidad y propiedades importantes en el ámbito alimenticio e industrial;
según la FAO (2015) es uno de los principales cultivos alimenticios del
mundo siendo superado solo por trigo, maíz, arroz, papa y yuca; está
incluido en la dieta de países desarrollados, y, además, es de gran utilidad
en la industria de los biocombustibles, producción de almidón y colorantes
(IPC, 2016).
En lo referente a las condiciones agroecológicas, la batata como
especie cultivada y silvestre ofrece una amplia variabilidad genética que se
expresa en las distintas adaptaciones a condiciones ambientales diversas,
tales como sequía, humedad, salinidad, tipo de suelo, resistencia a plagas
y enfermedades, etc. Adicionalmente, su manejo agronómico resulta más
económico que el de otros cultivos, en términos de menores requerimientos
de fertilizantes y pesticidas (Cusumano & Zamudio 2013; Tique et al.,
2009).
El agua es importante para las funciones básicas de la vida celular,
jugando un papel importante en los procesos fisiológicos, constituye del
70 al 95 % de la materia fresca en tejidos y órganos. El agua es requerida
en grandes cantidades y es muy importante en para todos los proceso
metabólicos y fisiológicos para el crecimiento y desarrollo de la planta,
de igual forma que es uno de los principales medios y reactivos en los
procesos bioquímicos tales como la fotosíntesis y procesos hidrolíticos
(Lambers et al., 2008). Par disminuir los efectos negativos que puede
causar la poca disponibilidad de agua, y cuando se presentan las sequias
que son muy prolongadas, se utilizan los retenedores de agua, se considera
una herramienta muy importante que ha tomado auge en los últimos años,
proporcionando una fuente de almacenamiento y reserva adicional de
agua en el suelo, que puede ser utilizada de forma fácil por las plantas.
Los hidro-retenedores son polímeros hidro-absorbentes que tienen la
capacidad de absorber grandes cantidades de agua, y otras soluciones
94
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
acuosas sin disolverse, dicho proceso depende del grado polimerización de
los monómeros constituyentes. (Estrada, 2012).
Al tener en cuenta que las condiciones hídricas, los cambios
meteorológicos y los regímenes de precipitaciones, juegan un papel
importante en el comportamiento fisiológico de los cultivos, es de vital
importancia desarrollar, evaluar e implementar el uso de nuevas tecnologías
que permitan mitigar y reducir la vulnerabilidad y por lo tanto el riesgo
asociado a la sequía y patrones de precipitación irregulares (Iglesias
y Martín, 2009). Es necesario un balance adecuado en las relaciones
hídricas entre el suelo, la planta y la atmosfera para que la optimización
de los procesos fisiológicos y metabólicos, se exprese en el aumento del
rendimiento, que junto con la evaluación de nuevas variedades o genotipos
que presenten características importantes frente a la respuesta a condiciones
de estrés bióticos y abióticos, se traduce en una herramienta para el inicio
y fortalecimiento de una cadena productiva poco explotada y con gran
potencial en el departamento de Sucre y Colombia.
Los hidro-retenedores, como alternativa tecnológica en la retención
hídrica de los suelos, proveen a las plantas disponibilidad de agua, aire y
nutrientes; presentan una alta capacidad absorber agua y proporcionarla
lentamente a las raíces de las plantas (Plaza, 2006).
Ante la necesidad de mitigar los efectos negativos de la sequía durante
la temporada de bajas precipitaciones, se propuso esta investigación con el
objetivo de evaluar el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata, con el
uso de hidro-retenedores en el departamento de Sucre.
Materiales y métodos
El ensayo fue realizado en el departamento de Sucre, municipio de
Corozal ubicado a 9°19’01” latitud norte y 75°17’36” latitud oeste, a una
altura de 174 msnm, bajo las condiciones ambientales de bosque seco
tropical: temperatura media de 29°C, humedad relativa promedio de 78%
y precipitación media anual entre 900 y 1200 mm (Aguilera, 2012). Se
realizó en la Granja y parque de maquinaria de la gobernación de Sucre,
en un suelo con las propiedades físico-químicas anotadas en la Tabla 5.1.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
95
Tabla 5.1.
Propiedades físico-químicas de suelo del ensayo.
Propiedad Unidad Valor Propiedad unidad Valor
pH 1:1, P/V 6,48 Ca
Cmol
kg
-1
28,6
MO % 2,01 Mg
Cmol
kg
-1
12,2
C.I.C Cmol kg
-1
41,4 Na
Cmol
kg
-1
0,09
Textura - Arcilloso Cu mg kg
-1
0,2
DA (g cm
-3
) 1,92 Fe mg kg
-1
6
P mg kg
-1
15,8 Zn mg kg
-1
0,5
S mg kg
-1
4,8 Mn mg kg
-1
29,6
K Cmol kg
-1
0,47 B mg kg
-1
0,2
MO=materia orgánica; DA=densidad aparente.
El establecimiento del cultivo se llevó a cabo al final del periodo
de lluvias en el mes de octubre de 2016, para garantizar la humedad de
suelo en las primeras fases del cultivo y así exponer las plantaciones a las
condiciones de sequía en presentes en los meses de diciembre de 2016,
enero y febrero de 2017. El suelo fue mecanizado con un pase de arado de
disco, dos pases de rastrillo y aporcado del terreno a un metro de distancia,
labraba convencional utilizada por los productores de la región.
Se utilizó un diseño experimental bloques completos al azar con cuatro
repeticiones y una estructura de tratamientos factorial 2x5, en parcelas
divididas en el espacio, donde el primer factor correspondió a genotipo de
batata (Ipomoea batatas L.): G1(‘Exportación’) y G2 (‘Tainung’). El segundo
factor a dosis de hidro-retenedor comercial (HC): cinco dosis de aplicación
edáfica al momento de la siembra, incluido el testigo o control:
Las dosis de hidro-retenedor comercial fueron:
• D1: Sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
).
• D2: Aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1,0 g planta
-1
).
• D3: Aplicación al suelo de 90 kg ha
-1
de HC (3,6 g planta
-1
).
96
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
• D4: Aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
).
• D5: Aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8,8 g planta
-1
).
Las dosis de los tratamientos se establecieron sobre la base de los
estudios realizados en Egipto por Ezztat et al., 2011 en el cultivo Solanum
tuberosum L., quienes obtuvieron buenos resultados con aproximadamente
90 kg/ha de hidrogel comercial. Por otra parte, la dosis mínima recomendada
por las casas comerciales en Colombia para cultivos en surcos, es de 25 kg
ha
-1
.
Las unidades experimentales fueron de 48 m2 (8 surcos de 6 m de
largo, separados a 1,0 m y una distancia entre plantas de 0,4 m, para 120
plantas por unidad experimental. Las dos plantas centrales de los surcos
2, 3, 4 y 5 de cada unidad experimental se tomaron como parcela útil, en
la cual se realizaron los muestreos no destructivos. Las plantas restantes
fueron utilizadas para los muestreos destructivos de biomasa, área foliar,
todos estos monitorios fueron planeados teniendo en cuanta los efectos de
borde.
Las variables dependientes fueron evaluadas en muestreos y
mediciones cada 30 días, desde los 30 hasta los 120 días después de la
emergencia (DDE), teniendo en cuenta las condiciones ambientales de la
zona de estudio, en la que por sus precipitaciones históricas se tuvo la
mayor cantidad de éstas en los primeros 30 DDE, que coincide con fase
de establecimiento del cultivo; a continuación, las plantas estuvieron
expuestas a condiciones de sequias que aumentaban paulatinamente hasta
los 90 DDE.
Número de hojas por planta (NH): se realizaron las observaciones y
se tomó el dato de número de hojas totalmente desplegadas en la planta en
cada una de las fechas de medición estipuladas anteriormente, realizando
seguimiento a tres plantas de la parcela útil en cada unidad experimental.
Área foliar (AF:cm
2)
: ésta se obtuvo por el método de relación peso:
área o de sacabocado (Pire y Valenzuela, 1995), con muestreos destructivos
de tres plantas de los surcos 2, 3, 4 y 5 en cada uno de los tiempos estipulados
anteriormente y en cada una de las unidades experimentales.
Índice de área foliar (IAF): este parámetro se midió indirectamente
con la relación entre el área foliar y el área de suelo, para cada una de
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
97
las unidades experimentales en los tiempos estipulados anteriormente
(Melgarejo et al., 2010).
Acumulación de biomasa (g): con la periodicidad mencionada
anteriormente se tomaron al azar tres plantas por unidad experimental en
los surcos 2, 3, 4, 5 de cada parcela, en las cuales se realizaron las mediciones
de peso fresco de cada uno de los órganos de la planta (raíz, tallo y hojas)
y se seleccionó una muestra de 250 g de cada uno de los órganos de las
plantas destruidas, para secar hasta peso constante, generalmente durante
48 horas en un horno a 70º C (Saraswati, 2007), calculando la materia seca
total por planta (MST), materia seca de la parte aérea por planta (MSPA) y
materia seca de raíces tuberosas por planta (MSRT).
Los datos se analizaron mediante análisis de varianza, para evaluar
los efectos de los factores estudiados (Genotipos y Dosis de hidro-retenedor
comercial) y la interacción de primer orden. Además, se realizaron contrastes
de interés al 5% de probabilidad. Adicionalmente, se estimaron modelos de
regresión para las variables con niveles cuantitativos. Se utilizó el software
SAS versión 9.1.
Resultados y discusión
Condiciones ambientales
En la zona de estudio, durante los 120 DDE del ciclo del cultivo,
se presentó una precipitación acumulada de 384,45 mm, inferior a la
reportada por (Miranda et al., 1989), quien afirma que las plantas expuestas
a condiciones de precipitaciones inferiores a 500 mm, no tendrían la
suficiente humedad para realizar los procesos fisiológicos de forma
normal. Para el estudio se garantizó que las plantas estuvieran expuestas a
condiciones de estrés hídrico durante la mayor parte del ciclo del cultivo.
La figura 5.1 muestra que el 73,21% de la precipitación se presentó en los
primeros 30 DDE (fase de establecimiento del cultivo) correspondiente a
281,45 mm.
98
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
Figura 5.1. Condiciones ambientales presentes en el sitio de estudio durante el
ciclo del cultivo de batata.
PREC: precipitación mensual; T °C MAX: promedio de temperatura máxi-
ma; T °C MIN promedio de temperatura mínima; T °C PROM: temperatu-
ra media.
Entre los 30 y 60 DDE, inicio de fase de tuberización, el cultivo estuvo
expuesto a 30 días de sequía, con tan solo 25,70 mm de precipitación,
correspondiente al 7% del total de las lluvias durante el ciclo del cultivo.
En los siguientes 30 días se hizo más intensa la sequía, con 11,40 mm
(3%) y las plantas habían completado 60 días de sequía en plena fase
tuberización, con un acumulado de tan solo 37,10 mm. En la última etapa
del cultivo, comprendida entre los 90 y 120 DDE, se presentó un aumento
de las precipitaciones que sumó 65,90 mm, correspondiente al 17% del
total (Figura 5.1.).
Por otro lado, la temperatura máxima estuvo entre 31 y 35 °C, mientras
que la mínima, entre los 21 y los 24 °C, para una media de temperaturas
que osciló alrededor de 28°C, acorde con las características del bosque seco
tropical del departamento de Sucre (Aguilera, 2012). Este comportamiento
del estado del tiempo durante el ensayo permite el análisis de las respuestas
fisiológicas de la batata durante periodos caracterizados por las condiciones
hídricas del suelo presentes.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
99
Respuestas fisiológicas de la batata durante los primeros 30
DDE.
Durante este periodo las plantas estuvieron expuestas a abundantes
lluvias y, por lo tanto, a mayor humedad disponible en suelo (Figura 5.1).
En esta etapa del cultivo, sólo hubo efecto principal altamente significativo
en el factor genotipo en cinco de las seis variables MST, MSRT, MSPA, AF,
IAF; En el número de hojas (NH) no se observaron diferencias significas
entre los genotipos. La media general fue 22 hojas (Tabla 5.2 y 5.3). El
genotipo Tainung presentó mayor acumulación de MSPA, MSRT y, por lo
tanto, mayor MST que el genotipo Exportación. La superioridad estuvo
alrededor de 100,63 y 92 %, respectivamente (Tabla 5.3 y 5.5). De igual
manera, en las variables AF e IAF, la mayor media fue de Tainung al superar
a Exportación en 160 % (Tabla 5.4 y 5.5). Estas diferencias obedecen a las
características propias de cada genotipo expresadas bajo las condiciones
ambientales del lugar del ensayo (Rodríguez-Delfín, 2014).
Por otro lado, no se observó efecto de las dosis de los hidro-retenedores,
ni una interacción entre los factores genotipo x hidro-retenedor (Tablas 5.2
y 5.3), ya que estos polímeros son diseñados con el fin de cargarse de agua
y liberarla paulatinamente al suelo por diferencias de potenciales hídricos,
mientras este último se seca por acción de la evapotranspiración. En esta
primera etapa, el suelo estuvo con un contenido alto de agua disponible,
suficiente para que las plantas se desarrollaran en forma normal sin llegar a
estresarse por este factor.
Respuestas fisiológicas de la batata durante los primeros 60
DDE
Después de los primeros 30 DDE, las plantas estuvieron sometidas a
30 días de sequía con sólo 25 mm de precipitación. Los análisis de varianza
mostraron efectos de la interacción de los genotipos con las dosis de hidro-
retenedor en las variables MST, MSRT, MSPA, AF, IAF, lo cual indica que los
efectos de las dosis de hidro-retenedor varían con el genotipo (Tabla 5.2).
Para las variables MST y MSPA del genotipo1 ‘Exportación’, las cuatro dosis
de hidro-retenedor superaron significativamente a la no aplicación del
mismo (Tabla 5.3); también se observó que el mayor efecto en la magnitud
de estas variables se alcanzó con las dosis 4 y 5, es decir, las más altas,
100
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
mientras que en el genotipo 2 ‘Tainung, el mayor efecto se logró con las
dosis 3, 4 y 5, sin diferencias entre ellas (Tabla 5.3 y 5.5).
En la variable MSRT sólo se presentó efecto principal del factor
genotipo; la media del genotipo 2 Tainung resultó mayor que la del 1
‘Exportación´ en 40% (Tablas 5.3 y 5.4). Para las variables AF e IAF la
interacción genotipo x hidro-retenedor resultó altamente significativa,
además de los efectos principales de ambos factores (Tabla 5.2). El genotipo
2 Tainung presentó mayor área foliar e índice de área foliar que el genotipo
1 Exportación (Tablas 5,4 y 5,6). El AF y el IAF del genotipo 2 fueron
de mayor magnitud cuando se aplicó hidro-retenedor en cualquiera de
las dosis, al superar ampliamente a la no aplicación, mientras que para el
genotipo 1, no hubo diferencias entre aplicar o no hidro-retenedor. Por otra
parte, en el genotipo 2, las tres dosis más altas, 3, 4 y 5 influyeron en mayor
grado en el AF y el IAF, sin diferencias significativas entre ellas. (Tabla 5.4
y 5.6).
Azevedo (2002) menciona que el uso en este tipo de polímeros
hidro-retenedores mejoran las propiedades físicas e hidráulicas del suelo,
ayuda a disminuir la lixiviación de nutrientes en las pérdidas por las
lluvias excesivas, aumenta la capacidad de intercambio catiónico, mejora
la disponibilidad de agua para las plantas y se obtiene un efecto positivo
en el desarrollo del cultivo, tales como la acumulación de MST y MSPA, sin
comprometer el crecimiento de la planta por déficit de agua.
Adicionalmente hay que tener en cuenta la variabilidad genética y
su expresión bajo cada una de las dosis de hidro-retenedores, ya que cada
uno delo genotipos evaluados presenta una respuesta característica ante
tales condiciones (Rodríguez-Delfín, 2014). De igual forma, Gajanayake
et al (2014) encontraron un aumento significativo en las variables la
acumulación de materia seca y área foliar, cuando dos genotipos de batata
eran sometidos a diferentes condiciones de humedad edáfica, siendo mayor
el valor en los tratamientos con condiciones hídricas altas, mostrándose un
efecto diferente el aumento de un nivel de humedad de suelo a otro, en cada
uno de los genotipos. En general, la reducción en el crecimiento de batata
está asociado con niveles más altos de estrés hídrico y parece estar limitando
tanto la capacidad de la fuente (área foliar) y el rendimiento (actuaciones
fotosintéticas) que conducen a menor acumulación de biomasa (Gajanayake
et al, 2014). Estudios realizados por Saraswati (2007), evaluando el estrés
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
101
hídrico en Ipomea batatas L, observó una disminución significativamente
en la biomasa de la planta, obteniendo los valores más bajos para variables
respuestas en las condiciones de estrés (longitud y diámetro del tallo,
peso de raíz, número de nudos, área foliar y peso de follaje), afectando los
procesos fisiológicos de los cultivares evaluados.
Tabla 5.2.
Cuadrados medios del análisis de varianza para las variables materia seca total
por planta (MST), materia seca de raíces tuberosas por planta (MSRT), materia
seca de la parte aérea por planta (MSPA), área foliar (AF), índice de área foliar
(IAF) a través del ciclo del cultivo.
TIEMPO MST MSRT MSPA AF IAF NH
30
CM T 6,18 0,08 5,27 884083,26 0,05 47,98
CM E 2,32 0,05 2,11 45603,47 0,00 28,34
CM G 82,14 ** 0,59** 71,05** 11921484,33** 0,74** 366,03
ns
CM HC 0,72ns 0,06ns 0,44ns 79615,39ns 0,01ns 20,04ns
CM
GxHC
0,16ns 0,06ns 0,06ns 36208,72ns 0,00ns 14,84ns
MEDIA 4,55 0,53 4,00 1217,68 0,31 21,83
CV 33,57 43,16 36,31 17,54 17,23 24,39
60
CMT 353,01 37,50 219,18 17813979,6 1,11 375,99
CME 27,39 6,33 23,98 1476645,7 0,09 359,51
CMG 2412,32* 317,28* 1333,04* 197846283,8** 12,35** 324,90ns
CMHC 271,37* 10,50ns 267,94ns 7949721,1** 0,50** 353,94ns
CM
GxHC
156,07** 26,04* 77,83** 6292919,1** 0,40** 335,71ns
MEDIA 57,57 17,47 40,64 6005,98 1,50 77,00
CV 9,09 14,40 12,05 20,23 20,26 24,62
90
CMT 737,94 511,08 184,46 13651416,4 0,85 1527,21
CME 501,38 253,14 123,70 1126271,5 0,07 1193,71
CMG 2037,38* 2556,7** 29,46ns 108571977,1** 6,76** 7398,40**
CMHC 889,48ns 573,88ns 179,22ns 9121329,8ns 0,57ns 584,46ns
CM
GxHC
745,73ns 244,74ns 303,82ns 10541912,5ns 0,66ns 2139,09ns
MEDIA 119,05 61,61 57,45 5109,83 2,17 119,15
CV 18,81 25,83 19,36 12,60 12,17 29,00
102
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
120
CMT 1743,52 948,64 474,57 1045086,07 0,07 8009,24
CME 227,23 471,25 100,74 414537,13 0,03 4001,50
CMG 18687,03** 7378,55* 692,56** 395289,95ns 0,02ns 52635,03*
CMHC 1193,71ns 256,00ns 1288,95ns 2218277,51ns 0,14ns 8923,63ns
CM
GxHC
353,62ns 259,86ns 245,20ns 591218,48ns 0,04ns 2909,03ns
MEDIA 177,56 103,00 75,82 5109,83 1,28 171,13
CV 8,49 21,08 13,24 12,60 12,52 36,97
CMT: cuadrado medio de tratamientos; CME: cuadrado medio del error experimental; CMG:
cuadrado medio para el efecto principal del factor genotipo (G); CMHC: cuadrado medio para
el efecto principal hidro-retenedores (HC);
CM GxHC: cuadrado medio de la interacción
GxHC; CV: coeficiente de variación. ns: no significativo; *: significativo al 5%; **
significativo al 1%.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
103
Tabla 5.3.
Valores de contrastes ortogonales de las variables materia seca total por planta
(MST), materia seca de raíces tuberosas por planta (MSRT) y materia seca de la
parte aérea por planta (MSPA), a través del ciclo del cultivo.
CONTR
MST MSRT MSPA
30 60 90 120 30 60 90 120 30 60 90 120
C1 2,86** 18,03** 14,57*
43,23
**
0,25** 5,96** 16,32** 27,72** 2,67** 12,21**
-1,75
ns
8,32**
C2 - - - - - - - - - - - -
C3 - - - - - - - - - - - -
C4 - - - - - - - - - - - -
C5 - - - - - - - - - - - -
C6 - 27,34* - - - - - - - 21,12* - -
C7 - 55,23** - - - - - - - 37,00** - -
C8 - 31,09** - - - - - - - 25,58** - -
C9 - 24,36* - - - - - - - 32,47** - -
C10 - 37,22** - - - - - - - 30,32** - -
C11 - -8,92 ns - - - - - - - 1,22 ns - -
C12 - -1.99ns - - - - - - - -0,59 ns - -
C13 - - - - - - - - - - - -
C14 - 12,45* - - - - - - - 9.03 * - -
C15 - 21,10** - - - - - - - 11,28** - -
C16 - 34,24** - - - - - - - 23,28** - -
C17 - 9,68* - - - - - - - 7,80* - -
C18 - 12,66** - - - - - - - 9,65* - -
CV 33,57 9,09 18,81 8,49 43,16 14,40 25,83 21,08 36,31 12,05 19,36 13,24
Efectos principales. C1: G1 vs G2; C2: D1 vs D2 D3 D4 D5; C3: D2 vs D3 D4 D5; C4: D3 vs
D4 D5; C5:D4 vs D5; Interacciones: C6: (D1 vs D2 D3
D4 D5) vs G1; C7: (D1 vs D2 D3
D4 D5) vs G2; C8: (D2 vs D3 D4 D5) vs G1; C9: (D2 vs D3 D4 D5) vs G2; C10: (D3
vs D4 D5) vs G1; C11: (D3 vs D4 D5) vs G2; C12: (D4 vs D5) vs G1; C13: (D4 vs D5)
vs G2; C14: (G1 vs G2) vs D1; C15: (G1 vs G2) vs D2, C16: (G1 vs G2) vs D3; C17:
(G1 vs G2) vs D4; C18: (G1 vs G2) vs D5. G1: genotipo 1= ‘Exportación’; G2: genotipo
2=’Tainung’; D1: sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2: aplicación edáfica
de 25 kg ha
-1
de HC (1 g planta
-1
); D3: aplicación al suelo de 90 kg ha
-1
de H (3,6 g
planta
-1
); D4: aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
); D5: aplicación al
suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8,8 g planta
-1
). CONTR = contraste. ns: no significativo *:
Significativo al 5%; ** significativo al 1%.
104
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
Tabla 5.4.
Valores de contrastes ortogonales de las variables materia seca total por planta
(MST), materia seca de raíces tuberosas por planta (MSRT) y materia seca de la
parte aérea por planta (MSPA), a través del ciclo del cultivo.
CON-
TR
AF IAF NH
30 60 90 120 30 60 90 120 30 60 90 120
C1 1091,86** 4447,99** 3362,97** -198,82ns 0,27** 1,11** 0,84** -0,05ns 6,05ns 5,70ns -27,20* 72,55**
C2 - - - - - - - - - - - -
C3 - - - - - - - - - - - -
C4 - - - - - - - - - - - -
C5 - - - - - - - - - - - -
C6 - -510,02ns 3653,08ns - - -0,13ns -0,91ns - - - - -
C7 - 7577,99** 6340,89* - - 1,90** 1,58** - - - - -
C8 - - - - - - - - - - - -
C9 - 8628,95** 12535,73** - - 2,16** 3,14** - - - - -
C10 - - - - - - - - - - - -
C11 - -67,31ns -282,49ns - - -0,02ns -0,07ns - - - - -
C12 - - - - - - - - - - - -
C13 - - - - - - - - - - -
C14 - 2830,39** 1364,18ns - - 0,71** 0,34ns - - - - -
C15 - 3042,17** 980,76ns - - 0,76** 0,24ns - - - - -
C16 - 5783,71** 6012,82** - - 1,45** 1,50** - - - - -
C17 - 3745,15** 5668,59** - - 0,94** 1,42** - - - - -
C18 - 6838,54** 2788,50** - - 1,71** 0,70** - - - - -
CV 17,54 20,23 12,21 12,60 17,22 20,26 12,17 12,52 24,39 24,62 28,99 36,97
Efectos principales. C1: G1 vs G2; C2: D1 vs D2 T3 D4 D5; C3: D2 vs D3 D4 D5; C4: D3 vs D4
T5; C5:D4 vs D5; Interacciones: C6: (D1 vs D2 D3
D4 D5) vs G1; C7: (D1 vs D2 D3 D4 D5)
vs G2; C8: (D2 vs D3 D4 D5) vs G1; C9: (D2 vs D3 D4 D5) vs G2; C10: (D3 vs D4 D5)
vs G1; C11: (D3 vs D4 D5) vs G2; C12: (D4 vs D5) vs G1; C13: (D4 vs D5) vs G2; C14:
(G1 vs G2) vs D1; C15: (G1 vs G2) vs D2, C16: (G1 vs G2) vs D3; C17: (G1 vs G2) vs
D4; C18: (G1 vs G2) vs D5. G1: genotipo 1= ‘Exportación’; G2: genotipo 2=’Tainung’;
D1: sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2: aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1 g planta
-1
); D3: aplicación al suelo de 90 kg ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4:
aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
); D5: aplicación al suelo de 220
kg ha
-1
de HC (8,8 g planta
-1
). CONTR = contraste. ns: no significativo *: Significativo al
5%; ** significativo al 1%.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
105
El efecto de los hidro-retenedores es efectivo después de un mes de
sequía (Idrobo 2012) produciendo diferencias significativas con respecto
el tratamiento testigo y con menos dosis de estos polímeros (D2 y D3),
produciendo un aumento significativo en la producción forraje y por tanto
en MSPA, mientras que la MSRT no es afectada significativamente por estos
tratamientos y si por el efecto de los genotipos.
El número de hojas no presenta diferencias significativas con una
media general de 77 hojas (figura 5.2), los contenidos de humedad en el
suelo, afectan el crecimiento y los parámetros de desarrollo de la batata
en los estados iniciales de desarrollo, los niveles más altos de humedad de
suelo mejoran la asimilación de carbono en comparación con las plantas
estresadas, la reducción en la conductancia estomatal y la pérdida de
pigmentos fotosintéticos están altamente relacionados con esta respuesta,
que afectan las relaciones entre la fuente (área foliar) y sumidero en la
planta (raíces tuberosas) (Gajanayake et al., 2014)
Es válido anotar que el efecto de los genotipos en cada una de los
niveles de hidro-retenedores a los 60 DDE, en las variables en la MST
y MSPA, siempre son mayores los valores de las medias del G2, pero la
ganancia de MST y MSPA en el G1 es mayor que en el G2 cuando estos
pasan de las dosis bajas de hidro-retenedor (T1, T2) a las dosis altas (T4
yT5), por efecto de la interacción.
106
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
Tabla 5.5
Valores medios para las variables materia seca total (MST), materia seca de la
parte aérea (MSPA), materia seca de raíces tuberosas (MSRT), área foliar (AF),
índice de área foliar (IAF) y número de hojas (NH), para el efecto principal del
factor genotipo y para la interacción genotipo x hidro-retenedor según los valores
de los contrastes evaluados.
Medias para el efecto principal del genotipo
DDE GEN MST MSPA MSRT AF IAF NH
30
G1 3,12 2,67 0,40 671,70 0,17 18,80
G2 5,98 5,33 0,65 1.763,60 0,44 24,85
60
G1 48,21 34,50 14,59 3.782,00 0,95 74,15
G2 67,51 47,11 20,50 8.230,00 2,06 79,85
90
G1 111,37 58,17 53,20 7.093,60 1,77 132,75
G2 127,14 56,68 70,46 10.367,00 2,59 105,55
120
G1 155,95 71,66 89,35 5.209,20 1,30 134,85
G2 199,18 79,98 117,38 5.010,40 1,25 207,40
Medias para el efecto de la interacción.
HC
MST MSPA AF IAF
G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2
60
D1 43,87 57,05 30,62 40,50 3.883,99 6.714,38 0,97 1,68
D2 41,67 64,03 29,50 40,78 3.409,47 6.451,64 0,85 1,61
D3 40,89 - 27,92 - 3.566,68 - 0,89 -
D3 D4
D5
- 71.07 - 51,23 - 9.327,86 - 2,33
D4 D5 59,27 - 43,34 - 4.024,90 - 1,01 -
G1: genotipo 1= ‘Exportación’; G2: genotipo 2=’Tainung’; D1: sin aplicación edáfica HC
(0,00 g planta
-1
); D2: aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1 g planta
-1
); D3: aplicación
al suelo de 90 kg ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4: aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC
(6,2 g planta
-1
); D5: aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8,8 g planta
-1
).
Respuestas fisiológicas de la batata a la 90 DDE.
Desde los 30 hasta los 90 DDE las plantas estuvieron expuestas a
condiciones de sequía, en la fase de tuberización de los cultivos. Al evaluar
el efecto de los tratamientos aplicados sobre las variables evaluadas de
acumulación de materia seca, solo se observa un efecto principal del factor
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
107
genotipo en MST y MSRT (Tabla 2.2). Siendo mejor el resultado de la
expresión fenotípica de Tainung al superar en un 14% la producción MST
y en un 41% la MSRT al genotipo 2 Exportación (Tabla 5.2 y 5,5). Mientas
que en la variable MSPA no presentó ninguna diferencia estadística con una
media general de 57,43 g (Tabla 5.2 y 5.5).
Para las variables AF e IAF solo se tuvo un efecto altamente significativo
del genotipo (Tabla 5.2), siendo mayores los valores para el genotipo 1
Tainung, superando en un 46% a la media del genotipo Exportación en las
dos variables (Tabla 5.5).
La producción de hojas se ve afectada por la época de sequía, y se
observa un efecto significativo de las genotipos (Tabla 5.2), donde Tainung
produce un menor número de hojas que Exportación, de lo que se puede
inferir que estos dos genotipos difieren en la forma de respuesta al estrés,
donde Tainung que parece ser menos afectado, ya que produce 27 hojas
menos que el Exportación, pero medio estas de mayor tamaño, mientras
que Exportación el muestra una producción de 132 hoja más pequeñas,
teniendo en cuanta los resultados del AF para cada genotipo.
Las condiciones fenológicas en las que se encuentran las plantas,
las raíces tuberosas ejercen una presión sobre la fuente de producción de
fotoasimilados, aumentando la acumulación de MSRT que presenta una
tendencia lineal de crecimiento y se da inicio a la fase de senescencia y
disminución en la acumulación MSPA, AF e IAF. Estos procesos parecen ser
más eficiente en el Tainung como respuesta fenotípica al estrés por sequía,
en donde este genotipo tiene mayor producción de AF, IAF y MSPA y por
lo tanto mayor acumulación de MSRT. Gonzales et al. 2002 mencionan
que, en la evolución de los mecanismos de tolerancia y adaptación de las
plantas a los diferentes agentes estresantes, puede observarse la existencia
de grados de sensibilidad y tolerancia muy diferentes entre las especies,
variedades o genotipos dentro de una misma especie. Según Lambers et
al., 2008 si el factor hídrico no se encuentra fuera de los límites óptimos
necesarios para que las plantas lleven a cabo sus procesos metabólicos y
fisiológicos, se le está sometiendo a un estrés hídrico que afecta los procesos
de crecimiento celular, tasas fotosintéticas y respiratorias y por lo tanto se
reduce la expansión y el área foliar, si este déficit hídrico es severo se puede
llegar a aumentar la senescencia de las hojas más antiguas de las plantas.
La sequía afecta la producción de follaje y raíces tuberosas en la batata, la
108
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
sensibilidad de los genotipos de camote al estrés hídrico es crítica durante
la etapa de crecimiento y desarrollo de las raíces tuberosas (Ekanayake et
al 1990).
Respuestas fisiológicas de la batata a los 120 DDE
A la fecha de cosecha, después de estar sometida las planta a 90
días de sequía, solo se observan efectos altamente significativos del factor
genotipo para alas variables MST y MSPA, y un efecto significativo para
MSRT (Tabla 5.2), manteniendo la misma tendencia, con mayores valores
para el genotipo 2 Tainung, con los más altos valores de producción de
MST, MSPA y MSRT, llegando a superar al genotipo Exportación en un 28,
11 y 31 % respectivamente (Tabla 5.3 y 5.5).
En esta etapa el AF y el IAF no se presentan diferencias significativas
para ninguno de los factores ni para su interacción (Tabla 5.2), con una
media general para el cultivo de 5109,83cm
2
para el AF y 1,28 para IAF
(Tabla 5.5).
Las condiciones ambientales y la edad del cultivo hacen que
disminuya la tasa de acumulación de MSPA, efectuando una translocación
y producción de fotoasimilados dirigida al llenado del órgano de interés,
por lo que la acumulación de MSRT sigue una tendencia de crecimiento casi
línea en esta etapa. Adicionalmente el AF y el IAF tiende a disminuir como
efecto de la interacción entre genotipo y el ambiente, fase de senescencia.
(Figura 5.2)
El NH solo tuvo una respuesta significativa al efecto de los genotipos
(Tabla 5.2), esta se ven afectado por las condiciones ambientales de este
periodo, en las que por las lluvias de las últimas dos semanas (65 mm)
se reactivan la producción de hojas, y de rebrotes en el caso del genotipo
2 Tainung, que presenta los mayores valores, mientras que Exportación
disminuye la producción de esta. De lo que se puede inferir que Tainung
tiene una mayor capacidad de recuperación ante el estrés, ya que todos
estos procesos son el reflejo de la interacción entre genotipo x ambiente
(Rodríguez-Delfín, 2014).
La acumulación de materia seca al final del ciclo del cultivo de en
condiciones limitadas de humedad del suelo, dependen principalmente del
efecto del genotipo, de igual forma que la cantidad de materia seca de raíces
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
109
acumulada, ya que esta está influenciada por la capacidad de los genotipos
para iniciar la formación de raíces tuberosas, el número de raíces tuberosas
y distribución de los asimilados hacia las raíces (Demagante et al., 1989).
Tendencia en el tiempo de Acumulaciones de materia seca
(MST, MSPA y MSRT)
En lo pertinente al efecto del factor genotipos en las variables MSRT
y MSPA en el tiempo, desde el 15 hasta el 120 DDE, se observa un mejor
ajuste a un modelo polinómico cubico (y0 + ax + bx2 + cx3), con R2 altos
entre 93 – 99 % (Tabla 5.6), las cuales muestras una tendencia similar
de crecimiento para cada una de los genotipos, pero siempre con valores
superiores en el genotipo ‘Tainung’, en el cual los efectos cuadráticos y
cúbicos son menores con respecto al genotipo Exportación (Figura 5.2),
en los que al final del ciclo del cultivo se observa una disminución en las
tasa de acumulación de MSRT y MSPA, como respuesta las condiciones
ambientales y fase fenológica del cultivo (senescencia).
La MST también ajustadas a un modelo cubico para los dos genotipos
(Tabla 5.5), donde el genotipo Tainung presenta los mayores valores que el
genotipo ‘Exportación’, lo que está acorde a los menores efectos lineales y
cuadráticos presentes en este. Estas respuestas deferenciales obedecen a las
características de cada genotipo, afectado por las condiciones ambientales
(Rodríguez-Delfín, 2014).
Para las interacciones evaluadas en los efectos de los hidro-retenedores
en cada uno de los genotipos, los modelos ajustados también fueron de tipo
cubico ((y0 + ax + bx2 + cx3), con R2 altos entre 93 – 97 %, en los cuales
se observó una mejor respuesta de las variables. (Tabla 5.7).
110
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
Tabla 5.6
Características de las ecuaciones de regresión para los efectos principales del
Genotipo, que describe la relación funcional entre las variables materia seca total
por planta (MST), materia seca de la parte aérea por planta (MSPA), materia
seca de raíces tuberosas (MSRT), área foliar (AF) e índice de área foliar (IAF) y
número de hojas (NH).
P MST MSPA MSRT
G1 G2 G1 G2 G1 G2
Yo 29,22 18,31 7,95 -1,20 18,93 23,28
A -2,78 -18,61 -0,97 -0,269 -1,66 -2,00
B 0,07 0,05 0,03 0,02 0,04 0,04
C -0,0003 -0,0002 -0,0002 -0,0001 -0,0001 -0,0002
R
2
0,99 0,98 0,97 0,93 0,96 0,98
AF IAF NH
G1 G2 G1 G2 G1 G2
Yo 157,91 -716,67 0,004 -0,17 -56,27 -56,27
A -70,12 -44,03 -0,018 -0,11 4,61 4,61
B 4,03 5,94 0,001 0,001 -0,06 -0,06
C -0,03 -0,04 -0,00001 -0.00001 0,0004 0,0004
R
2
0,76 0,82 0,76 0,82 0,89 0,89
G1: genotipo 1; G2: genotipo 2; D1: Sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2:
Aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1 g planta
-1
); D3: Aplicación al suelo de 90 kg
ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4: Aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
);
D5: Aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8.8 g planta
-1
). El modelo de regresión
ajustado fue: [ y0 + ax + bx2 + cx3].
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
111
G1: genotipo 1
G2: genotipo 2
Figura 5.2. Modelos de regresión para efector principales del factor genotipo de
batata, para las variables materia seca total por planta MST (g), materia seca de
raíces tuberosas por planta MSRT (g), materia seca de la parte aérea por planta
MSPA (g), área foliar AF (cm2), índice de área foliar (IAF) y número de hojas
(NH) durante el ciclo del cultivo 15 – 120 DDE.
112
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
Tabla 5.7.
Características de las ecuaciones de regresión para los efectos de las interacciones
entre Genotipo x Hidro-retenedor comercial (GxHC), evaluando el efecto de las
dosis de HC, cada uno de los niveles de G. Que describe la relación funcional entre
las variables materia seca total por planta (MST), materia seca de la parte aérea
por planta (MSPA), área foliar (AF) e índice de área foliar (IAF).
P
G1 MST G1 MSPA
D1 D2 D3 D4 D5 D1 D2 D3 D4 D5
Yo 48,65 38,12 30,77 16,55 24,25 12,58 6,59 -3,14
A -4,43 -3,44 -2,86 -1,92 -2,24 -1,24 -0,80 -0,20
B 0,10 0,08 0,07 0,06 0,06 0,04 0,03 0,02
C -0,00052 -0,00038 -0,00033 -0,00025 -0,00030 -0,00018 -0,00014 -0,00011
R
2
0,97 0,94 0,92 0,97 0,96 0,90 0,90 0,91
G2 MST G2 MSPA
D1 D2 D3 D4 D5 D1 D2 D3 D4 D5
Yo 40,08 7,47 20,17 4,62 1,61 -3,15
A -3,48 -1,04 -2,20 -0,59 -0,45 -0,17
B 0,08 0,04 0,07 0,025 0,025 0,024
C -0,00035 -0,00013 -0,00030 -0,00013 -0,00014 -0,00013
R
2
0,95 0,97 0,97 0,90 0,92 0,92
G2 AF G2 IAF
D1 D2 D3 D4 D5 D1 D2 D3 D4 D5
Yo -291,80 -1.276,70 -587,39 -0,07 -0,32 -0,15
A -47,93 32,24 -75,16 -0,012 0,008 -0,019
B 5,12 3,58 7,15 0,0013 0,0009 0,0018
C -0,037 -0,030 -0,052 -0,00001 -0,00001 -0,00001
R
2
0,80 0,60 0,85 0,80 0,60 0,85
Figura 5.3. Modelos de regresión para efectos de las interacciones entre los
factores. Factor genotipo de batata e hidro-retenedor, para las variables materia
seca total por planta MST (g), materia seca de raíces tuberosas por planta MSRT
(g), materia seca de la parte aérea por planta MSPA (g), área foliar AF (cm2) e
índice de área foliar (IAF) durante el ciclo del cultivo 15 – 120 DDE.
G1: genotipo 1; G2: genotipo 2; D1: Sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2:
Aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1 g planta
-1
); D3: Aplicación al suelo de 90 kg
ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4: Aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
);
D5: Aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8.8 g planta
-1
). El modelo de regresión
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
113
ajustado fue: [ y0 + ax + bx2 + cx3].
114
Efecto de hidro-retenedores sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de batata
(ipomoea batatas l.)
G1: genotipo 1; G2: genotipo 2; D1: Sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2:
Aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1 g planta
-1
); D3: Aplicación al suelo de 90 kg
ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4: Aplicación al suelo de 155 kg/ha de HC (6,2 g planta
-1
);
D5: Aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8.8 g planta
-1
).
Para la acumulación de MST y MSPA bajo el efecto del hidro-retenedor
en el genotipo Tainung (G1 MST y G1 MSPA respectivamente), las dosis
4 y 5, con menores valores en efectos simples, cuadráticos y cúbicos en el
modelo evaluado (Tabla 5.5 y Figura 5.3) presentan lo mayores valores en
el tiempo para estas variables con respecto a los valores de las dosis bajas
de hidro-retenedores y testigo.
Estas variables en el genotipo Exportación (G2 MST y G2 MSPA
respectivamente) como respuesta a la aplicación de hidro-retenedor,
presentan una respuesta particular, en la que las dosis 3, 4 y 5 de HC, con
menores valores en efectos simples, cuadráticos y cúbicos en el modelo
evaluado (Tabla 5.6 y Figura 5.3) presentan lo mayores valores en el tiempo
para estas variables con respecto a los valores de las dosis 1 y 2.vLos efectos
sobre la variable MSRT es netamente del genotipo, por eso no se realizan
las comparaciones de interacción.
Tendencia en el tiempo del área foliar (AF) e índice de área
foliar (IAF)
El efecto del factor genotipos en las variables AF e IAF en el tiempo,
desde el 15 hasta el 120 DDE, se observa un mejor ajuste a un modelo
polinómico cubico (y0 + ax + bx2 + cx3), con R2 altos entre 76 – 82 % (Tabla
5.6), las cuales muestras una tendencia similar de crecimiento para cada
una de los genotipos, pero siempre con valores superiores en el genotipo
Tainung, en el cual los efectos cuadráticos y cúbicos son menores en este
genotipo con respecto al genotipo Exportación (Figura 5.2), en los que al
final del ciclo del cultivo se observa una disminución como respuesta las
condiciones ambientales y fase fenológica del cultivo (senescencia). Estas
respuestas deferenciales obedecen a las características de cada genotipo,
afectado por las condiciones ambientales (Rodríguez-Delfín, 2014).
Para las interacciones evaluadas en los efectos de los hidro-retenedores
en cada uno de los genotipos, los modelos ajustados también fueron de tipo
cubico ((y0 + ax + bx2 + cx3), con R2 altos entre 93 – 97 %, en los cuales
se observó una mejor respuesta de las variables. (Tabla 5.7).
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo
y Elvia Amparo Rosero
115
Para AF e IAF bajo el efecto del hidro-retenedor en el genotipo
Tainung (G1 AF y G1 IAF respectivamente), no se observa una interacción
entre los dos factores, solo un efecto neto de los genotipos, como se explicó
anteriormente. Estas variables en el genotipo Exportación (G2 AF Y G2
IAF respectivamente) como respuesta a la aplicación de hidro-retenedor,
presentan una respuesta particular en la que las dosis 3, 4 y 5 de HC, con
menores valores en efectos simples, cuadráticos y cúbicos en el modelo
evaluado (Tabla 5.6 y Figura 5.3) presentan lo mayores valores en el tiempo
para estas variables con respecto a los valores de las dosis 1 y 2.
Conclusiones
El efecto de los hidro-retenedores se observa en los cultivos, siempre
y cuando se dé la presencia de precipitaciones o agua de otras fuentes que
sean capaces de recargar los biopolímeros, si no la duración del efecto se
ve limitada a los 30 después del periodo de sequía. Según los resultados
las dosis recomendadas de hidrogeles para mejorar algunas condiciones
del crecimiento serían los tratamientos D3, D4 y D5, los cuales tendrán un
efecto diferencial dependiendo del genotipo, variedades en las que se esté
aplicando.
El genotipo Tainung presenta una mejor respuesta bajo las condiciones
de estrés del ensayo, teniendo una mayor acumulación de materia seca,
mayor AF, IAF y por lo tanto mejor rendimiento de materia seca al final del
ciclo del cultivo. Las dosis altas de aplicación de hidro-retenedores (D3, D4
y D5) mejoran las condiciones hídricas en las que se encuentra el cultivo, y
por lo tanto se puede llegar a tener mejor producción de MSPA, aunque en
estas condiciones del ensayo no se encontró un efecto en MSRT.
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CAPÍTULO 6
Efecto de los hidro-retenedores en el
intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
Lainer Narváez Quiroz
1
, Carlos Enrique Cardona Ayala
2
, Saula Salcedo
3
y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
4
1 Magíster en Ciencias Agronómicas. Lainer.narvaez@gmail.com
2 Ph.D. Ciencias Naturales para el Desarrollo con énfasis en producción Agrícola.
Afiliado a la Universidad de Córdoba. ccardonaayala@yahoo.com
3 Magister en Ciencias Agronómicas. Saula.salcedo@gmail.com
4 Ph.D. Ingeniería Química. Vinculado a Universidad de Sucre. jairo.salcedo@
unisucre.edu.co
121
Introducción
La batata (Ipomoea batata L.) es un cultivo muy importante en el
mundo, porque producen más energía comestible por hectárea por día
que el trigo, arroz y la yuca, presenta altos contenidos de carbohidratos y
vitaminas A, C y B, que se encuentran en las raíces como también en las
hojas y brotes, que también son comestibles. Además, las raíces tuberosas,
de pulpa naranja, son una importante fuente de beta-caroteno (precursor
de la vitamina A) que lo hace uno de los principales productos en la dieta,
por sus grandes aportes nutricionales, energéticos y en la salud de humanos
y animales (Cusumano y Zamudio 2013). También es considerado uno
de los cultivos resistentes a estrés por variaciones en las condiciones
ambientales, tales como poca disponibilidad de nutrientes y humedad
en el suelo, que junto a su baja necesidad de aplicación de agroquímico
y poca mano de obra utilizada para el manejo del cultivo, le confieren
características importantes para la seguridad alimentaria de países en
desarrollo (IPC, 2016). A pesar de tener la consideración de resistencia ante
algunos tipos de estrés, este cultivo también es afectado por las condiciones
medioambientales desfavorables presentes en el departamento de Sucre, en
los cuales se ha observado una disminución en los rendimientos promedios
de en los últimos años, con valores entre las 6 – 10 toneladas por hectárea.
(Agronet, 2015).
Todas las condiciones ambientales cambiantes y poco predecibles
por el efecto del cambio climático, afectan negativamente los proceso
fisiológicos y metabólicos en las plantas, y aunque la batata es uno de los
cultivos considerados resistentes a las sequias, el estrés hídrico también
conduce a consecuencias negativas en su crecimiento, desarrollo y por
ende en su rendimiento (Saraswati, 2007).
El agua es importante para las funciones básicas de la vida celular,
jugando un papel importante en los procesos fisiológicos, constituye del
70 al 95 % de la materia fresca en tejidos y órganos. El agua es requerida en
grandes cantidades y es muy importante en todos los procesos metabólicos
y fisiológicos para el crecimiento y desarrollo de las plantas, de igual forma
122
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
que es uno de los principales medios y reactivos en los procesos bioquímicos
tales como la fotosíntesis y procesos hidrolíticos (Lambers et al., 2008).
Es por esto, que, en los últimos años, han aumentado las investigaciones
sobre los efectos del estrés hídrico en los diferentes cultivos, reflejando así
un gran problema para la agricultura mundial. Los cultivos pueden ser
afectados por estos cambios, desde las primeras etapas de desarrollo hasta
culminar con su ciclo biológico, viéndose afectado el rendimiento e incluso
causando la muerte en las especies no tolerantes.
Teniendo en cuenta que las condiciones hídricas y los cambios
meteorológicos y en regímenes de precipitaciones, juagan un papel
importante en el comportamiento fisiológico de los cultivos, es de vital
importancia desarrollar, evaluar y generalizar el uso de nuevas tecnologías
que permitan mitigar y reducir la vulnerabilidad y por lo tanto el riesgo
asociado a la sequía y patrones de precipitación irregulares (Iglesias y
Martín, 2009). Logrando mantener las relaciones hídricas necesarias
entre el suelo-planta-atmósfera que le permitan realizar de manera
óptima sus proceso fisiológicos y metabólicos, traducidos en el aumento
de rendimientos, que junto con la evaluación de nuevas variedades o
genotipos que presenten características importantes frente a la respuesta a
condiciones de estrés bióticos y abióticos, se traduce en una herramienta
para el inicio y fortalecimiento de una cadena productiva poco explotada y
con gran potencial en el departamento de Sucre y Colombia.
Los hidro-retenedores se convierten en una posible alternativa que
mejora las características de los suelos tales como retención y disponibilidad
del agua, aireación y disminución de compactación, ya que estos presentan
una capacidad absorber agua y proporcionarla lentamente a las raíces de las
plantas (Plaza, 2006). Es por esta razón que se propuso esta investigación
con el fin de evaluar el comportamiento del intercambio gaseoso, potencial
hibrido y rendimientos del cultivo de batata bajo el efecto de diferentes
dosis de hidro-retenedores en el departamento de Sucre.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
123
Materiales y métodos
El ensayo fue realizado en el departamento de Sucre, en el municipio
de Corozal ubicado a 9°19′01″ Latitud Norte y 75°17′36″ latitud oeste, a
una altura de 174 msnm, bajo las condiciones ambientales de bosque seco
tropical: temperatura media de 29°C, humedad relativa promedio de 78%
y precipitación media anual entre 900 y 1200 mm (Aguilera, 2012). En la
Granja y parque de maquinaria de la gobernación de Sucre. En un suelo
con las siguientes propiedades físico-químicas:
El establecimiento del cultivo se llevó a cabo al final del periodo
de lluvias en el mes de octubre de 2016, para garantizar la humedad de
suelo en las primeras fases del cultivo y así exponer las plantaciones a
las condiciones de sequía presente en los meses de diciembre de 2016,
enero y febrero de 2017. El suelo fue mecanizado con un pase de arado de
disco, dos pases de rastrillo y aporcado del terreno a un metro de distancia,
labraba convencional utilizada por los productores de la región.
Tabla 6.1.
Propiedades físico-químicas de suelo del ensayo.
Propiedad Unidad Valor Propiedad Unidad Valor
pH 1:1, P/V 6,48 Ca Cmol kg
-1
28,6
MO % 2,01 Mg Cmol kg
-1
12,2
C.I.C
Cmol
kg
-1
41,4 Na Cmol kg
-1
0,09
Textura - Arcilloso Cu mg kg
-1
0,2
DA (g cm
-3
) 1,92 Fe mg kg
-1
6
P mg kg
-1
15,8 Zn mg kg
-1
0,5
S mg kg
-1
4,8 Mn mg kg
-1
29,6
K
Cmol
kg
-1
0,47 B mg kg
-1
0,2
MO=materia orgánica; DA=densidad aparente.
Nota: elaboración propia
124
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar con
cuatro repeticiones y una estructura de tratamientos factorial 2x5, en parcelas
divididas en el espacio, donde el primer factor correspondió a genotipo de
batata (Ipomoea batatas L.): G1 (‘Exportación’) y G2 (‘Tainung’). El segundo
factor a dosis de hidro-retenedor comercial (HC): cinco dosis de aplicación
edáfica al momento de la siembra, incluido el testigo o control:
Las dosis de hidro-retenedor comercial fueron:
• D1: Sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
).
• D2: Aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1,0 g planta
-1
).
• D3: Aplicación al suelo de 90 kg ha
-1
de HC (3,6 g planta
-1
).
• D4: Aplicación al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
).
• D5: Aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8,8 g planta
-1
).
Las dosis de los tratamientos se establecieron sobre la base de los
estudios realizados en Egipto por Ezztat et al 2011 en el cultivo Solanum
tuberosum L., quienes obtuvieron buenos resultados con aproximadamente
90 kg/ha de hidrogel comercial. Por otra parte, la dosis mínima recomendada
por las casas comerciales en Colombia para cultivos en surcos, es de 25 kg
ha
-1
.
Las unidades experimentales serán de 48 m2 (8 surcos de 6 m de
largo, separados a 1,0 m y una distancia entre plantas de 0,4 m, para 120
plantas por unidad experimental. Las dos plantas centrales de los surcos
2, 3, 4 y 5 de cada unidad experimental se tomaron como parcela útil,
en la cual se realizaron los muestreos no destructivos, mediciones de
intercambio gaseoso y al final de ciclo del cultivo para las variables de
rendimiento e índice de cosecha. Las plantas restantes fueron utilizadas
para los muestreos destructivos de biomasa, potencial hídrico de la hoja;
todos estos monitorios fueron planeados teniendo en cuenta los efectos de
borde.
Para la cuantificación de estas variables de intercambio gaseoso
y potencial hídrico foliar se realizó un muestreo y mediciones a los 90
días después de la emergencia (DDE), para evaluar el efecto de los hidro-
retenedores y la respuesta de los genotipos cuando las plantas fueron
expuestas a 60 días de sequía y en plena fase de tuberización.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
125
Intercambio gaseoso: tasa de fotosíntesis neta, tasa de transpiración,
conductancia estomática, déficit de presión de vapor, uso eficiente del agua
.
Se medió con el sistema de intercambio gaseoso IRGA GFS-3000 entre las
8 am y 11 am, realizando una medición en tres plantas de la parcela útil en
cada unidad experimental, en una hoja joven completamente desplegada
del tercio medio, manteniendo constante la intensidad de la luz en 1000
µmol fotones m
-2
s
-1
y la concentración de CO
2
en 400 ppm (Córdoba,
2012).
Potencial hídrico de la hoja (Ψ en Mpa): se midió, con la utilización
de la técnica de la cámara de presión (Scholander et al, 1965), en tres
plantas de la parcela útil en cada unidad experimental, en una hoja joven
completamente desplegada del tercio medio. Al final del ciclo del cultivo
(120 DDS) se realizó el muestreo destructivo para la medición de las
siguientes variables en cosecha:
Rendimiento (t ha
-1
) e índice de cosecha: se tomaron 5 plantas de
la parcela útil en cada una de las unidades experimentales, cuantificando el
peso de la biomasa fresca y seca (metodología de acumulación de biomasa)
de cada uno de los órganos de la planta, con estos datos se calcularán
los rendimientos como la relación entre el peso fresco y secos de raíces
tuberosas por unidad de área. Los índices de cosecha se realizaron con las
relaciones entre el peso seco de raíz tuberosas / peso seco total de la planta
(Tique, 2009).
Componentes de rendimiento. Para determinar los componentes de
rendimiento, se cosecharon 6 plantas de la parcela útil, para cada una de las
unidades experimentales, se tomaron los siguientes datos: número de raíces
tuberosas por plantas, número de raíces tuberosas comerciales por planta,
diámetro de raíces tuberosas comerciales por planta, longitud de raíces
tuberosas comerciales, peso fresco de raíces tuberosas por planta, peso fresco
de raíces tuberosas comerciales por planta, peso seco de raíces tuberosas
por planta, rendimiento en fresco de raíces tuberosas y rendimiento en seco
de raíces tuberosas. Este número de tubérculos comerciales se definió como
la proporción de tubérculos mayores de cuatro centímetros (4 cm) o con un
peso mayor de 80 g (De Oliveira, 2005).
126
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
Resultados y discusión
Condiciones ambientales.
En la zona de estudio, durante los 120 DDE del ciclo del cultivo,
se presentó una precipitación acumulada de 384,45 mm, inferior a la
reportada por (Miranda et al., 1989), quien afirma que las plantas expuestas
a condiciones de precipitaciones inferiores a 500 mm, no tendrían la
suficiente humedad para realizar los procesos fisiológicos de forma
normal. Para el estudio se garantizó que las plantas estuvieran expuestas a
condiciones de estrés hídrico durante la mayor parte del ciclo del cultivo.
La figura 6.1 muestra que el 73,21% de la precipitación se presentó en los
primeros 30 DDE (fase de establecimiento del cultivo) correspondiente a
281,45 mm.
Figura 6.1. Condiciones ambientales presentes en el sitio de estudio durante el
ciclo del cultivo de batata.
PREC: precipitación mensual; T °C MAX: promedio de temperatura máxima; T °C MIN
promedio de temperatura mínima; T °C PROM: temperatura media.
En la primera fase de crecimiento del cultivo (30 DDE) se presentó
una precipitación de 281,45 mm correspondiente al 73,21%. Entre los
30 y 60 DDE, inicio de fase de tuberización, el cultivo estuvo expuesto
a 30 días de sequía, tiempo en el cual se tuvo la presencia de 25,70 mm
de precipitación. En los siguientes 30 días se hizo más aguda la época de
sequía, periodo en que cayeron 11,40 mm y las plantas estaban soportando
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
127
60 días de sequía en plena fase de tuberización, con un acumulado de
37,10 mm. La última etapa del cultivo, comprendida entre los 90 y 120
DDE, se tuvo un aumento leve de las precipitaciones llegando a 65,90 mm,
correspondiente al 17% (Figura 6.1). La temperatura máxima estuvo entre
31 – 35 °C, mientras que la temperatura mínima se mantuvo entre los 21
y los 24 °C, para una media de temperaturas que osciló alrededor de 28°C
(Figura 6.1); condiciones ambientales acordes a las del bosque seco tropical
del departamento de Sucre (Aguilera, 2012).
Intercambio gaseoso y potencial hídrico foliar.
En la época de muestreo, 90 DDE, solo se observan diferencias
significativas para el efecto del factor genotipo, en las variables A y UEA, y
altamente significativas para Ψ (Tabla 6.2). Donde el genotipo 2 Tainung
mostró una mejor expresión genética como respuesta a las condiciones de
sequía, presentando los valores medios más altos para cada una de estas
variables (Tabla 6.3).
Para la variable A, la media del genotipo Tainung correspondiente
a 15,69 µmol CO
2
m
-2
s
-1
supera en un 82% la tasa de asimilación de
carbono del genotipo Exportación (Tabla 6.2), mostrando que en esta etapa
del cultivo la mayor producción de fotoasimilados se dio en el genotipo
Tainung, indicando mayor eficiencia respecto a la respuesta frente a las
condiciones del medio, teniendo un mejor uso del agua a pesar de tener
poca disponibilidad de este recurso, lo que se demuestra con los valores
de UEA, en los cuales el Tainung pudo asimilar 12,41 µmol CO
2
por cada
µmol H
2
O que utilizaba la planta mientras que el Exportación solo logra
asimilar 7,43 µmol CO
2
por cada µmol H
2
O utilizada (Tabla 6.3).
128
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
Tabla 6.2.
Cuadrados medios del análisis de varianza para las variables materia seca total
por planta (MST), materia seca de raíces tuberosas por planta (MSRT), materia
seca de la parte aérea por planta (MSPA), área foliar (AF), índice de área foliar
(IAF) a través del ciclo del cultivo.
TIEMPO A g
s
E DPV EUW
Ψ
90
CM T 34.26 537.94 0.26 0.11 20.27 0.14
CM E 4.34 396.51 0.13 0.11 5.47 0.03
CM G 379.74* 181.21ns 0.01ns 0.00ns 168.63* 1.34**
CM HC 6.80ns 611.86ns 0.37ns 0.02ns 12.98ns 0.00ns
CM
GxHC
5.27ns 564.45ns 0.17ns 0.09ns 1.90ns 0.04ns
MEDIA 12.26ns 66.05 23.69 2.33 10.00 0.87
CV 16.99 30.15 1.51 14.21 23.38 18.74
MSRT MFRT MFRTC RENDS RENDF IC
120
CM T 948.64 9196.20 8003.99 0.60 5.74 91.29
CM E 471.25 5165.91 5901.43 0.27 3.23 22.26
CM G 7378.55* 22198.70ns 1360.90 ns 4.93* 13.84ns 142.57ns
CM HC 256,00ns 1415,00ns 13956.60ns 0.20ns 0.88ns 152.81**
CM
GxHC
259.86ns 9166.25ns 4145.76ns 0.15ns 5.73ns 67.02ns
MEDIA 103.00 431.60 319.50 2.56 10.79 57.18
CV 21.08 16.65 24.04 20.44 16.65 8.25
NRT NRTC LRTC DRTC
120
CM T 1.92 0.23 8.26 110.83
CM E 0.84 0.17 6.10 51.49
CM G 13.23** 0.00ns 18.02ns 300.74ns
CM HC 1.28ns 0.31ns 0.41ns 3.17ns
CM
GxHC
1.98ns 0.19ns 1.06ns 106.04ns
MEDIA 5.78 2.25 16.28 55.80
CV 15.89 18.14 15.17 12.86
CMT: cuadrado medio de tratamientos; CME: cuadrado medio del error experimental; CMG:
cuadrado medio para el efecto principal del factor genotipo (G); CMHC: cuadrado medio para
el efecto principal hidro-retenedores (HC);
CM GxHC: cuadrado medio de la interacción
GxHC; CV: coeficiente de variación. ns: no significativo; *: significativo al 5%; **
significativo al 1%.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
129
Tabla 6.3.
Valores de contrastes ortogonales y medias de las variables fotosíntesis neta (A:
µmol CO
2
m
-2
s
-1
), conductancia (gs: mol H
2
O m
-2
s
-1
), transpiración (E: µmol H
2
O
m
-2
s
-1
), diferencial de presión de vapor (VPD: Kpa), uso eficiente del agua (UEA:
µmol CO
2
µmol
-1
H
2
O) y potencial hídrico (Ψ: Mpa), a los 90 DDE (30 días de
sequía).
A gs E VPD UEA
Ψ
CV 16,99 30,15 23,69 14,21 23,38 18,74
CONTRASTE Valores de contrastes
C1
7,33
**
-5,07
ns
0,04 ns
-0,02
ns
4,89
**
0,42
**
GENOTIPOS Medias
G1 8,59 69,79 1,51 2,34 7,43 0,66
G2 15,69 63,57 1,52 2,32 12,41 1,08
Efectos principales. C1: G1 vs G2; genotipo 1= ‘Exportación’; G2: genotipo 2=’Tainung’;
ns: no significativo *: Significativo al 5%; ** significativo al 1%.
La fotosíntesis fue afectada diferencialmente en las condiciones de
sequía del ensayo, teniendo un comportamiento particular en cada una
de las variedades. Por lo tanto, se puede inferir que el genotipo
Tainung
presentó algunos mecanismos fisiológicos ante la situación de estrés
hídrico, como puede ser por un ajuste osmótico, controlando el potencial
osmótico en las hojas y mecanismos que permitieron evitar la degradación
de los pigmentos fotosintéticos y la pérdida de actividad de fluorescencia
de clorofila, mientras el genotipo Exportación puede tener una menor
respuesta de tolerancia a este tipo de estrés por lo que se disminuye la
capacidad en el uso del agua y en la asimilación de carbono (Yooyongwech,
2013).
Esta respuesta fenotípica puede ser explicada teniendo en cuenta que
el genotipo 2
Tainung pudo utilizar algún mecanismo de respuesta al estrés
como se mencionó anteriormente, presentando como consecuencia que las
plantas tuvieran un mayor potencial hídrico que el genotipo 1 Exportación
(1,08 Mpa para genotipo Tainung y 0,66 Mpa para el genotipo ‘Exportación’)
(Tabla 6.3); y adicionalmente que el genotipo ‘Tainung’, además de poder
captar mayor cantidad de agua, también tiene la capacidad de usarla más
eficientemente que el genotipo ‘Exportación’, aunque estos dos presenten
130
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
los mismos comportamientos en las variables gs; E y DPV, los cuales son
características de la respuesta de los dos genotipos, con valores medios de
66,78 µmol H
2
O m
-2
s
-1
, 1,52 µmol H
2
O m
-2
s
-1
, 2,33 Kpa.
Teniendo en cuenta que, el estrés por sequía en las plantas produce un
cierre estomático como respuesta al déficit hídrico, pero también varía con
respecto a la variabilidad genética de los cultivares o genotipos (Espinoza
et al. 2014), se puede inferir que en este caso los dos genotipos tuvieron
la misma capacidad en el transporte de agua, presentando valores iguales
en las variables E, GS y DPV, el genotipo Tainung tuvo un mejor uso del
agua y por tanto una mayor tasa de asimilación de carbono, de acuerdo
a lo reportado por Gonzales et al. 2002 que llega a la conclusión que la
evolución de los mecanismos de tolerancia y adaptación de las plantas a
los diferentes agentes estresantes, puede observarse la existencia de grados
de sensibilidad y tolerancia muy diferentes entre las especies, variedades o
genotipos dentro de una misma especie.
En esta etapa del cultivo no se observa un efecto significativo de
los hidro-retenedores, ni una interacción entre los dos factores genotipo
x hidro-retedores, ya el efecto del aporte hídrico de los polímeros está
limitado de 20 - 30 días después de la última lluvia, (Idrobo, 2012). Siendo
esta de gran magnitud para poder recargar las partículas constituyentes de
los hidro-retenedores, y observara una respuesta fisiológica de los cultivos
evaluados, como se demostró en el capítulo 2.
Rendimiento, componentes de rendimiento e índice de
cosecha
A la fecha de cosecha, 120 DDE, no se presentan diferencias
significativas en las variables MFRT, MSRTC y en consecuencia tampoco
se tiene una diferencia significativa en el RENDF (Tabla 6.2), ya que
esta última depende del peso fresco de raíces por planta, el cual puede
variar dependiendo de las condiciones hídricas presentes en este suelo al
momento de realizar el muestreo. En este periodo las condiciones hídricas
aumentaron con respecto a los últimos dos meses de sequía, teniendo 50
mm de precipitaciones en las últimas dos semanas, lo que hace que las
raíces empiecen a captar una cantidad de agua considerable lo que hace
que no se presenten diferencias estadísticas en estas variables.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
131
La formación de raíces tuberosas en camote es el resultado de un
proceso de engrosamiento que envuelve una serie de eventos anatómicos y
fisiológicos desde el desarrollo inicial de la raíz (Marín y Suni, 2000), por
lo tanto, las condiciones ambientales de sequía que presidieron la época de
cosecha afectaron considerablemente los rendimientos, pero teniendo en
cuenta que la respuesta de cada genotipo es particular y depende de sus
propias características genéticas.
Estudios realizados por Saraswati (2007), evaluando el estrés hídrico
en Ipomea batatas L, observó una disminución significativamente en
la biomasa de la planta, obteniendo los valores más bajos para variables
respuestas en las condiciones de estrés (peso de raíz, área foliar y peso de
follaje), afectando los procesos fisiológicos de los cultivares evaluados y por
lo tanto sus rendimientos en cosecha.
La media característica de la respuesta de los genotipos bajo las
condiciones ambientales de la zona, para las variables RENDF, MFRT y
MFRTC son respectivamente: 10,86 Ton/ha, 431,59 g planta
-1
, 313,15
g planta
-1
(Figura 6,4). Producción de raíces similar a las encontradas
por Castillo (2014), con pesos frescos de raíces que variaron entre 0,19
y 1,47 kg planta
-1
, para la evaluación de trece genotipos de batata en el
departamento del Tolima en Colombia. Aun teniendo las bajas condiciones
de humedad del de los 30DDE hasta los 120 DDE, los rendimientos en
fresco de raíces tuberosas son mayores a la media nacional que ha oscilado
entre los 5,6 y las 10 toneladas por hectárea. (Agronet, 2015), acentuando
lo poco estudiado y las pocas tecnologías utilizadas en el manejo del cultivo
en el departamento de Sucre y en Colombia en general.
132
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
Tabla 6.4
Valores de contrastes ortogonales y medias de las variables materia seca de raíces
tuberosas por planta (MSRT: g planta
-1
), materia fresca de raíces tuberosas por planta
(MFRT:
g planta
-1
), materia fresca de raíces tuberosas comerciales por planta (MFRTC: g
planta
-1
), rendimiento en de materia seca por hectárea (RENDS: Ton/ha), rendimiento de
materia fresca de raíces tuberosas por hectárea (RENDF: t ha
-1
) e índice de cosecha (IC:
%) a los 120 DDE.
MSRT MFRT MFRTC RENDS RENDF IC
CV 21,08 16,65 24,04 20,44 16,66 8,25
CONTRASTE Valores de los contrastes
C1 27,72 ** 47,12 ns 11,91 ns 0,72 ** 1,18 ns 3,85 ns
C2 - - - - -
-24.95
**
C3 - - - - -
-22,41
**
C4 - - - - - -5,89 ns
GENOTIPO Medias
G1 89,35 408,03 305,31 2,21 10,34 55,17
G2 117,38 455,15 320,98 2,93 11,38 59,30
HIDRO-RETENEDOR Medias
D1 - - - - - 62,09
D2 - - - - - 61,45
D3 D4 D5 - - - - - 53,98
Efectos principales. C1: G1 vs G2; C2: D1 vs D2 T3 D4 D5; C3: D2 vs D3 D4 D5; C4:
D3 vs D4 T5; C5:D4 vs D5; genotipo 1= ‘Exportación’; G2: genotipo 2=’Tainung’; D1:
sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2: aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC
(1 g planta
-1
); D3: aplicación al suelo de 90 kg ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4: aplicación
al suelo de 155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
); D5: aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de
HC (8,8 g planta
-1
). CONTR = contraste. ns: no significativo *: Significativo al 5%; **
significativo al 1%.
Las variables de acumulación de materia seca, las cuales no varían en
respuesta al estatus hídrico del momento del muestreo si no que dependen
de las condiciones a las que fueron expuestas las plantas durante todos
sus procesos en el crecimiento y desarrollo, si se presentan diferencias
significativas a la expresión genética propia de cada cultivar (Tabla 6.2),
en la que el genotipo Tainung al presentar una mejor respuesta frente a
las condiciones ambientales de estrés, un mayor P.HID, una mejor WUE
y PN, tiene una mayor capacidad de translocación de fotoasimilados al
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
133
órgano de interés, reflejado en la los contenidos de MSRT y los REDS en
los cuales el genotipo Tainung presenta valores que superan en un 31%
la biomasa de raíces del Exportación (Tabla 3.4). Valores acordes a los
mostrados por Yooyongwech (2013) quien encontró que la comparación
en los rendimientos en algunos de los genotipos evaluados puede variar
entre un 21-41% dependiendo de las condiciones de sequía y la expresión
genética de los cultivares evaluados.
El efecto de los hidro-retenedores se observa en el IC (Tabla 6,4),
en donde las plantas sometidas a las mayores dosis de polímeros (D3,
D4 y D5), presentan menor porcentaje biomasa acumulado en órgano
de interés(53,98 %) con respecto al tratamiento testigo (D1) y la menor
dosis de polímero (D2) (62,09 y 61,45 % respectivamente) (Figura 6.2),
viéndose un efecto una reactivación en la producción de rebrotes y hojas en
los tratamientos en los cuales se tenía una mayor reserva de agua, por efecto
de las lluvias de las últimas semanas, sin afectar la acumulación de MSRT
(Tabla 6.2 y 6.3). Según Behelu (2003), al evaluar tres cultivares de camote
encontró diferencias cuantitativas en el contenido de materia seca en raíces
tuberosas, los cuales tuvieron una partición de fotoasimilados entre el 79%
y 53% del total de materia seca acumulado por la planta al final del ciclo
del cultivo.
En las mediciones alométricas de raíces no se presentan diferencias
significativas en el NRTC, LRTC, DRTC (Tabla 6.2), las cuales presentan
valores característicos a la respuesta de los dos genotipos con medias de 2,25
para NRTC, raíces tuberosas comerciales de 16,28 cm de largo y 55,80 mm
de diámetro (Tabla 6.5). El NRT si depende de la respuesta de cada genotipo
a las condiciones ambientales (Tabla 6.2), teniendo 1 raíz tuberosa más el
genotipo Tainung Tabla (6.5). Villordon et al., 2009 caracteriza algunos
genotipos de batata en los cuales el número de raíces tuberosas depende
del número de raíces fibrosas inducidas para formar raíces tuberosas, y
concluye que las plantas de batata rinden de cuatro a ocho raíces tuberosas
o en menor número si se encuentran en altas condiciones de estrés y las
características de los genotipos evaluados.
Las variedades difirieron significativamente en rendimiento seco total
de raíces tuberosas, así como en contenido de materia seca de raíces, lo
que refleja la diferente composición genética de cada variedad evaluada
(Mukhtar et ál. 2010), en el caso particular el genotipo Tainung tuvo la
134
Efecto de los hidro-retenedores en el intercambio gaseoso, potencial hídrico y
rendimientos del cultivo de batata
(ipomoea batatas l)
mayor producción dentaria seca de raíces, mayor número de raíces tuberosa
y por tanto mayor rendimiento en materia seca.
Figura 6.2. Distribución de materia seca por órganos de las plantas de batata,
materia seca de raíces (MSTR: %), tallos (MST: %) y hojas (MSH: %).
D1: sin aplicación edáfica HC (0,00 g planta
-1
); D2: aplicación edáfica de 25 kg ha
-1
de HC (1 g
planta
-1
); D3: aplicación al suelo de 90 kg ha
-1
de H (3,6 g planta
-1
); D4: aplicación al suelo de
155 kg ha
-1
de HC (6,2 g planta
-1
); D5: aplicación al suelo de 220 kg ha
-1
de HC (8,8 g
planta
-1
). CONTR = contraste. ns: no significativo *: Significativo al 5%; ** significativo
al 1%.
Tabla 6.5
Valores de contrastes ortogonales y medias de las variables número de raíces
tuberosas planta (NRT), número de raíces tuberosas comerciales (NRTC),
longitud de raíces tuberosas comerciales (LRTC: cm), diámetro de raíces tuberosas
comerciales (DRTC: mm) a los 120 DDE.
NRT NRTC LRTC DRTC
CV 15,89 18,14 15,17 12,86
CONTRASTE Medias
C1 1,15 ** 0,00 ns 1,34 ns -5,48 ns
GENOTIPO Medias
G1 5,20 2,25 15,61 58,53
G2 6,35 2,25 16,95 53,06
EFECTOS PRINCIPALES. C1: G1 vs G2; genotipo 1= ‘Exportación’; G2: genotipo
2=’Tainung’; ns: no significativo *: Significativo al 5%; ** significativo al 1%.
Lainer Narváez Quiroz, Carlos Enrique Cardona Ayala, Saula Salcedo y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
135
Conclusiones
El genotipo Tainung tiene una mejor respuesta a las condiciones
ambientales presentes en zona de estudio, demostrado por las mayores
tasas de PN, WUE; P, HID y producción de materia seca de raíces por
hectárea. A pesar de las condiciones de estrés presentes en los últimos tres
meses en la fase de crecimiento del cultivo, en las fases de mayor exigencia
en el desarrollo, estado en tuberización y formación de área foliar, los
rendimientos fueron superiores a las medias reportadas en el país, teniendo
una media de rendimiento en fresco de 11 toneladas aproximadamente.
El genotipo Tainung presenta la mayor producción MSRT
(aproximadamente 118 g planta
-1
) y por tanto un mayor rendimiento en
materia seca con aproximadamente 3 toneladas por hectárea, superior 2
toneladas por hectárea del ‘Exportación’.
Se recomienda para próximas investigaciones, realizar las mediciones
de intercambio gaseoso en el tiempo, teniendo en cuanta las condiciones
de humedad del suelo y las fases fenológicas de crecimiento del cultivo,
para una mejor caracterización de los procesos fisiológicos, y evaluar los
posibles mecanismos de adaptación y tolerancia a la sequía las evaluaciones
agronómicas de los genotipos evaluados.
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139
CAPÍTULO 7
Efecto de la aplicación de calcio sobre
el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo
ácido de Sucre
Luis Fernando Acosta Pérez
1
, James Daniel Caro Peñafiel
2
y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
3
1 Magister en Ciencias Agronómicas. Miembro del grupo de investigación Agricul-
tura Sostenible, Universidad de Córdoba. aclufe@hotmail.com
2 Magister en Ciencias Agronómicas. Miembro del grupo de investigación Agricul-
tura Sostenible, Universidad de Córdoba. jamca26@hotmail.com
3 Doctor en Ciencias del Suelo. Docente Titular Área de Suelos, Universidad de
Córdoba. ecabralesh@yahoo.es
141
Introducción
Actualmente en Colombia, el tomate es uno de los cultivos hortícolas
de mayor importancia, se siembra en casi todas las regiones del país, desde
huertos familiares hasta plantaciones comerciales, siendo el departamento
de Norte de Santander el mayor productor con 118.151 toneladas, seguido
por los departamentos de Antioquia, Boyacá, Cundinamarca y Santander
(Agronet, 2017). Entre las principales ventajas y beneficios que representa
su cultivo, se pueden mencionar las siguientes: produce en corto tiempo
(100-110 días), no requiere de grandes extensiones de terreno, se adapta
a diferentes tipos de suelos, su fruto tiene alta demanda en el mercado,
constituye una importante fuente de vitaminas y minerales para el ser
humano. Es considerado alimento nutracéutico, debido a las características
funcionales, principalmente, por el licopeno, pigmento presente en el fruto
(Fiori, 2006). Por sus propiedades antioxidantes, el consumo de tomate se
está asociando al descenso del riesgo de cáncer en el esófago, estómago,
pulmón y vías respiratorias, entre otras (Rao, 2002).
La mayoría de los cultivos de tomate en el país se hacen en pequeñas
áreas y con una gran dispersión de los productores, desde unas pocas plantas
en el huerto casero hasta 80 ha como sucede en el Valle del Cauca (Lobo y
Jaramillo, s.f.). El Departamento de Sucre no es ajeno a esta problemática,
el tomate se produce en pequeñas huertas caseras, sin embargo, el manejo
suele ser empírico y rara vez tiene un manejo agronómico que incluya el
uso de fertilizantes. Por otro lado, hay un desconocimiento del manejo
de plagas y enfermedades que afectan al cultivo de tomate. En general los
horticultores siembran pequeñas áreas de tomate, muchos desconocen el
manejo del cultivo y ello lleva a baja productividad del mismo. En este
sentido, no se tiene información local sobre el proceso de crecimiento que
sigue el cultivo.
La existencia de zonas productoras diferentes justifica la necesidad de
ensayar nuevas variedades y técnicas de cultivo adaptadas al suelo, clima
y demás requisitos de crecimiento, ya que en la mayoría de los casos, los
agricultores por no contar con asesoría y orientación técnica, no tienen una
142
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
visión panorámica del cultivo ni de los adelantos en materia de investigación
que se han venido dando a nivel mundial, sobre todo en el desarrollo de
nuevos genotipos de alto rendimiento, tolerancia a plagas y enfermedades,
entre otros (Lobo y Jaramillo, s.f.).
El crecimiento vegetal, entendido como un aumento irreversible en
tamaño de los organismos, implica a nivel fisiológico una serie de cambios
y reacciones de tipo bioquímico, de las cuales dependerá finalmente el
comportamiento agronómico y el rendimiento potencial de los diferentes
genotipos. Generalmente, el crecimiento se determina mediante medidas
directas (altura de la planta, diámetro del tallo, número de hojas, área
foliar, masa seca) e indirectas como la tasa de asimilación neta, tasa de
crecimiento del cultivo, tasa relativa de crecimiento, etc. Cabe anotar que
el crecimiento está ligado a factores ambientales como luz, temperatura y
humedad, entre otros (Salisbury y Ross, 1994). El crecimiento de la planta
se constituye en un fiel reflejo de que en ella tienen lugar una serie de
cambios estructurales de tamaño, peso y forma específicos, que ocurren de
acuerdo con los patrones de división celular y diferenciación, los cuales no
pueden considerarse fuera del contexto ambiental.
Los elementos minerales pueden influir en el complejo nutricional
y estructural de las plantas, debido a la influencia que ejercen sobre los
procesos bioquímicos, y/o fisiológicos, como la actividad fotosintética y
la tasa de translocación de fotoasimilados (Ferreira et al., 2006). El calcio
es de lenta movilidad, tanto en el suelo como en la planta, lo cual obliga
a replantear las técnicas de fertilización con este elemento, es decir, en lo
posible debe estar en el suelo en forma soluble y disponible para la planta (Li
et al. 2001). Aunque estudios recientes han demostrado que puede entrar
en pequeñas cantidades vía apoplasto (por las hojas y frutos), cantidad que
resulta insuficiente para satisfacer las necesidades de las plantas (Dayod et
al. 2010), es decir, que la fertilización foliar con este elemento no satisface
en su totalidad los requerimientos de las plantas (Lazcano 2000, Rodríguez
et al. 2002, Taylor et al. 2004).
La deficiencia de calcio interfiere el proceso fotosintético,
disminuyendo enormemente la eficacia de la carboxilación y la capacidad
fotosintética (Alarcón et al., 1999), lo que conduce a descensos sustanciales
en la producción de biomasa de las plantas afectadas (Ramalho et al., 1995).
Según Jaunin y Hofer (1988), el calcio es esencial para el crecimiento,
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
143
densidad y elongación de los pelos radiculares necesarios para la absorción
de nutrientes.
Hasta la fecha no hay ningún informe sobre el efecto del calcio en
el cultivo de tomate en condiciones ambientales de Sucre. Por lo anterior,
se estableció el ensayo en la que se evaluaron diferentes dosis de calcio
aplicado al suelo, utilizando como fuente el carbonato de calcio, en la que
evaluaron parámetros fisiológicos de crecimiento del cultivo del tomate en
condiciones ambientales del departamento de Sucre.
Materiales y métodos
La investigación se realizó en condiciones semi controladas en los
predios de la Corporación Universitaria del Caribe (CECAR), zona urbana
de la ciudad de Sincelejo, departamento de Sucre (Colombia), ubicada
geográficamente a 9º 18” latitud norte y 75º 23” latitud oeste del meridiano
de Greenwich, a una altura de 213 msnm, con temperatura promedia de
27ºC, humedad relativa promedia de 80%, y precipitación promedia anual
de 1164 mm, la formación vegetal de acuerdo con Holdridge es el bosque
seco tropical (Correa y Carrillo, 2013).
Se trabajó con suelos de los primeros 20 cm de profundidad de la
finca Las Lauras del corregimiento Santa Clara, municipio El Roble del
departamento de Sucre, suelo de reacción ácida. La selección se hizo
según base en los archivos del laboratorio de suelos de la Universidad de
Sucre, en el mismo se verificó información una vez se hizo localización del
predio. El suelo fue secado a sombra, tamizado a 4 mm, y homogenizado,
posteriormente se hizo el llenado de las bolsas con capacidad de 10 kg.
Posteriormente las bolsas se ubicaron en hileras separadas a 80 cm y en las
hileras se ubicarán a cada 60 cm.
Para el semillero se utilizaron vasos desechables de 7 onzas, se
llenaron con un sustrato suelo: abono orgánico en relación 1:1, previa
desinfección con Formaldehido al 10% y aplicación de 10 L/m
2.
A los 10 días
se sembraron 4 semillas/vaso de tomate Chonto Santa Cruz, previamente
evaluada su eficiencia de germinación. El trasplante se hizo cuando las
plántulas de los vasos desechables tuvieron 3 hojas totalmente formadas
(15 días aproximadamente). No fue necesario resembrar.
144
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
El manejo agronómico se hizo en forma tradicional, las arvense
se manejaron manualmente, mientras que el minador, la única plaga de
interés económico que se presentó fue controlada con el producto comercial
Hibertrina. Para la fertilización se utilizó un plan de 100-80-100 de N-P-K,
utilizando como fuentes la Urea, DAP y KCl para N, P y K, respectivamente.
Los elementos menores se aplicaron en forma foliar, para lo cual se aplicaron
cada 10 días aspersiones de 5 ml de producto comercial por litro de agua,
se utilizó el producto comercial Wuxal.
Se utilizó un diseño de bloques al azar con cinco tratamientos y
tres repeticiones, cada unidad experimental estuvo conformada por cinco
plantas. Los tratamientos fueron: T0: no aplicación de calcio (testigo);
T1: aplicación de 1 ton ha
-1
de carbonato de calcio; T2: 2 ton ha
-1
de
carbonato de calcio; T3: 3 ton ha
-1
de carbonato de calcio; y T4: 4 ton ha
-1
de carbonato de calcio. La información obtenida se tabuló en tablas Excel
y se procesó mediante el programa estadístico SAS versión 9.0, se hizo el
análisis de varianza (ANAVA), previa comprobación de los supuestos para
dicho análisis. Se aplicó la prueba de comparación de medias de Tukey
con un nivel del 95% de confianza. Se midieron los parámetros: número
de hojas, área foliar, altura de planta, inicio de floración, número de flores,
biomasa seca y biomasa húmeda.
Resultados y discusión
El porcentaje de germinación en papel húmedo fue de 84% y la
emergencia evaluada en el semillero fue del 89,6%, cifras que se consideran
buenas (Fernández et al. 2006). Estas cifras de germinación y emergencia
altas se debieron posiblemente al buen manejo de la humedad y sustrato en
el semillero y a la buena calidad de la semilla utilizada en el ensayo.
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
145
Tabla 7.1.
Cuadrados medios y niveles de significancia de las variables del componente
fisiológico evaluadas en tomate, con diferentes dosis de cal.
F. V G.L NHT AFT ALT NFT IF BH BS
Calcio 4
11187,36
**
692059,23 *
589,11
**
3252,77
**
17,07 ns 34756 * 641,98 ns
Error 10 41,10 67596,75 4,53 41,47 9,27 3708,83 433,87
C.V.
(%)
3,05 22,11 1,1 5,13 22,17 18,53 35,19
R² 0,99 0,80 0,97 0,96 0,42 0,79 0,37
Grados de Libertad (GL), Número de hojas total (NHT), área foliar total
(AFT), altura planta (ALT), Número flores total (NFT), Inicio floración
(IF), biomasa húmeda (BH), biomasa seca (BS). *=significativo, **=alta-
mente significativo, ns = no significativo
Tabla 7.2.
Comparación de medias de las variables evaluadas en tomate, con diferentes
dosis de cal.
TRATAMIENTO
ton/ha
NHT AFT ALT NFT IF BH BS
0 140,33 c 689,24 b 173,23 c 82 d
16,67
a
164,7 b 45,54 a
1 152 c 821,76 b 183,3 b 106 c
15,33
a
334,33 a 55,58 a
2
226,83
b
1163,48
b
201,33 a 125 b 14 a 319,07 ab 56,3 a
3 274 a
1915,68
a
204 a 161,67 a
11,33
a
463,73 a 84,19 a
4 258,17 a
1290,17
ab
203,5 a 153 a
11,33
a
361,67 a 54,38 a
*Medias entre columnas con letras iguales no difieren estadísticamente
según la prueba de tukey (p=0,05). Número de hojas total (NHT), área
foliar total (AFT), altura planta (ALT), Número flores total (NFT), biomasa
húmeda (BH), biomasa seca (BS), inicio floración (IF).
Número de hojas totales (NHT). La Tabla 7.2 muestra los resultados
de la prueba de comparación de medias del número de hojas total
producidas por el cultivo de tomate, donde se muestra que el número de
hojas totales producidas está en un rango de 140,33 a 274, que se obtuvo
146
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
en los tratamientos T0 y T3, respectivamente. A medida que se adiciona
cal agrícola al suelo, el número de hojas totales, tiende a aumentar, esto
fue corroborado mediante la prueba de Tukey al 0,05 y se representa en
la figura 7.1. En esta figura se describe el comportamiento del número
de hojas totales producidas en función a las dosis aplicadas de calcio,
mostrando una tendencia que puede ser explicada por un modelo de orden
lineal, que indica que el número de hojas totales producidas por la planta
de tomate, depende en un 85,76% de la aplicación de calcio al suelo. Esta
tendencia se debe posiblemente, a que el calcio reaccionó favorablemente
con la fracción del suelo, lo que permitió posiblemente neutralizar los iones
H+ de la solución del suelo, es decir que la adición de cal redujo la acidez
del suelo (incrementa el pH). En este sentido Cabrales (2008), expone que,
al reaccionar la cal con la solución acidulada del suelo, el aluminio como
precursor de acidez es neutralizado, se disminuye la acidez potencial y con
ello se incrementa el pH del suelo. Esta respuesta positiva del encalado
en el suelo se debe posiblemente a que se mejoran las condiciones físicas
y químicas del suelo, produciendo un mejor ambiente para el desarrollo
radicular (Cabrales, 2008), de tal manera que el calcio pudo ser absorbido
por las raíces de la planta, transportándolo a todos los órganos demandantes,
entre ellos las hojas, donde éste elemento es necesario para los procesos de
división y elongación celular.
Figura 7.1. Hojas totales. Letras iguales no difieren estadísticamente según la
prueba de tukey (p=0,05)
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
147
El análisis de varianza arrojó diferencias altamente significativas
entre los tratamientos (P<0,01). El testigo (T0) difiere de los tratamientos
restantes, pero es estadísticamente igual al tratamiento T1. Las diferencias
entre el tratamiento testigo T0 y los demás tratamientos, posiblemente
pudo ser porque en las plantas, el calcio tiende a acumularse en las hojas
por ser los órganos con mayor transpiración (mayor superficie específica,
mayor densidad estomática, etc.), lo que permitió que, a mayor dosis de
calcio, el proceso de división y elongación celular en los brotes de las hojas
fuera más efectivo, que al final se logró una mayor producción de hojas
(Figura 7.1). El mayor número de hojas alcanzado por el tratamiento T3,
es un evento favorable para la producción del cultivo, en virtud de que
la actividad fotosintética laminar y el crecimiento, están estrechamente
relacionados, ya que según lo reportado por Fogg (1967), la cantidad y
calidad de la fotosíntesis que una planta realiza depende de la superficie
(área) de la hoja u órganos fotosintéticos que posea. Al mismo tiempo, el
área foliar depende del número de hojas, de su velocidad de crecimiento y
de su tamaño final (Barraza, 2000b).
Los resultados de esta investigación son diferentes a los reportados
por Afsana et al., (2017), quienes evaluaron la respuesta del tomate a la
aplicación de calcio en presencia de ácido silícico vía foliar, obteniendo
70 hojas por planta de tomate. Esta cantidad de hojas es mucho menor
en comparación con las cantidades obtenidas en la presente investigación,
posiblemente a que las condiciones en la que se realizó el ensayo del
autor citado, corresponde a la temporada de invierno y la duración del
experimento fue de 60 días, lo que pudo influir en la cantidad de hojas
producidas posiblemente porque las plantas de tomates estuvieron
sometidas a condiciones adversas como estrés por frío y exceso de agua,
lo cual dificultó el desarrollo metabólico y fisiológico, además de no
contar posiblemente con elementos minerales que parcialmente se van
solubilizando hasta llegar a ser disponibles para la planta.
Área foliar total (AFT). El análisis de varianza arrojó que existen
diferencias estadísticamente significativas, para los tratamientos (Tabla
7.1). El tratamiento testigo T0, difiere del tratamiento T3, pero es igual
estadísticamente a los tratamientos T1, T2 y T4. Los tratamientos T3 y
T4 no difieren entre sí (Figura 7.2). Las diferencias entre tratamiento
testigo T0 y el tratamiento T3, posiblemente se debe a que cuando no se
148
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
aplica calcio esa deficiencia del elemento modifica el proceso fotosintético
disminuyendo la eficacia de la carboxilación, por lo tanto, la capacidad
fotosintética global, lo que provoca reducciones en la producción de las
plantas afectadas (Atkinson et al., 1989). Al no haber calcio disponible para
la planta, la carencia de calcio se manifiesta en deficiencias en la formación
de la pared celular de los tejidos nuevos (puntas de las raíces, hojas jóvenes
y brotes). Caso contrario sucede cuando al suelo se adiciona calcio y este
reacciona favorablemente con la fracción del suelo, así las raíces de la planta
lo pueden absorber en forma asimilable, penetrando en los vasos leñosos
de xilema y ascendiendo pasivamente con la corriente de agua, hasta llegar
a las hojas donde la presencia del calcio es requerida para los procesos de
división, elongación celular, y la división meristemática del parénquima
(Fornaris, 2007).
Figura 7.2. Área foliar. Letras iguales no difieren estadísticamente según la
prueba de tukey (p=0,05)
El rango en área foliar que se obtuvo fue de 689,24 cm2 en el
tratamiento T0 y 1915,68 cm2 en T3 (Tabla 7.2). El aérea foliar tuvo
tendencia a aumentar con la dosis de 0, 1, 2 y 3 ton/ha de cal, pero con la
dosis de 4 ton/ha el área foliar disminuyó. La figura 7.2 describe la respuesta
de esta variable a la aplicación de calcio al suelo, mostrando una tendencia
que puede ser explicada por un modelo de orden lineal, dicho modelo
indica que el área foliar de la planta de tomate, depende en un 57,12% de
la aplicación de calcio. Esta tendencia en aumento en el área foliar se debe
posiblemente a que el encalado tuvo un efecto positivo en la estructura del
suelo debido a la acción floculante del calcio (cal) en el suelo (Cabrales,
2008), lo cual probablemente mejoró la agregación del suelo y con ello la
aireación y actividad biológica del suelo.
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
149
De igual manera, Fornaris (2007), encontró que el encalado mejora
las condiciones del suelo, permitiendo un adecuado desenvolvimiento de la
actividad microbiana, lo que hace que haya un incremento en los macroporos
del suelo, y con ello, mejor aireación, produciendo un mejor ambiente
para el desarrollo radicular. La mejor exploración del suelo permitió que la
planta absorbiera los nutrientes de los fertilizantes aplicados al suelo, entre
ellos el calcio, el cual es requerido en los procesos de división y elongación
celular, para la división meristemática del parénquima (Fornaris, 2007).
Los mayores valores de área foliar obtenidos en el tratamiento T3 sugieren
una mayor actividad fotosintética laminar, ya que según Jarma et al. (1999),
las plantas con mayor área foliar y ambiente favorable, son capaces de
utilizar mejor la energía solar con una fotosíntesis más eficiente. Además,
según Petoseed Co. Inc. (s.f.), esta situación es favorable para un mejor
crecimiento y desarrollo de la planta, el cual contribuye a obtener los más
altos rendimientos, ya que a medida que se desarrolla la planta de tomate,
las hojas se vuelven más complejas y por lo tanto más funcionales.
No obstante, cuando se aplican 4 ton/ha de cal, ésta posiblemente
no alcanza a reaccionar en su totalidad y los resultados suelen ser similares
a cuando se aplican 3 ton/ha de cal, por lo tanto, la emisión de hojas es
semejante entre estos dos tratamientos, razón por la cual el área foliar
también tendría la misma tendencia. En este sentido, Cabrales (2008)
manifiesta que dosis superiores a 3 ton/ha de cal agrícola no alcanza a
reaccionar en el suelo durante un año, por lo tanto, las cantidades por
encima de esta dosis quedan en el suelo. Esto indica que, si la cantidad
de calcio sigue siendo similar, el número de hojas y el área foliar debe ser
similar, sin embargo, con dosis superiores, se pudo notar una disminución
del área de las hojas, es decir, hojas más pequeñas.
Sin embargo, a la dificultad para obtener bibliografía del
comportamiento del área foliar de la planta de tomate en función a la
aplicación de calcio, estos resultados se pueden comparar con los reportados
por Barraza et al., 2004 donde evaluaron el comportamiento del área foliar
de plantas de tomate bajo cuatro densidades de población en el Valle del
Sinú medio, donde para una densidad de plantación de 33.333 plantas
por hectárea, alcanzó el mayor valor promedio de 7828,99 cm2. Esta
cantidad es mayor en comparación con la cantidad máxima obtenida en
la presente investigación. Posiblemente, esta diferencia se debe porque en
150
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
nuestro ensayo, a pesar del encalado, la planta no pudo asimilar todos los
elementos nutricionales necesarios para su desarrollo metabólico. Además,
el suelo en ambos ensayos es diferente, con diferente fertilidad, en nuestro
caso, un suelo de reacción ácida y baja oferta nutricional.
Altura de planta (ALT). El análisis de varianza arrojó diferencias
altamente significativas para los tratamientos (Tabla 7.1), donde el tratamiento
testigo T0 es diferente a los demás tratamientos (figura 7.3). Esta diferencia
se debe posiblemente al predominio de procesos de división celular activa,
que ejerce el calcio en los tratamientos que estuvieron en presencia de
mayores cantidades disponibles de calcio en el suelo, se pudo notar que a
medida que se aumenta la dosis de calcio, se induce a la elongación celular,
ya que el calcio activa y regula la división y el alargamiento celular al influir
en la compartimentación de la célula relacionada con la especialización
de los órganos celulares. En consecuencia, resulta imprescindible para el
desarrollo de órganos de crecimiento como raíces, brotes, frutos, etc.
Figura 7.3. Efecto de la aplicación de cal en la altura de la planta de tomate.
Letras iguales no difieren estadísticamente según la prueba de tukey (p=0,05)
El crecimiento de la planta de tomate mostró respuesta a la aplicación
de cal al suelo (Tabla 7.2), así lo demuestran los resultados de la prueba de
comparación de media, siendo T0 donde se encontró el menor crecimiento
con 173,23 cm mientras que el máximo se obtuvo en el tratamiento T3
(3 ton ha
-1
de cal) con 204 cm. En la figura 7.3 se puede notar que a
medida que se adiciona cal al suelo, la altura de la planta de tomate tiende
a aumentar, es decir se encontró una relación directamente proporcional.
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
151
Esta figura describe la respuesta de la altura de la planta en función a las
dosis de calcio aplicadas al suelo, mostrando una tendencia que puede
ser explicada por un modelo de orden lineal, dicho modelo indica que la
altura de la planta de tomate, depende en 84% de la aplicación de calcio.
Esa tendencia de crecimiento se debe a la elongación de las células, esta
elongación se presenta posiblemente, porque las auxinas liberan el calcio
que está unido a las pectinas del apoplasto, de tal manera que el calcio libre
activa los canales en la membrana permitiendo la entrada de solutos y el
aumento en la extensión celular.
Los resultados de esta investigación son diferentes a los reportados
por Afsana et al., (2017), quienes evaluaron la respuesta del tomate a la
aplicación de calcio en presencia de ácido salicílico vía foliar, encontrando
que las concentraciones de calcio más elevadas no influyeron en la altura
de la planta de tomate, caso contrario a los reportados en la presente
investigación donde se evidencia que dosis elevadas de calcio influyen
significativamente en la altura de la planta de tomate. Es de anotar que el
autor citado estableció el ensayo en época de invierno, esto posiblemente
causó una lesión a baja temperatura que regula la altura de la planta del
tomate. Además, posiblemente la dosis más alta de aplicación foliar de
calcio inhibe la altura de la planta mientras que una menor concentración
de calcio la promueve, dado que la tasa de fotosíntesis puede reducirse
por una mayor concentración celular de calcio que regula el movimiento
estomático.
Número de flores total (NFT). El análisis de la varianza arrojó
diferencias altamente significativas para los tratamientos (Tabla 7.1). El
tratamiento testigo T0 es diferente a los demás tratamientos. Pudiéndose
afirmar que las dosis de cal influyen positivamente en el número de flores
que produce la planta de tomate, porque este órgano necesita abundante
calcio para sus procesos fisiológicos. Además, para fines económicos no
resulta rentable la aplicación de las dosis de 4 ton ha
-1
de cal, ya que se
obtendría el mismo número de flores que con la dosis de 3 ton ha
-1
de cal.
152
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
Figura 7.4. Producción de flores totales del cultivo de tomate en función a la
cantidad de cal aplicada al suelo. Letras iguales no difieren estadísticamente
según la prueba de tukey (p=0,05)
La Tabla 7.2 muestra los resultados de la prueba de comparación de
media del número de flores totales producidas por el cultivo de tomate,
donde se muestra que el número de flores totales producidas está en un
rango de 82 a 161,67 unidades/planta, donde el mayor número de flores
corresponde al tratamiento T3 y el menor número al tratamiento testigo T0.
A medida que se adiciona el tratamiento, el número de flores t otales, tiende
a aumentar, esto fue corroborado mediante la prueba de Tukey al 0,05 y
se representa en la Figura 7.4. En la cual se describe el comportamiento
del número de flores totales producidas en función a las dosis aplicadas
de cal, mostrando una tendencia que puede ser explicada por un modelo
de orden lineal, dicho modelo indica que el número de flores en la planta
de tomate, depende en un 90% de la aplicación de cal. Esa tendencia se
debe probablemente a que los órganos en desarrollo y con mayor actividad
metabólica como las flores requieren abundante calcio para su desarrollo
metabólico, aunado a esto, posiblemente las plantas no sufrieron estrés
hídrico a pesar de estar sometidas a altas temperaturas (clima cálido), lo
cual fue benéfico porque no se afectaron los procesos fisiológicos de las
plantas de tomate como la floración. Al respecto Sirivansa (2000) y Shubang
(2002) indican que las plantas de tomate, son sensibles al estrés hídrico y a
altas temperaturas ya que afectan la floración y disminuyen la producción.
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
153
Al comparar estos resultados con los reportados por Ruíz et al., 2008
quienes evaluaron el efecto del calcio al momento de riego en plantas de
tomate (Lycopersicom esculentum Mill) son totalmente diferentes, porque
ellos obtuvieron un rango de números de flores entre 16,30 y 45, hasta los
60 días después del trasplante, tiempo que duró su ensayo. Esos resultados
son muy bajos, en comparación con los de la presente investigación. El
autor destaca que solamente se realizaron dos evaluaciones por cuanto los
niveles de infestación de plagas y enfermedades fueron muy altos, así como
también la presión de pesticidas, lo cual afectó las variables de muestreos.
En contraste con nuestros resultados, Afsana et al., (2017), mostraron que
el calcio en presencia de ácido salicílico tuvo una influencia significativa
en la mejora del comportamiento vegetativo y reproductivo del tomate,
obteniendo el máximo número de flores en promedio de 168,10.
Biomasa húmeda (BH). Según el análisis de varianza existen
diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos (Tabla
7.1), indicando que las plantas de tomate presentan variaciones en la
masa húmeda. Mediante una prueba de comparación de medias de Tukey
(0,05) se encontró que el tratamiento testigo T0 difiere estadísticamente
de los demás tratamientos. Se podría decir que las dosis de cal influyen
positivamente en el peso de masa húmeda de la planta de tomate, pero en
función a la dosis aplicada, daría el mismo resultado aplicar 1, 3 y 4 ton ha
-1
de cal, debido a que los pesos ganados en biomasa húmeda en estas dosis
son estadísticamente iguales (Figura 7.5).
154
Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
Figura 7.5. Biomasa húmeda de plantas de tomate a diferentes dosis de cal
aplicada al suelo. Letras iguales no difieren estadísticamente según la prueba de
tukey (p=0,05)
El rango en el peso de biomasa húmeda que se obtuvo es 164,7 a
463,73 g, siendo que el mayor peso de biomasa húmeda se obtuvo en el
tratamiento T3 y el menor en el tratamiento testigo T0 (Tabla 7.2). Cuando
se adiciona cal al suelo, el peso de biomasa húmeda tiende a aumentar,
como se puede apreciar en la Figura 7.5, donde se aprecia una tendencia
que puede ser explicada por un modelo de orden lineal, el cual indica, para
estas condiciones, el peso de biomasa húmeda depende en un 59,1% de la
aplicación de cal. Esa tendencia se debe posiblemente a que en las hojas, el
proceso de transpiración y contenidos altos de agua en el suelo favorecen
el flujo de masa y a su vez la movilidad de calcio (Ansorena, 1994). Así
mismo Sam (2000), afirma que, a mayor cantidad de calcio, la fotosíntesis
aumenta y la planta absorbe cantidades mayores de dióxido de carbono
del aire, lo que genera un aumento en los componentes orgánicos básicos,
sin embargo, los suelos del ensayo al ser de baja oferta nutricional, puede
quizás otros elementos limitar la expresión de dicha variable. Además, con
las dosis altas de cal se produjeron tallos más pesados, de tal manera que
con altas dosis de calcio las cantidades de este elemento que no logran
entrar al citosol quedan en la pared celular, situación que genera células
más pesadas (Taiz y Zeiger, 1998; Marschner, 2002); esto, probablemente
es lo que ocurre en los tejidos de la planta de tomate.
Luis Fernando Acosta Pérez, James Daniel Caro Peñafiel y
Eliecer Miguel Cabrales Herrera
155
Estos resultados difieren a los reportados por Ruíz et al., (2008),
quienes evaluaron el efecto del calcio al momento de riego en plantas de
tomate (Lycopersicom esculentum Mill), por cuanto ellos obtuvieron un
rango de masa fresca de 18,52 y 33,16 gramos, hasta los 60 días después
del trasplante, tiempo que duró su ensayo. Esos resultados son muy bajos,
en comparación con los de la presente investigación. Esta diferencia se debe
posiblemente a que los autores citados, solo tuvieron en cuenta las hojas y
no el tallo al momento de hacer las mediciones en esta variable, además el
autor destaca que solamente se realizaron dos evaluaciones por cuanto los
niveles de infestación de plagas y enfermedades fueron muy altos, así como
también la presión de pesticidas, lo cual afectó las variables de muestreo.
Conclusiones
El encalado en suelos ácidos de Sucre y de baja oferta nutricional
induce a que la planta de tomate mejore fisiológicamente, siendo la dosis
de 3 ton.ha
-1
donde se encontraron las mejores respuestas. Sin embargo,
No hubo variación significativa en las variables biomasa seca e inicio de
floración, evidenciando que la cal comercial que se utilizó no influye
positivamente en estas dos variables.
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Efecto de la aplicación de calcio sobre el crecimiento del cultivo del tomate
(lycopersicon esculentum, mill), en un suelo ácido de Sucre
A&M. 4p. Disponible desde Internet:http://www.tcebookstore.org/
publications_getfile.cfm?getfile=pdf&whichpublication=1121.
Shubang, N., (2002). Effect of water stress during flowering on macademia
plants. J. Southwest Agric. Univ. 24: 34–37
Sirvansa, R., (2000). Tolerance to water stress in tomato cultivars. Photo-
syntetica 38: 465–467.
Taiz, L. y Zeiger, E., (1998). Plant physiology, 2nd edition. Sinauer Associ-
ates Inc. Publishers, Sunderland. 792p.
Taylor, M. y Locascio, S., (2004). Blossom-End Rot: A Calcium Deficiency.
Journal of Plant Nutrition 27(1):123-139.
CAPÍTULO 8
Crecimiento, desarrollo y rendimiento
productivo del frijol caupí (vigna unguiculata
(l.) Walp.) en respuesta a dos distancias entre
hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
Félix Esteban Pastrana Atencia
1
, Carlos Enrique Cardona Ayala
2
y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
3
1 Magister en ciencias agronómicas. felixpastra22@gmmail.com
2 Ph.D. Ciencias Naturales para el Desarrollo con énfasis en producción Agrícola.
Afiliado a la Universidad de Córdoba. ccardonaayala@yahoo.com
3 Ph.D. Ingeniería Química. Vinculado a Universidad de Sucre. jairo.salcedo@
unisucre.edu.co
163
Introducción
El caupí (Vigna unguiculata L.Walp.) es una leguminosa cultivada
en todos los trópicos y subtrópicos. Las semillas son fuente importante de
proteínas y vitaminas vegetales para el hombre, alimento para animales y
también una fuente de ingresos en efectivo. Las hojas jóvenes y las vainas
inmaduras se comen como vegetales (El Naim et al., 2012). Las estimaciones
conservadoras sugieren que más de 12.3 millones de hectáreas se siembran
anualmente con caupí en todo el mundo. La producción mundial total se
estima en alrededor de 7 millones de toneladas de grano seco (FAO, 2016).
El caupí es utilizado como fuente de proteína, calorías, fibra,
minerales y vitaminas (Kabas et al., 2007), especialmente en los estratos
de bajos ingresos económicos, por presentar bajos costos de producción
(Sinha y Kawatra, 2003; Santos et al., 2007; Frota et al., 2008). En el
caribe colombiano la producción de caupí se maneja, básicamente,
con conocimientos empíricos ya que, en muchos casos, carecen de una
infraestructura adecuada y de tecnologías que permitan optimizar su
producción, a pesar de que la rusticidad de este cultivo le permite adaptarse
a diferentes agro-ecosistemas y condiciones climáticas adversas como lo
son períodos de sequía, suelos con baja disponibilidad de nutrientes, y
diferentes factores abióticos, aunque los largos periodos de sequía, afectan
negativamente su desempeño agronómico provocando disminución en su
productividad, reduciendo y alterando la fotosíntesis y demás procesos
metabólicos, así como el desarrollo de todos sus órganos (Uarrota, 2010).
Por otro lado, factores como el arreglo poblacional y la densidad
de plantas por área permiten intensificar y perfeccionar las técnicas del
cultivo entre los agricultores, logrando así, mayor disponibilidad de agua,
nutrientes y la captación de radiación con óptima área foliar que favorecen
la intercepción de luz, lo cual incrementa la fotosíntesis y producción de
biomasa y por ende mejora su crecimiento y desarrollo productivo (Aguilar
et al., 2005; Nafziger, 2006). Se puede referir a crecimiento vegetal como
incremento irreversible de materia seca o volumen, cambios en tamaño,
masa, forma y número, dando como resultado un aumento cuantitativo del
164
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
tamaño y peso de la planta, y en cuanto a desarrollo vegetal a la composición
de eventos que causan cambios cualitativos en forma y función de la planta
(Krug, 1997).
Por otra parte, la dinámica del cultivo de frijol en el departamento de
Sucre, Colombia, muestra tendencia a la reducción de la práctica de este
sistema (AGRONET, 2017), lo cual es promovido por múltiples factores,
entre los que se destaca, la escasa disponibilidad de estudios sobre el manejo
adecuado de ciertas variedades del cultivo que ayuden a comprender el
comportamiento fisiológico de las mismas bajo la oferta ambiental del
departamento de Sucre.
De acuerdo con lo anterior, se realizó la presente investigación con el
fin de determinar el efecto del uso de hidro-retenedor en el cultivo de frijol
caupí y el arreglo poblacional óptimo, con ayuda de un análisis que aporte
conocimiento básico sobre su crecimiento y desarrollo productivo, que a
su vez faciliten la construcción de bases para un manejo específico de este
cultivo.
Materiales y métodos
Universo o localización del proyecto
El ensayo se realizó en el municipio de Sincelejo, departamento de
Sucre, situado a 9º 18› de Latitud Norte y 75º 23› de Longitud oeste; con
clima tropical seco o de sabana (Aw) según Köppen: temperatura media
anual de 27,15ºC, una altura promedio de 213 m.s.n.m., humedad relativa
media anual del 80%, y precipitación media anual de 1.192 mm (Quessep,
2016).
Oferta ambiental
El establecimiento del cultivo se llevó a cabo a inicios del mes de
marzo de 2017, en el corregimiento de La Arena, perteneciente al municipio
de Sincelejo, en el departamento de Sucre. El suelo fue mecanizado con
un pase de arado de disco y dos pases de rastrillo, labranza convencional
utilizada por los productores de la región. El suelo presentaba las siguientes
propiedades físico-químicas:
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
165
Tabla 8.1.
Propiedades físico-químicas de suelo del ensayo.
Propiedad Unidad Valor Propiedad Unidad Valor
pH 1:1, P/V 7,74 Ca Cmol kg
-1
40,6
MO % 2,87 Mg Cmol kg
-1
6,7
C.I.C
Cmol
kg
-1
77,2 Na Cmol kg
-1
0,46
Textura - Arcilloso Cu mg kg
-1
0,1
DA (g cm
-3
) 1,95 Fe mg kg
-1
0,1
P mg kg
-1
100,3 Zn mg kg
-1
0,2
S mg kg
-1
20,5 Mn mg kg
-1
1,2
K
Cmol
kg
-1
5,46 B mg kg
-1
0,14
MO=materia orgánica; DA=densidad aparente.
Material vegetal
Se utilizaron semillas de frijol caupí (Vigna unguiculata L.Walp.)
cultivar CAUPICOR 50 suministrada por la Universidad de Córdoba,
previamente seleccionadas de plantas productivas y libres de plagas el
cultivo se estableció iniciando el mes de marzo de 2017 y su cosecha en los
primeros días del mes de mayo del mismo año.
Diseño experimental
El ensayo se estableció en campo bajo un diseño de bloques
completos al azar (DBCA) con tres repeticiones en parcelas divididas, Se
probaron dos distancias entre hileras (0,6 m y 0,8 m), tres distancias entre
plantas (0,2 m, 0,3 m y 0,4 m) y la aplicación o no de hidrogel al suelo
(0 g planta
-1
y 5 g planta
-1
) para un arreglo factorial 2x3x2. Donde la gran
parcela corresponde a la distancia entre hileras, la subparcela a la distancia
entre plantas y como sub-subparcela el uso o no de hidrogel, para un total
de 36 unidades experimentales con 147 plantas cada una, los tratamientos
se describen en la Tabla 8.2
166
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
Tabla 8.2
Estructura de tratamientos del ensayo
Tratamientos DH * DP * HR
Densidad
(Nº plantas ha
-1
)
T1 0,6 m x 0,2 m x 0 g planta
-1
62.500
T2 0,6 m x 0,2 m x 5 g planta
-1
T3 0,6 m x 0,3 m x 0 g planta
-1
41.666
T4 0,6 m x 0,3 m x 5 g planta
-1
T5 0,6 m x 0,4 m x 0 g planta
-1
31.250
T6 0,6 m x 0,4 m x 5 g planta
-1
T7 0,8 m x 0,2 m x 0 g planta
-1
41.666
T8 0,8 m x 0,2 m x 5 g planta
-1
T9 0,8 m x 0,3 m x 0 g planta
-1
55.555
T10 0,8 m x 0,3 m x 5 g planta
-1
T11 0,8 m x 0,4 m x 0 g planta
-1
83.333
T12 0,8 m x 0,4 m x 5 g planta
-1
DH: Distancia entre hileras; DP: distancia entre plantas; HR: dosis de hidro-retenedor
Nota: elaboración propia
Variables para evaluación del crecimiento del frijol caupí
Estas variables se midieron con una frecuencia de 10 días, empezando
10 días después del raleo (DDR) sobre tres plantas de cada unidad
experimental, en plena competencia, tomadas al azar. Para las variables
número de hojas por planta (NH), diámetro de tallo (DT) y altura de planta
(AP) se tomaron medidas repetidas cada 10 días en el tiempo sobre las
plantas muestreadas.
Número de hojas por planta (NH): se contó el número total de
hojas activas presentes por planta muestreada en las tres repeticiones.
Diámetro del tallo (DT): se midió el diámetro del tallo a 2 cm de
la superficie del suelo sobre tres plantas muestreadas (Dos Santos y Dos
Santos, 2014).
Longitud de la planta (LP): se midió la distancia a partir del cuello
de la raíz, hasta el último entrenudo de tres plantas muestreadas (Acevedo
et al., 2010).
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
167
Área foliar (AF): se realizaron muestreos destructivos en tres plantas
y se aplicó el método de relación peso/área o de sacabocado para hallar área
foliar en cada unidad experimental (Marani y Levi, 1973).
Índice de área foliar (IAF): se utilizará la metodología indirecta
descrita por Melgarejo et al. (2010), con la relación entre el área foliar y el
área de suelo sobre las tres plantas de las líneas 2, 4, 6, 16, 18 y 20 para
cada unidad experimental, Correspondiente a un muestreo cada 10 días
por línea DDR.
Biomasa de la planta (MS): se determinó el peso fresco de cada uno
de los órganos de la planta (tallo y hojas) mediante muestreo destructivo,
tomando como muestra la totalidad de cada órgano, en tres plantas
muestreadas por cada unidad experimental. Las muestras se llevaron a
estufa de secado a 70°C, hasta alcanzar peso constante (Andrade et al.,
2009).
Análisis de la información
Para cada variable se realizó análisis de varianza y pruebas de
Tukey, para comparación de medias, con un nivel de significancia del 5%.
Adicionalmente, se estimaron modelos de regresión para las variables de
análisis de crecimiento medidas durante el ciclo del cultivo. Los análisis
estadísticos se realizaron con el software SAS versión 9.1.
Resultados y discusión
Condiciones ambientales
El ciclo del cultivo comprendió 60 DDR, para el cual se registró una
precipitación acumulada de 324 mm, estando levemente por encima de
los 300 mm, el cual es el mínimo requerido que necesita el cultivo para
producir satisfactoriamente, siendo este bien distribuido durante el ciclo
(Oliveira, 2013).
En la figura 8.1 se observa que los primeros 30 DDR las plantas
estuvieron expuestas a 75 mm de precipitación, lo cual representa el
23,1% de la disponibilidad de agua en todo el ciclo del cultivo. Así mismo
168
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
se observa que el 55,6% de la precipitación se registró entre los 30 y 50
DDR que hace referencia a las etapas más críticas del cultivo, pre-floración,
floración y llenado de vainas (Aboamera, 2010; Gonçalves et al., 2017),
que corresponde a 180 mm.
Figura 8.1. Condiciones ambientales predominantes en la zona durante el ciclo del cultivo
de caupí.
PREC: precipitación mensual en mm; T °C MAX: promedio de temperatura máxima; T
°C PROM: temperatura media; T °C MIN promedio de temperatura mínima.
Por otro lado, la temperatura máxima varió entre 32 y 35 °C,
mientras que la temperatura mínima se mantuvo entre los 22 y los 28 °C,
para una media de temperaturas que osciló alrededor de 29°C (Figura 2.1);
condiciones ambientales correspondientes las del bosque seco tropical del
municipio de Sincelejo (Quessep, 2016).
Respuesta fisiológica del cultivo de caupí
Para evaluar el crecimiento y desarrollo del caupí se tuvieron en
cuenta los periodos más críticos que corresponden a pre-floración (30
DDR), floración (40 DDR) y llenado de vainas (50 DDR) (Aboamera, 2010;
Chiquillo, 2017). Para ello se realizó un análisis de varianza, el cual se
muestra en la Tabla 8.3 y así también una comparación de medias por
prueba de Tukey (p< 0.05) (Tabla 8.4)
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
169
Tabla 8.3
Cuadrados medios del análisis de varianza para las variables número de hojas
(NH), Longitud de la planta (LP), diámetro de tallo (DT), área foliar (AF), índice
de área foliar (IAF), materia seca de hojas (MSH) y materia seca de tallo (MST)
durante el ciclo del cultivo
DDR NH LP DT AF IAF MSH MST
30
MODELO 353,39* 142,39* 1,33 4405765,5** 1,01* 35,07** 55,06*
DH 880,11 15,38 0,39 105571,58 10,94 8,39 16,56
DP 2390,33** 798,41* 9,32** 46844993,14** 4,85** 372,97** 420,19**
HR 327,97 1,35 0,001 156173,82 0,02 1,24 0,01
DH*DP 102,08 193,32 0,91 283216,54 0,24 2,25 36,53
DH*HR 41,47 18,39 1,01 90087,02 0,02 0,72 0,82
DP*HR 248,77 46,18 1,86 61426,65 0,01 0,49 12,10
DH*-
DP*HR
39,19 14,77 0,18 23185,12 0,01 0,18 2,60
ERROR 115,61 50,69 0,55 584083,40 0,32 4,65 17,89
MEDIA 83,63 111,38 11,98 8852,54 4,42 24,98 27,36
CV 12,86 6,39 6,21 8,63 12,73 8,63 15,46
40
MODELO 27,24* 437,09 2,45 2360719,61** 0,90** 18,79 104,33
DH 14,28 640,26 1,97 2240360,35 3,34 17,84 175,96
DP 191,45** 3377,38* 15,38** 11517100,01* 4,76** 91,67* 3,85*
HR 11,84 7,08 1,48 1829436,59 0,27 14,57 5,84
DH*DP 4,13 198,86 0,17 426662,53 0,04 3,41 544,05**
DH*HR 0,92 15,55 0,12 1073178,59 0,19 8,54 0,74
DP*HR 9,51 4,49 0,06 1771914,89 0,31 14,1 13,39
DH*-
DP*HR
23,27 5,52 0,52 1028523,51 0,20 8,17 5,20
ERROR 7,41 175,37 0,89 412448,91 0,16 3,28 45,17
MEDIA 32,89 191,12 12,82 6311,69 3,19 17,81 33,33
CV 8,27 13,24 7,37 10,18 12,58 10,16 20,17
170
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
DDR NH LP DT AF IAF MSH MST
50
MODELO 72,25** 336,84 1,84 4690628,2* 0,41 31,63* 91,37**
DH 0,98 212,14 16,90* 22365947,44 0,13 109,59 98,1
DP 519,07* 1878,50* 6,44* 24113723,63** 0,08 137,21* 756,51**
HR 47,1 0,48 0,07 541938,91 0,09 5,34 16,01
DH*DP 25,39 26,24 1,27 1874514,14 2,99* 10,39 25,32
DH*HR 1,68 9,51 0,21 343851,28 0,02 3,37 8,71
DP*HR 30,83 5,06 0,06 577288,87 0,01 5,89 14,14
DH*-
DP*HR
8,44 2,35 0,69 384718,49 0,02 3,89 3,07
ERROR 18,50 138,87 0,80 1050474,3 0,22 9,72 11,77
MEDIA 19,71 164,92 12,87 4896,81 2,41 15,45 34,97
CV 21,82 7,14 6,98 20,94 19,30 20,18 9,81
DH: Efecto principal del factor distancia entre hileras; DP: Efecto principal del factor distancia
entre plantas; HR: Efecto principal del factor Hidro-retenedor; efecto de interacción de los
factores (DH*DP; DH*HR; DP*HR
y DH*DP*HR); CV: coeficiente de variación; *: Efecto
significativo al 5%; **: Efecto significativo al 1%.
Tabla 8.4
Valores medios para número de hojas por planta (NH), longitud de la planta (LP),
diámetro del tallo (DT), área foliar (AF) e índice de área foliar (IAF), para las
diferentes distancias de siembra entre plantas (DP)
DDR
DP
(m)
NH
LP
(cm)
DT
(mm)
AF (cm
2
) IAF
30
0,20 69,91 c
103,19
b
11,04
b
7072,40 c 5,15 a
0,30 82,86 b
111,45
ab
12,09
a
8506,90 b 4,11 b
0,40 98,11 a
119,50
a
12,80
a
10978,40
a
4,00 b
40
0,20 28,81 b
173,43
b
11,74
b
5397,60 b 3,89 a
0,30 33,08 a
193,12
a
12,74
b
6191,70
ab
2,99 b
0,40 36,79 a
206,80
a
13,99
a
7345,8 a 2,68 b
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
171
DDR
DP
(m)
NH
LP
(cm)
DT
(mm)
AF (cm
2
) IAF
50
0,20 13,19 c
153,81
b
12,22
b
3709,00 b 2,50 a
0,30 19,60 b
162,47
ab
12,72
b
4515,40 b 2,42 a
0,40 26,34 a
178,47
a
13,66
a
6466,10 a 2,33 a
Medias con igual letra en cada columna para un mismo DDR no difieren
estadísticamente según prueba de Tukey (p< 0.05). DDR: días después del raleo
Nota: elaboración propia
Número de hojas (NH)
Para esta variable se presentó efecto principal del factor distancia entre
plantas, siendo altamente significativo para 30 y 40 DDR y significativo para
50 DDR como se observa en la Tabla 8.3. En la Tabla 8.4 se evidencia que
los mayores valores se presentaron con 0,40 m de distancia entre plantas
para 30 DDR con un 15,5% y 28,7% mayor respecto a las medias de 0,30
m y 0,2 m entre plantas respectivamente y para 50 DDR con un 49,9%
y 25,5% para 0,30 m y 0,20 m entre plantas. En cuanto a los 40 DDR la
media de NH para 0,2 m representó el 82,5% del promedio de las medias
para 0,40 m y 0,30 m.
Los registros presentaron una tendencia a disminuir el número
de hojas a medida que se disminuía la distancia entre plantas, a mayor
distancia hay menor competencia de las plantas por luz, agua y nutrientes
induciéndose a una menor competencia intraespecífica (Wade & Douglas,
1990; Degu & Tesafeye, 2016; Guillén et al., 2016). Similares resultados
obtuvieron Malami & Sama’ila (2012) en frijol caupí y Mureithi et al.
(2012) en frijol común (Phaseolus vulgaris L), en los cuales encontraron
diferencias significativas del NH al reducir la distancia entre plantas, siendo
menor dicho número a medida que se reducía la separación entre plantas.
Adigun et al. (2014) no reportaron efecto de tres distancias entre hileras
(60 cm, 75 cm y 90 cm) en el número de hoja de frijol antes ni después
de la novena semana de haber sido sembrado, al igual que este estudio se
observa en la Tabla 3.3 que no se encontraron diferencias significativas
172
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
para distancia entre hileras a los 30, 40 y 50 DDR, lo cual indica que dicho
factor principal no tuvo efecto en el NH de la planta de frijol caupí objeto
del presente estudio.
Durante el cambio de fase vegetativa a reproductiva la planta
comienza a crecer indeterminadamente en forma postrada, haciendo que
las hojas tengan mayor contacto con el suelo, a los 30 DDR se presenta los
mayores valores de NH (Tabla 8.4). La tendencia en el tiempo muestra una
reducción en el número de hojas a medida que pasa de la etapa de pre-
floración al llenado de vainas, lo cual puede estar relacionado posiblemente
con factores como el autosombreamiento de hojas, en virtud de que, a mayor
follaje, necesariamente la planta ha de sufrir mayor autosombreamiento y
mayor caída de hojas (Barraza et al, 2004). Al respecto, Charles-Edwards
et al. (1986) comentan que la contribución de las hojas sombreadas a la
planta puede ser lenta, sin importancia o nula.
No se presentaron diferencias significativas para ninguna de las
interacciones, ni tampoco para la aplicación dosis de hidro-retenedor (0
y 5 g planta
-1)
(Tabla 8.3), iguales resultados encontró Pincay (2016) para
el número de hojas, donde evaluó cuatro dosis de hidro-retenedor en el
cultivo de lechuga (Lactuca sativa L.). Por otro lado, Bello (2005) encontró
diferencias significativas para NH en cebolla (Allium cepa L) con dos dosis
de hidro-retenedor a los 21 días después de la siembra (DDS), pero no
registró diferencias a los 28 y 35 DDS.
Longitud de plantas (LP)
Referente a esta variable se presentaron diferencias significativas a los
30, 40 y 50 DDR solo por el efecto de la distancia entre plantas (Tabla 8.3).
Las medias de la distancia 0,40 m y 0,30 m entre plantas no mostraron
diferencias significativas entre ellas para los tres periodos, sin embargo la
distancia 0,40 m es la que registra los mayores valores de las medias en
los tres períodos, difiriendo estadísticamente de 0,20 m, siendo su media
superior en 13,6%, 16,1% y 13,8% para 30, 40 y 50 DDR respectivamente,
de acuerdo con los resultados obtenidos por El Naim & Jabereldar (2010),
quienes evaluaron 4 arreglos en el cultivo de caupí, encontrando que
un aumento en la población de plantación puede aumentar notable y
significativamente la LP.
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
173
Generalmente el aumento en el número de plantas por unidad de
área, aumenta la competencia entre las plantas por la humedad del suelo,
los nutrientes, la luz y el dióxido de carbono (El Naim et al., 2012),
las plantas más espaciadas quedan expuestas a una mayor incidencia
de radiación solar, es decir, quedan sometidas a un mayor efecto de
la intensidad lumínica sobre el dosel (Pérez et al., 2006), lo que genera
menores tasas de respiración incrementando la fotosíntesis neta debido
a una mayor conductancia estomática (Páez et al.,2000), lo cual origina
mayor crecimiento en las plantas (Favaro & Pilatti,1994).
En contraste con esto, otros investigadores indicaron que la altura
de la planta aumentó significativamente con el aumento de la densidad
de la planta, reduciendo el espacio entre ellas, principalmente debido a la
menor cantidad de luz interceptada por una sola planta, generando una
mayor longitud entre nodos (Parvez et al., 1989; Singh & Singh, 2002). Así
también en un experimento de espaciamiento en frijol común se observó
que el aumento de la distancia entre plantas condujo a disminución
significativa en la altura de las mismas (Alemayehu & Boki, 2015)
Para la longitud de la planta no se presentaron diferencias significativas
por efecto de las interacciones en ninguno de los tres períodos y tampoco
por el efecto del factor distancia entre hileras ni por el factor dosis de hidro-
retenedor en los tres periodos. Varias investigaciones arrojan similares
resultados en cuanto a la respuesta no significativa en altura de la planta
por efecto de las distancias entre hileras en caupí (Mohammed, 1984; El
Naim et al., 2010) en la soja (Tourino et al., 2002), en Hibiscus sabdariffa
L. (Degu & Tesfaye, 2016).
Por otro lado, Pedroza et al. (2015) reportan efecto la altura de maíz
forrajero (Zea mays L.) en diferentes dosis de hidrogel (0, 12,5 y 25 kg ha
-1
)
para cada periodo evaluado (30, 52, 74 y 96 días después de la siembra).
Diámetro de tallo (DT)
En cuanto al efecto sobre la variable diámetro de tallo se presentan
diferencias altamente significativas por el factor distancia entre plantas a
los 30 y 40 DDR, y significativas a los 50 DDR, así mismo se presentan
diferencias significativas para esta variable por parte del factor distancia
entre hileras para este último período (Tabla 8.3). Se observan mayores
174
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
medias de DT para 0,40 m entre plantas en los tres períodos, los promedios
de las medias del diámetro de tallo para 0,20 y 0,30 m entre plantas a los
40 y 50 DDR representan el 87,5% y 91.3% de la media del DT a 0,40 m
entre plantas en los dos periodos respectivamente (Tabla 8.4).
En este estudio se observa que al aumentar la separación entre plantas
tiende a aumentar también el diámetro de la planta, así mismo sucede con
respecto al tiempo, ya que pasa de un diámetro menor a uno mayor entre
los 30 y 50 DDR. El diámetro está muy influenciado por el medioambiente
el cual puede inducir un comportamiento en particular y diferente según el
genotipo evaluado (White, 1985).
En gráfica 8.2 se evidencia diferencias estadísticas significativas para
distancias entre hileras, donde la media de 0,80 m supera en un 10,1%
a la de 0,60 m. Resultados diferentes fueron obtenidos por Andrades y
Loaisiga (2015) en un estudio de tres distancias de siembra entre surcos
en tomate, en el cual no se registraron diferencias significativas. Resultados
contrastantes encontraron Palacios et al. (2006) Al evaluar 4 distancias entre
plantas encontraron diferencias significativas entre ellas para el cultivo de
caupí rojo con tendencia a aumentar a medida que se reducía la distancia
ente plantas. Moreu i Guix (1995) afirma que generalmente el diámetro es
menor cuando la distancia entre hileras disminuye, y esto debido a que la
densidad poblacional aumenta, y por ende la competencia entre plantas
también.
Figura 8.2 Efecto de la distancia entre hileras sobre el diámetro de tallo del
frijol caupí (Vigna unguiculata L. Walp). Distintas letras, según Tuckey, difieren
significativamente, P ≤ 0,05.
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
175
No se presentaron diferencias significativas por efecto de las
interacciones en ninguno de los tres períodos ni tampoco por el efecto de
dosis de hidrogel para el diámetro de tallo. Cabe anotar que el cultivo tuvo
disponibilidad de agua (324 mm) entre el rango mínimo para desarrollarse
fisiológicamente, por lo cual el efecto del hidrogel pudo haber sido inhibido,
debido a que la planta no estuvo sometida a largos períodos de sequía
(Figura 8.1).
Área Foliar (AF)
El factor distancia entre las plantas tuvo efecto significativo en el área
foliar a los 40 DDR y altamente significativo a los 30 y 50 DDR (Tabla 8.3).
En la Tabla 8.4 se observa que se mantiene la tendencia de las variables
anteriormente tratadas las cuales registran los mayores valores para los
0,40 m de distancia entre plantas para cada muestreo, concordando con lo
informado por Mureithi et al. (2012) en frijol común (Phaseolus vulgaris
L) y Degu & Tesfaye (2016) en Hibiscus sabdariffa L. donde evidenciaron
efecto significativo entre el factor distancia entre plantas y AF, con una
tendencia a aumentar la media de dicha variable a medida que se incrementa
el espacio de siembra entre ellas, siendo que Degu & Tesfaye no hallaron
efecto significativo para dos distancias entre hileras y AF, lo cual concuerda
con lo encontrado en el presente estudio en caupí (Tabla 8.3) en el que no
se presentó efecto significativo en la distancia entre las hileras y AF en los
tres muestreos.
En la Tabla 8.4 se presenta que la media de AF para 0,40 m es
mayor en un 35,6% que la media de 0,20 m entre plantas a los 30 DDR,
y a su vez mayor en un 36,4% que el promedio de las medias de área
foliar para 0,30 m y 0,20 m a los 50 DDR. Se observa también que AF
tiende a disminuir en el tiempo al igual que NH. Al mismo tiempo, se
muestra que los mayores valores de NH y AF coinciden (etapa de pre-
floración), teniendo en cuenta que el área foliar depende del número de
hojas, de su velocidad de crecimiento y de su tamaño final (Barraza, 2000).
Posiblemente, considerando lo reportado por Rodríguez (2000), en las
distancias de siembra más reducidas, con altas densidades de población,
las raíces y el follaje de las plantas compitieron con sus vecinas por los
recursos aprovechables (agua, nutrientes y radiación) para los diferentes
176
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
procesos de desarrollo. Al incrementar la densidad de población se eleva la
demanda por dichos recursos.
No se presentaron diferencias significativas por efecto de las
interacciones en ninguno de los tres períodos ni tampoco por el efecto de
dosis de hidro-retenedor para el área foliar del caupí (Tabla 8.3), similar
a los resultados de Gutiérrez (1998) en plantas de chile serrano, donde
se aplicaron tres dosis de hidro-retenedor las cuales no tuvieron efecto
significativo estadísticamente sobre el área foliar de las plantas y contrario
con Ruqin et al. (2015) donde si hubo un efecto positivo y significativo
con el aumento en la dosis de hidro-retenedor en el diámetro de tallo de la
espinaca.
Índice de área foliar (IAF)
Para los 30 y 40 DDR se presentó efecto altamente significativo de la
distancia entre plantas sobre el índice de área foliar del caupí (Tabla 8.3). La
tabla 8.4 muestra que los mayores IAF se presentaron para la distancia entre
siembra más estrecha (0,20m), siendo su media mayor que el promedio de
las medias de IAF para 0,30 m y 0,40 m en un 21,3% y 27,1% a los 30
y 40 DDR respectivamente. Los valores encontrados en este estudio para
esta variable (Tabla 8.4) están dentro del rango normal para frijol caupí
(Larcher, 2004; Bastos et al., 2002; Nascimento et al., 2011).
Se observa la tendencia a disminuir en el tiempo; el número de
hojas, área foliar y por ende índice de área foliar (Tabla 8.4), una posible
explicación, según lo afirmado por Barraza (2000) y Acosta et al. (2008),
sería que al avanzar el ciclo productivo las hojas inferiores del dosel entraron
en senescencia (también por autosombreamiento ya que a los 30 DDR
se presenta mayor valor de las variables antes mencionadas) y no fueron
ganando peso en vista de que se convirtieron en fuentes que atendían la
demanda de fotoasimilados que requerían las flores para su desarrollo (40
DDR) y posterior llenado de vainas (a los 50 DDR) en donde no se registró
efecto simple del factor distancia entre plantas.
El Naim et al. (2012) y El Naim & Jabereldar (2010) reportan que el
IAF tiende a disminuir a medida que aumenta la densidad de plantas del
caupí.
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
177
No se presentaron efectos del Hidro-retenedor sobre el índice del área
foliar, al igual que sucedió con el número de hojas y el área foliar, variables
que están estrechamente relacionadas (Barraza, 2000). Resultados similares
a los encontrados por Koupai et al. (2008) en Ligusrum ovalifolium y
diferentes con encontrados en soja (Yazdani et al., 2007) donde hubo un
efecto positivo significativo entre el área foliar y el aumento en las dosis de
hidro-retenedor.
Materia Seca de Hojas (MSH)
La distancia entre plantas tuvo efecto altamente significativo sobre
la materia seca de las hojas a los 30 DDR, en cuanto a los 40 y 50 DDR
el efecto fue significativo (Tabla 8.3.), lo cual indica que la variación en la
distancia entre plantas influye directamente en la producción de MSH, en
la figura 8.3, se observa que el efecto es positivo. También se evidencia que
la mayor producción de MSH se obtiene a 0,40 m entre plantas a los 30
DDR, donde su media supera en un 22,5 % y 35,6% la media de los 0,30
m y 0, 20 m entre plantas respectivamente. Por otro lado, para los 40 y
50 DDR, la media de MSH producida en la distancia de 0,30 m (17,47gr
y 14,33 gr) entre plantas es igual estadísticamente a la producida para los
otros niveles del mismo factor.
Figura 7.3 Efecto de la distancia entre plantas sobre Materia seca de la hoja
por planta de caupí (Vigna unguiculata L. Walp). Distintas letras, según Tuckey,
difieren significativamente, P ≤ 0,05.
178
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
La MSH muestra una tendencia similar en el tiempo igual al número
de hojas y área foliar del caupí (Tabla 7.4) siendo esta menor al pasar de
la etapa de pre-floración a floración y de floración al llenado de granos,
la MSH tiende a disminuir ya que la producción de fotoasimilados tiene
mayor demanda en la vaina y grano de la planta (Acosta et al., 2008). Así
también se observó que el número de hojas y el área foliar aumentaban a
medida que se incrementaba la distancia entre plantas y esto se reflejó en la
MSH que tuvo el mismo comportamiento (tabla 7.4 y figura 7.3).
Harper (1977) quien indicó que las leguminosas responden en
parte a la densidad mediante la reducción de algunas partes de la planta;
hojas, ramas, flores, frutos e incluso raíces. Añadió que dicha estructura
poblacional de una planta individual le permite responder al estrés variando
la tasa de natalidad y la tasa de muerte de sus partes. Dhanjal et al. (2001) y
Mozumder et al. (2003) también atribuyeron la mayor tasa de crecimiento
en plantas escasamente pobladas a una menor competencia por el espacio,
los nutrientes, la humedad y la luz.
Por otro lado, Balbinot et al. (2015) evidenció que la MSH aumentó
al reducir el espacio entre plantas de soja, así también que la masa seca de
la parte aérea presentó diferencias significativas a los 45 días después de la
siembra y sin diferencias significativas a los 90 días después de la siembra
para el Cultivar NK7059 RR
No se presentó efecto significativo de las interacciones de los factores
ni de los factores simples: distancia entre hileras e hidro-retenedor en la
producción de MSH. Rodríguez et al. (2017) encontró que el aumento
de dosis de hidro-retenedor afectó significativamente la masa seca de hoja
de frijol común en la etapa de floración y llenado de grano, así también
Islam et al. (2011) encontró el mismo resultado en avena para dosis de
hidro-retenedor, todo esto en desacuerdo con lo encontrado en el presente
estudio. El suministro adecuado de agua para la cultura es uno de los
principales factores para garantizar una buena producción de materia seca
(MS) o biomasa, ya que la escasez o el exceso de agua afectan directamente
al desarrollo de las hojas (Freire et al., 2005), en este ensayo el cultivo de
caupí tuvo disponible entre los 30 y 50 DDR, el 55,6% de la precipitación
se registró en todo el ciclo del cultivo (324 mm), para el cual no estuvo
sometido a largos periodos de sequía (Figura 7.1).
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
179
Materia Seca de Tallos (MST)
Para esta variable se registra un efecto altamente significativo del
factor distancia entre plantas sobre MST para los períodos 30 y 50 DDR
(Tabla 8.3), para los cuales la mayor media se presenta en la distancia entre
planta más amplia (0,40 m) siendo superior al promedio de las medias de
MST para 0,20 m y 0, 30 m en un 28,3% y 29,4% para los períodos antes
mencionados respectivamente (Figura 8.4).
Figura 8.4 Efecto de la distancia entre plantas sobre Materia seca del tallo por
planta de caupí (Vigna unguiculata L. Walp). Distintas letras, según Tuckey,
difieren significativamente, P ≤ 0,05.
Arf et al. (1996) verificaron que el aumento del número de plantas por
metro lineal (8, 12 y 16 plantas*m
-1
) ocasionó reducción en la producción
de materia seca de las plantas de frijol común, siendo el mayor valor
encontrado en la distribución de 16 plantas m
-1
, y que los espaciamientos
entre plantas no influenciaron en la productividad del cultivo. En cuanto
al frijol caupí se observa que la masa total de la parte aérea de la planta
disminuye en el tiempo porque el leve aumento en la MST no supera la
pérdida de MSH en el tiempo (Figura 8.3 y Figura 8.4). Así mismo, no se
presentan diferencias significativas para el efecto distancia entre hileras,
aunque si se presenta efecto de la interacción de los factores simples,
distancia entre hileras y distancia entre plantas (Tabla 8.3)
La población y el espaciamiento entre plantas interfieren en la
cantidad de agua, luz y nutrientes utilizados por el cultivo, influyendo en
180
Crecimiento, desarrollo y rendimiento productivo del frijol caupí (vigna unguiculata (l.)
Walp.) en respuesta a dos distancias entre hileras, tres distancias entre plantas y uso de
hidrogel en el departamento de Sucre
cambios morfológicos como altura de las plantas y ramificaciones formadas
que influyen en la producción de MST (Balbinot et al., 2015), existiendo
en este estudio una tendencia para las variables longitud de la planta y
MST: y es que las dos presentan mayores medias a medida que aumenta la
separación entre plantas (Tabla 8.4 y Figura 8.4)
En cuanto al muestreo a los 40 DDR se presentó interacción altamente
significativa entre los factores simples distancia entre hileras y distancia
entre plantas, como se observa en la Tabla 8.4.
Figura 8.5 Efecto de la interacción de los factores: distancia entre hileras y
distancia entre plantas sobre Materia seca del tallo de la planta de caupí (Vigna
unguiculata L. Walp). Distintas letras en la misma curva, según Tuckey, difieren
significativamente (P ≤ 0,05).
En la Figura 8.5 se observa que, a los 40 DDR, para una distancia
entre hileras de 0,80 m la MST tiende a disminuir al aumentar la separación
entre plantas, siendo 0,20 m la que presenta menor valor representando el
75,3% del promedio de la MST de 0,30 y 0,40 m, también se observa que
para la 0,60 m de distancia entre hileras el comportamiento es opuesto, ya
que esta aumenta significativamente el contenido de MST a medida que se
aumenta la distancia entre plantas, siendo 0,40 m la que presenta mayor
valor, en el que el promedio de la media de 0,30 y 0,20 m representan el
75,7% de la MST a los 0,40 m entre plantas. Blank et al. (2012), reportan
Félix Esteban Pastrana Atencia, Carlos Enrique Cardona Ayala y
Jairo Guadalupe Salcedo Mendoza
181
que el mayor contenido de MST, en Pelargonium graveolens, lo obtenían a
medida que incrementaban la distancia entre hileras.
Conclusiones
El crecimiento general del frijol caupí no fue afectado por la aplicación
de hidro-retenedor ni por la distancia entre hileras, caso contrario al factor
distancia entre plantas el cual influenció dicho crecimiento en la planta,
existiendo una relación positiva entre el aumento de la separación entre
plantas y las variables de crecimiento: longitud de plantas, diámetro de
tallo, número de hojas y área foliar, siendo 0,40 m entre plantas la distancia
que registró las mayores medias para cada periodo muestreado (30, 40 y 50
DDR). Se registró también que las variables número de hojas y área foliar,
disminuyeron en el tiempo.
El contenido de materia seca, para hoja y tallo, fue influenciado de
manera general por las distancias entre plantas, registrando los mayores
valores a 0,40 m entre plantas, excepto la masa materia de tallo a los 40
DDR la cual presentó interacción entre los factores simples: distancia entre
hileras y distancia entre plantas, teniéndose la mayor producción a los 0,80
m entre hileras para una distancia entre plantas de 0,20 m y a los 0,60 m
entre hileras para una distancia entre plantas de 0,40 m. No hubo efecto del
hidro-retenedor sobre el contenido de materia seca de tallo.
El mayor índice de área foliar se registró en las plantas distanciadas
a 0,20 m entre ellas para cada muestreo. Se registró una tendencia a
disminuir los valores de índice de área foliar en el tiempo, siguiendo la
misma tendencia del número de hojas y del área foliar.
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Sistema de siembra y uso eficiente de recursos
Sincelejo, Sucre, Colombia
Septiembre de 2019