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Agricultura Técnica

versión impresa ISSN 0365-2807

Agric. Téc. v.61 n.4 Chillán oct. 2001

http://dx.doi.org/10.4067/S0365-28072001000400005 

0,0041

0,010

0,025

DT

8,77

0,7211

0,364

0,0711

0,189

0,3644

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a p<0,05 según Duncan..
PFF: peso fresco del follaje. PSF: peso seco del follaje. PFR: peso fresco de las raíces. PSR: peso seco de las raíces. ES: error estándar. DT: desviación típica.

En los tres tipos de plantas micropropagadas, estos resultados están avalados por el efecto que ejercen las MA sobre el crecimiento de los cultivos; se ha comprobado este efecto en plantas micropropagadas (Azconaguilar et al., 1997), y en plantas de caña in vitro se ha demostrado que producen aumento del tamaño de la planta, mejor desarrollo del follaje y del sistema radicular (Ortiz et al., 1998).

Los resultados obtenidos, en cuanto a la metodología de aplicación del biofertilizante, son adaptables al trabajo práctico de producción en una fábrica de plantas de caña in vitro, pues el biofertilizante se aplica mezclado con el sustrato y no de forma dosificada, como se ha reportado en otros trabajos. Esta metodología facilita el uso del biofertilizante.

Partiendo de esta modificación del método de inoculación, se realizó una valoración del establecimiento de las micorrizas en las raíces de las plantas micropropagadas, comprobándose que las mismas se establecieron con las diferentes dosis estudiadas (Cuadro 7). Este resultado nos permite asegurar que las MA pasan al campo cuando se produce el trasplante de las plántulas.

Cuadro 7. Resultados de la evaluación de la colonización de las micorrizas arbusculares en las raíces (%).
Table 7. Results of the evaluation of the colonization of arbuscular mycorrhizal in the roots (%).

Dosis

Tiempo

 

15’

30’

45’

60’

Testigo

10

16,6

16

10

Dosis 1

73

80

60

90

Dosis 2

60

83

70

100

Dosis 3

100

80

86

100


Se utilizó el método de determinación del establecimiento de las MA en las raíces recomendado por Phillips y Hayman (1970), estableciéndose modificaciones considerando las características de las raíces de las plantas micropropagadas. Como se observa en el Cuadro 7 se puede determinar la presencia de MA en las raíces aún cuando éstas se sometieron al proceso de digestión durante 15 min, comparado con 1 h planteado por el método original.

Desde el punto de vista fitosanitario no se observó influencia de la micorrización en la incidencia de plagas y enfermedades. No hubo presencia de plagas, y la enfermedad que incidió con altos grados de ataque en todas las variantes (Cuadro 8), fue la raya parda producida por el hongo Helminthosporium stenospilum Drechsler. Herrera et al. (1994) reportaron esta enfermedad como la de mayor incidencia para la caña de azúcar en la fase de adaptación.

Cuadro 8. Grado de ataque de Helminthosporium stenospilum (%).
Table 8. Percentage of infestation of Helminthosporium stenospilum (%).

Tratamientos

Vitroplanta A

Vitroplanta B

Vitroplanta C

Testigo

56

64

53

Dosis 1

66

67

61

Dosis 2

68

70

52

Dosis 3

67

69

48


Desde el punto de vista económico los resultados obtenidos en el trabajo se pueden valorar cualitativa y cuantitativamente. Desde el punto de vista cualitativo se logran ventajas al obtener plántulas de mayor calidad por su mayor altura, con mayor sistema radicular y mejor cantidad de materia seca, así como la presencia del microorganismo en sus raíces lo que garantiza un establecimiento más efectivo en el campo. El análisis cuantitativo se puede enfocar a partir de los porcentajes de disminución de las pérdidas en los primeros 15 días de plantadas las plantas micropropagadas. En las plántulas A se logró disminuir el porcentaje de pérdidas de 12,9 a 8,9% en la dosis 3, estando por debajo de los porcentajes de pérdidas permisibles (10%). En el caso de las plántulas B se disminuyen las pérdidas de 28,3% en el testigo, a 23% en la dosis 3, aunque en este caso ambos valores están por encima del parámetro permisible.

CONCLUSIONES

El biofertilizante "Micorriza" preparado por el Laboratorio Provincial de Suelos de Villa Clara, Cuba, permitió el establecimiento de MA en plantas micropropagadas en caña de azúcar y produjo un efecto positivo en sus principales características morfológicas.

Es factible utilizar el biofertilizante mezclado con el sustrato a razón de 188 kg de biofertilizante/m3 de sustrato.

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^rND^sAzconaguilar^nC.^rND^nM.^sCarlos^rND^nT.^sTroncoso^rND^nJ. M.^sBarea^rND^sHerrera^nL.^rND^nR.P.^sHernández^rND^nH.^sGrillo^rND^sJaizme^nM.C.^rND^nJ.^sPinochet^rND^sJaizme^nM.C.^rND^nP.^sTenoury^rND^nJ.^sPinochet^rND^nM.^sJaumot^rND^sMazziatelli^nM.^rND^nA.^sShubert^rND^sOrtiz^nR.^rND^nC.F.^sDe la Fé^rND^nD.^sLara^rND^sPhillips^nJ.M.^rND^nD. S.^sHayman^rND^sSubhan^nS.^rND^nP.^sShamirla^rND^nP.^sSaradni^rND^sAzconaguilar^nC.^rND^nM.^sCarlos^rND^nT.^sTroncoso^rND^nJ. M.^sBarea^rND^sHerrera^nL.^rND^nR.P.^sHernández^rND^nH.^sGrillo^rND^sJaizme^nM.C.^rND^nJ.^sPinochet^rND^sJaizme^nM.C.^rND^nP.^sTenoury^rND^nJ.^sPinochet^rND^nM.^sJaumot^rND^sMazziatelli^nM.^rND^nA.^sShubert^rND^sOrtiz^nR.^rND^nC.F.^sDe la Fé^rND^nD.^sLara^rND^sPhillips^nJ.M.^rND^nD. S.^sHayman^rND^sSubhan^nS.^rND^nP.^sShamirla^rND^nP.^sSaradni^rND^1A01^nClaudio^sRojas G.^rND^1A01^nMoisés^sManríquez B.^rND^1A01^nClaudio^sRojas G.^rND^1A01^nMoisés^sManríquez B.^rND^1A01^nClaudio^sRojas G.^rND^1A01^nMois‚s^sManr¡quez B.

COMPARACIÓN DE ENSILAJE DE TRIGO Y DE MAÍZ EN LA ENGORDA INVERNAL DE NOVILLOS1

Comparison of wheat and maize silage in winter finishing of steers

Claudio Rojas G.2 y Moisés Manríquez B.2

1 Recepción de originales: 21 de junio de 2000.
2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Carillanca, Correo 58 – D, Temuco, Chile: crojas@carillanca.inia.cl

ABSTRACT

During 72 days of the winter season of 1998, twenty-four Normando steers, 20 to 21 months of age and 385 kg average liveweight, were fattened in order to evaluate animal response to feeding of whole wheat (Triticum aestivum L.) silage in comparison to maize (Zea mays L.) silage. Treatments were T1: maize silage; T2: wheat silage at milky starchy stage; and T3: wheat silage at soft or hard starchy stage. The feed was composed of a mixture of silage and concentrates in a 62.5: 37.5 ratio, respectively. The concentrates were formulated with oats (Avena sativa L.) and white lupines (Lupinus albus L.), urea and minerals in order to obtain an approximately isoproteic ration with 13% crude protein. The experimental design was a completely randomized block with 8 replicates. The feed consumption and daily liveweight gains of T3 were significantly higher (P<0.05) than T1 and T2. Feed conversion efficiency and dressing percent were not statically different due to the treatments (P> 0.05). It was concluded that wheat silage, especially at the soft or hard starchy stage, can replace maize silage on rations for fattening steers without affecting weight gains.

Key words: wheat silage, maize silage, steers, liveweight.

RESUMEN

Durante 72 días de la temporada invernal de 1998, se utilizaron 24 novillos Normando de 20 a 21 meses de edad y 385 kg de peso vivo (PV) promedio, con el objetivo de evaluar la respuesta animal al consumo de ensilaje de trigo (Triticum aestivum L.) cosechado en dos estados vegetativos, en comparación a ensilaje de maíz (Zea mays L.). Los tratamientos fueron T1: ensilaje de maíz; T2: ensilaje de trigo grano lechoso harinoso; y T3: ensilaje de trigo grano harinoso suave a duro. La alimentación estuvo constituída por la mezcla de ensilaje con concentrados, en la relación 62,5: 37,5, respectivamente. Los concentrados se formularon para cada ensilaje, con grano de avena (Avena sativa L.), lupino blanco (Lupinus albus L.), urea y sales minerales, de forma que la oferta de alimentos fuera aproximadamente isoproteica para niveles de 13%. El diseño experimental fue de bloques completos al azar, con 8 repeticiones. El consumo de alimentos y los incrementos de PV del T3 fueron significativamente mayores (P <0,05) al T1 y T2. La eficiencia de conversión del alimento y el rendimiento centesimal de las canales en caliente no presentaron diferencias debidas a tratamientos (P >0,05). Se concluye que el ensilaje de trigo, especialmente en el estado de grano harinoso suave a duro, puede reemplazar al ensilaje de maíz, con menos de 30% de MS, en raciones de engorda de novillos, sin afectar los incrementos de PV.

Palabras claves: ensilaje de trigo, incremento de peso, ensilaje de maíz.

INTRODUCCIÓN

En el país, durante la temporada agrícola de 1998/99, se sembraron 338.583 ha de trigo (Triticum aestivum L.), de las cuales un 42,7% correspondieron a la IX Región (INE, 1999). El destino de la cosecha ha estado orientado principalmente al consumo humano y en bajo grado al consumo animal, debido al mayor precio que alcanza este grano en el mercado, en comparación a otros granos de calidad similar, como la cebada (Hordeum vulgare L.) y el maíz (Zea mays L.). Sin embargo, su utilización como ensilaje ha sido reportada en el país como una alternativa de interés en la producción bovina de leche, y en la ganancia de peso de toretes, frente a otros ensilajes de cereales como la avena (Avena sativa L.) y la cebada (Elizalde et al., 1995; Elizalde y Menéndez, 1998). Estos resultados permiten ampliar las alternativas de forrajes conservados orientados a la producción animal. En la IX Región, los cereales de grano pequeño tienen muy buenas condiciones de clima y suelo, y se dispone además de las variedades y tecnología para obtener altos rendimientos de grano y materia seca (MS) por unidad de superficie; por otra parte el cultivo de maíz para ensilaje tiene limitaciones de clima, de agua de riego y maquinaria apropiada, para alcanzar altas producciones y buena calidad.

En el Reino Unido los ensilajes de cereales y de maíz han sido usados como alternativas a los ensilajes de praderas en la producción de leche y carne, para disminuir la cantidad de efluentes y aumentar la eficiencia en el uso del nitrógeno, con costos similares (Korevaar, 1992). En el sur este se están usando en forma complementaria a praderas, mientras que en el noroeste en reemplazo del maíz que tiene limitaciones climáticas (Sutton et al., 1997; Hameleers, 1998). Los cereales de grano pequeño comúnmente usados son la avena, la cebada, triticale (Triticosecale Wittmack) y recientemente el trigo, quedando de manifiesto, en todos ellos, la importancia del estado de madurez en la producción y calidad del ensilaje.

En la medida que estos avanzan en su estado fenológico aumentan la producción de MS y fibra, disminuyendo los porcentajes de proteína cruda y digestibilidad, sin aumentar los niveles de energía metabolizable (Helsel y Thomas, 1987; Baron y Kibite, 1987; Tetlow, 1990; Acosta et al., 1991; Bergen et al., 1991; Khorasani et al., 1997; Romero et al., 1999). Con el avance en el estado de madurez también se incrementa el porcentaje de MS, lo que provoca una mayor inestabilidad aeróbica al abrir el silo, debido al alto contenido de carbohidratos solubles residuales que acumulan estos cereales. Sin embargo, esta situación sólo es crítica cuando el nivel de MS es superior a 45%, lo cual hace necesario emplear algún aditivo para disminuir la fermentación y aumentar los carbohidratos solubles residuales del ensilaje, siendo la urea la mas usada (Sutton et al., 1997; Adesogan et al., 1998; Elizalde, 1998).

El ensilaje de trigo se ha usado en producción de leche y carne, principalmente en los estados fenológicos de grano lechoso a harinoso duro, con variados resultados (Oltjen y Bolsen, 1980; Burgess et al., 1989; Bergen et al., 1991; Sutton et al., 1997; Hameleers, 1998).

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar ensilajes de trigo cosechados en dos estados fenológicos, comparado con ensilaje de maíz, en la engorda de novillos Normandos.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo fue realizado en el Centro Regional de Investigación Carillanca del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Temuco, (38º 41’ lat. Sur, 72º 25’ long. Oeste, 200 msnm) durante la temporada otoño-invierno de 1998.

Se utilizaron 24 novillos Normando de 20 a 21 meses, de 385 kg de peso vivo inicial, nacidos en primavera. Se estudiaron los tratamientos T1: ensilaje de maíz ; T2: ensilaje de trigo grano lechoso harinoso y T3: ensilaje de trigo grano harinoso suave a duro.

El suelo utilizado fue transicional con características agronómicas entre Andisol y Ultisol, de textura franco arcillosa, de topografía plana a ligeramente ondulada, y clase III de capacidad de uso del suelo. La composición química inicial indicó 10% de materia orgánica, 13 ppm de fósforo, 10 ppm de nitrógeno, 0,44 cmol + kg-1 de potasio y 5,5 de pH.

El ensilaje de maíz utilizado correspondió a maíz PIONEER variedad 3954 sembrado el 17 de noviembre de 1997, con 95.000 plantas por hectárea. Los fertilizantes usados en la siembra fueron 200 kg de urea (46% N); 200 kg de salitre sódico (16% N); 400 kg de superfosfato triple (46% P2O5); 200 kg de cloruro de potasio (60% K2O) y 200 kg de sulpomag (18% MgO; 22% K2O; 22% S) por hectárea. Previo a la siembra se usaron 2,5 Lha-1 de atrazina y después de emergido se aplicó 0,3 L ha-1 de Dicamba 480 S l (Banvel D), para controlar malezas de hoja ancha. La cosecha de forraje se realizó entre el 17 y 22 de abril de 1998, con una cosechadora de forraje New Holland con cabezal maicero de una hilera. Al momento de la cosecha el maíz se encontraba al estado dentado, con grano 90% duro, siendo su rendimiento de MS de 12.990 kg ha-1. El material cosechado se ensiló en una batería de silo canadiense, con radier y paredes de hormigón, tapándose con una cubierta de plástico sobre la cual se agregó una gruesa capa de tierra.

Los ensilajes de trigo correspondieron a trigo variedad Dalcahue INIA, sembrado el 28 de agosto de 1997 con dosis de semilla de 200 kg ha-1. Las dosis de fertilizantes a la siembra fueron 160 kg de salitre sódico, 220 kg de superfosfato triple y 160 kg de cloruro de potasio por hectárea. A la macolla se fertilizó con 300 kg ha-1 de urea. La cosecha para el primer estado de desarrollo se realizó el 5 de enero de 1998, al estado de grano lechoso harinoso correspondiente a 83 de la escala de Zadoks et al., (1974) y un rendimiento de MS de 13.480 kg ha-1. La cosecha para el segundo estado se realizó el 12 de enero de 1998, al estado harinoso suave a duro correspondiente a 86 de la misma escala y un rendimiento de MS de 13.950 kg ha-1. La cosecha se realizó con una cosechadora de forrajes marca New Holland y el material se ensiló sobre plástico en la forma de parva, adicionando aproximadamente 4 kg m-2 de sal número 3, como único aditivo, antes de taparse con una cubierta de plástico, sobre la cual se agregó una gruesa capa de tierra y en sus laterales se cubrió con fardos de paja de trigo. Los fardos evitan que la tierra escurra por los laterales del silo dejando el plástico expuesto al sol con el riesgo de ruptura por acción solar, lo que no ocurre en el silo canadiense que tiene paredes laterales.

El período pre-experimental se inició el 14 de mayo de 1998 y tuvo una duración de 38 días. El período experimental se inició el 24 de junio y tuvo una duración de 72 días. En ambos períodos se utilizó un galpón de albañilería de 240 m² , con radier de cemento y techo de zinc. Cada animal permaneció en un cubículo de 2 x 1,1 m, amarrados por el cuello, disponiendo de comedero y bebedero. La cama estuvo constituida por paja de trigo, bajo un régimen de cama fría, la que se cambió diariamente.

La alimentación estuvo constituida por la mezcla de ensilajes y concentrados, en una relación de 62,5: 37,5 respectivamente, base MS ofrecida a discreción. Los concentrados se calcularon para cada ensilaje sobre la base de grano de lupino blanco (Lupinus albus L.) variedad Rumbo Baer, avena variedad Nehuén INIA, urea y sales minerales, de forma tal que la oferta de alimentos, fuera aproximadamente isoproteica al nivel de 13%, base materia seca, para cumplir con los requerimientos de la ARC (1980).

La composición química se analizó para cada partida de los granos de avena y lupino usados en el concentrado. En el ensilaje los análisis se practicaron cada 20 días. Las variables analizadas en los ensilajes correspondieron a MS, proteína cruda (PC), fibra cruda (FC), pH y nitrógeno amoniacal (N-NH3), según los métodos de la AOAC (1970) y la energía metabolizable (EM) de acuerdo a Givens (1986). En los granos se determinó MS, PC, EM y FC.

Se realizó pesaje individual de los animales cada 14 días en promedio, sin destare. El consumo de alimentos se determinó en forma individual, diariamente, por diferencia entre la cantidad de alimento ofrecido y el rechazado. Los animales fueron desparasitados contra parásitos hepáticos, gastrointestinales y pulmonares y no recibieron anabólicos. Los animales fueron faenados en el frigorífico de Temuco midiéndose el rendimiento centesimal en caliente, previo destare de 20 h.

El diseño experimental correspondió a bloques completos al azar, con ocho repeticiones. El factor bloque se usó para peso inicial. Los resultados se analizaron estadísticamente a través del análisis de varianza y las diferencias entre las medias fueron estudiadas mediante la prueba de Duncan (5%) (Cochran y Cox, 1974).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Composición química de los alimentos

La composición química de los alimentos usados en las raciones de engorda de los novillos se muestra en el Cuadro 1. En éste destacan los valores normales de la composición química de los granos usados (UACH, 1985). En el ensilaje de maíz se aprecian menores niveles de MS (de 4 a 20%) y PC (de 6 a 11%), respecto a lo obtenido por Rojas et al. (1997) y Rojas y Catrileo (2000) en el mismo sitio, con la misma variedad y estado fenológico, lo que se estima debido a efectos climáticos. El contenido de MS fue de 29,1% siendo el óptimo para ser usado en las engordas invernales de 30 a 35%. En cuanto a los ensilajes de trigo se observan mayores niveles de MS, FC, pH y N-NH3, y menores niveles de EM y de PC en la medida que avanza su estado de madurez. Estas relaciones químicas de los ensilajes de trigo, en términos generales, son similares a las observadas por otros autores (Helsel y Thomas, 1987; Bergen et al., 1991; Adesogan et al, 1998) y también son comunes para los ensilajes de triticale, avena y de cebada (Baron y Kibite, 1987; Acosta et al., 1991; Rojas et al., 1997; Rojas y Catrileo, 1999; Romero et al., 1999).

Cuadro 1. Composición química de los alimentos usados (base materia seca).
Table 1 Chemical composition of the feeds (dry mater basis).

Alimentos

Materia seca
%

Proteína cruda
%

Energía. Metabolizable Mcal kg-1

Fibra cruda %

N-NH3
%

pH

Ensilaje maíz grano duro

29,1

6,8

2,62

22,8

5,1

4,0

Ensilaje trigo grano lechoso harinoso

38,1

7,6

2,65

25,8

9,7

3,8

Ensilaje trigo grano harinoso suave a duro

46,0

7,5

2,55

28,6

9,8

4,1

Grano de lupino blanco

89,5

32,3

3,20

13,1

Grano de avena

88,9

12,1

2,60

7,6

Laboratorio de Nutrición Animal, Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Carillanca.

Las raciones utilizadas y su composición química se presentan en el Cuadro 2; se observan las diferencias en las proporciones de los granos de lupino y de avena usados, así como de urea, que fueron necesarias para hacer los tratamientos aproximadamente isoproteicos e isoenergéticos.

Cuadro 2. Formulación y composición química de las raciones utilizadas por tratamientos (base materia seca).
Table 2 Formulation and chemical composition of rations used by treatments (dry matter basis).


Alimentos

Ensilaje maíz
grano duro

Ensilaje trigo grano lechoso harinoso

Ensilaje trigo grano harinoso suave a duro

Ensilajes, %

62,5

62,5

62,5

Grano de avena, %

25,24

26,62

25,60

Grano de lupino blanco, %

11,35

10,01

10,99

Urea, %

0,53

0,49

0,53

Sales minerales, %

0,38

0,38

0,38

Total

100,0

100,0

100,0

Nutrientes

Materia seca, %

51,58

57,20

62,15

Proteína total, %

12,46

12,58

12,83

Energía metabolizable, Mcal kg-1

2,66

2,67

2,61

Fibra cruda, %

17,66

19,46

21,26


Consumo de alimentos

El consumo de MS fue mayor en los tratamientos con ensilaje de trigo, respecto a los de maíz, alcanzando significancia (P < 0,05) sólo al estado fenológico más avanzado, como fue el de grano harinoso suave a duro (Cuadro 3). En general, estos resultados son consecuentes con los obtenidos en experiencias similares, pero con cebada (Rojas et al., 1997; Rojas y Catrileo, 2000) y que fueron atribuidos a la mayor concentración de MS de los ensilajes de ésta, con relación al maíz. Según Oltjen y Bolsen (1980) el consumo de alimentos aumenta en la medida que aumenta el contenido de MS de los ensilajes de trigo, cebada, avena y maíz desde 30 a 41%. En este rango determinaron aumentos en el consumo de MS de novillos en engorda de 0,08 kg d-1, por cada aumento porcentual de la MS de estos ensilajes. Así, concluyeron que el consumo se afecta más por la composición química de estos ensilajes, que por la especie ensilada. Los resultados alcanzados por Hameleers (1998) en vacas lecheras confirman esa aseveración, al observar mayores y significativos consumos diarios de MS (P < 0,05) entre los ensilajes de pradera, maíz y trigo por efectos del mayor contenido porcentual de MS.

Cuadro 3 Consumo diario de materia seca y de nutrientes por animal (kg/animal/day), en la engorda de novillos Normando estabulados, alimentados con ensilajes de maíz y trigo.
Table 3 Daily dry matter and nutrient consumption per animal (kg/animal/day) in fattening of penned Normando steers fed with maize and whole wheat silage.

Consumo de alimentos

Ensilaje maíz

Ensilaje trigo grano lechoso harinoso

Ensilaje trigo grano harinoso suave a duro

 

Ensilaje

5,34

5,96

6,96

Concentrados

4,17

4,78

5,36

Consumo de nutrientes

   

Materia seca

9,5b

10,7b

12,3a

Proteína total

1.185

1.351

1.580

Energía metabolizable, Mcal

25,27

28,67

32,16

Fibra cruda

1.679

2.090

2.619

Cifras con igual letra indican diferencias estadísticamente no significativas, Duncan P>0,05.

El mayor consumo de MS obtenido con los ensilajes de trigo provocó, también, mayor consumo de PC, EM y FC, respecto al de maíz.

Al relacionar los consumos de MS con el peso vivo promedio de los animales, se obtuvieron porcentajes de 2,29%; para el tratamiento de ensilaje de maíz, 2,46%para el ensilaje de trigo grano lechoso harinoso, y 2,93% para el ensilaje de trigo grano harinoso suave a duro. Estos porcentajes de consumo, relacionados al peso vivo de los animales, se encuentran en los rangos normales para el tipo de animal y raciones empleadas para los ensilajes de maíz y de trigo grano lechoso harinoso, pero son más altos que los estándares de la ARC (1980) para el ensilaje de trigo grano harinoso suave a duro, y que los obtenidos por Rojas et al. (1997) y Rojas y Catrileo (2000) con ensilajes de cebada en estados fenológicos similares.

Incrementos diarios y eficiencias de conversión

El mayor incremento diario de peso vivo fue alcanzado por los novillos que consumieron el ensilaje de trigo grano harinoso suave a duro con 1,308 kg, respecto al de maíz y de trigo grano lechoso harinoso con 0,946 y 1,073 kg (P < 0,05), respectivamente (Cuadro 4). Estos resultados difieren de las experiencias de Oltjen y Bolsen (1980), quienes obtuvieron menores incrementos de peso en novillos alimentados con raciones de engorda basadas en ensilaje de trigo, en comparación al de maíz y cebada (P < 0,05), cuando se cosecharon con similares porcentajes de MS, lo cual fue atribuido a su menor consumo. Sin embargo, no difieren en su expresión general de los incrementos de peso alcanzados con cebada y maíz cosechados en estados fenológicos similares a los de la actual experiencia (Rojas et al., 1997).

Cuadro 4. Respuesta productiva de novillos Normando estabulados con raciones de engorda basadas en ensilaje de maíz y trigo.
Table 4 Productive response of penned Normando steers fattened with rations based on maize and whole wheat silage.

Ensilaje maíz

Ensilaje trigo grano lechoso harinoso

Ensilaje trigo grano harinoso suave a duro

Período experimental, días

72

72

72

Peso inicial, kg/animal

381,1

397,8

374,1

Peso final, kg/animal

449,3

475,0

468,3

Incremento diario, kg/animal

0,947b

1,072b

1,308a

Consumo MS, g/animal/día

9,5b

10,7b

12,3a

Eficiencia conversión, kg alim/kg increm. PV

10,1ª

10,0a

9,4a

Rendimiento centesimal, %

58,0a

58,5a

59,0a

Cifras con igual letra indican diferencias estadísticamente no significativas, Duncan P > 0,05.

Al relacionar el incremento de peso de los novillos de los tratamientos con su consumo de MS, se llega a eficiencias de conversión del alimento muy similares, y que son del orden de 10,1; 10,0 y 9,4, para los tratamientos 1, 2 y 3 respectivamente (P > 0.05). De esta forma, el mayor consumo de MS observado en los tratamientos con ensilajes de trigo se cancela por efectos del mayor incremento de peso alcanzado en estos mismos tratamientos. De acuerdo a la experiencia de los autores, la eficiencia de conversión exhibida se encuentra dentro de los niveles óptimos, en términos absolutos, para raciones de engorda con este tipo de animales. Esto está indicando que los incrementos de peso y las diferencias en los incrementos de peso entre tratamientos se deberían al consumo de MS y de nutrientes.

Características de las canales

Todas las canales fueron tipificadas en la categoría V, correspondientes a la categoría de novillitos, con cubiertas de grasa grado 1, de acuerdo a la Ley Chilena de Clasificación y Tipificación de Carnes (MINAGRI, 1992) y de un color amarillo claro. El rendimiento centesimal de las canales en caliente no fue significativo (P > 0,05), siendo sus valores absolutos estimados como muy buenos para el tipo de animal empleado (Cuadro 4).

CONCLUSIONES

Se concluye que el ensilaje de trigo, especialmente en los estados de grano harinoso suave a duro, puede reemplazar eficientemente al ensilaje de maíz, con menos de 30% de MS, en raciones de engorda de novillos.

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EFECTO DE LA ACIDIFICACIÓN DEL SUSTRATO Y DEL AGUA DE RIEGO EN LA NUTRICIÓN, DESARROLLO Y PRODUCCIÓN DE ARÁNDANO OJO DE CONEJO (Vaccinium ashei Reade)1

Effect of substrate and irrigation water acidification on the nutrition,
growth, and yield of rabbiteye blueberries (Vaccinium ashei Reade)

Raúl Ferreyra E.2, José Peralta C.2, Angélica Sadzawka R.2, Carlos Muñoz S.2 y Jorge Valenzuela B.2

1 Recepción de originales: 01 de agosto de 2000.
2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación La Platina, Casilla 439, Correo 3, Código postal 7083150, Santiago, Chile.E-mail: rferreyr@platina.inia.cl

ABSTRACT

The central zone of Chile meets the climatic conditions to produce rabbiteye blueberries (Vaccinium ashei Reade), nevertheless, there are restrictions imposed by soil pH, porosity and irrigation water quality. An experiment was carried out at La Platina Research Center of the National Institute of Agricultural Research, Santiago, to determine the effect of the use of a mix of soil-sawdust and irrigation water with pH 2, 4, 5 and 7.8 (control) to plant rabbiteye blueberries in 1990. The growth and production was evaluated for three seasons (1990 - 1993). The foliar analysis showed that only the Mn concentration was lower than the control treatment. The plants irrigated with water pH 2 did not develop chlorosis, and had better growth and production, making possible economic production under these climatic conditions.

Key words: soil-water acidification, water quality, dip irrigation, plant nutrition.

RESUMEN

La zona central de Chile reúne condiciones climáticas adecuadas para el desarrollo del arándano ojo de conejo (Vaccinium ashei Reade), sin embargo existen limitantes para su desarrollo debido al alto pH de los suelos, a la porosidad y a la calidad del agua utilizada para el riego. Se realizó un experimento en el Centro Regional de Investigación La Platina, del Instituto de Investigaciones Agropecuarias, en Santiago, para determinar el efecto del uso de una mezcla de suelo-aserrín acidificada, así como también del agua de riego con pH 2, 4, 5 y 7,8 (testigo), para lo cual se plantó arándano ojo de conejo el año 1990. El crecimiento y la producción se evaluaron durante tres temporadas. El análisis foliar mostró que sólo la concentración de Mn fue menor en el tratamiento testigo. Las plantas regadas con agua con pH 2 no presentaron clorosis, y mostraron un mejor desarrollo y producción, haciendo posible la explotación comercial bajo estas condiciones climáticas.

Palabras claves: acidificación de suelos, acidificación de agua de riego, calidad de agua, riego por goteo, nutrición de plantas.

INTRODUCCIÓN

El arándano ojo de conejo (Vaccinium ashei Reade) es una especie frutal que pertenece a la familia Ericaceae, que requiere suelos ácidos (pH 4,5-5,2) con alto contenido de materia orgánica (MO) (20-50 %) para un óptimo desarrollo (Rieger, 1999), aunque a menudo se planta con éxito en suelos con bajos contenidos de MO (Cummings et al., 1981). Debido a que su sistema radicular es fibroso, fino, poco profundo y caracterizado por la falta de pelos radicales, los suelos donde se cultiva deben ser preferentemente porosos y bien drenados (Malik y Cawthon, 1998). Se adapta a una amplia gama de climas y la principal restricción se relaciona con el requerimiento de 250-600 h de frío (Caruso y Ramsdell, 1995).

Además de los requerimientos de suelos y de clima, el arándano ojo de conejo requiere para un buen desarrollo y producción, aguas de riego de pH < 7,0 y con contenidos de bicarbonato (HCO3-) < 1,5 mmol L-1, de sodio (Na+) < 2,0 mmol L-1 y de cloruro (Cl-) < 4,0 mmol L-1 (Wright et al., 1994).

En la zona central de Chile existen las condiciones de clima adecuadas para el cultivo del arándano ojo de conejo, pero la mayoría de los suelos no cumplen los requisitos de pH ni de porosidad, y las aguas de riego generalmente tienen características químicas que superan los límites recomendados. Para eliminar las restricciones de suelos, se ha propuesto mezclar el suelo del hoyo de plantación con aserrín y acidificarlo por tratamiento con ácido. Para minimizar los problemas de las aguas de riego se ha procedido a regar con agua acidificada con ácido sulfúrico, con lo cual se disminuye el contenido de HCO3- y se atenúan los efectos adversos del Na+ y del Cl- por el aumento en la concentración de sulfato (SO4-2) en el agua (Wright et al., 1994).

Los resultados de las prácticas propuestas sobre el suelo y el agua de riego fueron publicados por Ferreyra et al. (1998) y en este trabajo se informan los resultados sobre la nutrición, desarrollo y producción de arándano ojo de conejo.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en un suelo Mollisol Aluvial Calcáreo Santiago, ubicado en el Centro Regional de Investigación La Platina (33º 34’ lat. Sur, 70º38’ long. Oeste) del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA). Este suelo es moderada a ligeramente profundo, bien drenado y de permeabilidad alta.

Para el ensayo se mezcló suelo con aserrín en proporción volumétrica 1:1. Se agregó ácido sulfúrico hasta que el pH de la mezcla se estabilizó en 5,9. Luego la mezcla suelo-aserrín se colocó en hoyos de plantación de 0,25 x 0,25 x 0,20 m practicados en 12 parcelas de 25 m2, a razón de 5 hoyos por parcela. Se instaló un sistema de riego por goteo, con un gotero por hoyo de un gasto de 4 L h-1. En octubre de 1990, en cada hoyo se colocó una planta de arándano ojo de conejo de 2 años de edad y se regó con 10 L de agua acidificada con ácido sulfúrico hasta un pH 4,0-4,5. Posteriormente, y hasta el inicio de los tratamientos, se continuó regando de la misma forma, pero con 1 L de agua por planta al día. Los tratamientos se iniciaron a los 15 días de la plantación, y consistieron en el riego con agua acidificada con ácido sulfúrico hasta un pH aproximado de 2 (1,8-2,1), 4 (3,9-4,7) 5 (5,2-5,4) y 7,8 (testigo).

El diseño fue de bloques completamente al azar con cuatro tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos se mantuvieron durante tres temporadas de crecimiento del arándano, regando entre noviembre y abril de cada temporada. La fertilización consistió solamente en la adición de urea en dosis de 28 g por planta al año, a través del agua de riego, parcializada semanalmente entre noviembre y febrero. Las malezas se controlaron manualmente y las plagas químicamente.

Durante el estudio se tomaron muestras compuestas de hojas totalmente expandidas del tercio medio de las ramillas del año anterior, se secaron a 60ºC, se molieron y se analizaron para N por el método de Kjeldahl (Horneck y Miller, 1998) y para P, K, Ca, Mg, Na, Cl, Fe, Mn, Cu y Zn por calcinación y colorimetría, titulación potenciométrica o espectrofotometría de absorción atómica (Cottenie, 1984). Anualmente se cuantificaron el número de brotes, la altura de cada planta y producción de frutos. Mensualmente se midió el diámetro de la cubierta vegetal, la altura de las plantas y el diámetro máximo de los tallos de los renuevos. Durante el período de cosecha (primera semana de enero a tercera semana de febrero), se midió semanalmente: número y peso de bayas y producción de frutos por planta. Periódicamente se tomaron muestras de aguas y de las mezclas suelo-aserrín, cuya metodología se describe en Ferreyra et al. (1998).

Los resultados se sometieron a análisis de varianza y a la prueba de t para la comparación de medias de muestras pareadas (P<0,05).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Composición foliar elemental

Las concentraciones elementales foliares promedio de la temporada 1993 se muestran en el Cuadro 1. Considerando los rangos normales dados por Spiers (1982) para las épocas muestreadas, N, K y Mn están ligeramente más altos que lo normal y el P ligeramente más bajo. Las concentraciones de Ca, Fe y Na son superiores en un 130 a 1600% a los rangos normales, y las de Mg y Zn inferiores en un 30 a 60%.

Cuadro 1. Concentración foliar de nutrientes en arándanos ojo de conejo (Vaccinium ashei Reade) regados con aguas de diferente pH (muestras de enero a marzo de 1993).
Table 1. Leaf nutrient composition of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei Reade) irrigated with different pH waters (samples from January to March 1993).

pH del
agua de
riego

Concentración foliar (sobre la base de materia seca)

N

P

K

Ca

Mg

Fe

Mn

Zn

Cu

Na

Cl

------------------ % ----------------

---------------- mg kg-1 -----------------

2

1,90

a

0,09

a

0,54

a

0,40

a

0,10

A

180

a

90

a

11

a

5,0

a

907

a

353

a

4

1,75

a

0,08

a

0,45

a

0,65

a

0,09

A

200

a

80

a

11

a

4,5

a

412

a

347

a

5

1,83

a

0,07

a

0,40

a

0,80

a

0,11

A

205

a

100

a

12

a

4,5

a

558

a

317

a

7,8

1,50

a

0,07

a

0,38

a

0,70

a

0,11

A

145

a

55

b

9

a

4,0

a

640

a

357

a

Rango normal para las épocas muestreadas (Spiers, 1982)

Inferior

1,31

0,09

0,36

0,25

0,24

52

53

15

-

32

-

Superior

1,69

0,10

0,42

0,27

0,26

66

56

18

-

37

-

Columnas con letras iguales no son estadísticamente diferentes según la prueba DMS (P<0,05).

Los altos niveles foliares de Na indican que el arándano carece de un mecanismo de regulación de la absorción de Na, a diferencia de las plantas típicamente sensibles a la salinidad, las cuales mantienen una concentración foliar de Na baja aunque el suministro sea alto. El arándano parece acumular Na de manera similar a las plantas tolerantes a la salinidad, pero con la diferencia que una salinidad alta es detrimental para su desarrollo (Spiers, 1983).

Los tratamientos de riego con aguas de pH entre 2 y 7,8 no afectaron significativamente los niveles foliares de N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu Na y Cl (Cuadro 1). Estos resultados coinciden con los obtenidos por Spiers (1978) en arándanos cultivados en soluciones nutritivas de pH entre 3,5 y 7,5 y con los de Austin et al. (1986) en arándanos cultivados en suelos de pH entre 5,1 y 6,9. Solamente la concentración de Mn foliar fue significativamente menor en las plantas regadas con agua sin acidificar.

Las plantas presentaron sintomatología visual de clorosis en un grado creciente desde los tratamientos con aguas de pH 4 a 7,8; solamente las plantas regadas con agua de pH 2 no mostraron sintomatología. Estos resultados no se explican por las concentraciones foliares de nutrientes, ya que si bien los niveles de Mg y Zn están bajo lo normal, no se observa una gradiente de concentración foliar en los tratamientos. Una explicación podría ser que se determinó el Fe total foliar y no el Fe+2 que es el Fe activo en la planta. En muchas especies (una excepción es el limonero) no existe relación de la sintomatología de clorosis férrica con la concentración de Fe total en las hojas, pero sí con el nivel Fe+2 (Villanueva, 1992).

Desarrollo vegetativo

El número de renuevos por planta (Figura 1), el diámetro de la cubierta vegetal, la altura de la planta, y el diámetro máximo de los tallos de los renuevos (Cuadro 2) de los arándanos regados con agua de pH 2 fueron significativamente superiores al resto de los tratamientos. Los parámetros medidos en los arándanos regados con aguas de pH 4 y 5 fueron estadísticamente diferentes solamente en el diámetro de los tallos de renuevo. El riego con agua de pH 7,8 produjo un menor desarrollo vegetativo de las plantas, pero sin llegar a los extremos de muerte de las plantas a pH 7,0 (Cummings et al., 1981).

Figura 1. Número de renuevos de arándanos ojo de conejo (Vaccinium ashei Reade) regados con aguas de diferente pH.
Figure 1. Sprout number of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei Reade) irrigated with different pH waters.



Cuadro 2. Diámetro de la cubierta vegetal, altura de las plantas y diámetro máximo de los tallos de los renuevos de arándanos ojo de conejo (Vaccinium ashei Reade) regados con aguas de diferentes pH.
Table 2. Canopy diameter, plant height and sprout maximun diameter of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei Reade) irrigated with different pH waters.

pH del

agua de

riego

Fecha de muestreo

Sep-92

Oct-92

Nov-92

Dic-92

Ene-93

Feb-93

Mar-93

Diámetro de la cubierta vegetal, m

2

0,62

a

0,63

a

0,66

a

0,69

a

0,73

a

0,75

a

0,79

a

4

0,50

ab

0,51

ab

0,52

a

0,57

ab

0,54

ab

0,64

ab

0,56

ab

5

0,46

bc

0,47

b

0,50

a

0,51

b

0,52

b

0,55

b

0,56

b

7,8

0,36

c

0,37

b

0,42

a

0,45

b

0,46

b

0,48

b

0,51

b

Altura de la planta, m

2

0,65

a

0,69

a

0,72

a

0,74

a

0,76

a

0,77

a

0,79

a

4

0,55

ab

0,58

ab

0,59

b

0,61

ab

0,63

ab

0,65

ab

0,66

ab

5

0,52

ab

0,54

b

0,56

b

0,57

b

0,59

b

0,60

b

0,62

b

7,8

0,48

b

0,50

b

0,53

b

0,55

b

0,58

b

0,60

b

0,62

b

Diámetro máximo de los tallos de los renuevos, mm

2

17,6

a

18,5

a

19,3

a

23,7

a

28,5

a

31,9

a

33,7

a

4

8,5

b

9,1

b

9,5

b

10,6

b

13,8

b

16,8

b

20,6

b

5

4,0

c

4,3

c

4,7

c

5,4

c

6,6

c

8,4

c

10,0

c

7,8

2,3

d

2,5

d

2,9

d

3,7

c

4,5

c

5,4

c

6,2

c


Columnas con letras iguales no son estadísticamente diferentes según la prueba DMS (P<0,05).

Spiers (1984) informó que el mayor rendimiento y desarrollo ocurre en las plantas de arándanos ojo de conejo cultivadas en suelos de pH entre 3,9 y 6,1. En ambos extremos fuera de este rango, el desarrollo de las plantas disminuyó significativamente, pero el efecto es más detrimental en los valores menores de pH que en los mayores. El autor sugiere como factor limitante una excesiva absorción de Na en los suelos de pH alto y una toxicidad de Mn en los suelos de pH bajo.

Los resultados obtenidos en este estudio no concuerdan plenamente con los obtenidos por Spiers (1984) ya que, si bien a pH 7,8 hay un menor desarrollo vegetativo, no podría asumirse toxicidad de Na porque la concentración foliar de Na no difiere significativamente de los otros tratamientos. En el tratamiento de riego con agua de pH 2, las discrepancias son sólo aparentes, ya que debido a que el riego se suspende en invierno, el pH de las mezclas suelo-aserrín no fue diferente en los distintos tratamientos con aguas acidificadas y se mantuvo en alrededor de 6,0 a 6,5 (Ferreyra et al., 1998).

Desarrollo productivo.

En el Cuadro 3 se entregan las mediciones efectuadas durante las siete semanas de cosecha de 1993. Se observa que en la primera semana se cosechó el 30-40% de la producción total y los frutos fueron de mayor tamaño y peso. El número total de frutos cosechados fue similar en los cuatro tratamientos, pero el diámetro promedio, el peso promedio por unidad y la producción total de frutos fueron significativamente superiores en las plantas regadas con agua de pH 2. Los otros tratamientos no mostraron diferencias significativas.

Cuadro 3. Mediciones de producción de arándanos ojo de conejo (Vaccinium ashei Reade) regados con aguas de diferente pH.
Table 3. Production measurements of rabbiteye blueberry (Vaccinium ashei Reade) irrigated with different pH waters.

pH del

agua de

riego

Semana de cosecha (1ª de enero – 3ª de febrero 1993)

1

2

3

4

5

6

7

Total

Número de frutos cosechados/planta

2

153

a

100

a

72

a

110

a

37

a

47

ab

21

a

540

a

4

110

a

82

ab

62

a

120

a

77

a

79

ab

33

a

563

a

5

104

a

50

b

47

b

76

a

71

a

105

a

37

a

489

a

7,8

110

a

86

ab

62

a

68

a

44

a

29

b

9

b

408

a

Diámetro de los frutos cosechados, mm

2

12,6

a

12,8

a

12,4

a

11,0

a

10,8

a

10,5

a

9,7

a

11,8

a

4

11,4

b

11,2

b

11,2

b

10,0

ab

10,1

a

9,6

ab

8,9

a

10,5

b

5

10,2

c

10,0

b

9,7

c

9,0

b

9,2

a

9,1

b

9,0

a

9,5

b

7,8

11,0

bc

10,6

b

10,6

bc

10,2

ab

9,6

a

9,4

b

8,6

a

10,4

b

Peso promedio por unidad de frutos cosechados, g

2

1,02

a

0,73

a

0,71

a

0,61

a

0,59

a

0,32

a

0,30

a

0,72

a

4

0,75

b

0,62

a

0,60

a

0,42

ab

0,41

ab

0,40

a

0,29

a

0,52

b

5

0,51

b

0,45

b

0,41

b

0,33

b

0,30

b

0,31

a

0,29

a

0,38

b

7,8

0,65

b

0,64

a

0,60

a

0,29

b

0,30

b

0,29

a

0,28

a

0,51

b

Producción de frutos/planta, g

2

156

a

73

a

51

a

67

a

22

a

15

ab

6

a

390

a

4

82

b

51

ab

37

ab

50

ab

32

a

32

a

10

a

293

ab

5

53

b

22

b

19

b

25

b

21

a

33

a

11

a

184

b

7,8

72

b

55

ab

37

ab

20

b

13

a

8

b

3

a

208

b

Producción de frutos, %

2

40

19

13

17

6

4

2

100

4

28

17

13

17

11

11

3

100

5

29

12

10

14

12

18

6

100

7,8

34

26

18

10

6

4

1

100

Columnas con letras iguales no son estadísticamente diferentes según la prueba DMS (P<0,05).

La producción total de frutos fue de 390 g/planta en los arándanos ojo de conejo regados con agua de pH 2 (Cuadro 3), la cual está dentro de los rangos normales para la tercera temporada de cultivo, aunque el peso promedio por unidad fue bajo (Spiers, 1984; Austin et al., 1986).

CONCLUSIONES

  • Las concentraciones foliares de nutrientes no fueron estadísticamente diferentes en los arándanos sometidos a los distintos tratamientos. Solamente el Mn foliar fue menor en las plantas regadas con agua sin acidificar.

  • Las plantas mostraron sintomatología visual de clorosis en grado creciente en los tratamientos de riego a pH 4 a 7,8 y solamente las regadas con agua de pH 2 tuvieron un color normal. La composición elemental foliar analizada no permite explicar este comportamiento.

  • El número de renuevos por planta, el diámetro de la cubierta vegetal, la altura de la planta y el diámetro máximo de los tallos de los renuevos de los arándanos regados con agua de pH 2 fueron significativamente superiores al resto de los tratamientos

  • El diámetro de los frutos, el peso unitario y la producción total fueron significativamente superiores en las plantas regadas con agua de pH 2 en comparación con los otros tratamientos.

  • El cultivo del arándano ojo de conejo en una mezcla acidificada de suelo-aserrín y regada con agua tratada con ácido sulfúrico hasta pH 2 permitiría aprovechar las ventajas de clima y minimizar las restricciones de suelo y calidad de agua de la zona central de Chile.

LITERATURA CITADA

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EFECTO DE TRES SISTEMAS DE MANEJO DE SUELO EN LA EFICIENCIA FISIOLÓGICA DE USO DE NITRÓGENO FERTILIZANTE EN TRIGO1

Effect of three soil tillage systems on physiological nitrogen use efficiency in wheat crop

Juan Luis Rouanet M.2, Inés Pino3, Ana María Parada3, Adriana Nario3

1 Recepción de originales: 31 de enero de 2000.
Trabajo realizado con aporte del Proyecto FONDECYT 1981116, aportes de OIEA, Proyectos CHI/5/020 y ARCAL XXII.
2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Carillanca, Casilla 58-D, Temuco, Chile. E-mail: jrouanet@carillanca.inia.cl
3 Comisión Chilena de Energía Nuclear, Departamento de Aplicaciones Nucleares, Casilla 188-D, La Reina, Santiago, Chile. E-mail: ipino@cchen.cl

ABSTRACT

Nitrogen fertilization is the most costly production factor in wheat cropping systems on Ultisols, one of the most eroded soil types in Southern Chile. The utilization efficiency of N-fertilizer was assessed in a wheat cultivar (Triticum aestivum L.) growing under three soil tillage systems: Traditional, burning of crop residues/soil plow down (TRAD); no-till/burning (CL+Q), and no-till/no burning (CL-Q). The method used measurements of grain yield, total N uptake by plants and their components: N derived from fertilizer (Nddf) and N derived from soil (Ndds). Physiological N use efficiency, was evaluated for total plant N (EFNt = grain yield/Nddf +Ndds) and for N-fertilizer in plants (EFNf = grain yields/N-fertilizer). 15N-labelled urea, 10 % atom excess (a.e.) was added to the microplots at the rate of 150 kg N ha-1. The fertilizer was applied three times: 10% at planting, 45% at tilling and 45% at jointing stage. There were no significant seasonal differences for wheat grain yield among tillage treatments with yield of 6.7 to 7.5 t ha-1 on 1997/1998 and 4.6 to 5.4 t ha-1 on 1998/99 season. The treatments CL+Q in 1997/1998 and TRAD in 1998/1999 had the highest total N uptake. The CL-Q treatment showed lowest N-fertilizer uptake by plants for each season, while keeping similar grain yields as the other two tillage systems. This led to higher physiological nitrogen use efficiency on grain production per unit of N-fertilizer absorbed by plants.

Key words: soil tillage, sustainability, 15N isotopic technique, wheat, fertilization.

RESUMEN

El desarrollo de nuevos sistemas de manejo de suelo conservacionista está destinado a la protección del recurso suelo. Dado que la fertilización nitrogenada es el recurso de producción de más alto costo en los sistemas de producción de trigo en suelos Ultisoles, uno de los más erosionados en el sur de Chile, se requieren métodos que evalúen la eficiencia de uso de N y su potencial de incremento en estos sistemas. Se evaluó la eficiencia fisiológica o la eficiencia de utilización de N-fertilizante en trigo (Triticum aestivum L.) cv. Dalcahue, bajo tres sistemas de manejo de suelo: tradicional, quema de rastrojos e inversión del suelo (TRAD); cero labranza con quema (CL+Q); y cero labranza sin quema (CL-Q). El uso de la técnica isotópica (15N) permitió un análisis más discriminante de la eficiencia de uso de N en dos estaciones de crecimiento. El método utilizó mediciones de rendimiento de grano, absorción de N total por las plantas y sus componentes: N derivado del fertilizante (Nddf) y N derivado del suelo (Ndds). Se calculó la eficiencia fisiológica de uso de N para N total en la planta (EFNt) y para el N-fertilizante (EFNf). Se aplicaron 150 kg ha-1 de Urea marcada con 15N 10% átomos exceso (a.e.), en forma parcializada, 10% a la siembra, 45% a macolla y 45% a inicio de encañado. El análisis dentro de cada temporada indicó ausencia de diferencias significativas entre medias de tratamientos para rendimiento en grano. La tendencia en magnitud para el rendimiento de grano de trigo para 1997/1998 siguió el orden: CL+Q (7,5 t ha-1), CL-Q (7,0 t ha-1) y TRAD (6,7 t ha-1). Para la temporada 1998/1999, la tendencia siguió el orden TRAD (5,4 t ha-1), CL-Q (4,9 t ha-1) y CL+Q (4,6 t ha-1). Los tratamientos CL+Q en 1997/1998 y TRAD en 1998/1999 presentaron una mayor absorción de N total, 121 y 128 kg ha-1 respectivamente. El tratamiento CL-Q presentó la absorción más baja tanto de N total (102 y 110 kg ha-1) como de Nddf (44 y 46 kg ha-1), para las temporadas 1997/1998 y 1998/1999, respectivamente. Dado que el rendimiento de grano fue similar al obtenido en los otros dos sistemas, éste implicó una EFNf resultante mayor en la producción de grano por unidad de N-fertilizante absorbido por la planta en CL-Q.

Palabras clave: manejo de suelos, trigo, fertilización, sustentabilidad, técnicas isotópicas, 15N.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad tiene mucha importancia el tema de la sustentabilidad de la agricultura en condiciones de secano, donde el agua y la baja fertilidad natural del suelo son las principales limitaciones para aumentar la eficiencia de uso de los recursos naturales y económicos en la producción (Davis y Schirmir, 1987). El desarrollo de sistemas de manejo conservacionistas es importante en la reducción de costos de operaciones (Godoy y Rouanet, 1999), y se basa más en sus implicancias ambientales como el control de la erosión, uso de nitrógeno (N) y disminución de la contaminación por nitratos (Huggins y Pan, 1993) que en potenciar el rendimiento. Estos se diferencian del sistema tradicional por no presentar laboreo del suelo (inversión de las capas superiores), y conservar el residuo postcosecha sobre la superficie. El suelo se mantiene con cobertura durante todo el año, disminuyendo así el impacto de la lluvia y por consiguiente la erosión hídrica (Rao y Dao, 1996). Existen varios factores en un sistema de producción, entre otros, el uso de rotaciones adecuadas y el uso de sistemas alternativos de manejo de suelo, mediante los cuales se han observado avances potenciales en el incremento de la eficiencia de uso de N (Al-Darby y Lowery, 1986; Rao y Dao, 1996).

Con este enfoque productivo, y dado que el rendimiento de cultivos de cereales de grano pequeño depende de diversos factores, la evaluación del comportamiento vegetal en sistemas alternativos de manejo de suelo debería ser expresada en términos de eficiencia de uso equivalentes a cada uno de ellos (Pierce y Rice, 1988). La eficiencia indica producto por unidad de insumo, y a futuro, puede ser más correcto expresar la producción por unidad de agua, N, P, u otro insumo, a objeto de evaluar su efecto. La mejor relación a usar, cuya expresión es una medida de eficiencia, dependerá del elemento que es más limitante o más necesario conservar (Evans, 1980).

El concepto de eficiencia de uso de N desarrollado por Moll et al. (1982) provee un marco de referencia para la evaluación de la variación que experimentan los factores que la componen, permitiendo a su vez una comparación entre genotipos, en relación con los procesos fisiológicos de absorción y translocación de N en la planta. Un análisis de eficiencia de uso de nutrientes debe enfatizar la respuesta del vegetal en cuanto a producción de grano por unidad de N absorbido en la planta, ó Eficiencia Fisiológica de Uso de N (EFUN) (Bock, 1984), o la eficiencia de utilización de N (Kanampiu et al., 1997).

El uso de técnicas isotópicas es una herramienta adecuada para dar una respuesta a la problemática del manejo racional de la nutrición vegetal (Olson y Swallow, 1984; Powlson et al., 1989). Rao et al. (1992) presentaron una revisión del método isotópico en cuanto al modo de medir esta eficiencia. Ellos indicaron que la medición de la eficiencia de uso de N por las plantas, con el método de 15N, tiene una gran importancia en la medida que aumenten las aplicaciones de N, situación que se observa en el país, con uno de los mayores uso de fertilizante nitrogenado en América Latina (Urquiaga y Zapata, 2000). El uso de esta técnica hace posible identificar el abastecimiento de N en la planta, separando el N derivado del fertilizante (Nddf) de otras fuentes y del suelo (Ndds) (Zapata y Van Cleemput, 1986a, b).

El objetivo de este estudio fue evaluar la variación en la eficiencia fisiológica de uso de N total (EFNt) (Bock (1984) y Moll et al. (1982) y en la eficiencia fisiológica de uso de N fertilizante (EFNf) mediante el uso de técnicas isotópicas, medidas a través de la variación de las relaciones entre producción de grano por unidad de N total absorbido en la planta, y entre producción de grano por unidad de 15N fertilizante absorbido en la planta, respectivamente.

MATERIALES Y MÉTODOS

En mayo de 1997 y mayo de 1998, se estableció un ensayo de campo en la IX Región, Sector Nueva Imperial, fundo Buenos Aires (38º37’ lat. Sur; 73º04’ long. Oeste), el cual consideró el cultivo de trigo (Triticum aestivum L.) cv. Dalcahue, bajo tres sistemas de manejo del suelo. El suelo utilizado presenta una topografía de lomaje fuerte con pendiente de 15 a 20%, correspondiendo éste al orden Ultisol (Typic Hapludult). El sitio en donde se realizó el experimento tuvo avena (Avena sativa L.) como precultivo en el año 1996, y durante los 6 años anteriores se manejó con cero labranza sin quema de residuos.

El diseño experimental de terreno correspondió a un bloque completamente al azar con tres tratamientos y cuatro repeticiones por tratamiento; los tratamientos fueron: sistemas de manejo de suelo tradicional, con inversión de suelos y eliminación de residuos postcosecha mediante el uso de fuego (TRAD); cero labranza con quema de residuo (CL+Q); y cero labranza sin quema de residuo (CL-Q).

Se sembró el trigo cv. Dalcahue el 26 y 31 de mayo en la temporada 1997/1998 y 1998/1999, respectivamente, con una dosis de semilla de 160 kg ha-1 a una distancia de 18 cm entre surcos, con una sembradora manual tipo Planet. Cada unidad experimental (parcela de 10 x 3 m) se consideró como macro parcela con manejo de fertilizante comercial Urea y dentro de cada una de ellas se estableció una micro parcela (parcela isotópica) de 1,4 x 1,0 m con manejo de fertilizante urea marcada con 10% 15N átomo exceso (a.e.) aplicada en una solución de 500 cm3 de agua bidestilada. Se utilizó una dosis de 150 kg de N ha-1 aplicada en tres parcialidades, 10% a la siembra, 45% al estado de plena macolla, estado 25 (Zadok et al., 1974) y 45% al inicio de encañado, estado 31 (Zadok et al., 1974). La fertilización de los nutrientes P, K, Ca, Mg y S, fue determinada en base a análisis químico de laboratorio.

En cada temporada se realizó un muestreo de plantas a la cosecha; se analizó N total (Kjeldahl) y 15N (espectrometría de emisión óptica). Los parámetros determinados fueron: rendimiento de materia seca (MS) y rendimiento de grano con 0% humedad base peso seco (HBPS), por unidad de superficie (hectárea). Mediante las relaciones propuestas por Rennie y Paul (1971), Hauck y Bremner (1976), y Zapata (1990), se calcularon por unidad de superficie, los kilogramos de N en la planta proveniente del fertilizante (Nddf) y los kilogramos de N proveniente de otras fuentes encontradas en el suelo (Ndds), en base a las siguientes relaciones:

  1. kg Nddf = kg de N derivado del fertilizante en la planta.

= (% Nddf kg N total en planta)/100, donde

% Nddf = (at. % 15N exc. en planta/at. % 15N exc en fertilizante marcado) 100,

kg N total en planta = (% N planta) (kg MS a cosecha)

(2) kg Ndds = kg N total en planta - kg Nddf

La eficiencia fisiológica de uso de N total (EFNt) y eficiencia fisiológica de uso de N fertilizante (EFNf) se calcularon mediante las siguientes relaciones:

(3) EFNt = Gr/(Nddf+Ndds),

donde (Gr) corresponde a producción de grano 0% HBPS por unidad de superficie; Nddf a N derivado del fertilizante, y Ndds a N derivado del suelo absorbido en la fitomasa aérea por unidad de superficie, y

(4) EFNf = Gr/Nddf,

donde (Gr) corresponde a producción de grano 0% HBPS por unidad de superficie; y Nddf a N derivado del fertilizante absorbido en la fitomasa aérea por unidad de superficie.

Se realizó un ANDEVA para las variables dentro de cada temporada mediante un modelo de bloques completamente al azar con 4 repeticiones. Adicionalmente, se realizó un ANDEVA para EFNf mediante contrastes ortogonales, para evaluar el efecto combinado de las clases: sistemas de labranza (CL+Q, CL-Q y TRAD) y temporadas (1997/1998 y 1998/1999), originando como fuente de variación seis contrastes de la combinación entre ambas. La comparación entre medias para ambos ANDEVAS se realizó mediante el test de Scheffé.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La distribución de la precipitación para la temporada 1997/1998, desde siembra hasta fines del período de barbecho de la siguiente temporada de siembra, señala que existió un superávit de aguas lluvias principalmente durante otoño y en el período primaveral (Cuadro 1). Aún cuando las precipitaciones en 1997 fueron un 80% superior al promedio de 27 años, dadas las características topográficas y de pendiente, el suelo se mantuvo sobre capacidad de campo tanto en estratas superficiales (0-20 cm) como subsuperficiales (40-80 cm). Desde el mes de agosto en adelante en la temporada 1997/1998, la distribución de lluvias permitió un adecuado almacenaje y abastecimiento de agua en el suelo (Rouanet et al., 1999a) favoreciendo los procesos de absorción de nutrientes y posteriormente el llenado de grano.

Cuadro 1. Distribución de la caída pluviométrica (mm) en el período estudiado (1997/1998 y 1998/1999) y promedio mensual de 27 años. Nueva Imperial.
Table 1. Rainfall distribution (mm) during the 1997/1998 and 1998/1999 growing seasons and monthly average for 27 years. Nueva Imperial.

Temporada

Mayo

Junio

Julio

Ago.

Sept.

Oct.

Nov.

Dic.

Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

Total

1997-1998

198,5

267,5

219,5

107,5

110,5

186

69,5

19

31,5

48,5

0

109,5

1367,5

1998-1999

65,5

119,0

96,5

145,0

64,5

16,0

8,5

0,0

17,0

6,0

19,5

49,5

607,0

Promedio 27 años

121,5

114,5

109,1

95,1

59,1

54,2

33,9

38,8

25,3

23,5

31,1

47,5

753,6


Durante la temporada 1998/1999 se observó un desbalance hidrológico desde el mes de octubre, debido a las bajas precipitaciones, en especial durante el período primaveral. Este déficit significó que el contenido de agua en el suelo, en el sitio del ensayo, alcanzara 30% de la humedad aprovechable desde fines de octubre en adelante (Rouanet et al., 1999a), lo que habría afectado el llenado de grano, etapa fenológica que se inició en diciembre.

El análisis dentro de cada temporada indicó ausencia de diferencias significativas entre medias de tratamientos para el rendimiento en grano (Figura 1A, 1B). La tendencia en magnitud para el rendimiento de grano de trigo para 1997/1998 siguió el orden: CL+Q (7,5 t ha-1, 0% HBPS), seguido por el sistema CL-Q (7,0 t ha-1, 0% HBPS) y TRAD (6,7 t ha-1, 0% HBPS) (Figura 1A). Para la temporada 1998/1999, la tendencia siguió el orden TRAD (5,4 t ha-1, 0% HBPS), seguido por CL-Q (4,9 t ha-1, 0% HBPS) y CL+Q (4,6 t ha-1, 0% HBPS) (Figura 1B). Los menores rendimientos promedios se obtuvieron en la temporada 1998/1999, debido a la situación de déficit hidrológico (Rouanet et al., 1999a).


Figura 1 A. Rendimiento en grano (0% HBPS) de trigo cv. Dalcahue en tres sistemas de manejo de suelos. Nueva Imperial, 1997/1998. Letras iguales señalan rendimiento sin diferencias significativas (P<0,05) según test de Scheffé.
Figure 1 A. Grain yeld (0% DWB) of wheat cv. Dalcahue under three soil tillage systems, Nueva Imperial 1997/1998.
CL + Q: Cero labranza con quema/burning, no-till; CL-Q: Cero labranza sin quema/no burning no-till; TRAD: soil plow down and burning of crop residues.




Figura 1 B. Rendimiento en grano (0% HBPS) de trigo cv. Dalcahue en tres sistemas de manejo de suelo. Nueva Imperial, 1997/1998. Letras iguales señalan rendimiento sin diferencias significativas (P<0,05) según test de Scheffé.
Figure 1 B. Grain yield (0% DWB) of wheat cv. Dalcahue under three soil tillage systems, Nueva Imperial 1998/1999. CL+1Q: Cero labranza con quema/burning, no-till, CL-Q: Cero labranza sin quema/no burning no-till; TRAD: soil plow down and burning of crop residues.

Para la absorción de N total por la planta, tanto el análisis dentro de cada temporada (Cuadro 2) como el análisis de contrastes ortogonales (combinación labranza x temporada) (Cuadro 3) indicaron que ésta fue significativamente mayor para CL+Q en 1997/1998; y TRAD en 1998/1999, tratamientos que a la vez presentaron los mayores rendimientos en grano en la respectiva temporada.

Cuadro 2. N en la planta de trigo y eficiencia fisiológica de uso de N del cultivo de trigo en tres sistemas de manejo de suelo. Nueva Imperial, 1997/1998 y 1998/1999.
Table 2. N in wheat plants and physiological N use efficiency in wheat with three soil management systems. Nueva Imperial, 1997/1998 and 1998/1999.

Nt planta

Nddf

Ndds

EFNt

EFNf

Labranza

kg ha-1

kg ha-1

kg ha-1

kg kg Nt abs. ha-1

kg kg 15Nf abs. ha-1

1997/1998

CL + Q

121 a(1)

53 a

68 a

62,2 ab

142,5 b

CL - Q

102 b

44 c

58 b

68,8 a

159,5 a

TRAD

109 b

47 b

61 b

60,8 b

140,2 b

1998/1999

CL + Q

112 b

49 b

62

41,5 b

94,0 b

CL - Q

110 b

46 b

63

45,2 a

107,0 a

TRAD

128 a

65 a

62

42,0 b

82,5 b

(1) Letras distintas en la columna señalan diferencias significativas (P< 0,05) según Test de Scheffé.
CL+Q: cero labranza con quema de residuos; CL-Q: cero labranza sin quema de residuos; TRAD: inversión de suelo y quema de residuos; Nddf: N derivado del fertilizante; Ndds: N derivado del suelo; EFNt: eficiencia fisiológica de uso de N total; EFNf: eficiencia fisiológica de uso de N fertilizante; Nt: N total; 15Nf: 15N fertilizante.

Cuadro 3. Medias de contenido de N y de eficiencia fisiológica de uso de N del cultivo de trigo en tres sistemas de manejo de suelo. Análisis combinado, contrastes ortogonales. Nueva Imperial. 1997/1998, 1998/1999.
Table 3. Means of N content and physiological N use efficiency in wheat under three soil tillage systems. Combined analysis, orthogonal contrasts. Nueva Imperial 1997/1998, 1998/1999.

Labranza x

Nt planta

Nddf

Ndds

EFNt

EFNf

temporada

kg ha-1

kg ha-1

kg ha-1

kg kg Nt abs ha-1

kg kg 15Nf abs ha-1

CL + Q 97

121 a (1)

53 a

68,4 a

62,2 a

142,5 ab

CL - Q 97

102 b

44 b

58,2 b

68,8 a

159,5 a

TRAD 97

109 b

47 b

61,5 b

60,8 a

140,2 ab

CL + Q 98

112 b

49 b

62,2 b

41,5 b

94,0 c

CL - Q 98

110 b

46 b

63,2 b

45,2 b

107,0 b

TRAD 98

128 a

65 a

62,5 b

42,0 b

82,5 c

(1) Letras distintas en la columna señalan diferencias significativas (P< 0,05) según Test de Scheffé.
CL+Q: cero labranza con quema de residuos; CL-Q: cero labranza son quema de residuos; TRAD: inversión de suelo y quema de residuos; Nddf: N derivado del fertilizante; Ndds: N derivado del suelo; EFNt: eficiencia fisiológica de uso de N total; EFNf: eficiencia fisiológica de uso de N fertilizante; Nt: N total; 15Nf: 15N fertilizante.

La absorción de Nddf en 1997/1998 fue significativamente menor en las plantas en el sistema CL-Q, resultado obtenido en sistemas de producción que manejan residuos sobre o incorporados al suelo, situación que de acuerdo a Aulakh et al. (1984), Tomar y Sopper (1981) y Doran (1980) se debe a una pérdida de N disponible debido a inmovilización y desnitrificación. En 1998/1999, no se observó una menor absorción del Nddf, para los tratamientos CL+Q y TRAD, contrario al efecto esperado de déficit de lluvias, el que puede afectar tanto la mineralización de la materia orgánica como la absorción de N-fertilizante. De acuerdo a Bashir et al. (1997) la planta de trigo experimenta un incremento en la tasa de absorción de Nddf y Ndds una vez presentada la etapa fenológica de encañado y posterior a la aplicación de N. Para la temporada 1997/1998, a la fecha de encañado (1º de septiembre) se había aplicado la totalidad del N fertilizante, acumulándose una precipitación de 643 mm entre la primera y tercera aplicación de éste (27 de mayo al 20 de agosto), mientras que para 1998/1999 a la fecha de encañado (7 septiembre), se había aplicado el 55% del N fertilizante con 379 mm de lluvia en el período 12 de junio al 26 de agosto, entre la primera y última parcialización del N fertilizante. En esta temporada el 45% restante del N fertilizante se aplicó 8 días después del encañado.

En 1997/1998, con un mayor contenido de humedad en el suelo, y como fue observado por Pilbeam et al. (1993), la tasa de mineralización habría sido mayor a la presentada en 1998/1999 desde el inicio del ciclo de crecimiento. El exceso de lluvias entre la primera y tercera aplicación de N fertilizante habría provocado pérdida por lixiviación tanto de N del suelo como del N aplicado (Powlson et al., 1986). En 1998/1999, en un suelo con menor contenido relativo de agua, el cultivo de trigo pudo absorber más N por presentarse un menor riesgo de lixiviación (Powlson et al., 1986).

Por otra parte y de acuerdo a Rao et. al., 1992 y a Hart et. al, (1986) el efecto de la Interacción de Nitrógeno Agregado (ANI), que puede aumentar la absorción de N inorgánico del suelo al agregarse fertilizante marcado, podría explicar la mayor absorción de N. Este efecto ANI tiene mayor probabilidad de presentarse en suelos con altos contenidos de materia orgánica en descomposición, situación encontrada en el sistema TRAD. La inversión del suelo en este sistema de manejo habría promovido una mayor tasa de mineralización de N nativo a inicios de la temporada de crecimiento (mayo). Sin embargo, de acuerdo a Jenkison et al. (1985), esta interacción entre el 15N agregado y el N nativo del suelo tiene más probabilidad de presentarse cuando el fertilizante marcado es mezclado en el suelo con anterioridad a la siembra, lo que no ocurrió en estos experimentos. Aunque aparentes efectos ANI pueden complicar el análisis de los resultados, en este estudio se muestra con 15N lo que realmente está sucediendo con el fertilizante en la planta.

Dentro de la temporada 1997/1998, el trigo, en los tratamientos que no contemplan inversión de suelo mostró la mayor EFNt. Por su parte, en el tratamiento CL-Q en 1998/1999 el cultivo mostró una EFNt mayor que en los otros sistemas de manejo de suelo (Cuadro 2). En el análisis de efectos combinados de sistema de labranza x temporada (Cuadro 3) se obtiene también que la mayor absorción de 15N-fertilizante (Nddf) por el cultivo de trigo, se presentó en el sistema TRAD en 1998/1999, seguido por CL+Q en 1997/1998. El resto de las combinaciones no presentaron diferencias significativas entre sí. Sólo para CL+Q en 1997/1998 se observó un Ndds significativamente mayor y diferente al resto de las combinaciones manejo x temporada. Esta característica de estabilidad para la absorción de N total, explicada a través de su componente Ndds en el cv. Dalcahue, podría estar indicando una baja interacción genotipo x temporada.

Los valores de producción de grano por unidad de N en la planta (EFNt), fueron mayores en 1997/1998 a los encontrados por Rouanet (1994) determinados por el método de la diferencia en un suelo Andisol, pero fueron menores en 1998/1998. Éste determinó que a una dosis de 160 kg ha-1 de N-fertilizante aplicado a un trigo alternativo, una absorción de N total por la planta de 141 kg ha-1 y una eficiencia fisiológica de 52,5 kg grano/kg N total absorbido. Por su parte, Huggins y Pan (1993), en un suelo Argialboll con un contenido de N total en la planta de trigo de primavera de 153 y 123 kg ha-1, calcularon una EFNt de 38,3 y 34,6 para los sistemas tradicional y cero labranza, respectivamente. Kanampiu et al. (1997), en un suelo Paleoustoll con variedades invernales de trigo con una absorción de 88 kg de N total ha-1, encontraron una EFNt entre 31 a 38 kg grano/kg N total en la planta, con 160 kg ha-1 de N-fertilizante aplicado. Todos los autores señalados encontraron, además, diferencias entre variedades en la eficiencia fisiológica de uso de N fertilizante.

En todos los sistemas de manejo de suelo, la EFNt del cultivo de trigo en 1997/1998 fue mayor a la obtenida en 1998/1999, explicada por el menor rendimiento en grano relativo a cantidades similares o mayores de absorción de N total por la planta en esta última temporada (Cuadro 3). Dado que el contenido de agua en el suelo del sitio del ensayo alcanzó 30% de la humedad aprovechable desde fines de octubre en adelante (Rouanet et al., 1999a), se habrían afectado negativamente los procesos de translocación de fotosintatos y N al grano (crecimiento del mismo). La respuesta anterior en este componente de rendimiento es una reducción en su peso final, que como una variable anexa determinada en este estudio, mostró una reducción de 44 mg/grano en 1997 a 28 mg/grano en 1998/1999, similar para todos los tratamientos.

La EFNt representa el efecto tanto genotípico como ambiental sobre la planta (interacción temporada x labranza), y el manejo agronómico. Sin embargo, ignora el abastecimiento de nutrientes de diferentes fuentes y el reciclaje del mismo dentro de los límites del sistema productivo (Simonis, 1988). Para tal efecto se calcularon los valores de la EFNf, que permite separar el 15N fertilizante (Nddf) del Ndds encontrado en la planta. Dado que el índice EFNf se obtienen al calcular la relación entre los kilogramos de grano producidos con los kilogramos de Nddf en la planta exclusivamente, sus valores son mayores comparados a los obtenidos en el índice EFNt. La eficiencia fisiológica de uso de N (EFNf) fue mayor para todos los tratamientos en 1997/1998 comparado con los obtenidos en 1998/1999, indicando un efecto de la menor caída pluviométrica y su efecto en el balance hidrológico.

La EFNf del cultivo de trigo presentó valores significativamente mayores y diferentes en CL-Q en cada temporada (Cuadro 2). En el análisis combinado se observó una mayor EFNf en el sistema CL-Q que en los sistemas TRAD y CL+Q para 1997/1998. En la temporada 1998/1999, la EFNf para CL-Q fue significativamente mayor que en los sistemas que eliminan los residuos mediante el uso del fuego (Cuadro 3). Los valores mayores de EFNf que presentó el cultivo de trigo en el sistema CL-Q dentro de cada temporada, en conjunto con valores menores de N total absorbido en relación al sistema TRAD, estaría significando que el cultivo en este sistema de manejo de suelo fue más eficiente en la transformación interna de N absorbido proveniente del fertilizante.

La diferencia significativa que presentó el índice de eficiencia fisiológica de uso de N por el cultivo de trigo en un suelo Ultisol para CL-Q, puede deberse a cambios en las tasas de los procesos de mineralización-inmovilización al mantener residuos sobre el suelo o, con resultados impredecibles en el crecimiento y productividad de los cultivos según lo reportado Urquiaga, (1998). De acuerdo a Kanampiu et al. (1997) una mayor relación de unidad de grano producida por unidad de N fertilizante absorbido, representa una mayor efectividad de translocación, asimilación y redistribución de N, al grano en crecimiento.

En la literatura especializada se recomienda que la interpretación de los resultados sea apoyada por otros índices de transformación de N en el suelo, ya que la reacción de mineralización-inmovilización puede conducir a la estimación de eficiencias de uso de N menores a las calculadas por el método de la diferencia (Rao et al., 1992), lo que no se observó en este estudio. Por otra parte, existe extensa información sobre eficiencia de uso de N global (Bock, 1984), índice evaluado de acuerdo a la interpretación de cada investigador. Los estudios de Reed et al. (1980), Moll et al. (1982), Bock (1984), y Craswell y Godwin (1984) identificaron que la eficiencia de uso de N global se explica por la interacción de los componentes de eficiencia de recuperación de N, eficiencia fisiológica de uso de N Teyker et al. (1989) indicaron, además, que la contribución relativa de esta última es de regulación genotípica. Por tanto, la eficiencia fisiológica de uso de N debe ser considerada como un componente de la eficiencia global, que considera la reacción de la planta en estudios de balance de N.

Debido a lo anterior, la producción de este cereal con un aumento en la eficiencia de utilización del N fertilizante agregado, medida como eficiencia fisiológica de uso de N, podría ser más eficiente en un período de 4 a 5 años desde el inicio del manejo conservacionista en la situación de suelos Ultisoles del secano interior de la IX Región. Subsecuentemente, el productor podría alterar positivamente la relación costo/beneficio de su sistema de producción, ya que el N fertilizante representa entre 35 y 39% de los costos de producción.

Contabilizando la cantidad de N fertilizante que se recupera en la planta, en conjunto con las determinaciones del 15N agregado que permanece en el perfil del suelo a la fecha de cosecha del cultivo de trigo (Rouanet et al., 1999b), es posible demostrar que en este estudio se perdió o no se recuperó del sistema suelo-planta 12 a 21% del N fertilizante agregado.

CONCLUSIONES

El índice EFNt mostró sensibilidad al efecto del ambiente (interacción temporada x labranza), y el manejo agronómico, permitiendo definir situaciones para una mayor eficiencia de uso del nitrógeno tanto del suelo como del fertilizante agregado.

El índice EFNf, obtenido mediante el uso de las técnicas isotópicas, discrimina la información sobre la eficiencia de uso de N aplicado como fertilizante. Este índice, no calculado ni presentado por investigaciones anteriores, presenta una fuerte dependencia del régimen de lluvias y varía positivamente en situación de manejo de suelo con residuos sobre la superficie.

Aunque aparentes efectos ANI presentados en este estudio pueden alterar la interpretación de los resultados, el uso de 15N permite conocer lo que está sucediendo realmente con el fertilizante en la planta.

Esta información debe ser reforzada con determinaciones del efecto genotipo, parcialización y fuentes de N, dado que el suelo puede modificar la dinámica del uso de N por el cultivo de trigo.

Se justifica más investigación en torno al tema de la eficiencia de uso de N fertilizante por la planta y su destino en el suelo.

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EFECTO DE DIFERENTES FERTILIZANTES POTÁSICOS EN EL CONTENIDO FOLIAR DE NUTRIENTES, PRODUCCIÓN Y CALIDAD DE FRUTA EN NARANJO cv. VALENCIA1

Effects of different potassium fertilizers on foliar content of nutrients, yield and fruit quality in orange trees cv. Valencia

José Domingo Opazo A.2 y Bruno Razeto M.2

1 Recepción de originales: 11 de mayo de 2000.
2 Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Casilla 1004, Santiago, Chile.
E-mail: jopazo@uchile.cl brazeto@uchile.cl

ABSTRACT

The orange (Citrus sinensis (L.) Osbeck) has high potassium requirements. Nutritional studies in Chile have identified orange orchards with foliar contents below the critical level (7.0 g kg-1). The objectives of this study were to evaluate the potassium fertilizers KCl, KNO3, K2SO4 and K-MgSO4 (double salt of potassium and magnesium) and to determine their effects on fruit quality and yield after three years of annual applications. Eighteen-year-old orange trees (cv. Valencia) grown on La Rosa series soil classed as Mollisol were used. Conventional furrow irrigation with three furrows between the rows was employed. The initial average leaf K concentration was 5.7 g kg-1, which corresponds to a low level. The available K level in the soil was medium, from 0 to 20 cm in depth, and low, from 20 to 40 cm. The foliar K content increased in the second year in the KNO3 and K2SO4 treatments and in the third year in all the treatments with regard to the control. The highest K concentration was obtained with KNO3 (6.8 g kg-1). K-MgSO4 increased Mg concentration from a low (2.1 g kg-1) to an optimum level (2.6 g kg-1). KCl raised the content of foliar chloride from 0.11 to 0.15 g kg-1. No increment occurred in fruit yield but fruit size did increase. Treatments with potassium also increased juice acidity.

Key words: potassium, orange tree, Citrus sinensis, foliar analysis, fruit size.

RESUMEN

El naranjo (Citrus sinensis (L.) Osbeck) tiene altos requerimientos de potasio. Los estudios nutricionales en Chile han identificado huertos con contenidos foliares bajo el nivel crítico (7,0 g kg-1). Los objetivos del estudio fueron evaluar distintos fertilizantes potásicos: KCl, KNO3, K2SO4 y K-MgSO4 (sal doble de potasio y magnesio) y determinar los efectos en la calidad y rendimiento de fruta luego de tres años de aplicación. Se utilizaron árboles cv. Valencia, de 18 años, plantados en un suelo correspondiente a la Serie La Rosa, clasificado como Mollisol. El riego correspondía al convencional por surcos, tres surcos entre las hileras. La concentración promedio de K foliar inicial fue de 5,7 g kg-1, el cual es un nivel bajo. El nivel de K disponible en el suelo era medio a 0-20 cm y bajo a 20-40 cm de profundidad. El contenido foliar de K se incrementó en el segundo año en los tratamientos KNO3 y K2SO4 y en el tercer año en todos los tratamientos, con respecto al testigo. La concentración de K más alta se obtuvo con KNO3 (6,8 g kg-1). El K-MgSO4 incrementó la concentración de Mg de un nivel bajo (2,1 g kg -1) a un nivel óptimo (2,6 g kg-1). El KCl incrementó el contenido de cloruro foliar de 0,11 a 0,15 g kg-1. No se presentó incremento en rendimiento de fruta, pero sí en el tamaño de ésta. Los tratamientos con K produjeron un aumento en la acidez del jugo.

Palabras clave: potasio, naranjo, Citrus sinensis, análisis foliar, tamaño de fruto.

INTRODUCCIÓN

Los estudios nutricionales en huertos de cítricos realizados en Chile por Benito y Ruiz (1975) encontraron que en un importante número de ellos los contenidos de potasio (K) foliar eran bajos. En estos estudios también se señaló que en Chile no se aplicaba K en los huertos de naranjos.

Los cítricos, dentro de las especies frutales, se señalan como altamente extractivos de K, con la particularidad que el fruto tiene un alto contenido de este nutriente. La extracción anual de K en el naranjo (Citrus sinensis (L.) Osbeck) es de alrededor de 100 kg ha-1 para un rendimiento de 40 t ha-1 (Koo, 1985) y la exportación de K por el fruto es del orden de 40 kg ha-1, según los datos citados por Kampfer (1966), lo cual implica que el fruto del naranjo contiene alrededor de un 40% del K total absorbido.

Diversas publicaciones indican los efectos de la aplicación de K en cítricos, los cuales son especialmente relevantes en los frutos. En general, un aumento en el nivel de K determina un aumento en el tamaño del fruto, en el grosor de la cáscara y en la acidez del jugo. Estos efectos han sido citados por Smith (1966), Chapman (1968) y Embleton et al. (1978).

La fertilización con K en cítricos frecuentemente se realiza con sulfato de potasio, pero en el mercado también existen otros fertilizantes potásicos como alternativas. Al respecto, Davies y Albrigo (1994), señalaron que el K en cítricos es usualmente aplicado como cloruro, sulfato o nitrato de potasio. En Chile hasta la fecha no se han realizado investigaciones con aplicaciones de K en cítricos, como tampoco se han comparado diferentes fertilizantes potásicos en naranjo.

El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de diferentes fertilizantes potásicos en la nutrición mineral, producción, tamaño y calidad de la fruta en naranjo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para la presente investigación se seleccionó un huerto con las siguientes características: debía corresponder al cv. Valencia, ya que es el más plantado en Chile; estar en plena producción, considerando la gran demanda de K por la fruta; ser árboles homogéneos, con excelente manejo y control sanitario, además de presentar el nivel de K foliar más bajo posible. En la hacienda La Rosa de la Sociedad Agrícola La Rosa Sofruco S.A. se encontró un huerto con dichas características, el cual fue elegido para el ensayo. El ensayo se estableció en el Huerto Posesiones, de la Hacienda La Rosa, ubicada en la comuna de Peumo, provincia de Cachapoal, VI Región (34° 19’ lat. Sur, 71° 15’ long. Oeste).

Los árboles corresponderieron a naranjo (Citrus sinensis (L.) Osbeck) cv. Valencia, injertados sobre Troyer citrange. El huerto tenía 18 años a la fecha del inicio del ensayo y la distancia de plantación era de 7 x 7 m. El huerto se regaba por surcos y las malezas se controlaban con rastra en la entre hilera aproximadamente con tres labores anuales, y en la hilera con herbicida. En el programa de fertilización del huerto en los años anteriores al ensayo sólo se aplicaba urea en una dosis de 980 g por árbol, en el mes de septiembre (término de la estación invernal), lo cual se mantuvo durante el período de la investigación.

El suelo correspondió a la Serie La Rosa, clasificada como de la familia Franca gruesa, mixta, térmica; sub grupo Calcic Haploxeroll; orden Mollisol (CIREN, 1996). Suelo de origen aluvial ubicado en una de las terrazas del río Cachapoal, profundo, de textura franco limosa, arcillosa a franco arcillo arenosa en superficie. El drenaje es moderado a bueno, la permeabilidad moderadamente rápida, el régimen de humedad es xérico. La precipitación media anual es de 505 mm y la temperatura media anual 19,1°C con un período libre de heladas de 11 meses. Algunas de las propiedades químicas del suelo se presentan en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Algunas propiedades químicas del suelo1.
Table 1. Some chemical properties of the soil.

Profundidad

pH

MO

CE

CIC

Cationes de intercambio

 

K
Na
Ca
Mg
cm % DS m-1

------------cmol (+) kg-1-------------

0-20

6,2

3,7

2,7

26,4

0,50

0,44

21,2

5,1

20-40

6,4

2,8

1,7

25,2

0,25

0,50

21,0

4,5

1 MO= materia orgánica; CE= conductividad eléctrica; CIC= capacidad de intercambio catiónico.

Los fertilizantes potásicos empleados correspondieron a los comunes del mercado nacional y fueron analizados en el Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Laboratorio de Fertilizantes del Centro Regional de Investigación La Platina, con el objeto de verificar su grado.fertilizante. Los resultados se presentan en el Cuadro 2.

Cuadro 2. Concentración de elementos minerales en los fertilizantes empleados.
Table 2. Concentration of mineral elements in the fertilizers employed.

Fertilizante

Color

K2O1

Mg

Cl

S

N


%

Cloruro de potasio

Cristales rojos y blancos

60

46

Nitrato de potasio

Cristales blancos

44

13

Sulfato de potasio

Cristales rojos y pardos

50

17

Sulfato de potasio y magnesio2 Cristales blancos y pardo amarillentos
22
11
22

1 Para transformar porcentaje de K2O a porcentaje de K dividir por 1,2.
2 Si bien el sulfato de potasio y magnesio tiene como fórmula K2SO4 - MgSO4, en el presente artículo se abrevia como K-MgSO4. Corresponde a la sal doble de sulfato de potasio y sulfato de magnesio, con una pequeña cantidad de cloruro de sodio.

Los tratamientos fueron: 1. Testigo (sin aplicación de potasio). 2. Cloruro de potasio (KCl). 3. Nitrato de potasio (KNO3). 4. Sulfato de potasio (K2SO4). 5. Sulfato de potasio y magnesio (K-MgSO4). Los fertilizantes se aplicaron en forma manual a mediados del mes de octubre de cada año (1990, 1991, 1992) en dos surcos, uno a cada lado de la proyección de la copa del árbol, a la profundidad de 25 cm. Cada año se utilizó una dosis equivalente a 3 kg de K2O por árbol.

El diseño experimental fue de bloques completos al azar, con cinco tratamientos y seis repeticiones. La unidad experimental (un árbol) quedó completamente aislada por ocho árboles sin tratar como borde.

Para caracterizar el suelo, en septiembre de 1990 se tomaron muestras compuestas en cuatro puntos del huerto, con barreno a la profundidad de 0-20 cm y 20-40 cm, tomando para la muestra compuesta 15 muestras en la proyección de la copa de los árboles antes de establecer el ensayo.

Los análisis fueron realizados en el Laboratorio de Química de Suelos y Aguas, Facultad de Ciencias Agronómicas, Universidad de Chile. Los métodos fueron: pH por el método potenciométrico en el sobrenadante de una suspensión de suelo: agua de 1:2,5; materia orgánica (MO) por el método de oxidación por vía húmeda de Walkley-Black; conductividad eléctrica (CE) por conductivimetría en el extracto de saturación; capacidad de intercambio catiónico (CIC) por el método de saturación con acetato de sodio 1 M a pH 7,0, usando percolación; cationes de intercambio por el método de percolación con acetato de amonio 1 M a pH 7,0; el Na y K se midieron por fotometría de llama y el Ca y Mg por espectrometría de absorción atómica (EAA).

Se realizaron análisis foliares antes de establecer el ensayo y luego anualmente, para lo cual se tomaron muestras de hojas con pecíolo en cada unidad experimental en la primera semana de marzo, correspondiente al brote de primavera. Se eligieron brotes sin frutos y sin crecimiento nuevo. Se colectaron individualmente 50 hojas por árbol, tomadas en el contorno del árbol a una altura de aproximadamente 2 m, según lo recomendado por Embleton et al. (1978). Se tomaron la segunda y tercera hoja desde la punta del brote hacia la base, como criterio uniforme.

Las muestras foliares se analizaron en el Laboratorio de Análisis Foliar de la misma Facultad. Las muestras se secaron a 65°C y se molieron en un molinillo marca Wiley con malla de 20. El N se determinó por el método micro-Kjeldahl y el Cl- por el método de electrodos específicos. El K se determinó por el método de fotometría de llama, y el Mg por espectrometría de absorción atómica, después de calcinar la muestra a 525°C y dilución con HCl concentrado.

Para determinar los efectos de las aplicaciones de K sobre la producción y calidad de la fruta, cada año se realizaron las siguientes mediciones por árbol: número y peso de frutos a la cosecha; calibre de la fruta en la línea de "packing"; grosor de la cáscara y acidez del jugo mediante titulación con NaOH 0,1 M. Estas dos últimas variables se determinaron en una muestra representativa de 60 frutos por árbol, tomados al azar.

Los resultados fueron sometidos a ANDEVA y cuando se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (P£ 0,05) se realizó la prueba de comparación múltiple de Duncan.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Propiedades del suelo

En el Cuadro 1 se presentan algunas propiedades del suelo del huerto. Los valores de la CIC y MO señalan que se trata de un suelo con buenas propiedades químicas y de fertilidad. La saturación de Ca es alta y la de Na baja, condición favorable para esta especie frutal.

La CE es ligeramente alta (2,7 dS m-1); para naranjo se señala como recomendable un valor menor de 2,4 dS m-1 (Ayers y Westcot, 1987). El contenido de K de intercambio en superficie es medio, pero de 20 - 40 cm el nivel es bajo según los estándares citados por Cottenie (1984).

Los bajos contenidos de K de intercambio en profundidad explicarían las bajas concentraciones foliares de K (valores iniciales inferiores a 7,0 g kg-1). Esto como consecuencia del laboreo mecánico con que se manejaba el suelo en este huerto, lo que ha provocado el desarrollo de raíces hacia la parte baja del perfil. Las concentraciones de Mg foliar también se ubicaban en el rango bajo, según los estándares indicados por Embleton et al. (1978), quienes señalaron como rango bajo para Mg concentraciones entre 1,6 y 2,5 g kg-1, deficiencia que también ha sido caracterizada en los huertos de naranjo en Chile (Benito y Ruiz, 1975; Razeto, 1985).

Rendimiento y número de frutos por árbol

En el Cuadro 3 se presentan los rendimientos por árbol y el número de frutos. Como se puede apreciar, no hay diferencias significativas entre los tratamientos. Asumiendo un rendimiento promedio de 220 kg por árbol, el rendimiento estimado para el huerto es de 45 t ha-1, considerado alto y muy similar al señalado por Koo (1985) para condiciones de EE.UU.

Cuadro 3. Efecto de los tratamientos en el rendimiento, número de frutos y peso promedio del fruto en el tercer año de aplicación.
Table 3. Effect of treatments on yield, fruit number and mean fruit weight at the third year of application.

Tratamiento

Rendimiento

N° de frutos

Peso promedio fruto

 

kg / árbol

frutos / árbol

g

Testigo

187 a1

1722 a

108,6 a

KCl

201 a

1487 a

145,1 b

KNO3

231 a

1780 a

135,3 b

K2SO4

245 a

2073 a

123,5 ab

K-MgSO4

200 a

1603 a

125,4 ab

1Letras distintas en cada columna, indican diferencias significativas entre tratamientos (P£ 0,05).

Embleton et al. (1978) señalaron que el K puede incrementar el rendimiento de fruta y el número de frutos cosechados cuando las concentraciones de éste en las hojas son muy bajas (en el rango de 3,0 a 5,0 g kg-1). Sobre 7,0 g kg-1 de K en las hojas es poco probable un incremento de rendimiento. Alva y Tucker (1999) indicaron como una concentración deficiente un nivel de 7,0 g kg-1 de K. La concentración más baja encontrada en los árboles del huerto al inicio del ensayo fue de 5,0 g kg-1. Por otra parte, el huerto tenía un potencial productivo alto, lo que indicaba que el K no estaba limitando el rendimiento y sólo afectaba el calibre de la fruta, como se comprobó con los resultados de este estudio.

Las recomendaciones extranjeras indican la conveniencia de aplicar K con niveles superiores a 7,0 g kg-1 de K en las hojas sólo cuando el fruto es pequeño y se presenta bufado ("creasing") (Embleton et al., 1978). El bufado corresponde a una cáscara blanda, que se hunde al presionarla con los dedos. Esto también es indicado por Davies y Albrigo (1994), quienes señalaron que un bajo nivel de K en las hojas se relaciona con un fruto de tamaño pequeño y cáscara delgada. La cáscara delgada predispone a la partidura del fruto, a una ruptura de la cáscara en la zona del pedicelo en la cosecha y al bufado. En el huerto donde se realizó este estudio se detectó una presencia muy baja de bufado y, por lo tanto, no se evaluó.

Peso promedio del fruto

El peso promedio del fruto aumentó significativamente (P£ 0,05) en el tercer año de aplicación (Cuadro 3), lo que indica al K como un factor determinante en el problema de calibre (tamaño del fruto). Esto coincide con Embleton et al. (1978), quienes señalaron que bajo una concentración de 13,0 g kg-1 de K en las hojas, la aplicación de K incrementa el tamaño del fruto. Koller y Schawarz (1995) en Citrus sinensis x Citrus reticulata también encontraron que los niveles altos de K fertilizante incrementaron el peso promedio de los frutos.

El cloruro de potasio (KCl) y nitrato de potasio (KNO3) incrementaron significativamente (P£ 0,05) el peso promedio del fruto. Los valores en los tratamientos con sulfato de potasio (K2SO4) y sulfato de potasio y magnesio (K-Mg SO4), aún cuando mayores que el testigo no fueron significativos, lo cual indicaría que el efecto de estos dos últimos fertilizantes sobre el peso del fruto sería más lento. Estos resultados se relacionan con las concentraciones de K en las hojas en el tercer año (Cuadro 6).

Calibre de fruto

En el Cuadro 4 se presentan los valores de calibre por tratamiento expresado en porcentaje. El número de calibre corresponde al número de frutos embalados en una caja de 18 kg, por tanto, un valor más alto, corresponde a un fruto más pequeño. Según los resultados, el tratamiento testigo tuvo los mayores porcentajes de fruta de menor tamaño, mientras que los tratamientos KNO3 y KCl los mayores porcentajes de fruta grande. En general, se confirma el significativo efecto que tienen las aplicaciones de K en el tamaño del fruto cítrico (Smith, 1966; Chapman, 1968; Embleton et al., 1978).

Cuadro 4. Calibre de frutos determinado en la línea de "packing" en el tercer año de aplicación, expresado en porcentaje del total de frutos.
Table 4. Fruit caliber in the packing line at the third year of application as percent of total fruit.

Tratamiento

70

80

90

100

110

120

135

Total

Porcentaje de frutos por calibre

Testigo

0,0

2,9

0,6

9,5

3,8

16,0

67,2

100

KCl

0,1

0,8

11,9

15,4

22,1

26,3

23,4

100

KNO3

0,0

2,0

7,4

25,5

9,2

30,0

26,0

100

K2SO4

0,0

0,0

1,6

13,3

7,1

24,4

53,6

100

K-Mg SO4

0,0

0,1

1,2

12,6

12,6

24,3

49,3

100


Grosor de la cáscara, porcentaje de jugo y acidez del jugo

Davies y Albrigo (1994) señalaron que el tamaño del fruto y el grosor de la cáscara aumentan con niveles crecientes de K y el contenido de jugo disminuye levemente.

En el presente ensayo, el grosor de la cáscara se incrementó levemente en todos los tratamientos con K en el tercer año, pero las diferencias no fueron significativas con el testigo y el porcentaje de jugo no varió, siendo del orden de 40%. La acidez titulable del jugo fue más alta en todos los tratamientos con K y significativamente más alta (P£ 0,05) en los tratamientos KNO3, K2SO4 y K-MgSO4 (Cuadro 5).

Cuadro 5. Grosor de cáscara, porcentaje de jugo y acidez titulable del jugo, en el tercer año de aplicación. Table 5. Rind thickness, juice percentage and titratable acidity in the third year of application.

Tratamiento

Grosor de cáscara
mm

Porcentaje de jugo
%

Acidez titulable
% ácido
cítrico

Testigo

7,68 a1

36,79 a

1,14 a

KCl

8,61 a

37,58 a

1,26 ab

KNO3

8,49 a

37,37 a

1,43 b

K2SO4

8,03 a

37,23 a

1,42 b

K-Mg SO4

8,45 a

35,53 a

1,36 b

1 Letras distintas en cada columna, indican diferencias significativas entre tratamientos (P£ 0,05).

Concentraciones de potasio en las hojas

En el Cuadro 6 se puede comprobar que en el primer año, las aplicaciones de K no incrementaron significativamente las concentraciones de este elemento en las hojas. En el segundo año los valores más altos correspondieron a los tratamientos KNO3 y K2SO4. En el tercer año las concentraciones en todos los tratamientos de aplicación de K fueron significativamente (P£ 0,05) más altas que en el testigo, lo cual estaría confirmando la lenta respuesta que generalmente presentan los frutales a las aplicaciones de K al suelo (Razeto, 1999). Esta lenta respuesta podría obedecer a una fijación de K por la arcilla de este suelo (25% de arcilla). Wolf (1999) indica que el potasio intercambiable en un suelo con 25% de arcilla debe ser diez veces más alto en comparación a un suelo arenoso (2,5% de arcilla), para tener una adecuada concentración de K en la solución de suelo.

Cuadro 6. Concentración de potasio en las hojas para cada año. Brote de primavera, muestra tomada en marzo.
Table 6. Foliar potassium concentration each year. Spring shoot, sample obtained in March.

Tratamiento

Año

 

1991

1992

1993

 

----------------- g kg-1 -------------------

Testigo

5,5 a1

5,0 a

4,5 a

KCl

6,3 a

5,1 a

6,1 b

KNO3

6,2 a

6,2 b

6,8 b

K2SO4

5,8 a

5,9 b

6,0 b

K-MgSO4

5,7 a

5,2 a

6,1 b

1 Letras distintas en cada columna, indican diferencias significativas entre tratamientos (P£ 0,05).

La concentración en el tratamiento testigo fue disminuyendo hasta aproximarse a un valor cercano al crítico capaz de afectar el rendimiento. Esto indicaría que el suministro natural de K del suelo, unido a un aporte anual en el agua de riego de aproximadamente 23 kg ha-1 de K, fue insuficiente para compensar las extracciones que efectúa el árbol, especialmente a través de la fruta. En efecto, el valor más bajo de rendimiento se obtuvo en el testigo (Cuadro 3). Hay una diferencia de casi 12 t ha -1 entre el valor más alto y el testigo.

Para cv. Valencia, Carranca et al. (1993) señalaron un rango de K óptimo en hojas de brote sin fruto entre 4,0 y 5,3 g kg-1. En este experimento, en el tercer año sólo el testigo presentó un valor cercano al nivel más bajo del K foliar óptimo. Sin embargo, según los estándares usados en California (Embleton et al.,1978), el testigo se encontraría en un nivel bajo, los árboles tratados con KCl, K2SO4 y K-MgSO4 en un nivel medio a bajo, y sólo aquellos tratados con KNO3 en un nivel óptimo. Por otra parte, según los estándares de Alva y Tucker (1999), ningún tratamiento alcanzó el nivel óptimo de K de 12 a 17 g kg-1.

Concentración de cloruro, magnesio y nitrógeno en las hojas.

En el Cuadro 7 se puede comprobar que el tercer año en el tratamiento con KCl se incrementó significativamente (P£ 0,05) la concentración de Cl en las hojas. En frutales se presentan síntomas de toxicidad con concentraciones sobre 3,0 g kg-1, por lo que el valor alcanzado está muy por debajo de dicho valor señalado por Ayers y Westcot (1987). Embleton et al. (1978) señalaron un valor de 7,0 g kg-1 como excesivo en cítricos.

Cuadro 7. Concentración de cloruro, magnesio y nitrógeno en las hojas en el tercer año de aplicación.
Table 7. Chloride, magnesium and nitrogen concentration in the leaves at the third year of application.

 

Nutriente (g kg-1)

Tratamiento

Cloruro

Magnesio

Nitrógeno

Testigo

0,10 a1

2,4 a

27,4 a

KCl

0,15 b

2,2 a

26,5 a

KNO3

0,10 a

2,3 a

28,1 a

K2SO4

0,10 a

2,3 a

27,1 a

K-MgSO4

0,10 a

2,6 b

27,0 a

1 Letras distintas en cada columna, indican diferencias significativas entre tratamientos (P£ 0,05).

El Mg se incrementó significativamente (P£ 0,05) en el tratamiento con K-MgSO4 alcanzando el rango óptimo señalado por Embleton et al. (1978). En los otros tratamientos el Mg se encuentra en un nivel bajo según los mismos autores. Es interesante hacer resaltar el incremento en los niveles foliares de K y Mg conseguido con este fertilizante, si se considera que ambos elementos son antagónicos en frutales, lo cual se explicaría por el aporte simultáneo de ambos elementos.

El tratamiento con KNO3 si bien tiene el valor de concentración más alto de N en hojas, no fue significativamente diferente a los otros tratamientos. Esto probablemente se explique por el alto nivel de N existente en todos los árboles del huerto, como resultado de la fertilización anual con urea.

CONCLUSIONES

De los resultados obtenidos bajo las condiciones en que se realizó la presente investigación se obtuvieron las siguientes conclusiones:

En huertos bajo riego convencional, en un suelo con 0,5 cmol (+) kg-1 de K intercambiable en los primeros 20 cm y 0,25 cmol (+) kg-1 entre 20 y 40 cm, y con concentraciones medias a bajas de potasio en las hojas, no se incrementa el rendimiento ni el número de frutos por árbol, luego de tres años de aplicación de fertilizantes potásicos al suelo. En cambio, sí se incrementa el tamaño del fruto, tanto en peso como en calibre en el tercer año.

De los cuatro fertilizantes comparados (cloruro de potasio, nitrato de potasio, sulfato de potasio y sulfato de potasio y magnesio), los dos primeros aparecen más rápidos o eficientes en su efecto sobre el tamaño del fruto.

Los fertilizantes potásicos aplicados al suelo con riego convencional, son lentos en su acción, pues el nivel de potasio en las hojas subió significativamente sólo al tercer año de aplicación, a excepción del nitrato de potasio y sulfato de potasio cuyo efecto se presentó ya al segundo año.

El nivel foliar de potasio va disminuyendo año tras año en árboles que no son fertilizados con este elemento.

Las aplicaciones de sulfato doble de potasio y magnesio aumentan significativamente la concentración de magnesio en las hojas.

Las aplicaciones de cloruro de potasio incrementan significativamente la concentración de cloruro en las hojas, pero dentro de niveles normales.

Las aplicaciones de nitrato de potasio, como aporte de potasio, no elevan el contenido foliar de nitrógeno a un nivel excesivo.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Sociedad Agrícola La Rosa SOFRUCO S.A. el financiamiento y facilidades otorgadas para el desarrollo de la presente investigación.

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EFECTO DE CUATRO LÁMINAS DE AGUA SOBRE EL RENDIMIENTO Y CALIDAD DE TOMATE (Lycopersicon esculentum Mill. cv. FA-144) DE INVERNADERO PRODUCIDO EN OTOÑO1

Effect of four different levels of water application on yield and quality of greenhouse tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill. cv. FA-144) produced in autumn

Samuel Ortega-Farias2, Javier Márquez2, Héctor Valdés2 y Juan H. Paillán3

1 Recepción de originales: 11 de mayo de 2000.
2 Universidad de Talca, Facultad de Ciencias Agrarias, Servicio Integrado de Agroclimatología y Riego (SIAR), Casilla 747, Talca, Chile. E-mail: sortega@pehuenche.utalca.cl
3 Universidad de Talca, Facultad de Ciencias Agrarias, Departamento de Horticultura, Casilla 747, Talca, Chile. E-mail: hpaillan@pehuenche.utalca.cl

ABSTRACT

A study was carried out from January to July 1997 in a greenhouse at the Panguilemo Experimental Station of the University of Talca, Chile (35°23’ S lat, 71°40’ W long, 110 m.s.n.m) to evaluate the effect of different levels of irrigation water on the yield and quality of tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill.) cv. FA-144. The drip irrigation treatments were the application of 70% (T1), 100% (T2) and 150% (T3) of the real crop evapotranspiration (ETreal) and the control was the irrigation level that farmers usually apply in the region. The ETreal was estimated using the evaporation of a modified tray (diameter = 50 cm and depth = 25 cm), whose values were corrected by a local tray coefficient and the tomato crop coefficient. The results indicated that the total yield decreased with lower quantities of water with the highest production being reached by T3 and the control. Furthermore, fruit size was significantly larger with T3 than with the other treatments. Regarding the diameter, average weight and dry matter percentage no significant differences were observed among the treatments. On the other hand, soluble solids and fruit pulp pressure increased significantly with the reduction of water.

Key words: irrigation, crop evapotranspiration, soluble solids, fruit pulp pressure.

RESUMEN

Se realizó una investigación en la Estación Experimental Panguilemo de la Universidad de Talca (35°23’ lat. Sur, 71°40’ long. Oeste, 110 m.s.n.m) con el objeto de evaluar el efecto de cuatro láminas de agua sobre el rendimiento y calidad de un cultivo de tomates (Lycopersicon esculentum L.) cv. FA-144, regado por cintas, durante los meses de enero a julio de 1997. Los tratamientos correspondieron a una reposición de 70, 100 y 150% de la evapotranspiración real (ETreal), T1, T2 y T3, respectivamente, y un testigo que correspondió a las láminas de agua que el agricultor utiliza tradicionalmente en la zona. La ETreal del tomate se estimó usando la evaporación de una bandeja modificada (diámetro = 50 cm y altura = 25 cm), cuyos valores fueron corregidos por un coeficiente de bandeja local y el coeficiente de cultivo del tomate. Los resultados de este estudio indicaron que el rendimiento total y comercial disminuyó a medida que se aplicaron cantidades de agua menores, siendo el testigo y el tratamiento de 150% de la ETreal (T3) los que alcanzaron las mayores producciones totales. Por otra parte, la producción de frutos de calibre extra y primera fue significativamente superior en T3 que en el resto de los tratamientos. En cuanto al diámetro ecuatorial y polar, y peso promedio, no se observaron diferencias significativas entre las distintas láminas de agua evaluadas; similar situación se observó en el porcentaje de materia seca. Por otro lado, los sólidos solubles y presión de pulpa de los frutos aumentaron significativamente con la reducción del agua.

Palabras claves: riego, evapotranspiración de cultivo, sólidos solubles, presión de pulpa de fruta.

INTRODUCCIÓN

El principal objetivo de la programación del riego es proveer, en forma oportuna, la cantidad de agua apropiada a la planta para prevenir pérdidas de rendimiento y calidad de los productos agrícolas (Jensen, 1983). Para determinar la cantidad óptima de agua a aplicar durante el riego se deben conocer los requerimientos hídricos de los cultivos, los cuales dependen de la interacción entre el clima (temperatura, velocidad del viento, radiación solar, humedad relativa y pluviometría), suelo (textura y propiedades físico-hídricas), y características propias de la planta (variedad, porcentaje de cobertura del cultivo, sistema radical, etc.) (Stewart y Hagan,1973; Varas, 1991).

La demanda hídrica de los cultivos está determinada por los procesos de evaporación desde el suelo y transpiración a través de la superficie foliar, que en su conjunto reciben el nombre de evapotranspiración real o de cultivo (ETreal). Existen numerosos métodos para determinar la ETreal en función de la información climática, siendo el método de la evaporación de la bandeja clase A el más usado por su bajo costo y fácil manejo (Ferreyra et al., 1995; Ortega-Farías et al., 1997; González y Ruz, 1999).

Se han realizado diversos estudios con el objetivo de determinar la cantidad de agua a reponer en un cultivo de tomates en base a diferentes porcentajes de la ETreal, obtenida a través de la evaporación de la bandeja clase A, tanto al aire libre como en invernadero, encontrándose generalmente un aumento de la producción al aumentar la cantidad de agua aplicada (Ferreyra, 1987; Oweis et al., 1988; Mancini y Caliandro, 1989; Maroto et al., 1995; Loscascio y Smajstrla, 1996; Morales et al., 1996). Por otra parte, un exceso de riego puede afectar negativamente la calidad y favorecer la presencia de desórdenes fisiológicos y enfermedades (Adams y Ho, 1993; Nuez, 1995; Peet y Willits, 1995). La mayoría de los ensayos se han realizado en época de primavera y verano, siendo casi inexistentes las experiencias sobre programación del riego durante el período comprendido entre verano y otoño.

En base a los antecedentes anteriores, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de cuatro láminas de agua sobre el rendimiento, calidad y desecho de tomate cv. FA-144, producido bajo invernadero y regado por cintas durante la época de verano y otoño en la zona de Talca.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio fue realizado en la Estación Experimental Panguilemo perteneciente a la Universidad de Talca (32º 23’13’’ lat. Sur; 71º 40’42’’ long. Oeste, 110,5 m.s.n.m) durante los meses de enero a julio de 1997. El clima es de tipo mediterráneo, con temperaturas promedio que oscilan entre 19,7 y 10,9ºC para el período verano y otoño, respectivamente. El suelo corresponde a la serie Talca (tipo Alfisol) que presenta una textura franca de color pardo oscuro en el horizonte superior (0-40 cm), y una textura arcillosa de color pardo rojizo oscuro en profundidad, drenaje moderado y capacidad de uso IIr, con limitaciones que afectan el arraigamiento de los cultivos debido al aumento en profundidad de la textura arcillosa. El horizonte superior, donde se concentra el 95% de las raíces, presenta una capacidad de campo, punto de marchitez permanente y densidad aparente de 28%, 18% y 1,35 g cm-3, respectivamente.

Las plantas de tomates cv. FA-144 se establecieron el día 10 de enero de 1997, en un invernadero con estructura de madera tipo capilla, cubierto con un polietileno térmico transparente de 0,15 mm de espesor. La distancia de plantación fue de 35 cm sobre la hilera y 55 cm entre hileras, empleando dos hileras por mesa. La conducción de las plantas se efectuó a un eje mediante la poda de brotes laterales, y posterior despunte sobre el quinto racimo floral. El cultivar de tomate FA-144 se caracteriza por presentar un crecimiento indeterminado y frutos de prolongada vida de postcosecha.

El riego se efectuó por medio de cintas separadas a 55 cm que presentaban 5 puntos de emisión por metro, entregando un caudal de 5 L h-1 por metro lineal a una presión de trabajo de 55 kPa. La fertirrigación utilizada en todos los tratamientos fue de 71,7 g m-2 de N; 29,06 g m-2 de P2O5; 98,8 g m-2 de K2O; 77,6 g m-2 de CaO; 11,7 g m-2 de MgO y 16,4 g m-2 de S2O.

El diseño experimental empleado fue completamente al azar con cuatro tratamientos, cada uno con cuatro repeticiones de 3,3 m de largo y 1,1 m de ancho. Para determinar las diferencias significativas entre los tratamientos se utilizó el test de Duncan, con un intervalo de confianza del 95%. Los tratamientos efectuados consistieron en aplicar tres cargas de agua (150, 100 y 70 % de la ETreal), las cuales fueron comparadas (testigo) con las láminas de agua que el agricultor realiza tradicionalmente en la zona de Talca (Cuadro 1).

Cuadro 1. Programación del riego tradicional (cintas) aplicado por los productores de tomate de invernadero en la zona de Talca.
Table 1. Irrigation scheduling (drip) applied by greenhouse tomato producers in the Region of Talca.

Época

Frecuencia de Riego

Tiempo de Riego

Plantación a segundo racimo cuajado

3 días

30 minutos

Segundo a tercer racimo cuajado

2 días

30 minutos

Tercer a cuarto racimo cuajado

2 días

45 minutos

Cuarto a quinto racimo cuajado

diario

45 minutos


Para determinar los tiempos de riego se utilizó una bandeja de evaporación modificada, cuyas dimensiones fueron de 50 cm de diámetro y 25 cm de alto (Márquez, 1998). Esta bandeja fue ubicada en la parte central del invernadero sobre una estructura de madera de 15 cm sobre el nivel del suelo. De este modo, los tiempos de riego fueron determinados a través de la siguiente expresión (González y Ruz, 1999):


donde Tr = tiempo de riego (h); ETreal = evapotranspiración real o de cultivo (mm d-1); Ps = porcentaje de sombreamiento del área unitaria asignada a la planta (%); AU = área asignada al cultivo o planta (m2); Ea = eficiencia de aplicación del riego por cinta (0,9); q = caudal de la cinta de riego (5 L h-1 por metro lineal). El porcentaje de sombreamiento o coeficiente de cobertura se asumió igual a 1, pues la superficie regada se encontraba cubierta con mulch. La ETreal del tomate fue calculada utilizando la siguiente relación (Márquez, 1998):



donde EBM = evaporación de bandeja modificada (mm d-1); Kr = coeficiente de bandeja local (0,94); Kc = coeficiente de cultivo. El Kr fue obtenido realizando un análisis de regresión, a través del origen, entre los valores diarios de la evaporación medidos por la bandeja clase A (variable independiente) y modificada (variable dependiente) (Márquez, 1998). La frecuencia de riego fue diaria para aprovechar las ventajas del riego por cinta.

Se evaluó el rendimiento comercial y desecho durante la época de cosecha. Para el caso del rendimiento comercial los frutos fueron separados en extra (> 250 g), primera (150-250 g), segunda (100-149 g) y tercera (80-99 g). Los frutos del desecho fueron clasificados como de bajo calibre (< 80 g), florones o rosca, partidura (cracking), pudrición apical y daños por Botrytis y polilla del tomate (Tuta absoluta Meyrick).

Para evaluar la calidad comercial de los frutos de otoño se realizaron mediciones de peso individual, diámetro (polar y ecuatorial), sólidos solubles, presión de pulpa y materia seca (Márquez, 1998). Para ello, se seleccionaron al azar cuatro frutos por tratamiento durante el período de cosecha.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Figura 1 se presenta el volumen total de agua aplicado a un cultivo de tomate (enero-julio) bajo invernadero y regado con cinta para el testigo y un 70% (T1), 100% (T2) y 150% (T3) de la ETreal. Se puede observar que los volúmenes de agua usados por el agricultor (testigo) durante el período de crecimiento del tomate fueron muy superiores a los empleados en los tratamientos T1, T2 y T3, respectivamente. Al respecto se puede indicar que el testigo presentó un volumen total equivalente a 7614 m3 ha-1, el cual fue casi tres veces mayor al volumen utilizado en el tratamiento T2. En relación a lo anterior, Mancini y Caliandro (1989), utilizando un 100% de la ETreal de tomate en invernadero, aplicaron un caudal total de 1.320 m3 ha-1 y 2.720 m3 ha-1 para los cultivares Asgrow y Vermar, respectivamente.



Figura 1. Volumen total de agua aplicada (m3 ha-1) a un cultivo de tomate bajo invernadero sometido a cuatro láminas de agua de riego.
ETreal: evapotranspiración real del cultivo de tomate.
Figure 1. Total water application (m3 ha-1) for a greenhouse tomato under four irrigation levels.

El efecto de la cantidad de agua aplicada sobre el rendimiento total, comercial y desecho, se presenta en el Cuadro 2. En este cuadro se puede apreciar un aumento en el rendimiento total y comercial al incrementar la dosis de agua en el cultivo del tomate, donde el testigo y T3, que no presentaron diferencias significativas, alcanzaron los más altos rendimientos totales y comerciales. Por otro lado, el tratamiento donde se aplicó un 100% de la ETreal, presentó el menor porcentaje de desecho comparado con el resto de los tratamientos. Estos rendimientos, si bien son menores a una producción normal de primavera debido a las condiciones ambientales más adversas del otoño (descenso en la temperatura y radiación solar), presentan una tendencia similar a los obtenidos por Ferreyra (1987), quien encontró que cargas crecientes de agua aplicada a tomates cultivados al aire libre (desde 0 a 130% de la ETreal) aumentan su rendimiento en forma lineal. Por su parte, Mancini y Caliandro (1989), quienes estudiaron el efecto de tres láminas de agua (50, 100 y 150% de la ETreal) sobre el rendimiento de tomate de invernadero, observaron los más altos rendimientos con un 100% de la ETreal.

Cuadro 2. Efecto de cuatro láminas de agua sobre el rendimiento comercial y desecho de tomate (cv. FA-144) de invernadero producido en otoño.
Table 2. Effect of four irrigation levels on marketable yield and waste fruits for a greenhouse tomato (cv. FA-144) produced in autumn.

Tratamientos

Rendimiento comercial
(t ha-1)

Desecho
(t ha-1)

Rendimiento total
(t ha-1)

T1 (70% ETreal)

75,1 c*

39,5a

114,6 b

T2 (100% ETreal)

80,5 b

36,1b

116,6 b

T3 (150% ETreal)

88,9a

41,5a

130,4 a

T4 (Testigo)

87,9 a

43,3 a

131,2 a

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos (Duncan, P £ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomates.


En relación al rendimiento comercial, el estudio indicó que el tratamiento T3 presentó una mayor producción de fruta con calibre extra y primera en comparación al testigo, T1 y T2 (Cuadro 3). Con respecto a las características de los frutos obtenidos, el Cuadro 4 muestra que el diámetro (polar y ecuatorial) y peso de fruto no fueron afectados significativamente por el aumento de la carga de agua aplicada en el cultivo de tomate. Estos resultados no concuerdan con los obtenidos por Tuzel et al. (1993) y Fritsch et al. (1980), quienes encontraron frutos con un diámetro ecuatorial superior al aumentar las tasas de riego. Asimismo, el peso promedio de frutos observado por estos últimos investigadores disminuyó a medida que se aplicó una menor cantidad de agua (reposición de un 100 a 40% de la ETreal), alcanzando valores que fluctuaron entre 105 y 70 g por fruto para el tratamiento con mayor y menor agua, respectivamente.

Cuadro 3. Efecto de cuatro láminas de agua sobre el calibre de los frutos comerciales de tomate cv. FA-144 de invernadero producido en otoño.
Table 3. Effect of four irrigation levels on fruit size for a greenhouse tomato cv. FA-144 produced in autumn.

Tratamientos

Extra y primera (> 150 g)

Segunda (150-100 g)

Tercera (80-99 g)

T1 (70% ETreal)

54,4 c*

14,5 b

6,3 b

T2 (100% ETreal)

58,1 b

15,5 b

6,9 a

T3 (150% ETreal)

63,6 a

18,6 ab

6,7 a

T4 (Testigo)

59,6 b

21,7 a

6,8 a

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos (Duncan, P £ 0,05).
** ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomates.

Cuadro 4. Efecto de cuatro láminas de agua sobre el diámetro y peso de los frutos de tomate cv. FA-144 de invernadero producido en otoño.
Table 4. Effect of four irrigation levels on fruit diameter and weight for a greenhouse tomato cv. FA-144 produced in autumn.

Tratamientos

Diámetro polar (cm)

Diámetro ecuatorial (cm)

Peso (g/fruto)

T1 (70% ETreal)

7,06 a*

5,78 a

179 a

T2 (100% ETreal)

7,04 a

5,74 a

179 a

T3 (150% ETreal)

7,28 a

5,88 a

194 a

T4 (Testigo)

7,0 a

6,08 a

194 a

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos (Duncan, P £ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomates.

El efecto de la carga de agua sobre el desecho se presenta en el Cuadro 5, donde se puede observar que a medida que aumenta la aplicación de agua se produce un incremento de frutos con daños por Botrytis y partidura; lo opuesto ocurrió con la pudrición apical, donde sólo el tratamiento T1 presentó este problema. En relación a los otros componentes del desecho, el estudio indicó que los tratamientos T3 y T4 presentaron los mayores problemas de rosca y frutos muy pequeños (menores a 80 g). En el caso de la polilla del tomate no existieron diferencias significativas entre los tratamientos.

Cuadro 5. Efecto de cuatro láminas de agua sobre el desecho de frutos de tomate cv. FA-144 de invernadero producido en otoño.
Table 5. Effect of four irrigation levels on waste fruits for a greenhouse tomato cv. FA-144 produced in autumn.

Tratamientos

Pudrición (Botrytis)
(t ha-1)

Partidura
(t ha-1)

Pudrición
apical (t ha-1)

Otro1
(t ha-1)

T1 (70% ETreal)

5,3 b*

8,4 b

3,8 a

22 b

T2 (100% ETreal)

3,1 c

10,5 a

0 b

22,5 b

T3 (150% ETreal)

5,8 a

12,4 a

0 b

23,3 a

T4 (Testigo)

6,1 a

12,5 a

0 b

24,4 a

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre los tratamientos (Duncan, P £ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomates.
1: Incluye los frutos con daño por polilla, rosca y tamaño de fruto < 80 g.

Los resultados anteriores concuerdan con los reportados por Nuez (1995), quien encontró que el exceso de agua más allá de los valores de la ETreal en la fase final del cultivo, aumentó la predisposición del fruto a enfermedades, debido a los golpes sufridos durante la recolección y transporte, incrementando el porcentaje de frutos podridos. Además, este mismo autor indicó que la partidura ("cracking") que se produce por un aumento de la presión de turgor de las células de los frutos, es originada fundamentalmente por el exceso de agua aplicada en el riego durante la cosecha. También, Peet y Willits (1995) indicaron que el aumento excesivo de agua en el perfil del suelo aumentaría significativamente la presión de turgor en los frutos favoreciendo la incidencia de este desorden. Similares resultados fueron obtenidos por Maroto et al. (1995), quienes encontraron que dosis crecientes de agua (50, 100 y 150% de ETreal) aumentaron la presencia de partidura en tomate cultivado bajo invernadero, sin embargo a medida que se disminuyó el agua aplicada la cantidad de frutos afectados por pudrición apical aumentó. Ferreyra (1987) encontró que la incidencia de pudrición apical aumentaba linealmente con dosis menores a 7.000 m3 ha-1 en tomate industrial regado por aspersión. Este problema fisiológico se asocia a una deficiencia de calcio en el fruto, que se produce porque la planta no está evapotranspirando el agua necesaria para movilizar este elemento (Adam y Ho, 1993).

Con respecto al porcentaje de materia seca, no se encontraron diferencias significativas (P £ 0,05) entre los distintos tratamientos evaluados (Cuadro 6). También se encontró que los sólidos solubles y la presión de pulpa se incrementaron a medida que disminuyó la carga de agua aplicada al cultivo. Al respecto, Sanders et al. (1989) y Adams (1990), también encontraron que restricciones de agua a plantas de tomate reducen el contenido de agua en frutos, pero incrementan el contenido de sólidos solubles (Nuez, 1995), azúcar, ácido y potasio. Asimismo, en relación a la presión de pulpa, Hedge y Srinivas (1990) encontraron un aumento significativo de ésta al disminuir el agua aplicada a un cultivo de tomates.

Cuadro 6. Efecto de cuatro láminas de agua sobre la materia seca, sólidos solubles y presión de pulpa en frutos de tomate cv. FA-144 de invernadero producido en otoño.
Table 6. Effect of four irrigation levels on dry matter, soluble solids and fruit pressure for a greenhouse tomato cv. FA-144 produced in autumn.

Tratamientos

Materia
seca

Sólidos
solubles

Presión pulpa

(%)
(° Brix)
kPa
(libras/pulg2)

T1 (70% ETreal)

7,0 a*

4,6 a

19,99

(2,9) a

T2 (100% ETreal)

7,3 a

4,4 b

19,30

(2,8) a

T3 (150% ETreal)

6,5 a

4,1 c

16,55

(2,4) b

T4 (Testigo)

6,0 a

4,1 c

15,86

(2,3) b

* Valores con la misma letra en cada columna no presentan diferencias significativas entre tratamientos
(Duncan, P £ 0,05).
ETreal = evapotranspiración real del cultivo de tomates.

CONCLUSIONES

Los resultados de este estudio indicaron que el tratamiento T3 (150% de la ETreal) y el testigo presentaron el mayor rendimiento comercial con respecto a los tratamiento T1 y T2. Sin embargo, con el tratamiento T3 se obtuvo la mejor calidad de tomate comercial en comparación a los otros tratamientos y al testigo. También se puede indicar que el tratamiento T3 significó un ahorro de agua equivalente al 73% con respecto a los volúmenes de agua que tradicionalmente utilizan los productores de tomates bajo invernadero en la zona de Talca.

Por otro lado, la incidencia de Botrytis y partidura aumentó significativamente al aumentar los volúmenes de agua aplicados en el sistema de riego por cintas. Por el contrario, la presencia de pudrición ápical sólo fue observada en el tratamiento T1, que correspondió al 70% de la ETreal. Finalmente, los sólidos solubles y la presión de pulpa fueron incrementándose a medida que se disminuyó la carga de agua aplicada al tomate, alcanzando los mayores valores el tratamiento T1.

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COMPORTAMIENTO TÉRMICO DEL SUELO BAJO CUBIERTAS PLÁSTICAS. I. EFECTO DE DIFERENTES TIPOS DE LÁMINAS1

Soil thermal response under plastic covers. I. Effect of different types of films

Enrique Misle A.2 y Aldo Norero Sch.3

1 Recepción de originales: 20 de julio de 2000 (reenviado).
2 Universidad Católica del Maule, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Escuela de Agronomía, Casilla 278, Curicó, Chile. E-mail: emisle@hualo.ucm.cl
3 Pontificia Universidad Católica de Chile, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Escuela de Agronomía.

ABSTRACT

An experiment was carried out during November 1996 at the Universidad Católica del Maule, Talca (35º26’ S lat, 71º26’ W long), in a Haplanthrept soil, to determine the soil's thermal response at 7 cm depth under four different plastic covers: transparent polyethylene (TRA), white/black film (OPA), brown AL-OR film (CAF) and orange polyethylene (NAR). TRA and OPA films were selected because of their opposite transmissibility, NAR and CAF films as plastic mulch options in the market. TRA achieved the highest temperature (mean maximal = 39.1°C), accumulating more heat than CAF. Both treatments produced thermal increases higher than OPA, which maintained the soil temperature slightly below that of the uncovered unit (mean maximal = 27.3°C), though this difference was not significant (Tukey 5%). The lower temperature accumulated by OPA, however, showed a compensation at night, with a higher minimum temperature than uncovered soil. CAF was not different from NAR, demonstrating that their advantages are not related to the thermal increase of the soil. According to the thermal rise of TRA, it would be possible to solarize at this latitude, obtaining possibly lethal maximum temperatures for mesothermal organisms after 15 days treatment in November, with 6 hours per day over 40°C. With the observed results, it is possible to conclude that the current utilization of plastic covers in Chile is deficient and, sometimes, contrary to the proposed objective. The information obtained is useful to verify a model that describes the thermal behavior of soil under a plastic cover.

Keywords: soil temperature, plastic mulch, solarization

RESUMEN

Durante noviembre de 1996 se realizó un experimento en la Universidad Católica del Maule, Talca (35º26’ lat. Sur, 71º26’ long. Oeste), en un suelo Haplanthrepts, para determinar la conducta térmica del suelo bajo cuatro cubiertas plásticas diferentes a 7 cm de profundidad: polietileno transparente (TRA), film blanco/negro (OPA), film AL-OR, café (CAF) y polietileno naranja (NAR). Se seleccionaron las láminas TRA y OPA por ser opuestas en transmisividad, NAR y CAF, como alternativas de acolchados (mulch) ofrecidas en el mercado. TRA alcanzó la temperatura más alta (máxima promedio = 39,1°C), acumulando más calor que CAF y produciendo ambos tratamientos incrementos térmicos superiores a OPA, que mantuvo el suelo ligeramente por debajo de la temperatura del suelo descubierto (máxima promedio = 27,3°C), aunque esta diferencia no resultó significativa (Tukey 5%). La menor temperatura acumulada por OPA mostró una compensación nocturna, con una temperatura mínima más alta que el suelo descubierto. CAF no acusó diferencia con NAR, lo que reveló que sus ventajas no se relacionan con el incremento térmico del suelo. De acuerdo con el alza térmica mostrad

a por TRA sería posible solarizar en esta latitud, obteniendo temperaturas máximas posiblemente letales para los organismos mesotérmicos después de 15 días de tratamiento en noviembre, con 6 horas diarias sobre 40°C. Según los resultados observados, es posible asegurar que la utilización actual de cubiertas plásticas en Chile es deficiente y, a veces, hasta contradictoria con el objetivo propuesto. La información obtenida es de utilidad para verificar un modelo que describa la conducta térmica del suelo bajo una cubierta plástica.

Palabras clave: temperatura del suelo, acolchado plástico, solarización.

INTRODUCCIÓN

La utilización de plásticos sobre el suelo con diferentes fines es una práctica que ha adquirido creciente importancia desde que se inició la aplicación del polietileno (PE) en la agricultura, a mediados del siglo XX. El acolchado (mulch) del suelo se ha utilizado principalmente debido a que permite lograr mayor temperatura, menor evaporación de agua y mejor control de malezas; también se obtiene mayor limpieza de frutos en cultivos como la frutilla (Fragaria sp.). Además, durante la década de los ‘70 surgió una nueva aplicación orientada a la desinfección del suelo: la solarización. Esta técnica aplica el efecto acumulador de calor debajo de una delgada cubierta (film) de polietileno de alta transparencia para incrementar la temperatura del suelo a niveles letales para muchos organismos mesotérmicos.

Existe amplia información relacionada con los efectos de los acolchados sobre los cultivos. Entre los componentes modificados, están el crecimiento, el rendimiento y la calidad de numerosas especies hortícolas. El efecto es más marcado en aquéllas de enraizamiento superficial y alto requerimiento térmico, como las cucurbitáceas. Otro de los beneficios logrados con las cubiertas plásticas es el incremento de la masa radical y de la absorción de nutrientes (Wien et al., 1993). En control de malezas se ha observado efectividad incluso sobre ciperáceas, utilizando PE transparente (Gabriel et al., 1994).

La posibilidad de cultivar más temprano puede ser crítica para algunas especies en ciertas condiciones climáticas, en las cuales resulta interesante evaluar la utilización de estas técnicas. En Polonia, Felczynski et al. (1994) estudió el uso efectivo de cubiertas de PE y polipropileno (PP) como túneles con acolchado de PE negro y transparente para el cultivo de maíz dulce (Zea mays L.). En forma similar, Siwek et al. (1994) encontraron un 6,1% de incremento en el rendimiento comercial de pimentones (Capsicum sp.) cultivados en túnel plástico con mulch blanco y un 10,3% cuando utilizaron una lámina negra. Estos autores concluyeron que aún cuando la lámina blanca redujo en 0,5°C la temperatura del suelo con respecto al suelo desnudo, la mayor calidad del producto fue atribuida a que incrementó en 187% la reflexión de radiación fotosintéticamente activa en el túnel, con respecto al suelo desnudo. En tomate (Lycopersicon esculentum) se ha argumentado que el color de la lámina plástica induciría modificaciones en el desarrollo de la planta al afectar el reparto de asimilados, provocado por el efecto que tendría la calidad de la luz que rodea la planta sobre el sistema fitocromo (Gabriel et al., 1994). Libik et al. (1994) obtuvieron resultados igualmente interesantes en el cultivo de sandía (Citrullus lanatus), con un efecto en rendimiento de más de tres veces en relación al suelo descubierto; el acolchado de PE negro no sólo se aproximó al efecto de un túnel sino que llegó a superar al túnel de PP, el mejor tratamiento estudiado, en uno de los años de la investigación.

El color de la cubierta plástica ha sido bastante investigado, así, se han demostrado sus cualidades en cultivos muy diferentes, como frutilla o tomate (Gabriel et al., 1994; Himelrick et al., 1993). En ambos casos, se han encontrado respuestas diferentes por variedad. Además, el color puede modificar las conductas de poblaciones de insectos hacia los cultivos, encontrándose que bajo altas presiones poblacionales el efecto repelente de algunas cubiertas es claro, incrementando el rendimiento comercial en tomates (Csizinszky et al., 1995).

La mayor parte de estos estudios se ha centrado en los efectos de la práctica del acolchado sobre los cultivos, los agentes patógenos, las plagas o las malezas (Pullman et al., 1981; Gutkowski y Terranova, 1991; Montealegre et al., 1997). La búsqueda de un conocimiento cuantitativo es más reciente, disponiéndose en Chile sólo del trabajo desarrollado por Contreras et al. (1992) donde se cuantificó la evolución de la temperatura del suelo bajo algunas cubiertas de PE. Aún más, pocos investigadores han elaborado modelos de aplicación (Gutkowski y Terranova, 1991; Bussière y Cellier, 1994; Ham y Kluitenberg, 1994; Wu et al., 1996). Entre las aplicaciones en las que interesan los modelos para calcular la temperatura del suelo, figuran la simulación de la germinación y emergencia de cultivos (Luo et al., 1992; Weaich et al., 1996) así como la solarización (Gutkowski y Terranova, 1991; Wu et al., 1996).

En este contexto, la utilización de plásticos como acolchado o para solarizar se hace cada día una práctica más común, sin que exista un medio cuantitativo aceptable que oriente al agricultor para categorizar la variedad de la oferta de materiales en el mercado. Tampoco es posible hacer algún pronóstico de los efectos que tendrá un determinado tipo de material sobre un suelo bajo determinadas condiciones meteorológicas, ni de los efectos que tendrá sobre el cultivo establecido. La presente investigación tuvo como objetivo estudiar el comportamiento térmico del suelo bajo cuatro cubiertas plásticas, para obtener información necesaria para el desarrollo de un modelo que incorpore estos efectos y que permita, por vía de la simulación, la predicción de la temperatura del suelo modificada por esta práctica.

MATERIALES Y MÉTODOS

El medio físico

El desarrollo experimental de esta investigación se llevó a cabo durante noviembre de 1996 en un suelo adyacente a la estación meteorológica de la Dirección General de Aguas ubicada en el Campus San Miguel de la Universidad Católica del Maule en la ciudad de Talca (35°26’ lat. S., 71°26’ long. O, 110 m.s.n.m). Se seleccionó este lugar porque se requería simultáneamente de información climática del sitio experimental y contar con un suelo característico de la localidad. El suelo corresponde a un Haplanthrepts, en el cual la acción antrópica ha mejorado la infiltración en los primeros 30 cm, con textura algo más ligera. El sitio presenta hidromorfismo estacional, con nivel freático que fluctúa entre 30 cm en invierno y más de 100 cm en verano. Esta restricción se ha considerado favorable para la investigación, puesto que contribuyó a mantener la humedad del suelo bastante uniforme.

Diseño

Se midió la evolución de la temperatura y la humedad del suelo en parcelas de 1,25 m por 0,8 m bajo cuatro cubiertas plásticas diferentes y con suelo descubierto (SUE). Las láminas plásticas utilizadas como mulch fueron: polietileno transparente de 50 micrones (µ) (TRA), film blanco/negro, opaco, de 60 µ (OPA) y film AL-OR, café, de 20 µ (CAF). Se seleccionaron las láminas transparente y opaca por ser opuestas en transmisividad y film café, como otra alternativa de mulch ofrecida en el mercado. Se estableció un diseño de bloques completos al azar, con tres cubiertas diferentes y suelo descubierto como tratamientos (SUE, TRA, OPA, CAF), con cuatro repeticiones. Los termómetros de máxima y mínima se ubicaron en el centro de cada bloque, en un soporte de madera blanco al interior de cuatro cilindros protectores blancos ubicados a 20, 40, 80 y 160 cm sobre la superficie del suelo. Una de las repeticiones incluyó tensiómetros en los cuatro tratamientos, y tres de ellas llevaron bloques de Bouyoucos en dos tratamientos: transparente y testigo. Durante todo el período se midió además, la temperatura del aire, máxima, mínima y actual a la hora de registro, a 20, 40, 80 y 160 cm sobre la superficie del suelo. En una unidad independiente de los tratamientos se ubicaron el termómetro y el tensiómetro de profundidad. Complementariamente al diseño del experimento principal se comparó el film café con el PE naranjo de 50 µ (NAR) como la cuarta cubierta, debido a que este último, en diversos espesores, es el más frecuentemente empleado por los agricultores (n = 2).

El análisis estadístico consistió en análisis de varianza y prueba de significancia para los tratamientos. Debido a que el fenómeno en estudio fue registrado en su evolución temporal, se presentó la necesidad de construir un indicador para realizar la prueba estadística. En otro caso, podría demostrarse la significancia para los valores finales, cuyas magnitudes serían producto de cada tratamiento. Esta opción ha sido ampliamente utilizada en muchas investigaciones donde interesa el valor final de un tratamiento que transcurre. Dado que en este caso es de interés la tasa con que se acumula energía en el suelo bajo las diferentes cubiertas plásticas, se construyó el registro de temperatura acumulada, indicador directo del calor acumulado, puesto que es el producto de la temperatura por el calor específico del suelo. La prueba de hipótesis fue planteada así para la pendiente de cada curva de temperatura media acumulada (Claudio Aguilar, Pontificia Universidad Católica de Chile, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, comunicación personal).

La superficie de cada unidad fue definida de acuerdo a la investigación realizada por Gutkowski y Terranova (1991), quienes definieron una área de 1 m2, y sus dimensiones se acomodaron con aquéllas de los plásticos utilizados comercialmente con mayor frecuencia.

El ensayo se organizó en cinco fases, cubriendo un período total de 38 días. Fase 1: comportamiento térmico bajo tres láminas plásticas (TRA, OPA, CAF) y suelo descubierto (SUE) con medición de temperatura a 7 cm de profundidad; Fase 2: comportamiento térmico con medición de temperatura a cuatro profundidades: 1, 3, 7 y 15 cm en el tratamiento SUE; Fase 3: comportamiento térmico con medición de temperatura a cuatro profundidades: 1, 3, 7 y 15 cm en el tratamiento TRA; Fase 4: comparación de PE NAR con CAF con medición de temperatura a 3 y 7 cm de profundidad; y Fase 5: evaluación de movimiento térmico transversal bajo TRA. Los cambios de fase se realizaron sin remover las láminas plásticas, ni alterar la condición original de la superficie del suelo con el objeto de continuar registrando los efectos acumulativos de los tratamientos.

Instrumentación

Para medir la temperatura se utilizaron 16 termómetros digitales de máxima y mínima con sensor interno y externo. Se registró la evolución de la temperatura del suelo y del aire. Se dispuso de 16 termómetros de mercurio para suelo para comprobar la exactitud de los termómetros electrónicos y para comparar el efecto de las láminas café y naranja. Se utilizó, además, un termómetro de suelo de vástago metálico largo (0,6 m) para el control de la temperatura a 30 cm, en un bloque independiente bajo suelo descubierto.

Los termómetros digitales almacenan sólo las temperaturas extremas del ciclo diario, por eso y para obtener información de la evolución continua de la temperatura, se emplearon dos capturadores de temperatura con sensor externo, con capacidad de almacenamiento para 1800 registros (Onset Computer Corp. Stowaway XTI), los cuales fueron recogidos con un computador portátil 486, 8 M RAM vía puerta serial al software Logbook para Windows.

Efecto de diferentes tipos de láminas

Para proceder con la Fase 1, se insertó un sensor de máxima y mínima (-40 +50°C) a una profundidad de 7 cm en el centro de cada tratamiento. Un registro paralelo se realizó con termómetros de mercurio a 3 y a 7 cm para comparar la cubierta AL-OR café con PE naranja, en los bloques 2 y 3. Por un período de 15 días se anotó en forma diaria la temperatura máxima, mínima y actual a la hora de registro, es decir, 18:00 h, hora local de invierno. Esta hora se determinó a través del registro de los capturadores durante el tiempo previo, en espera de capacidad de campo, de modo de registrar a esta hora la máxima y la mínima del mismo día. Entre los días 13 y 14 se realizó un registro del ciclo diario, anotando la temperatura a intervalos de una hora en el día y dos horas en la noche (12 y 13 de noviembre). Este registro se hizo al final del estudio puesto que investigaciones anteriores han mostrado que tratamientos de este tipo se estabilizan aproximadamente a partir del décimo día (Pullman et al., 1981). Los dos capturadores se instalaron en forma equivalente a 7 cm de profundidad, para obtener una contraparte de los registros manuales. Se seleccionaron para esto los tratamientos extremos, es decir, cubierta blanco/negro (opaco a la radiación) y transparente.

Un aspecto experimental que es necesario mencionar, es la saturación de los termómetros digitales durante los registros de máximas bajo el PE transparente cuando la temperatura se aproximaba a su límite en el rango de operación (50°C). Con el fin de salvar esta dificultad se dispuso un seguimiento con termómetros de mercurio cuando se detectó el problema. Se pudo observar una diferencia creciente a partir de los 40°C, con una diferencia máxima en la zona de 50°C con una magnitud de alrededor de 2°C. Por lo tanto, para que la información recogida fuera útil, se debió considerar una corrección: los gráficos fueron elaborados utilizando una corrección simple, sustituyendo todo valor mayor o igual a 48,5°C por su valor más 2°C, la diferencia aproximada en esa zona térmica (Misle, 1998).

RESULTADOS

La evolución de la temperatura del suelo a la profundidad de 7 cm, bajo los diferentes tratamientos, se observa en la Figura 1.

Figura 1. Temperatura máxima (a) y mínima (b) del suelo a 7 cm de profundidad bajo diferentes tratamientos. Promedio de repeticiones. Entre el día 6 y 7 se presentó una precipitación de 0,1 mm lo que redujo la temperatura del suelo.
Figure 1. Maximal (a) and minimal (b) temperature of soil at 7 cm depth under different treatments. Mean of replicates. Between days 6 and 7 occurred 0.1 mm rainfall that reduced soil temperature.

TRA: lámina transparente SUE: suelo descubierto.

CAF: lámina café OPA: lámina opaco blanco/negro.

El análisis de varianza mostró que la variación debida a los tratamientos es significativa, mientras que a los bloques no lo es. Para discriminar entre los tratamientos se realizó la prueba de Tukey, revelando que son diferentes el tratamiento transparente del café y del testigo y el opaco, sin que pueda reconocerse diferencia entre estos últimos (Cuadro 1).

Cuadro 1. Temperatura promedio del suelo durante la Fase 1 bajo tres cubiertas plásticas diferentes, durante 15 días de tratamiento. Se indica significancia bajo la prueba de Tukey para la pendiente de la temperatura media acumulada.
Table 1. Mean soil temperature during Phase 1 under three plastic films, during 15 days treatment. Tukey test significance for accumulated mean temperature slope is indicated.

Tratamiento
Repeticiones

Temperatura promedio
°C

media de la pendiente Temperatura acumulada
Grupos

Transparente

4

30,2925

30,35598

a

Café

4

28,5100

27,79607

b

Opaco

4

21,2986

20,63715

c

Testigo

4

21,7514

21,38135

c

Coeficiente variación:

3,707%

 

Significación: 0,05

 

El incremento progresivo de la temperatura que se observa en la Figura 1, se manifiesta en ciclos diarios de aspecto sinusoidal, dependientes del ciclo solar. Durante los días 13 y 14 del ensayo (12 y 13 de noviembre) se registró un ciclo diario, bajo el supuesto que los efectos de la lámina plástica se habían hecho más estables, comenzando a las 18:00 h. Éste reveló que las diferencias entre tratamientos son expresadas principalmente por la diferente acumulación de calor durante el día. La Figura 2 ilustra los resultados obtenidos.



Figura 2. Evolución de la temperatura del suelo a 7 cm de profundidad en un ciclo diario bajo diferentes tratamientos. El tiempo expresa hora del día. La hora 18 corresponde a la hora de registros por día y por lo tanto, la hora de inicio y fin de anotaciones en el ciclo (punto de quiebre en la curva)..
Figure 2. Soil temperature evolution at 7 cm depth in a daily cycle under different treatments. Time is expressed as hour of day. Since the results were recorded at 18:00 h, this is the time for beginning and end of cycle (break point in the curve).

TRA: lámina transparente SUE: suelo descubierto.

CAF: lámina café OPA: lámina opaco blanco/negro.

Se diseñó la Fase 4 para investigar el comportamiento de la lámina AL-OR café en relación al PE naranjo, de amplia difusión y por lo tanto, la alternativa con que compite en el mercado. Durante 11 días se registró la temperatura a 3 y a 7 cm, llevando dos repeticiones, de acuerdo a los recursos instrumentales. El curso de la temperatura se presenta en la Figura 3.


Figura 3.
Evolución diaria de la temperatura a la hora de registro 11:00 h en los tratamientos café (CAF) y naranja (NAR) a dos profundidades de suelo. Promedio de dos repeticiones.
Figure 3. Daily evolution of temperature at recording time 11:00 in brown (CAF) and orange (NAR) treatments at two soil depths. Mean of two replicates.

El ciclo diario de temperatura en este caso se ha graficado en la Figura 4. Se observa la similitud en el comportamiento de ambas cubiertas.



Figura 4. Evolución horaria de la temperatura en los tratamientos CAF y NAR a dos profundidades. Se registró desde las 11:00 h.
Figure 4. Hourly evolution of temperature in CAF and NAR treatments at two depths. Records were made from 11:00 h.

DISCUSIÓN

La humedad del suelo fue uniforme en todos los tratamientos cubiertos con plásticos, pero pese a los esfuerzos por mantenerla constante, después de la Fase 1 el suelo descubierto comenzó a diferir de ellos (día 14). Por lo tanto, debe considerarse que las comparaciones que se hacen entre el PE transparente y el testigo están ligeramente afectadas por la diferencia en el contenido de humedad, aunque ya se ha indicado que en el rango de humedad aprovechable la conductividad térmica no cambia demasiado (Misle, 1998).

El diseño de un experimento con 4 repeticiones ha permitido hacer un análisis estadístico aceptable al utilizar las pendientes de la temperatura acumulada como datos a comparar. Una herramienta similar ha sido utilizada antes por Montealegre et al. (1997). Resultaría poco práctico realizar análisis de regresión por cada día del experimento. El interés que tal análisis puede tener es determinar a partir de qué momento comienza a diferir la temperatura bajo los diferentes tratamientos. En la Figura 1 se observa que desde el comienzo del ensayo la distancia entre los tratamientos se mantiene proporcional y al graficar la temperatura acumulada, se observan unas rectas que se abren de modo uniforme durante el transcurso del período experimental (Figura 5). Por otra parte, obtener conclusiones a partir de las diferencias de los valores finales parece poco confiable. Lo que interesa distinguir es, precisamente, la tasa a la cual se acumula calor en el suelo bajo los diferentes acolchados.

Figura 5. Temperatura media acumulada para cuatro coberturas de suelo. Profundidad 7 cm.
Figure 5. Accumulated mean temperature for four soil covers. Depth 7 cm.

TRA: lámina transparente SUE: suelo descubierto

CAF: lámina café OPA: lámina opaco blanco/negro.

Es interesante destacar que el PE blanco sobre negro (OPA) evita que el suelo a 7 cm alcance una temperatura similar a la del suelo desnudo. Dado que el análisis estadístico no diferencia entre estos dos tratamientos, no podría afirmarse el efecto que se menciona; no obstante, debe tenerse presente que el menor incremento diurno se ha compensado con protección nocturna, tal como se evidencia en la Figura 1b. De esta manera, en el registro obtenido durante varios días, a escala diaria, no pueden discriminarse diferencias si se analiza la temperatura media. En observaciones realizadas en un bloque establecido paralelamente al ensayo, desde el inicio de la investigación principal, como control vegetal con plantas de zapallo italiano (Cucurbita pepo), la planta sobre PE opaco expresó un mayor crecimiento que sobre el suelo descubierto, mostrando efectos no explicados por la temperatura media. Precisamente las temperaturas extremas del día resultan decisivas y así, la utilización de PE transparente en época cálida puede llegar a imponer restricciones al desarrollo vegetal, al superar por algunas horas la temperatura óptima fisiológica del cultivo, pudiendo aproximarse incluso a la temperatura máxima y disminuyendo en consecuencia el crecimiento de la planta con relación a una situación más favorable.

Como se observa en las Figuras 3 y 4, el PE café no difiere significativamente del PE naranja, y esto podría conducir a un menor costo para el agricultor con una menor contaminación por desechos plásticos si el precio por unidad de peso del material fuese el mismo, puesto que se utilizó una cubierta café con un espesor de sólo un 40% del PE naranja. Desde el punto de vista de la temperatura obtenida su utilización resultaría ventajosa sólo para un control de malezas más efectivo, puesto que al parecer a un mismo espesor el PE café presentaría menor transmisión de radiación fotosintéticamente activa que el PE naranja.

En una investigación de características similares, Contreras et al. (1992), en un ensayo realizado en Temuco, encontraron un comportamiento similar entre el PE transparente y el PE gris humo, lo cual, difiere con los resultados obtenidos durante esta investigación, ya que al parecer, cualquier cubierta de menor transparencia debe producir temperaturas de suelo menores que el PE transparente. Es posible que la diferencia en la declinación solar con respecto a la zona en que se realizó la investigación citada, produzca un mayor albedo (fracción de radiación reflejada), haciendo más parecidos el PE transparente con el gris humo. Tal argumento parecería aceptable si se considera que ya ha sido necesario utilizar el albedo en función de la hora del día para la construcción de un modelo a partir de los datos obtenidos durante esta investigación (Misle, 1998). Se debe tener presente que existen 5°C de diferencia en la máxima media del mes de noviembre entre Talca y Temuco, además del breve período asignado al seguimiento de la temperatura, durante el cual probablemente los tratamientos de Contreras et al. (1992) no se habían estabilizado.

Los resultados y conclusiones obtenidos por Contreras et al. (1992) son comparables a los obtenidos en la presente investigación, y sugieren la necesidad de un modelo para discutir más sólidamente especulaciones de este tipo, de gran importancia práctica, ya que se suele difundir la utilización de un material en una zona, sin que necesariamente sea adecuado para otra, ni para otros cultivos o épocas de establecimiento. Dado que en la actualidad es común observar en la práctica una utilización de cubiertas diferente a la que cabría esperar de acuerdo al objetivo propuesto, como el uso de PE OPA con el propósito de anticipar cosechas, es posible asegurar, conforme a los resultados observados, que la utilización actual de cubiertas plásticas en el país es deficiente y hasta contradictoria.

Con relación a la temperatura obtenida bajo TRA, se estima que es practicable la solarización en Talca dado que los resultados muestran temperaturas sobre 40 °C durante seis horas diarias, con una temperatura máxima promedio de 39,1°C en el experimento de la Fase 1 (Figuras 1 y 2). Para ello, debe conocerse la profundidad a la cual se alcanza una temperatura adecuada en un tiempo aceptable de tratamiento (Fase 3). Para realizar la práctica de la solarización, es posible obtener en esta latitud temperaturas máximas posiblemente letales para los organismos mesotérmicos después de 15 días de tratamiento, en noviembre, siendo presumible extender la posibilidad a los meses siguientes que presenten una radiación solar mayor o similar.

La mayor parte de la investigación que ha intentado cuantificar el efecto de cubiertas plásticas discrimina sus efectos directos sobre el suelo tal como se ha mostrado en los resultados anteriores. No obstante, se debería considerar además el efecto que tendrá sobre los cultivos el ambiente luminoso producido por el tipo de luz reflejada por los plásticos, así como el efecto del follaje sobre el mulch y la temperatura del suelo.

CONCLUSIONES

1. El PE transparente produjo la temperatura más alta entre las diferentes láminas. Además, mostró incrementos importantes de la temperatura en el interior del suelo, aún a 15 cm de profundidad.

2. El PE café alcanza altas temperaturas, unos grados más bajo que el PE transparente, siendo la temperatura media promedio de TRA = 30,3°C y de CAF = 28,5°C para los 15 días de la Fase 1.

3. El PE café no difiere significativamente del PE naranja, de amplia utilización en el país.

4. El suelo cubierto por PE blanco/negro se mantuvo a una temperatura similar que el suelo descubierto, con una temperatura media promedio de OPA = 21,3°C y de SUE = 21,75°C para los 15 días de la Fase 1.

5. De acuerdo con las temperaturas alcanzadas bajo el PE transparente, es practicable la solarización en Talca (35°26’ lat. Sur) puesto que los resultados muestran temperaturas sobre 40°C durante seis horas diarias, con una temperatura máxima promedio de 39,1°C.

6. Se cuantificó el comportamiento térmico del suelo bajo diferentes cubiertas plásticas, mostrando sus diferencias, sometidas a pruebas de hipótesis, las cuales elevan la confiabilidad de los resultados para utilizarlos en la validación de un modelo capaz de describir la conducta térmica del suelo bajo cubiertas plásticas, dadas sus características ópticas.

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MODELANDO EL DÍA DE CONTROL: NUEVA TÉCNICA ESTADÍSTICA EN EVALUACIÓN GENÉTICA DE GANADO BOVINO LECHERO1

Test day model: A new statistical tool for genetic evaluation of dairy cattle

Héctor A. Uribe2

1 Recepción de originales: 23 de noviembre de 1999.
2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Remehue, Casilla 24-0 Osorno, Chile.
E-mail: huribe@remehue.inia.cl

ABSTRACT

Molecular genetics is making enormous improvement in identifying major effect genes or quantitative trait loci. However, quantitative genetics still plays an important role on modern animal breeding. Animal models using a single record per lactation assume that environmental effects do not vary through the entire lactation. A test day model permits environmental changes through the lactation. Test day models were developed in Canada and are being used for genetic evaluation in at least two countries. Chile, as a dairy frozen semen importer, uses genetic evaluations done abroad. Although domestic application of such evaluations is limited, it is necessary a minimal understanding of the methodology used in the estimation of breeding values. The objective of this work is to discuss basic aspects of the statistical theory used in test day models. A random regression test day model example is presented. A test day random regression model has been implemented in Canada for dairy cattle genetic evaluation, this allows better modeling of the lactation curve. It is concluded that breeding value estimation, using test day models, is better as compared to single record animal models, however, computer requirements are increased. Persistence, as a sub product of random regression test day models, may be an important production trait.

Key words: breeding values, lineal models, random regression.

RESUMEN

Aunque la genética molecular está haciendo importantes avances en la identificación de genes o grupos de genes con acción sobre características productivas, la genética cuantitativa aún presenta un rol importante en el mejoramiento animal moderno. Los modelos animales tradicionales, usando un registro de producción por lactancia, asumen que los efectos ambientales que afectan una lactancia no varían a lo largo de ésta. Un modelo de día de control permite variaciones del ambiente a través de una lactancia. Ésta es una herramienta estadística que está siendo utilizada en evaluación de ganado de leche en al menos dos países. Chile como un importador de semen congelado bovino usa evaluaciones genéticas realizadas en el extranjero. Aunque la aplicación de dichas evaluaciones es muy limitada en condiciones locales, es necesario un mínimo conocimiento de la metodología usada para estimar valores genéticos. El objetivo de este trabajo es entregar algunos aspectos básicos de la teoría estadística usada en modelos de día de control. Se presenta un ejemplo usando regresores aleatorios, similar al sistema canadiense de evaluación de ganado lechero, esto modela la curva de producción de leche con mayor exactitud ya que permite desviaciones individuales de cada vaca. Se concluye que la estimación de valores genéticos usando un modelo de día de control es más exacta, pero la demanda computacional es mucho mayor. La persistencia de producción, como un subproducto de un modelo de día de control usando regresiones aleatorias, puede ser una característica de interés.

Palabras claves: valores genéticos, modelos lineales, regresiones aleatorias.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo y aplicación de la genética molecular avanza muy rápidamente, identificando genes o grupos de ellos y sus acciones sobre características productivas, sin embargo, la mayor parte del avance genético en ganado de leche aún debe sus logros al desarrollo e implementación de herramientas estadísticas aplicadas a genética cuantitativa. Estas técnicas estadísticas, que a primera vista parecen abstractas, han probado su efectividad y gran potencial a nivel práctico. El avance genético en producción de leche de ganado Holstein en países desarrollados ha sido de aproximadamente 100 kg de leche por año (Wiggans, 1997), es decir en promedio las terneras nacidas en este año tienen un potencial genético de producir 100 kg más de leche en la primera lactancia, que las nacidas hace un año atrás. Estos logros incentivan a los investigadores quienes, financiados por productores y asociaciones de criadores, prueban nuevas teorías que puedan ayudarlos a separar el componente ambiental del componente genético, basados en registros de producción y genealógicos.

Una nueva tecnología está siendo usada en evaluación genética en algunos países desarrollados; se trata de los modelos para producción del día de control, entendiendose como tal a los modelos que usan cada control lechero como una observación separada y particular de cada animal (Ali y Schaeffer, 1987; Ptak y Schaeffer, 1993; Reents et al., 1994; Jara, 1999). Este tipo de modelos ya está en uso en forma comercial en el sistema de evaluación genética de Alemania desde agosto de 1998. Aunque gran parte de la tecnología estadística para los modelos de producción del día de control fue desarrollada en Canadá (Ptak y Schaeffer, 1993), este es el segundo país en adoptar su uso en forma comercial. Desde la evaluación genética de febrero de 1999, Canadá está expresando los valores genéticos de sus animales de leche basados en resultados de modelos para producción del día de control. España está trabajando en la implementación de un modelo del día de control y pareciera ser el tercer país que usará en forma comercial este tipo de modelos (María J. Carabaño, 1999, Depto. de Mejora Genética y Biotecnología, INIA, España, comunicación personal). En Chile, el uso de un modelo para el día de control usando regresores fijos y datos de producción de leche nacional fue reportado por primera vez por Jara (1999).

En Chile, aproximadamente el 70% del semen congelado usado en ganado de leche es importado, esto indica que los valores genéticos publicados en los catálogos de comercialización serán un producto de esta nueva forma de evaluación. El conocimiento básico de la metodología utilizada para evaluar los reproductores ingresados al país debe ser la mínima aspiración de los agentes nacionales involucrados en la importación de germoplasma de leche.

En ganado de leche, los modelos estadísticos tradicionales de evaluación genética, usan un registro de producción proveniente de una combinación de 4 a 10 controles lecheros realizados durante la lactancia del animal (Misztal et al., 1992). Estos controles individuales son acumulados utilizando diferentes estrategias (Swalve, 1998), para obtener un registro por lactancia. El registro acumulado de la lactancia es generalmente corregido por otros factores ambientales (época de parto, número de lactancia) y estandarizado a una lactancia de 305 días de un animal adulto, usando factores de corrección aditivos y/o multiplicativos, que muchas veces no han sido generados con información local. A las vacas cuyas lactancias están en progreso se les extrapola su producción asumiendo una curva de lactancia estándar (Wood, 1967); entre otras cosas, este procedimiento asume que los factores no genéticos que afectan todos los controles lecheros dentro de una misma lactancia son los mismos. Al analizar el manejo de un rebaño en producción de leche es claro que el supuesto anterior no se cumple. Sin embargo, con todas sus limitaciones, este sistema de evaluación tradicional ha realizado buenos aportes, considerando el avance genético obtenido en las dos últimas décadas en la producción de leche, grasa y proteína (Wiggans, 1997). Sin embargo, el sistema tradicional es débil y poco flexible al no considerar que las condiciones ambientales cambian desde el inicio al final de la lactancia.

La nueva metodología para analizar la producción del día de control considera el hecho de que cada vaca esté sometida a un manejo (alimentación, clima, etc.) que cambia a través de su lactancia; considera además que sus contemporáneas no son necesariamente las mismas a través de una misma lactancia. La implementación de modelos de producción del día de control no requiere controles de leche adicionales, es decir, no involucra nuevas inversiones o trabajo adicional para las empresas de control lechero. Esta metodología hace un mejor uso de los datos de control lechero existentes. Los registros de vacas que no han terminado su lactancia no necesitan ser extendidos y pueden ser usados directamente aportando información que puede ayudar a reducir el intervalo entre generaciones (Swalve, 1998).

El objetivo de este trabajo es entregar antecedentes de la teoría estadística que se aplica en la estimación de los valores genéticos que aparecen en los catálogos de reproductores de bovinos lecheros de Alemania y Canadá.

METODOLOGÍA

El modelo de evaluación genética canadiense usa regresiones fijas y aleatorias (Henderson, 1984; Jamrozik y Schaeffer, 1997; Uribe, 1998), esto permite obtener valores genéticos para cada día de lactancia. Un subproducto de esta metodología es una evaluación de persistencia de cada animal. Persistencia es una característica presentada como una función de la pendiente de la curva de producción de leche entre los días 60 y 280 de lactancia. Refleja la producción de leche, grasa o proteína en el día 280 en proporción al día 60 (máxima producción). En otras palabras describe la disminución de leche, grasa o proteína después de alcanzar el máximo de producción, el cual ocurre aproximadamente a los 60 días de lactancia. El modelo usado en Alemania no tiene regresores aleatorios por lo tanto no es posible obtener una medida de persistencia.

Para ilustrar el método se presenta un ejemplo numérico. Los datos del Cuadro 1 son datos ficticios de producción de leche del día de control de 4 vacas en dos rebaños, también se conoce el número de días de lactación al momento de cada control. En total son 10 registros ya que las vacas números 1, 3 y 4 tienen más de un control de producción de leche. En los datos del ejemplo la vaca número 4 tiene 4 controles de producción, dos fueron hechos en el segundo rebaño y los últimos fueron hechos en el primer rebaño. El Cuadro 2 muestra la estructura del pedigrí de los animales. En este caso la madre de la vaca 1 es desconocida.

Cuadro 1. Registros de producción de cuatro vacas.
Table 1. Production records of four cows.

Número Vaca

Días de Ordeño

Rebaño

Producción
(kg día-1)

1

35

1

15

1

64

1

20

1

98

1

17

2

60

1

23

3

60

2

25

3

95

2

24

4

35

2

16

4

65

2

18

4

95

1

22

4

124

1

20


Cuadro 2. Estructura del pedigrí de los animales.
Table 2: Pedigree structure of animals

Vaca

Padre

Madre

1

5

¿?

2

6

1

3

6

2

4

7

2


Por simplicidad se puede asumir que la curva de producción de leche puede ser descrita por el efecto de días en leche más el efecto del logaritmo natural de 305 dividido por días en leche (Schaeffer y Dekkers, 1994). Existen varias funciones que describen la curva de producción de leche en ganado de leche (Jamrozik et al., 1997), quizás la más conocida sea la presentada por Wood (1967).

El modelo estadístico para explicar cada una de los controles de producción es el siguiente:

yijk = Ri + b 1 x1 + b 2 x2 + aj + a1jx1 + a 2jx2 + eijk

Donde:

yijk = es un registro de producción diaria hecho en el i-ésimo rebaño (i= 1,2) por la j-ésima vaca (j = 1,2,3,4)

Ri = es el efecto fijo del i-ésimo rebaño

x1 = son los días de lactancia

x2 = ln(305/x1)

b 1 y b 2 = son los coeficientes de regresión fijos, comunes a las cuatro vacas del ejemplo, de producción en un día de control sobre x1 y x2, respectivamente

aj, a 1j y a 2j = son los coeficientes de regresión aleatorios, específicos para cada vaca, relacionando un control lechero con un intercepto, x1 y x2, respectivamente. En forma conjunta representan el efecto genético aditivo aleatorio de la j-ésima vaca

eijk = es el efecto residual aleatorio

La estructura de (co)varianzas entre los efectos aleatorios del modelo es:


donde:

A = es la matriz de parentesco genético aditivo entre los animales involucrados en el análisis (son siete animales ya que es un modelo animal y se incluyen todos los animales del archivo de pedigrí, Cuadro 2).


G = es una matriz que contien e las (co) varianzas entre los regresores aleatorios incluidos en el modelo (gij)
D = es una matriz diagonal, la cual puede tener diferentes valores, permitiendo que la varianza residual sea diferente a medida que la lactancia progresa.

= es la varianza residual.

De acuerdo al modelo, los regresores aleatorios, los cuales representan el efecto genético aditivo, no son independientes y existen covarianzas entre ellos, las cuales están ponderadas según el grado de parentesco genético aditivo entre los animales. Además, el modelo asume que los efectos residuales son independientes de los efectos genéticos aditivos.

Una de las complicaciones de este tipo de modelos es la estimación de los elementos de la matriz G y la varianza residual. En la actualidad estos parámetros genéticos se estiman usando principios derivados del teorema de Bayes mediante el muestreo de Gibbs (Jamrozik y Schaeffer, 1997; Jamrozik et al., 1997; Uribe, 1997, 1998; Jara, 1999).

En notación matricial el modelo estadístico es:

donde:

y = es el vector de observaciones de producciones del día de control

X = es una matriz relacionando cada observación con el rebaño donde se hizo la observación; además, esta matriz contiene los elementos de x1 y x2

b = es un vector desconocido que contiene las estimaciones para los dos rebaños y los coeficientes de regresión b 1 y b 2

Za = es una matriz de diseño, conteniendo ceros y unos, que relaciona cada observación con el animal que la hizo

a = es un vector desconocido que contiene el intercepto del efecto genético aditivo para cada animal

Z1 = es una matriz relacionando cada observación con los días de lactancia (x1)

Z2 = es una matriz relacionando cada observación con x2

a 1 y a 2 = son dos vectores desconocidos que contienen los regresores aleatorios, para cada animal, de producción del día de control sobre x1 y x2 respectivamente

e = es un vector de efectos residuales no explicados por los efectos incluidos en el modelo

Con los datos del ejemplo la matrices X, Za, Z1 y Z2 son:



El vector y contiene los 10 controles lecheros hechos por las 4 vacas:



Las ecuaciones de un modelo mixto para obtener soluciones de los vectores desconocidos son (Henderson, 1950; Henderson, 1984):

donde:

A-1 = es la inversa de la matriz de parentesco genético aditivo

kij = es el ij-ésimo elemento de la matriz G invertida multiplicado por

La dimensión (número de filas y columnas) de la matriz del lado izquierdo será de 26, esto es 7 animales cada uno con 3 regresores aleatorios (21), una columna para x1 y para x2, dos columnas para el efecto rebaño y una columna para el intercepto general. De la misma forma el vector de elementos desconocidos tendrá 26 elementos que corresponden a las estimaciones de los efectos indicados anteriormente.

Asumiendo que existen estimaciones de los parámetros del modelo:

= 2 (varianza residual) y que la estructura de la matriz G es:


entonces:



Las soluciones de los vectores desconocidos se obtienen al invertir la matriz del lado izquierdo multiplicándola por el vector del lado derecho:

Las soluciones para los efectos fijos y los efectos genéticos aleatorios incluidos en el modelo se presentan en los Cuadros 3 y 4, respectivamente.

Cuadro 3. Soluciones de los efectos fijos del modelo.
Table 3. Solutions for the fixed effects included in the model

Efecto

Solución

Media General

47,16

Rebaño 1

23,975

Rebaño 2

23,18

Coef. de regresión para días en leche (b 1)

-0,2686

Coef. de regr. Ln(305/días en leche) (b 2)

-20,848


Cuadro 4. Soluciones de los efectos genéticos aleatorios.
Table 4. Solutions for the random genetic effects

Animal

a

a 1

a 2

1

-0,123276

-0,022471

-0,003328

2

0,1074068

0,0124298

0,0041555

3

0,2683191

0,0326985

0,0100812

4

-0,049128

0,0023101

-0,003298

5

-0,061638

-0,011236

-0,001664

6

0,1918302

0,0250745

0,0069114

7

-0,068554

-0,002603

-0,003584

a = es un vector desconocido que contiene el intercepto del efecto genético aditivo para cada animal.
a 1 y a 2 = son dos vectores desconocidos que contienen los regresores aleatorios, para cada animal, de producción del día de control sobre días de lactancia y días de lactancia al cuadrado respectivamente.


RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En un modelo animal los animales sin registros productivos (5, 6 y 7) también tienen soluciones y es posible calcular su valor genético, esto es posible al incluir la matriz de parentesco genético aditivo (A). Cada animal tiene tres soluciones () con lo que es posible calcular el valor genético aditivo de cada uno de ellos para cada día de la lactancia si esto fuera requerido.

Si es de interés obtener el valor genético (V. G.) del j-ésimo animal para el i-ésimo día, éste se calcula de la siguiente manera:

donde:

Por ejemplo, la obtención del valor genético del animal 1 en el día 60 de lactancia se hace de la siguiente manera:

Esto significa que la vaca número 1 tiene un valor genético negativo de casi 1,5 kg de leche bajo el promedio poblacional en el día 60 de lactancia. Una producción completa se puede obtener sumando la producción desde el día 1 al 305, de esta manera:

y el valor genético para el j-ésimo animal en toda la lactancia es:


El valor genético de la vaca número 1 para una lactancia de 305 días es:


Esto significa que en una lactancia de 305 días, el animal número 1 tiene un potencial genético de producir 1087,211 kg de leche, por debajo de la media poblacional.

De la misma forma, el valor genético estimado para una lactancia de 305 días del animal 4 es:


Siguiendo la misma metodología los valores genéticos estimados para una lactancia de 305 días de todos los animales del ejemplo se presentan en el Cuadro 5.



Cuadro 5. Valores genéticos y diferencias predichas para una lactancia de 305 días.
Table 5. Breeding values and predicted differences for a 305 days lactation.

Animal

Valor

genético (kg)

Diferencia predicha (kg)

1

-1087,211

-543,600

2

614,047

307,024

3

1610,745

805,373

4

91,823

45,912

5

-543,629

-271,815

6

1230,692

615,346

7

-143,458

-71,729


Persistencia se definió como el potencial productivo del día 280 de lactancia en relación a la producción del día 60.

Con los resultados del ejemplo y para evitar extrapolar los resultados se usará la producción del día 124 en relación al día 60. La producción del día 60 del animal 1 se puede estimar usando las soluciones fijas y aleatorias del modelo (Cuadros 3 y 4) de la siguiente forma:

De la misma forma la producción del día 124 del animal 1 es:

De esta manera la persistencia de producción para el animal 1 es:


Esto significa que el día 124 de lactancia este animal puede producir un 82,23% de lo que es capaz de producir el día 60 de la lactancia. Haciendo el mismo ejercicio para el animal 4 y asumiendo que este producirá en el rebaño 1, resulta en una persistencia de 90,60% (18,50/20,40 = 90,60%). Esto indica que el animal 4 tiene una declinación de producción mucho menos pronunciada que el animal 1.

En este ejemplo el animal 4 tiene mejor persistencia y mejor valor genético que el animal 1. Al comparar dos animales puede existir el caso que uno tenga mayor valor genético para una lactancia de 305 días pero una menor persistencia que otro con menor valor genético. Algunos productores afirman que un animal con mayor persistencia en la primera lactancia es aquel que no alcanza volúmenes espectaculares en el pico de producción, pero mantiene una producción pareja a través de la lactancia. Una vaca más persistente está sometida a un menor estrés y presenta una mejor condición corporal que aquella que produce demasiado al momento del pico de producción. Este tipo de animal puede alcanzar un mayor número de lactancias, por lo tanto su producción vitalicia puede ser mayor. Esta es una de las razones por la cual genetistas canadienses y españoles (Rekaya et al., 1998) han empezado ha estudiar esta característica que, aunque su relación con producción no es del todo clara, puede tener un gran potencial en el futuro para aumentar la longevidad productiva del rebaño. En los catálogos de sementales canadienses la persistencia de un toro se expresa como el promedio de persistencia de sus hijas en un rebaño promedio. Para la raza Holstein se considera una persistencia de 63 % como el promedio racial (CDN, 1999)

La persistencia también es importante en aquellas lactancias que por algún motivo se extienden a más de 305 días. La Figura 1 muestra las curvas de producción de dos vacas con lactancias de mas de 305 días, donde la vaca A tiene una mayor persistencia que la vaca B. El sistema tradicional de evaluación de leche no considera producción de leche mas allá de los 305 días, de esta manera la vaca A puede ser sub-evaluada en consecuencia que es un animal de mayor mérito genético que el animal B.



Figura 1. Curvas de producción de dos vacas con lactancias de más de 305 días.
Figure 1. Lactation curve of two cows with than 305 days in lactation.

Las siguientes son algunas de las ventajas atribuibles a modelos de día de control con y sin regresores aleatorios:

  • No se necesita una proyección de las lactancias que no han terminado. De esta manera disminuye la posibilidad de una estimación errada de la producción real de leche, grasa o proteína.
  • Los registros de vacas que aún no han terminado su lactancia pueden ser analizados, de esta manera se obtienen estimaciones genéticas de toros jóvenes en un menor tiempo.
  • Una mayor seguridad de estimación del valor genético de un animal (Jamrozik y Schaeffer, 1997; Swalve, 1998). La seguridad de estimación, la cual es la correlación entre el valor genético estimado y el verdadero, depende, entre otras cosas, del número de registros por animal. En contraste al análisis donde se usa un registro por lactación por vaca, un modelo para producción del día de control usa todos los controles (registros) mensuales disponibles de una vaca, esto aumenta la seguridad de estimación. La seguridad de estimación de los valores genéticos también está relacionada a la heredabilidad de la característica. Algunas investigaciones reportan una mayor heredabilidad de producción de leche al usar modelos del día de control con regresores aleatorios (Jamrozik y Schaeffer, 1997) lo que indica claramente una ventaja con respecto a seguridad de estimación (Swalve, 1998). Al aumentar la seguridad de estimación aumenta el cambio o progreso genético.
  • Al existir más de una entidad de control lechero es más fácil uniformar las diferencias que existan entre ellas como diferencias en los intervalos de control, horario de control lechero, método de extensión y estandarización de la lactancia, etc.

En el caso de un modelo de día de control con regresores aleatorios existe la ventaja adicional que cada animal tenga su propia curva de lactancia (altura y forma), dentro de lo permisible por la función usada para describir la curva en un modelo particular. Además, al ser posible calcular valores genéticos en cualquier etapa de la lactancia es posible tener estimaciones de persistencia.

Un modelo de día de control requiere mayores recursos de computación. El número de ecuaciones a resolver aumenta a medida que la función que explica la curva de lactancia aumenta sus parámetros. Las funciones usadas para modelar la curva de producción de leche en Canadá tienen 5 parámetros (Ali y Schaeffer, 1987; Jamrozik y Schaeffer, 1997), esto indica que la matriz G tiene 25 elementos. Por simplicidad, en el ejemplo presentado se consideró una función con 3 parámetros, la cual puede no reflejar lo que es una curva de lactancia. La estimación de los elementos de la matriz G también representa un esfuerzo considerable de programación y optimización de tiempo computacional. La obtención de estos parámetros ha sido posible usando el teorema de Bayes (Box y Tiao, 1992). En estadística bayesiana la distribución posterior de una variable aleatoria está dada por una función de densidad a priori, la cual se actualiza con la información entregada por los datos. La distribución posterior conjunta de los parámetros contiene toda la información necesaria para hacer la inferencia (Sorensen et al., 1994).

Sería posible obtener la distribución posterior marginal de un determinado parámetro desde la distribución conjunta por integración de los parámetros contenidos en esa distribución. La integración analítica de una distribución posterior con varios parámetros es casi imposible de obtener (Wang et al., 1994), lo cual impedía la implementación de análisis bayesianos cuando la distribución posterior conjunta presentaba algún grado de complejidad, éste es el caso de un modelo de día de control donde hay varios parámetros a estimar. Existen algunas aproximaciones como es el muestreo de Gibbs (Casella y George, 1992; Wang et al., 1994). El muestreo de Gibbs, el cual es una integración numérica, fue presentado por Geman y Geman (1984), éste genera vectores aleatorios de la distribución posterior marginal, de los parámetros de interés al muestrear, de la distribución posterior conjunta.

Parámetros genéticos como varianzas y heredabilidad también pueden ser estimados para cada día de la lactancia. Efectos ambientales permanentes (aquellos que afectan a todos los registros de producción pero no son de origen genético) también se modelan con regresores aleatorios. La varianza residual se asumió como constante en el ejemplo, en la realidad ésta varía a través de la lactancia y debe modelarse de acuerdo a esta característica.

De todos estos análisis la información que llega al productor de leche es lo que se publica en un catálogo de comercialización de semen congelado, esto es la mitad del valor genético estimado (V.G.305) de una lactancia completa (Cuadro 5), lo que se conoce como Diferencia Predicha. El valor genético se divide por dos ya que un determinado reproductor sólo transmite a su progenie una muestra aleatoria de la mitad de sus genes, la otra mitad que formará al nuevo individuo se asume que viene también en forma aleatoria de la población.

CONCLUSIONES

Al aumentar la seguridad de predicción, los modelos para producción en el día de control permiten una mejor aproximación al verdadero valor genético del animal. Aunque la comparación directa con modelos tradicionales no es directa ya que estos modelan características que pueden ser diferentes.

La demanda computacional de este tipo de modelos es considerablemente mayor que un modelo animal univariado.

La persistencia de producción de leche es un subproducto de esta metodología de evaluación, la cual puede tener bastante importancia en el futuro cuando exista mayor conocimiento de la relación entre persistencia y producción vitalicia.

Desde su desarrollo teórico los modelos de día de control han sido implementados comercialmente en ganado lechero en Canadá (incluyendo regresores aleatorios) y en Alemania.

LITERATURA CITADA

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INCOMPATIBILIDAD NECRÓTICA EN CRUZAMIENTOS DE TRIGOS HARINEROS HEXAPLOIDES Y TRIGOS SINTÉTICOS QUE LLEVAN GENES DE Triticum tauschii1

Necrotic incompatibility in hexaploid bread wheat and synthetic wheats with Triticum tauschii genes crosses

Mario Mellado Z.2

1 Recepción d e originales: 07 de marzo de 2000.
2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Quilamapu, Casilla 426, Chillán, Chile. E-mail: mmellado@quilamapu.inia.cl

ABSTRACT

With the aim to increase genetic variability and resistance to Puccinia striiformis of wheat germplasm in the Wheat Breeding Program of the Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Quilamapu, Chillán, Chile, 278 artificial crosses were made between hexaploid bread wheats and synthetic wheats with Triticum tauschii genes. Crosses were carried out under field conditions during 1997- 1998 season. Of total F1 hybrids, 190 were normal in growing and development, and the remaining 88 showed necrotic incompatibility, which was expressed as dead plants at begining of the emergence; plants that growed up to the flag leaf stage and then died, and very late plants with slow growth and leaves forming a compact bunch shape. These plants died before reaching their reproductive stage.. Fifty percent of F1 hybrid viables was susceptible to Puccinia striiformis.

Key words: synthetic wheats, Triticum tauschii, hybrid necrosis.

RESUMEN

Con el propósito de aumentar la variabilidad genética y la resistencia a Puccinia striiformis en el germoplasma de trigo del Proyecto de Mejoramiento de Trigo del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional de Investigación Quilamapu, se realizaron 278 cruzamientos artificiales entre trigos harineros comunes y trigos que incluían a Triticum tauschii en su pedigrí. Las cruzas se llevaron a cabo en condiciones de campo durante la temporada 1997-98. Del total de híbridos F1, 190 fueron normales en crecimiento y desarrollo, y los 88 restantes mostraron incompatibilidad necrótica, que se expresó como plantas que murieron a los pocos días de su emergencia, plantas que se desarrollaron hasta la emisión de la hoja bandera y luego murieron, y plantas muy tardías y de lento desarrollo cuyas hojas formaron una especie de racimo compacto. Estas plantas se secaron, sin llegar al estado reproductivo. El 50 % de los híbridos F1 viables, fue susceptible a Puccinia striiformis.

Palabras clave: trigos sintéticos, Triticum tauschii, necrósis híbrida.

INTRODUCCIÓN

Triticum tauschii (Aegilops squarrosa) es una especie silvestre diploide de 14 cromosomas cuyo genoma se designa con la letra mayúscula D. Según Kimber y Feldman (1987) citados por Mujeeb - Kazi y Hettel (1995) esta gramínea aporta el genoma D al trigo harinero (Triticum aestivum L.). Por otra parte, Valkoun et al. (1990 ), citado por Mujeeb - Kazi y Hettel (1995), señalaron que T. tauschii es resistente a: carbon karnal (Tilletia indica), fusariosis (Fusarium graminearum), tizón foliar (Helminthosporium sativum), roya colorada de la hoja (Puccinia recondita), roya amarilla (Puccinia striiformis), salinidad, y sequía. Considerando lo anterior, el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y trigo (CIMMYT) ha utilizado Triticum tauschii en la creación de trigos sintéticos hexaploides, usando el procedimiento empleado por Mujeeb-Kazi y Hettel (1995) (Figura 1). Ello ha permitido aumentar la variabilidad genética y las posibilidades de introducir características deseables a cultivares de trigo harinero. Sin embargo, estos trigos sintéticos también son portadores de genes que producen distintos grados de necrosis, lo cual se expresa como muerte de tejidos en los híbridos generados de cruzas con otros trigos harineros comunes.

La necrosis híbrida, o incompatibilidad necrótica, es un desorden fisiológico causado por dos genes dominantes complementarios, designados con las letras Ne, los cuales producen la muerte prematura de las láminas y vainas (Bizimungu et al. 1998). Según Caldwell y Compton (1943), y Heyne et al. (1943) la necrosis híbrida se expresa como una degeneración de los cloroplastos causada por la acción complementaria de los alelos dominantes de los genes Ne1 y Ne2. Este fenómeno fue informado como un serio problema en cruzas interespecíficas de trigos hexaploides con tetraploides (Gregory, 1980), debido a que los genes Ne están ampliamente distribuidos en cultivares y líneas de trigo.

Hermsen (1963) señala que todos los trigos tetraploides llevan el gene Ne1 localizado en el cromosoma 5BL, en tanto que solo algunos trigos hexaploides llevan el gene necrótico Ne2, que se localiza en el cromosoma 2BS. Cuando se efectúa un cruzamiento entre un trigo tetraploide por un trigo hexaploide que lleva el gen Ne2, se juntan los genes necróticos de ambas especies, y el híbrido F1 muestra incompatibilidad necrótica; sin embargo, cuando un trigo tetraploide se cruza con un trigo hexaploide que no lleva el gene Ne2 la descendencia F1 es normal.

Según De Sousa (1995) el gen Ne2 con pocas excepciones, esta ligado con el gen Lr 13, que en algunas regiones del mundo transfiere resistencia a Puccinia recondita.

Un trigo sintético originado al cruzar un trigo duro (4x=28) por Triticum tauschii, siempre llevará el gen Ne1. Por lo tanto al cruzar este sintético con un trigo hexaploide (6x= 42), existen las dos probabilidades antes señaladas, es decir pueden aparecer plantas con necrósis híbrida y plantas normales, dependiendo de la existencia del gen Ne2 en el trigo hexaploide.

En el presente trabajo se presenta información referente al comportamiento de híbridos F1 obtenidos al cruzar trigos hexaploides harineros con trigos sintéticos hexaploides que llevan genes de Triticum tauschi.

MATERIALES Y MÉTODOS

Durante la temporada 1997 - 98 en el Proyecto de Mejoramiento de Trigo del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional de Investigación (CRI) Quilamapu, se realizaron 278 cruzamientos artificiales entre trigos harineros comunes y trigos que incluían a Triticum tauschii en su pedigrí Estos cruzamientos se clasificaron según el progenitor (madre o padre) que llevaba los genes de Triticum tauschii. (Cuadro 1).

Figura 1. Representación esquemática de la producción de trigos sintéticos hexaploides derivados del cruzamiento de Triticum turgidum x Triticum tauschii, y su utilización.
Figure 1. Schematic showing of synthetic hexaploid wheat production derived from crossing Triticum turgidum x T. tauschii and the use of those wheats.

Cuadro 1. Distribución de los cruzamientos según el progenitor que aportó los genes de Triticum tauschii.
Table1. Cross distribution according to progenitor possesing Triticum tauschii genes.

Progenitor con genes de Triticum tauschii

Número de cruzamientos

Madre sintética primaria

83

Madre sintética secundaria

96

Padre sintético primario

61

Padre sintético secundario

38

Total

278


Se definió como trigo sintético primario hexaploide al obtenido mediante el cruzamiento de un trigo tetraploide (n =14) con Triticum tauschii (n = 7), y posterior duplicación de los cromosomas (Figura 1). Por otra parte se define como trigo sintético secundario hexaploide al obtenido mediante cruzamiento convencional de un trigo harinero hexaploide con un trigo sintético primario hexaploide.

Las semillas obtenidas de los 278 cruzamientos se sembraron el 12 de junio de 1998, en un suelo trumao de riego (Typic Dystrandeps) del Campo Experimental Santa Rosa (36°31’34" lat.. S; 71°54’40" long. O; 220 m.s.n.m ), perteneciente a INIA, CRI Quilamapu, Chillán, Chile.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Una característica común y general de todos los híbridos que tienen genes de Triticum tauschii es la ausencia de cera en sus tejidos y el intenso color verde obscuro de su vegetación. Aunque la emergencia fue normal, desde inicios de macolla en adelante se pudo observar que en algunos cruzamientos había problemas de incompatibilidad necrótica, que se expresaba en las siguientes formas: plantas que murieron a los pocos días de su emergencia; plantas que se desarrollaron hasta la emisión de la hoja bandera y luego murieron; y plantas muy tardías y de lento desarrollo, cuyas hojas formaban una especie de ramo compacto. Estas plantas se secaron sin llegar a la emisión de espigas.

Las plantas que completaron su ciclo fenológico y desarrollaron granos eran, en su gran mayoría, de mal tipo agronómico, especialmente en lo relacionado con dureza de las glumas, coloración café obscura de las espigas, ausencia de cera en los tallos y hojas, y susceptibilidad a las royas (Puccinia striiformis y Puccinia recondita ).

Coincidiendo en gran parte con los puntos anteriores, Hermsen (1963) indicó que los síntomas necróticos varían entre leve reducción en el vigor y fertilidad de los híbridos, hasta la muerte de las plantas en el estado de tres hojas, correspondiente al código 13 de la escala decimal de Zadoks ( 1974).

El Cuadro 2 señala la cantidad de F1 viables y no viables obtenidos en el presente trabajo. Se puede observar que la mayor cantidad de F1 viables (80%) se obtiene cuando se usa como madre a un trigo sintético primario, y que la menor cantidad de F1 viables (43%) se logró al usar como padre a un trigo sintético primario.

Cuadro 2. Híbridos F1 viables y no viables, de acuerdo al progenitor que lleva los genes de Triticum tauschii.
Table 2. Viable and non viable F1 hybrids according to Triticum tauschii gene progenitor.

Progenitor con genes de T. tauschii.

% F1 viables

% F1 no viables

Total F1

Madre sintética primaria

80 (57)1

20

83

Madre sintética secundaria

75 (62)

25

96

Padre sintético primario

43 (84)

57

61

Padre sintético secundario

68 ( 54)

32

38

Gran total

   

278

1 Porcentaje de híbridos viables que fueron susceptibles a roya estriada (Puccinia striiformis).

En general, de los F1 viables, es decir, que produjeron semilla, más del 50% fueron susceptibles a Puccinia striiformis, una de las principales enfermedades de la zona Centro Sur de Chile, por lo que estos cruzamientos resultaron de poca utilidad para el Programa de Mejoramiento. Este resultado permite señalar que en el mejoramiento aplicado, no basta con buscar variabilidad, ya que muchas veces esta variabilidad no se traduce en variedades mejoradas.

LITERATURA CITADA

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De Sousa, C.N.A. 1995. Survey on leaf tip necrosis and hybrid necrosis (gene Ne2). Annual Wheat Newsletter 41:64-65.         [ Links ]

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^rND^sCaldwell^nR. M.^rND^nL. E.^sCompton^rND^sBizimungu^nB.,^rND^nJ.^sCollin^rND^nA.^sComeau^rND^nC.^sSt - Pierre^rND^sDe Sousa^nC.N.A.^rND^sGregory^nR.S.^rND^sHeyne^nE. C.^rND^nG. A.^sWiebw^rND^nR. H.^sPainter^rND^sHermsen^nJ. G.^rND^sZadoks^nJ.^rND^nT.^sChang^rND^nC.^sKonzak^rND^sCaldwell^nR. M.^rND^nL. E.^sCompton^rND^sBizimungu^nB.,^rND^nJ.^sCollin^rND^nA.^sComeau^rND^nC.^sSt - Pierre^rND^sDe Sousa^nC.N.A.^rND^sGregory^nR.S.^rND^sHeyne^nE. C.^rND^nG. A.^sWiebw^rND^nR. H.^sPainter^rND^sHermsen^nJ. G.^rND^sZadoks^nJ.^rND^nT.^sChang^rND^nC.^sKonzak^rND^nRicardo^sOyarzún L.^rND^1A01^nPablo^sAlvarez L.^rND^nRicardo^sOyarzún L.^rND^1A01^nPablo^sAlvarez L.^rND^nRicardo^sOyarz£n L.^rND^1A01^nPablo^sAlvarez L.

MORFOLOGÍA DE SUELOS DE LA CUENCA DE TALHUÉN DEL SECANO SEMIÁRIDO DE LA IV REGION, CHILE1

Morfology of Soils in the Talhuen Basin, Semiarid Dryland of the Fourth Región, Chile

Ricardo Oyarzún L.2 y Pablo Alvarez L.3

1 Recepción de originales: 21 de mayo de 2000.
2 Ricardo Oyarzún L. Marcela Paz 646, La Serena, Chile. E-mail: oyar640@entelchile.net
3 Universidad de La Serena, Departamento de Agronomía, Campus Limarí, Av. La Paz s/n, Ovalle, Chile.
E-mail: agro@elqui.cic.userena.cl

ABSTRACT

This paper is part of a semi-detailed agrological study of the Talhuén Basin, located between 30°24’ - 30°36’ S lat and 71°11’ - 71°22’ W long in Ovalle County, IV Region, Chile. The information obtained led to the definition of five series and eight miscellaneous groups. The soils were taxonomically classified up to the large group category as Haplocalcids y Haplocambids. In relation to the soil’s parent materials, they are of the type transported by water and gravity. With respect to the profiles, three horizons were defined with the following characteristics: Hue between 5YR and 2.5YR, prismatic and blocky structures, coarse fragments between 5 - 30% and fine textures. The profiles are thin and have a Petrocalcic horizon located between 45 - 120 cm deep.

Key words: Aridisols, agrology, cambids, calcids, Talhuén Basin.

RESUMEN

El presente artículo es parte de un estudio agrológico semidetallado de la cuenca de Talhuén, localizada en el cuadrante definido por los 30°24’ - 30°36’ lat. Sur y 71°11’ - 71°22’ long. Oeste, en Ovalle, IV Región de Chile. La información obtenida permitió definir cinco series de suelos y ocho grupos misceláneos. Los suelos fueron clasificados taxonómicamente hasta el nivel de gran grupo como Haplocalcids y Haplocambids. En relación al material parental de los suelos, éste es de tipo transportado por agentes como agua y gravedad. Respecto a los perfiles, se definieron tres horizontes con las siguientes características: color entre 5YR y 2,5YR, estructuras prismática y de bloques, fragmentos gruesos entre 5 - 30% y texturas finas. Los perfiles son delgados y presentan un horizonte petrocálcicos entre los 45 y 120 cm de profundidad.

Palabras claves: Aridisols, agrología, cambids, calcids, Cuenca Talhuén.

INTRODUCCIÓN

Los principales estudios de suelos de la IV Región se han centrado en las zonas regadas de los valles de los ríos Elqui, Limarí y Choapa, dejando de lado los suelos de las zonas de secano. Sin embargo, existen razones para estudiar este recurso en algunas zonas específicas del sector de secano regional. Entre ellas destacan: a) La pérdida de suelos agrícolas bajo riego, como consecuencia del crecimiento de las zonas urbanas, lo que ha incrementado el interés por los sectores de secano aledaños a las ciudades; b) Las virtudes climáticas de las cuencas, que atraen la atención por terrenos de menor costo y factible incorporación al riego, condiciones que se encuentran en las áreas pertenecientes a comunidades agrícolas limítrofes a las zonas urbanas.

Un sector que reúne las características antes mencionadas, representativo de este tipo de cuencas, es el de Talhuén, ubicado a aproximadamente 5 km al norte de la ciudad de Ovalle, Provincia de Limarí, IV Región.

El objetivo del presente trabajo es exponer los rasgos morfológicos principales de los suelos y el paisaje asociado, en un sector de 6.400 ha situadas en la zona central y centro-sur de dicha cuenca. Éste corresponde a un 65% de su extensión total, y presenta algunas perspectivas de aprovechamiento agrícola.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se inició con visitas de reconocimiento de la cuenca de Talhuén ubicada en el cuadrante definido por las coordenadas 30°24’ - 30°26’ lat. S y 71°11’ - 71°22’ long. Oeste. Posteriormente, se realizó una fotointerpretación de pares estereoscópicos a escala 1:20.000 del Servicio Aéreo Fotogramétrico de la Fuerza Aérea de Chile de 1993, con el objeto de definir unidades paisajísticas. Luego, se efectuó una prospección general del terreno para verificar los resultados obtenidos en la fotointerpretación. Ello fue seguido por la determinación de las zonas más representativas de cada unidad paisajística, considerando aspectos como geología dominante y la pendiente del terreno. La pendiente fue determinada con el uso de un eclímetro marca MYZOC, Modelo M-26, y en el caso de la información geológica se utilizó la Hoja Ovalle del estudio de Thomas (1967), ajustada sobre la base de observaciones petrográficas in situ. Para el estudio de los perfiles se confeccionaron calicatas. La descripción morfológica de los suelos, sus horizontes y paisajes asociados, se realizaron siguiendo las pautas del Soil Conservation Service (1974).

Finalmente, se evaluó la presencia o ausencia de horizontes diagnósticos y se clasificaron los suelos de acuerdo al Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1996).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la zona de estudio predominan las pendientes moderadas a fuertes, propias de los terrenos moderadamente inclinados a escarpados de la Montaña Media, unidad geográfico-física a la cual corresponde la Cuenca de Talhuén (Paskoff, 1993; Moya et al., 1993). Es así como más de la mitad de la superficie evaluada corresponde a terrenos con pendientes mayores a 15%, y alrededor de 2.096 ha (31,73% de la superficie total estudiada) presentan pendientes mayores a 30%.

Con respecto a los suelos, éstos se han formado a partir de materiales transportados y de origen coluvial y aluvial. En ningún sitio estudiado fue posible observar la derivación directa del suelo a partir del substrato rocoso. Sin embargo, dada la configuración geomorfológica de la cuenca de Talhuén en general, y de la zona de estudio en particular, se deduce que los materiales que formaron los suelos fueron transportados desde los cerros y lomajes inmediatamente cercanos, que sirven de límite a la cuenca. Estos están constituidos por rocas ígneas de carácter intermedio, tanto intrusivas como extrusivas, de composición granítica-granodiorítica y andesítica-shoshonítica, respectivamente.

Las características morfológicas de los suelos y el grado de evolución alcanzado por la mayoría de ellos son relativamente similares (Cuadro 1), observándose poca meteorización de sus fragmentos de roca. El estudio permitió definir cinco series, denominadas "La Paciencia", "La Hostería", "Las Casas", "El Granero" y "El Vértice". Además, se definieron seis grupos misceláneos.

Cuadro 1. Características morfológicas seleccionadas de las series.
Table 1. Morphological characteristics of the soil series.

Serie

Profundidad (cm)

Color

Texturaa

Estructura, clase, gradob

Reacción (HCl)

Límitec

Fragmentosd

La Paciencia

0-10

(5YR 3/2)
7,5YR 4/3 (s)

AL

Ba. m. m.

Sin

L. a.

gr, 5-10%

 

10-42

(2,5YR ¾)
2,5YR 4/4 (s)

AL

P. m. f.

Leve

L. c.

gr, Gj, 15-20%

 

42-78

(5YR 4/6)
5YR 6/6 (s)

A

Ba. f. d

Fuerte

 

Gj, gr, 20-30%

La Hostería

0-20

(5YR 3/3)
5YR 3/2 (s)

FA

Ba. g. m

Sin

L. a.

gr, 10-15%

 

20-50

(2,5YR 4/6)
5YR 4/6 (s)

AL

P. m. f.

Sin

L. c.

Gr, 0-5%

 

50-70

(5YR 4/6)
5YR 5/6 (s)

AL

Bs. m. d

Fuerte

 

Gj, gr, 20-30%

Las Casas

0-18

(7,5YR 3/2)
7,5YR 4/3 (s)

Aa

Bs. m. m

Sin

L. a.

gr, Gj, 10-15%

 

18-44

(5YR 4/4)
5YR 4/4 (s)

A

P. g. f.

Leve

L. c.

gr, 5-10%

 

44-96

(10YR 4/3)
10YR 6/3 (s)

FAa

Bs. f. d.

Fuerte

 

gr, Gj, 10-15%

El Granero

0-22

(5YR 3/2)
5YR 3/2 (s)

Aa

Bs. m. m.

Sin

L. c.

gr, 5-10%

 

22-48

(5YR 3/3)
5YR 4/3 (s)

A

P. m. m.

Sin

L. c.

Gj, 15-20%

 

48-120

(5YR 4/6)
7,5YR 6/4 (s)

AL

Ba. f. d.

Fuerte

 

Gj, gr, 20-30%

El Vértice

0-24

(5YR 3/3)
2,5YR 3/3 (s)

FAL

Bs. m. d.

Sin

L. c.

gr, 5-10%

 

24-100

(2,5YR 3/3)
5YR 3/3 (s)

AL

P. g. f.

Leve

L. a.

gr, 0-5%

 

100-120

(5YR 3/3)
5YR 4/3 (s)

FAL

Bs. f. d.

Fuerte

 

gr, 5-10%


a Clase Textural = A: arcillosa; AL: arcillo limosa; Aa: arcillo arenosa; FA: franco arcillosa; FAL: franco arcillo limosa; FAa: franco arcillo arenosa.
b Estructura = Bs: bloque subangular; Ba: bloque angular; P: prismática
Clase = f: fino; m: medio; g: grueso.
Grado = d: débil; m: moderado; f:fuerte.
c Límite = L.a.: lineal abrupto; L.c.: lineal claro.
d Fragmentos = gr: gravas; Gj: guijarros

En general, los suelos de las cinco series definidas, comparten los rasgos siguientes:

Horizontes. La secuencia de horizontes genéticos básica es A-Bw-Ck. Esto indica procesos moderados de horizonación, lo que se ve corroborado por la presencia de límites abruptos y claros entre ellos.

Potencia. Los suelos son delgados a poco profundos, y suelen presentar una zona de acumulación de CaCO3, principalmente en el tercer horizonte, normalmente bajo los 45 cm de profundidad. Éste suele encontrarse más compacto que los horizontes superiores, y se caracteriza además por presentar una mayor proporción de gravas y guijarros.

Color. En la mayoría de los perfiles estudiados se produce un aumento de las intensidades y/o tonos en profundidad, lo que se relaciona con una mayor proporción de carbonatos y una disminución de la materia orgánica. Predominan tonalidades pardo, pardo oscuro y pardo rojizo en los horizontes superficiales, las que varían a tonalidades rojizo-amarillento y pardo claro en profundidad. Estos colores son indicadores de que existen buenas condiciones de aireación y drenaje en los suelos (Alcayaga, 1978).

Textura. Predominan clases texturales finas a moderadamente finas en todos los horizontes, lo que parece ser una característica general en los suelos de la IV Región, de acuerdo a Alcayaga (1978).

Estructura. Los horizontes superficiales presentan una estructura de bloques medios, típica en suelos de zonas semiáridas con contenidos moderados de materia orgánica (Porta et al., 1994). Además, en algunos casos se aprecia una estructura laminar superficial débil, debida probablemente al impacto de las gotas de lluvia en costras superficiales (Porta et al., 1994). El horizonte subsuperficial suele presentar estructura fuerte de prismas medios, asociada a texturas arcillosas y a la ocurrencia de fenómenos de humedecimiento y desecamientos sucesivos (Fitzpatrick, 1980).

Con respecto a la clasificación taxonómica, los suelos se clasificaron en el orden Aridisol, ya que presentan un epipedón Ócrico y horizontes subsuperficiales Cámbico y Cálcico, y corresponden a un régimen de humedad arídico (Luzio, 1986).

Las series La Paciencia, La Hostería, El Granero y Las Casas pertenecen al suborden Calcids y gran grupo Haplocalcids. En cambio, la serie El Vértice se clasifica en el suborden Cambids y gran grupo Haplocambids, debido a que presenta el horizonte de acumulación de carbonatos a mayor profundidad. Además, esta última serie evidencia características vérticas, por lo que probablemente corresponda a un intergrado hacia el orden Vertisol. Características similares en otras zonas de la provincia de Limarí han sido descritas en otros estudios (CIREN, 1994).

CONCLUSIONES

La características morfológicas de los suelos estudiados implican algunas limitaciones para su uso agrícola, debido principalmente a la poca profundidad efectiva que ellos presentan, a la existencia de un horizonte cálcico poco profundo, al alto porcentaje de gravas y guijarros, y a la pendiente que presenta un importante porcentaje de su superficie. Sin embargo, ello no excluye su posible uso en el futuro, siempre que las prácticas de manejo y la tecnología a emplear se adapten y permitan soslayar las limitaciones antes señaladas.

LITERATURA CITADA

Alcayaga, S. 1978. Estudio de los suelos. 24 p. In: Curso-seminario: Metodologías para el Desarrollo de Zonas en Desertificación, Tomo I. La Serena, Chile. 8-27 de mayo. Instituto Nacional de Investigación de los Recursos Naturales - Centro Internacional de Formación en Ciencias Ambientales.         [ Links ]

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EFECTO DE LA DEFOLIACIÓN EN TRES MOMENTOS FENOLÓGICOS SOBRE EL RENDIMIENTO EN TOMATE (Lycopersicon esculentum Mill.) EN INVERNADERO1

Defoliation effect on three phenological stages upon tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) yield under greenhouse

Susana Martínez2, María Cecilia Grimaldi3, Mariana Garbi3 y Miguel Artur2

1Recepción de originales: 12 de diciembre de 2000 (reenviado).
2 Universidad Nacional de La Plata, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, CC 31 (1900) La Plata, Argentina. E-mail: clima@ceres.agro.unlp.edu.ar
3 Becarias de Investigación. Universidad Nacional de La Plata, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Climatología y Fenología Agrícolas.


ABSTRACT

A tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) crop was grown under greenhouse in La Plata, Argentina (34º58´S lat, 57º54´W long) with the aim of studying the effect on the yield of the elimination of the third leaf between trusses in three phenological stages: T1) Check (control without defoliation); T2) pruning at flowering (all flowers open); T3) pruning at petal fall; T4) pruning with 10 mm diameter fruits. Hybrids FA 144 and Fortaleza were defoliated up to the fifth truss. Final yield and the commercial classes were registered up to the 7 th truss. All defoliating treatments yielded better than the control. Among commercial classes, only third quality fruits (between 120 and 100 g) showed significant differences between treatments, founding an interaction between defoliating treatments and hybrids. FA 144 yielded better in this class for pruning at flowering.

Key words: leaf pruning, phenology.

RESUMEN

En La Plata, Argentina (34°58’ lat. Sur, 57°54’ long. Oeste) se condujo un cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) bajo cobertura plástica con el objetivo de evaluar el efecto sobre el rendimiento de la eliminación de la tercera hoja entre racimos en tres estados fenológicos del racimo: T1) testigo sin defoliar; T2) poda en floración (todas las flores abiertas); T3) poda en caída de pétalos; T4) poda con fruto de 10 mm de diámetro ecuatorial. Los híbridos FA 144 y Fortaleza fueron sometidos a los tratamientos de defoliación hasta el quinto racimo. El rendimiento final y el de las categorías comerciales que lo conforman fueron registrados hasta la cosecha del 7o racimo. Todos los tratamientos de defoliación condujeron a una elevación del rendimiento final en relación al testigo. Entre las categorías comerciales, sólo los frutos de tercera calidad (frutos entre 120 y 100 g) presentaron diferencias significativas entre tratamientos, encontrando interacción entre tratamientos de poda e híbridos. FA 144 presentó mayor rendimiento dentro de esta categoría para el tratamiento de poda en floración.

Palabras claves: poda de hoja, fenología.

INTRODUCCIÓN

La partición de asimilados en la planta de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) está relacionada con la distancia existente entre fuentes y destinos (Marcelis, 1996). Tanaka y Fujita (1974) consideraron que existe una unidad fuente - destino formada por tres hojas y un racimo dentro de la cual el flujo de asimilados es preferencial. Experiencias con 14C demostraron que los asimilados son transportados de acuerdo a un patrón de distribución en el que interviene la filotaxis 2/5 de la planta (Hocking y Steer, 1994). Sin embargo, cuando el balance fuente - destino se modifica, como en el caso de una defoliación, la filotaxis deja de ser un factor importante en la regulación de la partición de materia seca (MS) (Marcelis, 1996). Los frutos reciben asimilados de todas las hojas independientemente de su localización o d0stancia (Khan y Sagar, 1966; Heuvelink, 1995; Marcelis, 1996).

Las hojas tienen un efecto indirecto en la partición de MS a través de la formación de órganos de destino (Marcelis, 1996). Entre los destinos existe cierta jerarquía, dentro de la cual algunos órganos sufren menos la reducción en la disponibilidad de asimilados, siendo los frutos menos sensibles que las flores (Wardlaw, 1990). Los frutos son los responsables de dirigir el flujo de asimilados (Ho, 1979; Gifford y Evans, 1981) y la fuerza de los mismos como destinos está dada por su tamaño, potencialmente determinado por la cantidad de células fijadas en la antesis y por su actividad (Ho, 1996; Marcelis, 1996).

El objetivo de este trabajo consistió en evaluar el efecto de la poda de hojas en tres estados fenológicos diferentes sobre el rendimiento en un cultivo de tomate larga vida conducido bajo invernadero.

MATERIALES Y MÉTODOS

El ensayo se condujo en La Plata (34°58’ lat. Sur; 57°54’ long. Oeste), Argentina, durante los meses de agosto de 1997 a febrero de 1998. Los híbridos de tomate larga vida utilizados fueron: FA 144 (Hazera) y Fortaleza (Rogers Seed Co.), ambos de hábito de crecimiento indeterminado y con tres hojas entre racimos. Las semillas se sembraron el 13/8/97 en bandejas de poliestireno expandido de 135 alvéolos. Se utilizó un sustrato formado por turba, perlita y lombricompuesto en relación volumétrica de 50:25:25, previamente desinfectado con bromuro de metilo.

El 9/10/97, al estado de dos hojas verdaderas, las plántulas se trasplantaron a un invernadero tipo parabólico de polietileno LTD de 150 µ con orientación este - oeste. El suelo de cultivo, tipo argiudol vértico, fue esterilizado con bromuro de metilo y cubierto con mulch negro de 50 µ. La plantación se realizó a 0,40 x 0,70 m en una hilera. El cultivo fue fertirrigado por goteo y conducido a un eje.

Semanalmente se realizó el desbrote y el raleo de frutos dejando 5 por racimo. Todas las hojas basales (hasta el primer racimo) fueron eliminadas después de la cosecha de los frutos del primer racimo. Se realizaron 4 tratamientos: T1) testigo sin defoliar; T2) poda en floración (todas las flores abiertas); T3) poda en caída de pétalos; T4) poda con fruto de 10 mm de diámetro ecuatorial. La poda consistió en cortar desde la base la tercera hoja de cada estrato conformado por las tres hojas presentes entre dos racimos contiguos. Los tratamientos se realizaron en todas las plantas en los cuatro estratos que se detallan: 1er estrato: hojas ubicadas entre el 1er y 2o racimo; 2o estrato: hojas ubicadas entre el 2o y 3er racimo; 3er estrato: hojas ubicadas entre el 3er y 4o racimo; y 4o estrato: hojas ubicadas entre el 4o y 5o racimo. De esta manera, cada planta fue sometida a cuatro defoliaciones (una hoja por estrato, entre el 1er y 5o racimo). El momento para la ejecución de la poda se decidió en función del estado fenológico del racimo inferior del estrato considerado. En el Cuadro 1 se exponen las fechas de ocurrencia de los estados fenológicos considerados.

Cuadro 1. Fechas de ocurrencia de los estados fenológicos en tomate, La Plata, 1997.
Table 1. Dates of tomato phenological stages , La Plata, 1997.

Estado fenológico

FA 144

Fortaleza

Floración del 1er racimo

25/10

28/10

Caída de pétalos

28/10

30/10

Fruto de 10 mm

6/11

6/11

Floración del 2° racimo

6/11

8/11

Caída de pétalos

9/11

11/11

Fruto de 10 mm

14/11

16/11

Floración del 3er racimo

10/11

10/1

Caída de pétalos

14/11

14/11

Fruto de 10 mm

20/11

20/11

Floración del 4° racimo

18/11

20/11

Caída de pétalos

21/11

23/11

Fruto de 10 mm

27/11

27/11

Floración del 5° racimo

25/11

1/12

Caída de pétalos

28/11

3/12

Fruto de 10 mm

5/12

8/12


El diseño experimental fue de parcelas divididas con tres repeticiones. Las parcelas principales fueron destinadas a los híbridos y estuvieron constituidas por 32 plantas. Cada subparcela (4 por parcela) contó con 8 plantas y correspondió a los tratamientos de defoliación.

La cosecha comenzó el 16/12/97 y culminó el 5/2/98, realizada con una frecuencia de tres veces semanales. Los frutos se cosecharon al estado pintón (Murray y Yommi, 1995) registrándose el rendimiento final en peso (kg/planta) hasta el séptimo racimo. Los frutos se clasificaron por categoría de calidad comercial de acuerdo a su peso en: C1) frutos de primera, frutos con peso superior a 150 g; C2) frutos de segunda, con peso entre 120 y 150 g; C3) frutos de tercera, con peso entre 100 y 120 g; D) frutos de descarte, subdivididos en frutos chicos (peso inferior a 100 g), frutos deformados y frutos afectados por el virus TSWV (Tomato Spotted Wilt Virus). Los valores obtenidos fueron sometidos al análisis de la varianza y las medias se compararon por el test de Tukey (P < 0,05) cuando el ANDEVA dio significancia.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 2 se presentan los valores de rendimientos medios totales y por categoría (kg/planta) para los tratamientos realizados. Todos los tratamientos de defoliación condujeron a un aumento del rendimiento final con relación al testigo sin defoliar. Del análisis de las distintas categorías surge que sólo C3 presentó diferencias significativas entre tratamientos, habiéndose encontrado interacción entre tratamientos de poda e híbridos. La poda en floración del híbrido FA 144 se diferenció de la poda en caída de pétalos (1,40 vs. 1,16 kg/planta). El resto de las interacciones poda x híbrido dentro de C3 presentaron valores menores de rendimiento, diferenciándose significativamente de la poda de FA 144 en caída de pétalos, pero sin resultar significativas entre ellas.

Cuadro 2. Valores medios de rendimiento (kg/planta) total y por categoría comercial por tratamiento.
Table 2. Total yield (kg/plant) and commercial classes mean values per treatment.

Tratamiento1

Rendimiento total

C12

C2

C3

Frutos chicos

Frutos deformados

Frutos con peste negra

T2

5,511 a

2,20

1,50

1,13

0,46

0,09

0,13

T3

5,00 a

2,23

1,25

0,86

0,44

0,08

0,19

T4

4,67 a

2,01

1,16

0,62

0,38

0,11

0,39

T1

4,00 b

1,78

1,07

0,56

0,30

0,09

0,20

   

ns

ns

*

ns

ns

ns

Letras diferentes indican diferencias significativas entre medias (P< 0,05).
* significativo P = 0,05; ns: no significativo.
Referencias
1T2: poda en floración; T3: poda en caída de pétalos; T4: poda con fruto de 10 mm de diámetro ecuatorial; T1: testigo.
2 C1: frutos de primera calidad; C2: frutos de segunda calidad; C3: frutos de tercera calidad.

En la planta de tomate el rendimiento en frutos después de una defoliación es afectado tanto por la intensidad de la práctica como por el estado fenológico en el cual se produce (Slack, 1986). El nivel de defoliación alcanzado en este ensayo no superó el 20% del total de hojas presentes en la planta y en general, defoliaciones poco severas, menores al 60%, no afectan el rendimiento en frutos en este cultivo (Jones, 1979).

La poda de la tercera hoja, en cualquiera de los tres estados fenológicos evaluados en este trabajo, resultaría efectiva para incrementar el rendimiento en un cultivo de tomate larga vida, respecto al testigo sin podar. Resultados similares fueron encontrados por Bulnes Mendoza et al. (1995) y Martínez et al. (1996) al eliminar la primera o tercera hoja entre racimos, en un estado fenológico más avanzado del racimo. El incremento de rendimiento en C3 para la poda en floración y en caída de pétalos presentó una diferencia varietal que se relacionó con un aumento en peso de los frutos de esa categoría (datos no presentados), coincidiendo con lo observado por Martínez et al. (1998) quienes hallaron un efecto directo de la poda de hojas sobre el peso de los frutos.

El tamaño potencial del fruto está definido por el número de células del ovario fijado en pre-antesis, mientras que su tamaño real es consecuencia de la elongación celular durante el período de crecimiento rápido (Ho, 1996). Al momento de efectuar los distintos tratamientos de defoliación, el tamaño potencial de los frutos ya estaba definido. La elongación celular depende de la provisión de asimilados a los frutos y de las condiciones climáticas imperantes (Rylski, 1979; Marcelis, 1996). Bajo condiciones climáticas y nutricionales normales, la producción de frutos en tomate no está restringida por la falta de asimilados y hay experiencias que evidencian un incremento en las cantidades absolutas y relativas de asimilados que llegan al fruto al reducirse el número de fuentes fotosintéticas (Khan y Sagar, 1969). En un cultivo comercial, la eliminación de hojas de la canopia favorecería la producción de asimilados por una mejor distribución y captación de la luz al reducir el grado de superposición y sombreado entre hojas. Este efecto sería similar al provocado por la utilización de un mayor espaciamiento entre plantas que conduce a un aumento de rendimiento en el cultivo (Rodríguez y Lambeth, 1975).

CONCLUSIONES

Los tratamientos de defoliación incrementaron el rendimiento en frutos respecto al testigo.

Los tratamientos de poda en floración y en caída de pétalos incrementaron el rendimiento en la categoría C 3 en el híbrido FA 144.

LITERATURA CITADA

Bulnes Mendoza, I., M. Asborno, S. Martinez, y S. Seren. 1995. Respuesta del cultivo de tomate bajo cobertura a diferentes modalidades de poda y su interacción con parámetros bioclimáticos. p. 140 (Resumen). In XVIII Congreso Argentino de Horticultura, Termas de Río Hondo, Argentina. 11-14 de septiembre. Asociación Argentina de Horticultura, Santiago del Estero, Argentina.         [ Links ]

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CAMBIOS PRODUCIDOS EN UN SUELO BAJO LABRANZA CONSERVACIONISTA Y SIEMBRA DIRECTA DE ALGODÓN EN EL CHACO, ARGENTINA1

Changes produced in a soil under conservation tillage and direct drilling of cotton in Chaco, Argentina

Juan Prause2 y Jorge Soler3

1 Recepción de originales: 26 de septiembre de 2000 (reenviado).
2 Universidad Nacional del Nordeste, Facultad de Ciencias Agrarias, Sargento Cabral 2131, (3400), Corrientes, Argentina. E-mail: prause@agr.unne.edu.ar
3 Gancedo, Provincia del Chaco, (3.734), Argentina. E-mail: soler@agr.unne.edu.ar

ABSTRACT

Cotton (Gossypium hirsutum L.) farming represents 49% of the surface of annual crops of Chaco Province, Argentina. During the last 7 years, direct drilling has spread in some areas of the southwest of the province, in opposition to the traditional tillage systems. With the objective of evaluating the effects of the conservation tillage (LC) and the direct drilling (SD) on Argiustol Udico soil on cotton, the following were determined: soil water content, bulk density, pH, organic matter, assimilable phosphorus and exchangeable calcium, magnesium, sodium and potassium. The results indicate that SD caused an increase in bulk density and pH values at a depth of 0 - 15 cm. There were no differences between SD and LC for organic matter, P, Ca, Mg y Na. A better response to conservation of soil moisture was found with LC during a long drought.

Keys words: alternative systems, soil properties, cotton.

RESUMEN

El cultivo del algodón (Gossypium hirsutum L.) representa el 49% de la superficie de cultivos anuales en la Provincia del Chaco, Argentina; en los últimos 7 años, en algunas zonas del sudoeste chaqueño se ha difundido el sistema de siembra directa en algodón, en oposición a los sistemas de labranzas tradicionales. Con el objeto de evaluar los efectos que sobre un suelo Argiustol údico tienen la labranza conservacionista (LC) y la siembra directa (SD) en algodón, se determinaron humedad presente, densidad aparente, pH, materia orgánica, fósforo asimilable, calcio, magnesio, sodio y potasio intercambiables. Los resultados obtenidos indican que SD provocó un incremento en la densidad aparente y en valores de pH en la profundidad de 0 - 15 cm. No se apreciaron diferencias entre la SD y LC para materia orgánica, P, Ca, Mg y Na. Durante una prolongada sequía se encontró mejor respuesta a la conservación de la humedad del suelo en LC que en SD.

Palabras clave: sistemas alternativos, propiedades del suelo, algodón.

INTRODUCCIÓN

La evolución de la economía de la Provincia del Chaco, Argentina, está condicionada fuertemente por el sector agropecuario, particularmente por el comportamiento del cultivo del algodón (Gossypium hirsutum L.), que representa el 49% de la superficie de cultivos anuales (SAGyP/CFA, 1995). Desde hace más de 30 años se estudia el problema de los suelos de las chacras o predios algodoneros, observándose estancamiento de la producción, y agotamiento y erosión de los suelos, como consecuencia del monocultivo, de la quema de los rastrojos y del exceso de labores culturales (Quant Bermúdez et al., 1967). El arado y la quema de los rastrojos han sido, históricamente, los procesos más degradantes de la civilización humana. La labranza del suelo y la quema de los rastrojos de las cosechas podrían ser hoy un problema superado si se lograra comprender mejor el efecto negativo de estas formas ancestrales de trabajo (Crovetto, 1997). Está ampliamente documentado que las labranzas modifican las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos.

En los últimos cinco años se ha venido implementando el uso del sistema de siembra directa en algunos establecimientos (predios) del sudoeste chaqueño, que trabajaban con un sistema de labranza conservacionista. Los fundamentos que frecuentemente se exponen a los productores para cambiar al sistema de siembra directa son: 1) optimizar el uso del agua; 2) controlar los procesos erosivos; 3) incrementar la fertilidad natural; y 4) racionalizar el uso de la maquinaria agrícola. Esencialmente se le recomienda por el mantenimiento de una cobertura vegetal sobre la superficie del suelo y la no remoción de la capa arable, que contribuye a dar estabilidad a los sistemas de producción y a la conservación y mejoramiento de los suelos del área (Ferrero, 1997). En la zona algodonera se observan con frecuencia rastrojos en pie hasta los meses de junio-julio, los que son destruidos por sucesivas pasadas de rastras de discos (INTA, 1991). Esta forma de trabajo dificulta el picado de los residuos de cosecha y trae aparejado dos problemas fundamentales: 1) desde el punto de vista fitosanitario, los rastrojos son el refugio de las principales plagas del algodonero, y 2) desde el punto de vista del suelo la eliminación de los rastrojos lo desprotege, y el exceso de labranzas con implementos de disco afecta profundamente su estructura, facilitando la formación de costras.

La mayoría de los trabajos referidos a siembra directa en Argentina se han realizado en la región pampeana, en relación a aptitud de suelos para siembra directa, materia orgánica y actividad microbiana en siembra directa, procesos biológicos del suelo, cultivo de trigo en siembra directa, pérdida de suelos, transformaciones del nitrógeno (Pidello et al., 1995; Marelli, 1996; Sainz Rozas et al., 1997). No se encuentran trabajos publicados sobre la implementación del sistema de siembra directa en el cultivo del algodonero en la Provincia del Chaco.

Como consecuencia de la reciente introducción de la siembra directa como sistema de producción agrícola en la Provincia del Chaco, se plantea como objetivo determinar los cambios producidos en un suelo de la Serie Capdevila, sometido a labranza conservacionista y siembra directa, cuyo cultivo principal es algodón.

MATERIALES Y MÉTODOS

El ensayo se realizó en un suelo clasificado como Argiustol údico de la Serie Capdevila (Ledesma y Zurita, 1995) en la localidad de Gancedo, Provincia del Chaco, Argentina (27º29’ lat. Sur, 61º40’ long. Oeste, 101,5 m.s.n.m.) (Cuadro 1).

Cuadro 1. Datos analíticos de un perfil de suelo representativo de la serie Capdevilla (Argiustol údico). Chaco, Argentina.
Table 1. Analytic data of a representative soil profile of the Capdevila Series (Argiustol udico). Chaco, Argentina.

Horizontes
A1
A2
B2t
BC
CB
Ck

Profundidad, cm

0 - 12

12 - 27

27 - 55

55 - 90

90 - 130

130 - 150

Arcilla, %

17,8

23,2

35.0

32,4

22,0

14,0

Limo, %

73,2

69,5

58,3

62,3

64,0

62,7

Arena, %

9,0

7,3

6,7

5,3

14,0

23,3

C, %

1,65

1,28

0,80

0,43

0,17

0,14

P, ppm

36,8

68,3

19,5

63,4

15,7

16,6

pH (H2O)

6,4

6,8

7,2

6,8

7,0

7,7

pH (KCl)

5,3

5,7

5,7

5,8

6,2

7,2


En noviembre de 1996 se marcaron dos lotes apareados de 10 m de ancho cada uno, sujetos a un sistema conservacionista de producción: 1) Siembra Directa (SD) continua desde hace más de cinco años con rotación trigo-algodón, actualmente con cultivo de trigo. Los implementos (herramientas) utilizados fueron picadoras de rastrojos y sembradoras de siembra directa, que dejaban en superficie los rastrojos de los cultivos anteriores; 2) Labranza Conservacionista (LC) en algodón, con labores de rastra de doble acción los dos primeros años, los tres años restantes se utilizó cincel y cultivador de campo dejando semiincorporados los rastrojos en el horizonte A1. En el momento del muestreo el lote estaba con un rastrojo de maíz. En cada uno de los lotes se ubicaron 15 parcelas de 10 x 10 m cada una, tomándose muestras de suelos a 5 cm de profundidad por el método del cilindro para las determinaciones de densidad aparente (Da), y a las profundidades de 0-15 cm y 15-30 cm para los análisis de pH en agua y KCl (0,1 M) por metodología potenciométrica; materia orgánica (MO) por Walkley-Black (Jackson, 1970); fósforo asimilable (P) Bray-Kurtz I; calcio (Ca) y magnesio (Mg) intercambiables por complejometría con EDTA; potasio (K) y sodio (Na) intercambiables por fotometría de llama (Page et al., 1982).

Se determinó humedad presente (Hp) a tres profundidades 0-15, 15-30 y 50 cm durante una sequía prolongada ocurrida en el transcurso del mes de enero de 1997.

Para la determinación de las diferencias entre tratamientos se empleó el test t de Student para comparar los dos promedios de diferencias de medias (SAS Institute, 1990).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 2 se presentan los valores obtenidos en cada uno de los tratamientos para densidad aparente, humedad presente y pH. La diferencia entre los valores de densidad aparente para ambos tratamientos es escasa, pero estadísticamente la densidad aparente en SD fue significativamente mayor (p < 0,05) que en LC, en coincidencia con lo encontrado por otros autores (Chagas et al., 1994). Se observó un aumento de la densidad aparente en la superficie del suelo y en los primeros años de la utilización de SD, que fue atribuido en algunos casos, al paso de maquinarias agrícolas cuando el suelo estaba demasiado húmedo, y en otros, a la reducción de la intensidad de las labranzas y de la duración del ciclo agrícola (Robinson et al., 1996).

Cuadro 2. Valores medidos de humedad presente, densidad aparente y pH del suelo bajo siembra directa (SD) y labranza conservacionista (LC) en algodón.
Table 2. Measured values of soil water content, bulk density and soil pH under direct drilling (SD) and conservation tillage (LC) in cotton.

 

Humedad presente
(%)

Densidad aparente
(g cm-3 )

pH H2O

pH KCl (0,1 M)

Profundidad (cm)

0-15

15-30

30-45

5

0-15

15-30

0-15

15-30

SD

13,77 a

15,53 a

16,55 a

1,02 a

6,56 a

6,41 a

5,94 a

5,85 a

LC

14,92 b

16,83 b

18,32 b

0,98 b

6,33 b

6,33a

5,79 a

5,70 a

Letras distintas en las columnas indican diferencias significativas (p < 0,05) entre tratamientos.

Los valores de humedad presente fueron significativamente mayores (p < 0,05) en LC para las tres profundidades muestreadas, arrojando promedios a la profundidad de 0-15 cm en LC = 14,92% y en SD = 13,77%; para 15-30 cm en LC = 16,83% y en SD = 15,53% y para la profundidad de 50 cm para LC = 18,32% y para SD = 16,55%. La diferencia de humedad a favor de LC se vió reflejada por la mayor altura de las plantas que presentaba el cultivo del algodón en ese lote, comparado con SD, y podría ser atribuído al efecto combinado de la clase de cobertura y la remoción de la capa superficial del suelo cuando se efectuaron las tareas de escarda, coincidiendo con Doorenbos y Pruitt (1990), quienes informaron que la evaporación de la superficie seca del suelo podría ser inferior a la de un suelo sin arar.

Además, hay que considerar que LC poseía un rastrojo diferente a SD y el efecto del recubrimiento del suelo con materiales vegetales protege la superficie del suelo dando lugar a una mayor infiltración, que produce una mayor retención del agua de lluvia en el suelo (Doorenbos y Pruitt, 1990). Los valores de pH en H2O analizados muestran diferencias significativas (p < 0,05) entre los tratamientos únicamente a la profundidad de 0-15 cm para SD. No se encontraron diferencias entre tratamientos para los valores analizados de pH en KCl (0,1 M). De acuerdo con lo reportado por Diaz-Zorita (1999), la acidez del suelo es frecuentemente modificada por las prácticas de labranza, pero en este estudio, la reducción de los valores de pH no se manifestó (Cuadro 2).

Los valores de MO obtenidos (Cuadro 3) no presentaron diferencias entre los tratamientos en ninguna de las dos profundidades, en coincidencia con lo encontrado por Alvarez et al. (1995). Estos autores encontraron que la constante de mineralización de las formas lábiles de MO, no muestra un claro patrón de comportamiento en relación con el manejo, como tampoco con la produndidad. También Chagas et al. (1994) encontraron que los valores de MO correspondientes a los 5 cm superiores en las tres labranzas comparadas (convencional, vertical y siembra directa), no variaron significativamente. No obstante, SD presenta valores con mayor dispersión, indicando porcentajes de MO más heterogéneos, atribuyéndose a que en LC los rastrojos son distribuidos de manera más homogénea sobre la superficie y en profundidad en el suelo, como consecuencia de la utilización del arado de cincel.

Cuadro 3. Caracterización química del suelo bajo siembra directa (SD) y labranza conservacionista (LC).
Table 3. Chemical characterization of the soil under direct drilling (SD) and conservation tillage (LC).

MO

P

Ca

Mg

K

Na

%

mg kg-1

cmol (+) kg-1

Profun-
didad
(cm)

cm

0-15

15-30

0-15

15-30

0-15

15-30

0-15

15-30

0-15

15-30

0-15

15-30

SD

 

3,61a

2,71a

101,54a

72,79a

20,97a

23,00a

7,89a

8,53a

4,01a

3,25 a

0,35a

0,39a

LC

3,66a

3,71a

103,28a

69,06a

20,83a

22,07a

7,73a

8,09a

3,40b

2,97a

0,37a

0,39 a

Letras distintas en las columnas indican diferencias significativas (p < 0,05) entre tratamientos.
MO: materia orgánica

Al no haber datos para el área bajo estudio del valor que toma la constante de descomposición del rastrojo del algodón, se estimó que la acumulación de los residuos de cosecha se realiza principalmente en los primeros centímetros del suelo tanto para SD como para LC, y el valor encontrado de MO en el suelo debería estar asociado con la intensidad de su mineralización y ésta sería función de la temperatura. Ello puede bastar para explicar por qué no se encuentran diferencias en los porcentajes de MO entre los tratamientos considerados. En general, los contenidos de MO y la densidad aparente en las capas cercanas a la superficie de los suelos son mayores en siembra directa que en labranzas de remoción (Kladivko et al., 1986).

Con respecto a los valores de P, Ca, Mg y Na, no se encontraron diferencias entre tratamientos para las dos profundidades del suelo muestreadas, en coincidencia con lo reportado por Dick et al. (1991), quienes encontraron que el P y K son redistribuidos, concentrándose en la capa superficial de los suelos bajo siembra directa y también con labranzas con remoción, sin observarse efectos negativos de este fenómeno sobre la productividad de los cultivos. Sólo los contenidos de K del suelo mostraron una alta significancia a la profundidad de 0-15 cm para el tratamiento de SD, pero no se registraron diferencias entre ambos tratamientos en la profundidad de 15-30 cm. Los valores encontrados para el tratamiento SD son debidos a fertilizaciones anteriores con KCl y que no fueron informados en su momento por el productor.

CONCLUSIONES

En comparación con la labranza conservacionista, el sistema de siembra directa provocó un aumento en la compactación del suelo, expresado en el incremento de la densidad aparente, sin llegar a valores que comprometan la penetración de raíces, y un aumento en los valores de pH a nivel superficial.

No se encontraron diferencias entre SD y LC en los contenidos de materia orgánica, fósforo, calcio, magnesio y sodio. Las diferencias encontradas para los valores de potasio son atribuidas a las fertilizaciones anteriores, efectuadas en el lote destinado a SD. Se encontró mejor respuesta a la conservación de la humedad del suelo en LC que en SD, durante una prolongada sequía.

AGRADECIMIENTOS

A Irene de Manoilof, Licenciada en Estadística, de la Dirección Regional Chaco-Formosa del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria por el análisis estadístico realizado.

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DIVERSIDAD BIOQUÍMICA Y MOLECULAR EN FRUTILLAS
CHILENAS (Fragaria chiloensis L. Duch.) Y SU IMPLICANCIA
EN EL MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA ESPECIE1

Biochemical and molecular diversity in Chilean strawberries
(Fragaria chiloensis L. Duch.) and its implication for genetic
improvement of the species

Viviana Becerra V.2, Mario Paredes C.2, Agnes Romero O.2, Arturo Lavín A.3

1 Recepción de originales: 22 de mayo de 2000.
Investigación financiada por el Proyecto FONDECYT Nº 1980166.
2 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Quilamapu, Casilla 426, Chillán, Chile. E-mail: vbecerra@quilamapu.inia.cl
3 Instituto de investigaciones Agropecuarias, Centro Experimental Cauquenes, Casilla 165, Cauquenes, Chile.

ABSTRACT

The Chilean wild strawberry (Fragaria chiloensis L. Duch.) is a native species of Chile that was domesticated before the arrival of the Spanish. This species is one of the progenitors of the commercial strawberry (F. x ananassa), and is widely distributed throughout the country in variable agroecological systems. Apparently, these diverse habitats have forced this species to develop a high variability of morphological and agronomic traits. The objectives of this work were: a) to determine the genetic diversity of a representative sample of the Chilean strawberry using biochemical and molecular markers; b) to compare this information by random amplified polymorphic DNA (RAPD) diversity within the same accessions; and c) to determine the feasibility of using this information for a breeding improvement program. Eighty-three Chilean wild accessions were analyzed by three isozyme systems, glucose phosphate isomerase (GPI), leucine amino peptidase (LAP) and phosphoglucomutase (PGM), and sixty-one of them were analyzed by amplified fragment length polymorphism (AFLP). The results indicated a low level of genetic diversity, only a few accessions were polymorphic for LAP and GPI. The AFLP analysis also detected a low level of polymorphism among the accessions evaluated. The results and their implications for future genetic improvement of the species are discussed.

Key words: isozyme, AFLP marker, genetic diversity.

RESUMEN

La frutilla chilena (Fragaria chiloensis L. Duch.) es una especie nativa de Chile que fue domesticada antes de la llegada de los españoles. Esta especie es uno de los progenitores de la frutilla cultivada (F. x ananassa) y se encuentra distribuida en una amplia zona del país, colonizando diferentes sistemas agroecológicos. Aparentemente, en estos diversos hábitats se han desarrollado diferentes ecotipos que presentan una gran diversidad de características morfológicas y agronómicas. Los objetivos del trabajo fueron: a) determinar la diversidad genética de una muestra representativa de frutillas chilenas usando marcadores bioquímicos y moleculares; b) comparar la información previamente generada por la amplificación de ADN polimórfico al azar (RAPD) en las mismas accesiones; y c) determinar el posible uso de esta información en un programa de mejoramiento de la especie. En este trabajo se analizaron 83 accesiones silvestres con los sistemas enzimáticos fosfoglucosa isomerasa (GPI), leucina aminopeptidasa (LAP), y fosfoglucomutasa (PGM) y 61 accesiones mediante la amplificación de fragmentos polimórficos (AFLP). Los resultados del estudio enzimático indicaron una baja diversidad genética y sólo algunos genotipos fueron polimórficos para LAP y GPI. Los resultados de AFLP detectaron también un bajo nivel de polimorfismo entre las accesiones analizadas. Se discuten estos resultados y sus implicaciones sobre el mejoramiento genético de la especie.

Palabras clave: isoenzima, marcador AFLP, diversidad genética.

INTRODUCCIÓN

La frutilla silvestre, Fragaria chiloensis L. Duch., también llamada frutilla de la costa de Chiloé, es una especie nativa de Chile, que se encuentra distribuida desde el círculo ártico en el oeste de Norte América hasta el extremo más austral de Chile y Argentina (Bringhurst, 1990; Hancock, 1990).

La frutilla chilena (Fragaria chiloensis) y F. virginiana son los progenitores de la frutilla comercial (F. x ananassa). Ambas especies son predominantemente diocas, aunque existe algún porcentaje variable de plantas hermafroditas (Hanckock y Luby, 1993), lo cual contribuye a la alta heterocigocidad de la frutilla cultivada. Debido a esta situación, el proceso de consanguinidad afecta negativamente a la planta, lo que se manifiesta en la rápida pérdida de vigor, rendimiento y tamaño del fruto (Morrow y Darrow, 1952).

Fragaria chiloensis y F. virginiana son especies octoploides (2n=8x=56), producto de antiguos procesos de poliploidización y selección, actualmente altamente diploidizadas (Bringhurst, 1990). Basados en estos antecedentes, se ha propuesto recientemente una nueva estructura genómica para esta especie, 2A2A`2B2B` (Bringhurst, 1990) en reemplazo de AAA’Â’BBB’B’ propuesta anteriormente por Senanayake y Bringhurst (1967).

Fragaria chiloensis y F. virginiana están distribuidas sólo en el hemisferio occidental, aunque se postula que la primera especie octoploide se originó en Asia Oriental, y desde allí se habría diseminado hacia Norte América a través del estrecho de Bering. Por otro lado, el origen de la frutilla chilena es poco claro, aunque se presume que fue introducida desde Norte América por aves migratorias. En Chile la especie se ha distribuido en diversas zonas agroecológicas, desarrollando adaptaciones específicas para esos ambientes. Aparentemente, la F. chiloensis presente en Chile es más adaptativa que la norteamericana, ya que se encuentra colonizando un mayor rango de situaciones agroclimáticas, en comparación con la totalidad de la zona geográficas ocupadas por F. chiloensis y F. virginiana en Norte América (Hancock et al., 1999).

La frutilla chilena tiene una larga historia de cultivo en nuestro país. Ha sido utilizada por más de 1.000 años por los aborígenes chilenos mapuches y picunches. Se estima que los picunches fueron los primeros habitantes que domesticaron esta especie en América, ya que antes de la llegada de los españoles era cultivada en el centro y sur del país (Hancock et al., 1999). Durante la conquista, los españoles se encargaron de diseminar esta especie a varios países de Norte y Sudamérica, especialmente a Perú, Colombia, Ecuador y posteriormente a Europa, donde dio origen a la actual frutilla cultivada (F. X ananassa). En 1766, Nicholas Duchesne determinó que la frutilla cultivada era un híbrido entre F. chiloensis y F. virginiana (Hancock et al., 1999).

La amplia adaptación de F. chiloensis chilena a una gran variedad de condiciones agroecológicas y climáticas, y su aparente diferenciación a la F. chiloensis norteamericana, hacen suponer la presencia de una gran diversidad genética, que podría ser fuente de genes para los programas de mejoramiento genético de la especie o del híbrido cultivado. Esta hipótesis es apoyada fuertemente por la gran diversidad morfológica y agronómica detectada en las diversas evaluaciones del germoplasma colectado en Chile (Hancock, 1990, Cameron et al., 1993).

La evaluación del material de frutilla se ha realizado principalmente sobre características hortícolas, morfológicas y fisiológicas. Este tipo de evaluaciones está sujeto a una fuerte influencia ambiental, por lo tanto, es necesario completar esta caracterización con otro tipo de marcadores, como son los bioquímicos y moleculares, que puedan ayudar a complementar la información genética presente en la especie.

En frutillas, el uso de las isoenzimas ha estado dirigido principalmente a la identificación de cultivares y a la caracterización de la diversidad genética presente en la frutilla norteamericana y europea (Bringhurst et al., 1981, Nehra et al., 1991, Greco y Martelli, 1993, Bell y Simpson, 1994). El número de sistemas usados en este tipo de trabajos ha sido bastante reducido, debido a que algunos sistemas no presentan polimorfismo, y otros presentan inconsistencia en los patrones isoenzimáticos obtenidos (Bell y Simpson, 1994). Los sistemas más usados han sido glucosa fosfato isomerasa (GPI), leucina amino peptidasa (LAP) y fosfo glucomutasa (PGM) (Arulsekar et al., 1981, Bringhurst et al., 1981, Nehra et al., 1991, Greco y Martelli, 1993, Bell y Simpson, 1994).

Actualmente, los marcadores moleculares presentan un mayor poder de resolución que los marcadores bioquímicos, por lo tanto, presentan varias ventajas para identificar y caracterizar individuos altamente emparentados (Vos et al., 1995, Sharma et al., 1996, Hill et al., 1996). Entre los marcadores moleculares disponibles con mayor poder de resolución y reproducibilidad están, los fragmentos de amplificación polimórficos (AFLP) que son de herencia dominante, usan una mínima cantidad de ADN y detectan un gran número de loci (50-100) por reacción, comparado con la amplificación de ADN polimórfico al azar (RAPD). La técnica combina los principios de los fragmentos de restricción polimórficos (RFLP) y de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), donde primeramente se digiere el ADN con enzimas de restricción y luego se generan los AFLPs por amplificación selectiva.

Los objetivos de este trabajo fueron: a) determinar la diversidad genética de una muestra representativa de frutillas chilenas usando isoenzimas y AFLP; b) comparar la información generada con RAPD; y c) determinar el posible uso de esta información en un programa de mejoramiento genético de la especie.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las accesiones de frutilla chilena silvestre analizadas fueron colectadas entre las Regiones VII y XI por el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) (Cuadro 1). De este germoplasma se han seleccionado algunos genotipos con características agronómicas superiores para iniciar un programa de mejoramiento.

Análisis isoenzimático
Extracción de la proteína total

La proteína total se obtuvo a partir de hojas apicales en crecimiento activo. Las hojas fueron cosechadas, transportadas y almacenadas a 4ºC por un máximo de tres días antes de ser procesadas. Un total de 83 accesiones y cinco individuos por accesión (Cuadro 1) fueron analizados, también se incluyeron accesiones de F. virginiana (1) y F. x anannassa (2). Aproximadamente 0,5 g de cada muestra fue macerada en un mortero con el tampón de extracción (Tris-citrato, pH 7,5; cisteína hidroclorídrica, 0,1%; polietilenglicol y ácido ascórbico (0,1%); polivinilpolipirrolidona). Para evitar la denaturación de las proteínas, el proceso de extracción se realizó a baja temperatura, colocando el mortero sobre hielo.

Cuadro 1. Accesiones chilenas analizadas con isoenzimas y amplificación de fragmentos polimórficos (AFLP).
Table 1. Chilean accessions analyzed by isozymes and amplified fragment length polymorphism (AFLP).

Accesión

Lugar

Provincia

Latitud sur

Longitud oeste

Altitud
m.s.n.m.

Fragaria chiloensis L. Duch

2COC9A

* Laguna Larga

Cap. Prat

47°28’

72°55’

366

2COC3A

* San Lorenzo

Cap. Prat

47°33’

72°30’

366

2MAL2A

* ª Mallín Grande

Gral. Carrera

46°08’

72°06’

351

2BAL1B

* ª Balmaceda

Aisén

45°52’

71°51’

530

2TAP1A

* La Tapera

Aisén

44°40’

71°58’

s/i

2TAP3A

* ª La Tapera

Aisén

44°40’

71°45’

s/i

2TAP4A

* ª La Tapera

Aisén

44°38’

71°39’

s/i

2PAL2A

* ª Río El Salto

Chiloé

43°30’

71°55’

183

2PAL3A

* ª Palena

Chiloé

43°35’

71°45’

s/i

2FUT4A

* ª Futaleufú

Chiloé

43°08’

71°40’

s/i

2CAM1A

* ª Río Camahueto

Chiloé

42°50’

72°53’

2

2BRA1A

* ª Mar Brava

Chiloé

41°50’

73°55’

2

2QUI2A

* Quildaco

Chiloé

41°51’

72°43’

s/i

2LTS1A

*ª Lago T. Los Santos

Osorno

41°14’

72°45’

229

3PUY1A

*ª Paso Card. Samoré

Osorno

40°44’81"

72°05’59"

1060

3PUY3A

* Puyehue

Osorno

40°41’07"

72°01’02"

1050

3NIE1A

* ª Niebla

Valdivia

39°47’59"

73°23’24"

30

3FLO2A

* ª Tres Chiflones

Valdivia

40°02’80"

73°10’49"

360

3MAI1A

* ª Lago Maihue

Valdivia

40°12’44"

72°08’29"

s/i

3ICA4A

* ª Laguna Icalma

Cautín

38°49’53"

71°23’40"

1285

3ICA8A

* ª Laguna Icalma

Cautín

38°41’23"

71°20’10"

1155

3MEL9A

* ª Captren

Cautín

38°38’34"

71°47’19"

1210

3NAH2A

* Nahuelbuta

Malleco

37°46’78"

72°49’23"

770

3FRI1A

* ª Agua fría

Malleco

37°46’02"

72°48’12"

775

3CAY5A

* ª Cayucupil

Arauco

37°48’18"

73°09’34"

660

3TCH4A

* Termas de Chillán

Chillán

36°54’48"

71°25’41"

1395

3LLE4A

* Los Lleuques

Chillán

36°54’49"

71°29’58"

1170

3VIL1A

* ª Vilches

Talca

35°34’13"

70°37’34"

535

3HUE1A

* ª Huelón

Talca

35°05’75"

72°03’55"

50

3TRI1A

* Playa Trinchera

Talca

35°06’26"

72°11’50"

10

3RRI1A

* ª Carrizal

Talca

35°16’45"

72°14’20"

245

3RAH1A

* Rahue

Cauquenes

35°45’45"

72°31’51"

120

3CUR1A

* ª Curanipe

Cauquenes

35°51’55"

72°37’00"

165

3BUC1A

* Buchupureo

Ñuble

36°05’24"

72°47’16"

225

3COB1A

* ª Cobquecura

Ñuble

36°12’20"

72°47’42"

155

90SAU1A

* ª Río Los Sauces

Ñuble

36°25’

71°08’

s/i

3REC1A

* Recinto

Ñuble

36°50’09"

71°40’85"

800

3TCH5A

*ªTermas de Chillán

Ñuble

36°54’27"

71°24’54"

1500

3RAM1A

* ª Ramadilla

Arauco

37°20’21"

73°13’58"

240

3LAJ2A

* ª Laguna Laja

Biobío

37°23’74"

71°24’52"

1020

3APO1A

* ª Quilapo

Arauco

37°24’47"

73°33’74"

180

3IDA1A

* Caramávida

Arauco

37°33’58"

73°21’20"

235

3TRO1A

* ª Trongol

Arauco

37°33’59"

73°21’17"

130

3CAÑ1A

* ª Cañete

Arauco

37°37’49"

73°25’02"

160

3MAN1A

* ª El Manzano

Malleco

37°47’45"

72°51’34"

560

3CON2A

* Contulmo

Arauco

38°03’58"

73°14’23"

640

3LOL2A

* Lolco

Cautín

38°07’45"

71°24’14"

750

3OYO1A

* Troyo

Cautín

38°09’50"

71°48’45"

760

3LON6A

* ª Lonquimay

Cautín

38°21’02"

71°16’44"

840

3GAL2A

* ª Galletué

Cautín

38°35’33"

71°26’12"

1140

3PIN2A

* ª Pino Hachado

Cautín

38°38’55"

70°57’07"

1620

3SAA2A

* ª Pto.Saavedra

Cautín

38°46’48"

73°16’13"

s/i

3NIM1A

* ª Nueva Imperial

Cautín

38°45’81"

72°54’99"

90

3HAN1A

* ª Chanquín

Valdivia

39°16’39"

73°11’38"

50

3NIG1A

* ª Nigue

Valdivia

39°19’12"

73°11’53"

50

93PET1A

* ª Petrohué

Osorno

41°08’

72°16’

s/i

2CPU2A

* Carelmapu

Llanquihue

41°48’S

73º47’O

4

94BAU1A

* Pelluhue

Cauquenes

35º48´S

72°14’20"

245

2FUT6A

* Futaleufú

Chiloé

43°08´S

71°48’ O

366

2MAR1A

*ª Puerto M. Balmaceda

Aisén

43°47´S

72°57´O

0

94CAY1A

* ª Cayucupil

Arauco

96 AMB1A

* ª Ambato

Ecuador

01°01’

s/i

2500

97PUR1A

* ª Purén

-

s/i

S/i

s/i

92ILO1A

* ª Iloca

Curicó

34°55’S

72°11´O

s/i

3BUC2A

* Buchupureo

Ñuble

36°05’25"

72°47’17"

226

3LLE1A

* ª Los Lleuques

Ñuble

36°52’06"

71°35’87"

1000

3LLI2A

* Llico

Arauco

37°11’89"

73°33’85"

10

3NAH7A

* ª Nahuelbuta

Malleco

37°47’20"

72°59’59"

1290

3ELI1A

* ª Elicura

Arauco

37°48’19"

73°09’34"

325

3NIT1A

* ª Nitrito

Cautín

38°07’54"

71°20’08"

805

3SIE1A

* ª Sierra Nevada

Cautín

38°26’93"

71°22’80"

1050

3GUI2A

* ª Conguillío

Cautín

38°38’85"

71°38’15"

1120

3LLA1A

* ª Llaima

Cautín

38°41’24"

71°49’48"

1200

3ICA7A

* ª Lago Icalma

Cautín

38°43’22"

71°12’53"

1120

3MEL5A

* ª Conguillío

Cautín

38°45’94"

71°37’93"

750

3BUD1A

* ª Lago Budi

Cautín

38°48’17"

73°23’43"

80

3CUN1A

* ª Cunco

Cautín

38°51’06"

71°40’51"

410

3COR1A

* ª Corral

Valdivia

39°56’21"

73°13’28"

s/i

3FLO1A

ª Tres Chiflones

Valdivia

40°02’80"

73°10’49"

360

3ONO1A

* ª Futrono

Valdivia

40°09’59"

72°35’16"

s/i

3RIÑ1A

ª Riñinahue

Valdivia

40°17’74"

72°10’86"

80

3PUY5A

* ª Puyehue

Osorno

40°43’60"

71°56’66"

1290

3HUI1A

* Chaihuin

Valdivia

39°56’58"

73°34’23"

5

F. virginiana

LH4

* Black Hills

EE.UU.

43°30´N

103°20´E

1380

F. x ananassa

SELVA

* Cv. comercial

PAJARO

* Cv. comercial

s/i = sin información.
* = Accesión analizada con isoenzimas. ª = Accesión analizada con AFLP.

En cada muestra se colocó un papel filtro, para absorber el extracto crudo de la proteína. El extracto crudo restante fue filtrado y almacenado a -20ºC en caso de tener que repetir la evaluación.

Preparación del gel de almidón

Los geles de almidón (10%) fueron preparados el día anterior a la electroforesis. Los tampones usados fueron los siguientes: a) sistema discontinuo tris-citrato 0,05 M, pH 8,3 y litio-borato 0,22 M, pH 8,3; b) el sistema continuo, tris-citrato 0,18 M, pH 7,0; y c) histidina 0,065 M, pH 6,5.

El volumen total del gel fue de 370 mL; se vaciaron 80 mL del tampón en un kitasato de 1.000 mL para mantener el almidón en suspensión. Los 290 mL restantes se calentaron hasta ebullición y fueron agregados al kitasato, el cual fue agitado vigorosamente. Una vez homogeneizada la mezcla se extrajo el aire mediante vacío y la mezcla fue vaciada en la cámara electroforética. El gel se dejó solidificar a temperatura ambiente y se cubrió con plástico para evitar deshidratación (Arulsekar et al., 1981).

Electroforesis

A los geles se les realizó un corte transversal a 4 cm del borde (origen de migración), en el cual se colocaron los filtros embebidos en el extracto crudo de la proteína. En cada extremo del corte se colocaron filtros con azul de bromofenol como indicador.

El proceso de la electroforesis se realizó en refrigerador a 4ºC con 150 V en un período inicial de 1 hora hasta la elución de las proteínas en el gel. Posteriormente, se sacaron los filtros y se continuó con la electroforesis usando 300 V constante, hasta que el azul de bromofenol alcanzó 10 cm de migración desde el origen. Terminada la electroforesis los geles se laminaron para ser sometidos a la tinción histológica. Los geles teñidos fueron fijados en 50 % de glicerol para su evaluación.

Durante la evaluación se midió la distancia de migración desde el origen (cm) de las bandas nítidas y reproducibles.

Sistemas isoenzimáticos

Las 84 accesiones de Fragaria chiloensis L. Duch. fueron evaluadas para los siguientes sistemas isoenzimáticos:

Aspartato amino tranferasa (AAT; EC.2.6.1.1); diaforasa (DIAP; EC.1.6.4.3); esterasa (EST; EC.3.1.1.1.1); 6-fosfo-glucodehidrogenasa (6PGD; EC.1.1.1.44); fosfo-glucosa isomerasa (GPI; EC.5.3.1.9); leucina aminopeptidasa (LAP; EC.4.11.1); enzima málica (ME; EC.1.1.1.40); malato dehidrogenasa (MDH; EC.1.1.1..37) y peroxidasa (PXR; EC.1.11.1.7), estos sistemas enzimáticos fueron evaluados con el sistema discontinuo tris-citrato-litio- borato, pH 8,1. Fosfoglucomutasa (PGM; EC.2.7.5.1) fue evaluada con el sistema continuo de tris-citrato, pH 7,0. Mientras que los sistemas shikimato dehidrogenasa (SKDH; EC.1.1.1.25) y fosfatasa ácida (ACP; EC.3.1.3.2) fueron evaluados bajo el tampón histidina, pH 6,5.

Análisis molecular (AFLP)

Para el análisis de AFLP, se aisló ADN de 61 accesiones de Fragaria chiloensis (Cuadro 1), usando hojas jóvenes y sanas, de acuerdo al protocolo descrito por Becerra y Gepts (1994). La metodología de AFLP se realizó mediante al protocolo de Vos et al. (1995), adaptado para trabajo no radioactivo. Se utilizaron seis combinaciones de partidores de AFLP: EcoRI-AGC/MseI-CTG; EcoRI-ACA/MseI-CAG; EcoRI-ACC/MseI-CAA; EcoRI-ACC/MseI-CAT; EcoRI-ACT/MseI-CAC y EcoRI-AGG/MseI-CTT.

Digestión de ADN genómico. La digestión de ADN se realizó en un volumen de reacción de 25 µL con una concentración de ADN de 250 h g), 5x de tampón de reacción; 1 unidad (u) de cada enzima de restricción (EcoRI y MseI) y agua destilada. La reacción fue mezclada e incubada a 37ºC por 2 h.

Ligación de los adaptadores. La reacción de ligación de adaptadores se realizó con los 25 µL de ADN digerido, 24 µL de solución de ligamiento de adaptadores y 1 µL de ADN ligasa T4, incubándose a 20 ºC por 2 h.

Reacción de Pre-amplificación (ADN+1). Se diluyó la mezcla digerida con los adaptadores ligados en una proporción de 1:10 con el tampón TE pH 8,0. La reacción de pre-amplificación se realizó con 5 µL (ADN 1:10), 40 µL de partidores de pre-amplificación, 5x de tampón de PCR para AFLPs y 1 u de Taq ADN polimerasa. Esta reacción fue amplificada bajo las siguientes condiciones: 20 ciclos de 94ºC por 30 s, 56ºC por 60 s y 72ºC por 60 s. El producto de la amplificación fue verificado en un gel de agarosa. El ADN+1 amplificado se diluyó en una proporción 1:50 en el tampón TE pH 8,0 (Vos et al., 1995).

Amplificación selectiva. Se prepararon dos mezclas, la primera de ellas contuvo 0,5 µL del partidor EcoRI (+3) y 4,5 µL del partidor MseI (+3), lo que dio un volumen de 5 µL. La segunda mezcla incluyó 1x tampón de PCR, 1 u de Taq ADN polimerasa y se completó un volumen de 10 µL con agua estéril. Ambas se mezclaron con 5 µL de ADN+1 (diluído). Esta reacción se amplificó bajo las siguientes condiciones: 1 ciclo de 94ºC por 30 s, 65ºC por 30 s y 72ºC por 60 s, y 25 ciclos a 94ºC por 30 s, 56ºC por 60 s y 72ºC por 60 s. Al producto amplificado se le agregó tampón de carga y desnaturalizó a 90ºC por 3 min, manteniéndose las muestras en hielo hasta cargar el gel (Vos et al., 1995).

Electroforesis. La separación de los productos amplificados se realizó en un gel de acrilamida al 6% (Acrilamida, Urea, 10xTBE), temed y persulfato de amonio 10%. El gel se dejó polimerizar 2 h y la electroforesis se realizó con el tampón 1xTBE a 1800 V y 50ºC. La tinción del gel se realizó con nitrato de plata y se secó para la evaluación y registro de las bandas mediante el uso de un escáner (Vos et al., 1995).

Análisis de los datos

Los fenotipos isoenzimáticos fueron evaluados por la distancia de migración de las bandas desde el origen.

Los loci observados en AFLPs fueron analizados cualitativamente, por presencia o ausencia de las bandas, mediante el programa de computación NTSYS-pc (Numerical Taxonomy and Multivariate System), versión 1.70 (Rohlf, 1992). La matriz de similitud genética calculada fue utilizada para el análisis de agrupamiento, mediante el uso del método "no balanceado de pares con media aritmética" (UPGMA) (Rohlf, 1992).

RESULTADOS

Sistemas enzimáticos evaluados

Los sistemas DIAP, 6PGD, MDH, SKDH, AAT, EST, ME y PER a pesar de diversos ensayos de optimización, presentaron una zona de tinción poco consistente por lo cual se eliminaron del estudio. Por el contrario, los sistemas enzimáticos GPI, LAP y PGM presentaron bandas nítidas y consistentes. Por lo tanto, sólo estos tres sistemas fueron incluidos en la evaluación de los clones seleccionados.

La fosfoglucomutasa isomerasa (GPI) generó dos patrones, con tres zonas de actividad. La accesión LH4, F. virginiana presentó las cinco plantas con tres bandas, la primera a 2,9 cm desde el origen, la segunda a 3,5 cm y la tercera a 5 cm. El resto de las accesiones (F. chiloensis y F. ananassa) presentaron la primera banda a 3,1 cm, la segunda a 3,5 cm y la tercera a 5 cm desde el origen (Figura 1a).



Figura 1
. Zimogramas para a) fosfoglucosa isomerasa (GPI), b) leucina aminopeptidasa (LAP), y c) fosfoglucomutasa (PGM).
Figure 1. Zymograms for a) phosphoglucomutase isomerase (GPI), b) leucine aminopeptidase (LAP), and c) phosphoglucomutase (PGM).

La leucina aminopeptidasa (LAP) también presentó dos patrones con una banda única a 6,7 ó 7,0 cm de migración desde el origen (Figura 1b). La accesión 96AMB 1A presentó el primer patrón de la banda ubicada a 6,7 cm, el resto de las accesiones fueron monomórficas para el segundo patrón.

En contraste, la fosfoglucomutasa (PGM) fue monomórfica y presentó un patrón con dos zonas de actividad. La primera se ubicó a 3 cm y la segunda una doble banda a 3,9 y 4,1 cm desde el origen (Figura 1c).

Niveles de polimorfismo detectado por AFLP.

Las combinaciones de partidores de AFLP usados en este estudio detectaron un total de 127 bandas, de las cuales 71% fueron monomórficas y sólo 29% fueron polimórficas (Cuadro 2).

Cuadro 2. Número de bandas y polimorfismo detectados por seis combinaciones de partidores de amplificación de fragmentos polimórficos (AFLP) en 61 accesiones de Fragaria chiloensis L. Duch.
Table2. Number of bands and polymorphism detected by six amplified fragment length polymorphism (AFLP) primer combinations on 61 Fragaria chiloensis L. Duch.

Combinación de partidores

N° total de bandas

N° bandas monomórficas

N° bandas polimórficas

N° patrones

EcoRI-AGC/MseI-CTG

23

18

5

6

EcoRI-ACA/MseI-CAG

16

12

4

5

EcoRI-ACC/MseI-CAA

27

23

4

4

EcoRI-ACC/MseI-CAT

15

12

3

5

EcoRI-ACT/MseI-CAC

27

10

17

25

EcoRI-AGG/MseI-CTT

19

15

4

6

 

127

90

37

 

Las combinaciones de partidores utilizados presentaron diferentes grados de eficiencia en la detección de polimorfísmo. Es así como la combinación EcoRI-ACC/MseI-CAT presentó la menor eficiencia ya que sólo detectó tres loci polimórficos (8%), en cambio, la combinación EcoRI-ACT/MseI-CAC fue la más eficiente al detectar el 46% del total de loci polimórficos (Cuadro 2, Figura 2). Las combinaciones EcoRI-ACA/MseI-CAG, EcoRI-ACC/MseI-CAA y EcoRI-AGG/MseI-CTT fueron menos eficientes que las antes mencionadas, ya que cada una detectó sólo un 11% de loci polimórficos (Cuadro 2).


Figura 2. Patrones de AFLP generados por la combinación de partidores EcoRI-ACT/ MseI-CAC.
Figure 2. AFLP banding pattern for EcoRI-ACT/ MseI-CAC primer combination.

Análisis de similitud genética mediante AFLP.

El análisis genético de las seis combinaciones de partidores de AFLP detectó un rango de similitud genética que varió entre un 45 y un 100% entre las accesiones evaluadas (Datos no mostrados).

Estos datos agruparon a las 61 accesiones en cuatro grupos (Figura 3). El primero de ellos incluyó a 51 accesiones (84%), con un nivel de similitud de 100% de acuerdo a los partidores evaluados; estas accesiones fueron colectadas en una amplia distribución geográfica, desde la provincia de Talca (VII Región) hasta General Carrera (XI Región). El segundo grupo está constituido por 6 genotipos (10%) con una similitud de alrededor del 86%, distribuidas desde la provincia de Malleco (IX Región) hasta Valdivia (X Región). El tercer grupo formado sólo por 2 genotipos (3%), con un nivel de similitud aproximado de 83%, procedentes de Cautín (IX Región) y Chiloé (X Región). El cuarto grupo de 2 accesiones (3%) con una similitud del 78%, procedentes de Cautín (IX Región) y Valdivia (X Región).




Figura 3.
Relaciones genéticas entre genotipos de Fragaria chiloensis L. Duch. mediante seis combinaciones de partidores de amplificación de fragmentos polimórficos (AFLP).
Figure 3. Genetic relationships among Fragaria chiloensis L. Duch. genotypes using six primers combinations of amplified fragment lenght polymorphism (AFLP).

En general, no se observó una tendencia a agrupar genotipos de una misma región geográfica. Por ejemplo, los ecotipos 2BRA1A y 3LON6A provenientes de las provincias de Chiloé, X Región y Cautín, IX Región respectivamente, al igual que las accesiones 3LLA1A y 3NIE1A provenientes de las provincias de Cautín, IX Región, y Valdivia, de la X Región. Este efecto se observa también con la accesión 96AMB1A proveniente de Ecuador, que se agrupó con las 50 accesiones de Fragaria chiloensis colectadas en Chile que presentaron un nivel de similitud de 100%.

DISCUSIÓN

Los niveles de diversidad genética detectados en las accesiones analizadas en este estudio mediante isoenzimas y AFLP son bajos, considerando que estos genotipos fueron seleccionados por diferentes características morfo-agronómicas, y que además provienen de diferentes hábitats y regiones geográficas. Esta baja diversidad genética concuerda con lo obtenido previamente en los mismos genotipos mediante RAPD (Becerra et al., 2001) y con otro estudio de RAPD que incluyó accesiones de Fragaria chiloensis provenientes de América del Norte y Sur (Porebski y Catling, 1993).

El uso de diferentes sistemas enzimáticos en frutilla indicó que sólo tres sistemas funcionaron adecuadamente. Estos sistemas proporcionaron resultados claros y consistentes a través de todo el estudio. Esta situación concuerda con resultados previos donde se utilizaron los sistemas GPI, PGM y LAP para describir o identificar variedades por su nitidez y estabilidad (Bringhurst et al., 1981; Arulsekar et al., 1981; Nehra et al., 1991; Greco y Martelli, 1993; Bell y Simpson, 1994). Por otra parte, Bell y Simpson (1994) mencionaron un buen número de otros sistemas enzimáticos que no se pueden usar en forma adecuada en la caracterización de germoplasma, ya que no se pueden detectar sus productos o éstos son muy inestables.

La evaluación de las isoenzimas se basó en las observaciones de los alelos presentes en los genotipos analizados. Los resultados obtenidos indicaron una escasa variación isoenzimática con los sistemas utilizados. Hasta ahora no existían datos de variabilidad genética isoenzimática de F. chiloensis presente en Chile. La baja diversidad genética observada en la frutilla chilena en relación a la obtenida en otros estudios de frutilla comercial, puede deberse a que esta última es altamente heterocigota (Hancock y Luby, 1993) como producto del cruzamiento de F. chiloensis y F. virginiana, por lo tanto es factible esperar una mayor diversidad genética a nivel bioquímico que en relación a uno de los padres. Otra posible explicación es que exista una baja diversidad enzimática per se en el material de frutilla chilena. En este sentido se postula que el origen de la frutilla chilena podría haber sido producto de la migración de las aves de Norte América (Hancock et al., 1999), lo cual podría corresponder a sólo una proporción de la diversidad genética de las poblaciones norteamericanas en la frutilla chilena. Esto es apoyado por ocho patrones de bandas obtenidos con GPI en F. chiloensis de Norte América (Arulsekar et al., 1981), comparado con un único patrón obtenido en este estudio.

La menor diversidad genética de la frutilla chilena, comparada con la norteamericana también puede deberse a que esta última tiene mayores posibilidades de cruzarse con otras especies silvestres presentes en algunos sectores de esa zona, ya que en su distribución geográfica F. virginiana y F. chiloensis están bastante cercanas (Bringhurst y Ahman, 1963; Luby et al., 1992). En este aspecto, es posible encontrar poblaciones híbridas de F. chiloensis y F. virginiana desde las islas de Vancouver hasta California, proceso que disminuye a medida que se avanza hacia el sur, y donde la presencia de las características de F. chiloensis decrecen paulatinamente (Staudt, 1989).

Un estudio en que se comparó la diversidad genética de una muestra de germoplasma de frutillas de Norte América y Sur América (Chile) a través de RAPDs, confirmó la mayor diversidad genética del germoplasma norteamericano de frutilla, en comparación con el germoplasma chileno, representado en sus coeficientes de similitud de 65 y 92%, respectivamente (Porebski y Catling, 1993).

Un análisis de RAPD con 60 partidores, realizado en las 61 accesiones utilizadas en este estudio, indicó una diversidad genética baja. El 90% de las accesiones estudiadas tuvo un nivel de similitud promedio de 90%. En este estudio tampoco se observó una agrupación directa entre las accesiones y su lugar de colecta o zona agroecológica (Becerra et al., 2001). Estos datos moleculares contrastan con los obtenidos por Hinrichsen et al. (1999), quienes detectaron un valor promedio de similitud genética cercano a 50%, utilizando 16 partidores informativos, además de una cierta correlación entre marcadores y la distribución geográfica.

Los bajos niveles de diversidad genética detectados por los tres sistemas enzimáticos (GPI; PGM y LAP), RAPD y AFLP, contrastan con la gran diversidad de características morfológicas del mismo germoplasma, en forma, tamaño, y color de la hoja; largo de los pecíolos; densidad de tricomas; tamaño de los pétalos; grosor y longitud de los estolones; características del fruto, como forma (desde redondos hasta cónicos), color (desde rojos a blancos) y peso (superior a 4 g). También el grado de sabor y aroma, tolerancia a insectos y enfermedades, producto de su adaptación a una gran cantidad de ambientes (Hancock, 1990; Cameron et al.; 1993, Domínguez, 1995). Una diversidad morfológica y agronómica similar fue detectada en un estudio realizado en poblaciones diploides de F. vesca (Hankock y Bringhurst, 1978) y octoploides de F. chiloensis y F. virginiana (Hankock y Bringhurst, 1979) colectadas en California.

Para maximizar el progreso genético de un programa de mejoramiento genético de frutilla, en el corto y largo plazo, es importante contar con una población de cruzamiento inicial que posea una amplia base genética, para lo cual es indispensable usar padres con características adecuadas (morfológicas, agronómicas y moleculares), provenientes de diversos origenes. De esta manera se puede reducir la consanguinidad y la pérdida de genes favorables por deriva genética (Sjulin y Dale, 1987)

En este sentido ha sido documentada la estrecha base genética de los cultivares comerciales de frutilla norteamericanos. Por ejemplo, sólo un escaso número de clones (Sjulin y Dale, 1987) y citoplasmas diferentes (Dale y Sjulin, 1990; Harrinson et al., 1997) han participado en la producción de los 134 cultivares norteamericanos durante los últimos 30 años. Por otra parte, los 20 cultivares más importantes de Norte América provienen de 38 clones fundadores, de los cuales sólo siete son responsables por aproximadamente el 50% de la contribución genética (Galleta y Maas, 1990).

Para evitar el problema mencionado anteriormente, un programa de mejoramiento genético de frutilla debe considerar la mantención de una diversidad genética alta. Este objetivo podría lograrse usando algunas de las siguientes estrategias: a) desarrollo de frutillas sintéticas octoploides; b) selección e incorporación de clones de las colecciones de F. chiloensis; c) selección e incorporación de F. virginiana (Dale et al., 1993); d) aumentar el número de padres por generación, con un sistema de control parental en las hibridaciones, e) introducción de material parcialmente o no relacionado con F. x ananassa; y f) introducir germoplasma no mejorado mediante el uso de especies silvestre (Sjulin y Dale, 1987). El material evaluado en este trabajo cumple con varias características deseadas, por lo que podría servir de base para iniciar este programa.

Los métodos utilizados para lograr los objetivos del mejoramiento pueden ser varios dependiendo del factor limitante (carácter cualitativo o cuantitativo) que se desea mejorar: Por ejemplo, retrocruzas (Dale et al., 1993), reconstitución de F. x ananassa usando F. chiloensis y F. virginiana (Dale et al., 1993; Hancock et al., 1993), y uso de selección recurrente (Hancock et al., 1993).

La reconstitución de la especie tiene algunas limitaciones: a) un efecto maternal de F. virginiana, el que inactiva los genes que controlan el desarrollo de los órganos masculinos de F. chiloensis, efecto que dura aún después de cuatro retrocruzas, y b) el uso de clones de F. chiloensis de fruto grande (Staudt, 1997) para no perder el tamaño del fruto. Frente a este problema se recomienda seleccionar clones con características hortícolas adecuadas de ambos padres e incorporar estas características directamente en los stocks genéticos de F. x ananassa (Staudt, 1997).

Debido a que muchas de las características a mejorar en frutilla son controladas cuantitativamente (Bringhurst, 1990), el uso de un método de selección recurrente podría ayudar a incrementar la frecuencia de alelos favorables introducidos desde las especies silvestres (Hancock et al., 1999). Este sistema es más lento y requiere un mayor número de generaciones de selección, comparado con el de retrocruzas, pero puede proveer un continuo mejoramiento de las características deseadas por muchas generaciones (Sjulin y Dale, 1987).

El incremento del número de padres por generación reduce la tasa de consanguinidad y minimiza la pérdida de diversidad por la deriva genética. La diversidad genética se puede aumentar incorporando materiales escasamente emparentados, por ejemplo, de otras zonas o regiones y/o mediante la introducción de material silvestre, incluyendo material diploide y tetraploide. Algunos de los clones utilizados hasta ahora en los programas de mejoramiento son: Ambato (F. chiloensis de Ecuador), Reedsport y 2nd Pacific Northwest (F. chiloensis norteamericano), y cuatro clones de F. virginiana glauca (Alaska 292, PI 36979, un clon de Utah y otro de Oregon). Todos estos clones, con excepción de Alaska 292, han sido usados en programas de retrocruzas, usando el material cultivado como padre recurrente, por lo tanto, la contribución del material silvestre al cultivado ha sido muy reducida (Sjulin y Dale, 1987).

A pesar del éxito de la transferencia de genes de material silvestre en cruzas recurrentes, por ejemplo tolerancia a frío e insensibilidad al fotoperíodo desde F. virginiana, el uso de F. chiloensis podría ser más extensivo, pero usando material diverso de otras regiones geográficas (Crock et al., 1982).

CONCLUSIONES

El número de bandas generadas en AFLP en la amplificación +3 de los partidores seleccionados generaron un número de loci considerado bajo ya que una de las mayores ventajas de esta técnica es el gran número de loci por combinación de partidores. Probablemente el diseño de partidores +2 contribuiría a aumentar la detección de un mayor número de loci en Fragaria chiloensis.

Al comparar la similitud genética máxima de 80%, detectada por 60 partidores de RAPD (352 bandas) y la generada por seis combinaciones de partidores de AFLP de 78% (127 bandas), se corroboró la baja diversidad genética de los genotipos analizados. Se verificó además la mayor efectividad de la técnica de AFLP comparada con los RAPD.

LITERATURA CITADA

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0,4626

0,03

0,19

0,0041

0,010

0,025

DT

8,77

0,7211

0,364

0,0711

0,189

0,3644

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a p<0,05 según Duncan..
PFF: peso fresco del follaje. PSF: peso seco del follaje. PFR: peso fresco de las raíces. PSR: peso seco de las raíces. ES: error estándar. DT: desviación típica.

En los tres tipos de plantas micropropagadas, estos resultados están avalados por el efecto que ejercen las MA sobre el crecimiento de los cultivos; se ha comprobado este efecto en plantas micropropagadas (Azconaguilar et al., 1997), y en plantas de caña in vitro se ha demostrado que producen aumento del tamaño de la planta, mejor desarrollo del follaje y del sistema radicular (Ortiz et al., 1998).

Los resultados obtenidos, en cuanto a la metodología de aplicación del biofertilizante, son adaptables al trabajo práctico de producción en una fábrica de plantas de caña in vitro, pues el biofertilizante se aplica mezclado con el sustrato y no de forma dosificada, como se ha reportado en otros trabajos. Esta metodología facilita el uso del biofertilizante.

Partiendo de esta modificación del método de inoculación, se realizó una valoración del establecimiento de las micorrizas en las raíces de las plantas micropropagadas, comprobándose que las mismas se establecieron con las diferentes dosis estudiadas (Cuadro 7). Este resultado nos permite asegurar que las MA pasan al campo cuando se produce el trasplante de las plántulas.

Cuadro 7. Resultados de la evaluación de la colonización de las micorrizas arbusculares en las raíces (%).
Table 7. Results of the evaluation of the colonization of arbuscular mycorrhizal in the roots (%).

Dosis

Tiempo

 

15’

30’

45’

60’

Testigo

10

16,6

16

10

Dosis 1

73

80

60

90

Dosis 2

60

83

70

100

Dosis 3

100

80

86

100


Se utilizó el método de determinación del establecimiento de las MA en las raíces recomendado por Phillips y Hayman (1970), estableciéndose modificaciones considerando las características de las raíces de las plantas micropropagadas. Como se observa en el Cuadro 7 se puede determinar la presencia de MA en las raíces aún cuando éstas se sometieron al proceso de digestión durante 15 min, comparado con 1 h planteado por el método original.

Desde el punto de vista fitosanitario no se observó influencia de la micorrización en la incidencia de plagas y enfermedades. No hubo presencia de plagas, y la enfermedad que incidió con altos grados de ataque en todas las variantes (Cuadro 8), fue la raya parda producida por el hongo Helminthosporium stenospilum Drechsler. Herrera et al. (1994) reportaron esta enfermedad como la de mayor incidencia para la caña de azúcar en la fase de adaptación.

Cuadro 8. Grado de ataque de Helminthosporium stenospilum (%).
Table 8. Percentage of infestation of Helminthosporium stenospilum (%).

Tratamientos

Vitroplanta A

Vitroplanta B

Vitroplanta C

Testigo

56

64

53

Dosis 1

66

67

61

Dosis 2

68

70

52

Dosis 3

67

69

48


Desde el punto de vista económico los resultados obtenidos en el trabajo se pueden valorar cualitativa y cuantitativamente. Desde el punto de vista cualitativo se logran ventajas al obtener plántulas de mayor calidad por su mayor altura, con mayor sistema radicular y mejor cantidad de materia seca, así como la presencia del microorganismo en sus raíces lo que garantiza un establecimiento más efectivo en el campo. El análisis cuantitativo se puede enfocar a partir de los porcentajes de disminución de las pérdidas en los primeros 15 días de plantadas las plantas micropropagadas. En las plántulas A se logró disminuir el porcentaje de pérdidas de 12,9 a 8,9% en la dosis 3, estando por debajo de los porcentajes de pérdidas permisibles (10%). En el caso de las plántulas B se disminuyen las pérdidas de 28,3% en el testigo, a 23% en la dosis 3, aunque en este caso ambos valores están por encima del parámetro permisible.

CONCLUSIONES

El biofertilizante "Micorriza" preparado por el Laboratorio Provincial de Suelos de Villa Clara, Cuba, permitió el establecimiento de MA en plantas micropropagadas en caña de azúcar y produjo un efecto positivo en sus principales características morfológicas.

Es factible utilizar el biofertilizante mezclado con el sustrato a razón de 188 kg de biofertilizante/m3 de sustrato.

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MICORRIZACIÓN DE PLANTAS MICROPROPAGADAS DE CAÑA DE AZÚCAR (Sacharum officinarum)1

Arbuscular mycorrhization in micropropagated sugar cane plants (Sacharum officinarum)

Elia M. Soria A.2, Carlos Reyes E.3, Zenaida Occeguera A.3 y Carlos Pereira M.2

1 Recepción de originales: 11 de mayo de 2000 (reenviado).
Trabajo presentado en el XII Forum de Ciencia y Técnica de la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar. Septiembre 1998. Villa Clara, Cuba.
2 Universidad Central de Las Villas, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Carretera de Camajuaní km 5, Santa Clara, Villa Clara, Cuba. E-mail: emsa@uclv.etecsa.cu
3 Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar. Autopista Nacional km. 247, Apartado 20, Ranchuelo, Villa Clara, Cuba. E-mail: epica@civc.inf.cu

ABSTRACT

The experiment was carried out in the adaptation phase of micropropagated sugar cane (Sacharum officinarum) plants of the Provincial Sugar Cane Experimental Station, Villa Clara, Cuba. Micro-propagated plants, variety C323-68, of three heights, were inoculated with the bio-fertilizer Arbuscular Mycorrhizal (MA) prepared by the Provincial Soil Laboratory of Villa Clara province, with a strain of Glomus sp. The biofertilizer was blended with the substratum in three doses: 47, 94 and 188 kg m-3. The main morphological parameters evaluated were as follows: survival, height, number of leaves, dry and fresh weight of foliage and roots, as well as the presence of pests and diseases. On transplanting, the level of MA colonization in the roots of the micropropagated plants was determined. The results obtained indicate an improvement in the characteristics of the micropropagated plants when they are inoculated with MA in the intermediate phase, and a good colonization of the root is achieved, which guarantees the transfer of the microorganism (MA) to the field. The best results were obtained with the 188 kg biofertilizer with 1 m3 of substrate.

Key words: sugarcane, micropropagation, arbuscular mycorrhiza, Sacharum officinarum

RESUMEN

El trabajo se efectuó en la fase de adaptación de las plantas micropropagadas de caña de azúcar (Sacharum officinarum) de la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (EPICA) de Villa Clara, Cuba. Se utilizaron plantas micropropagadas de caña, de la variedad C323-68, de tres alturas, las cuales fueron inoculadas con el biofertilizante Micorriza Arbuscular, preparado por el Laboratorio Provincial de Suelos de Villa Clara, Cuba, con una cepa de Glomus sp. El biofertilizante fue mezclado con el sustrato en tres dosis: 47; 94 y 188 kg m-3. Se evaluaron los principales parámetros morfológicos de las plantas micropropagadas: supervivencia, altura, número de hojas, pesos seco y fresco del follaje y de la raíz, así como la incidencia de plagas y enfermedades. En el momento del trasplante se determinó el nivel de colonización de las micorrizas arbuculares (MA) en las raíces de las plantas micropropagadas. Los resultados obtenidos indican un mejoramiento en las características de las plantas micropropagadas cuando se inoculan con MA en la fase intermedia, y se logra una buena colonización de la raíz, lo que garantiza el traslado del microorganismo hasta el campo. El mejor resultado se obtuvo con la mezcla de 188 kg. del biofertilizante con 1 m3 de sustrato.

Palabras clave: caña de azúcar, micropropagación, micorrizas arbusculares, Saccharum officinarum.

INTRODUCCIÓN

Desde el año 1980 se desarrollan en Cuba trabajos de biotecnología de la caña de azúcar (Sacharum officinarum); en la década del 90 se estableció el uso de la micropropagación a escala comercial, con la aplicación de cultivos de tejidos. Esta temática ha permitido la producción de plantas de calidad para su uso en los complejos agroindustriales y unidades básicas de la producción cañera.

La producción de plantas micropropagadas tiene una etapa in vitro y otra etapa intermedia entre ésta y el campo, denominada fase de aclimatación o "endurecimiento". En dicha fase las plantas micropropagadas desarrollan un sistema radicular importante; durante este proceso la planta va adaptando su estructura y fisiología, pasando de un individuo casi heterótrofo a uno totalmente autótrofo. Lo más importante en esta fase es que las plantas formen un buen sistema radicular, lo cual le permitirá soportar el estrés a que son sometidas al ser plantadas en el campo.

El uso de fertilizantes químicos en esta fase se ha llevado a cabo con buenos resultados, no obstante, se pueden obtener resultados similares a la fertilización mineral con el uso de biofertilizantes, los cuales producen efectos positivos sobre las plantas y disminuyen los posibles peligros de contaminación ambiental. Entre los biofertilizantes que pueden tener efectos positivos en el desarrollo de la zona radicular de las plantas se encuentran las micorrizas arbusculares (MA), las cuales se consideran como hongos mejoradores de la calidad en plantas micropropagadas de diferentes cultivos. Mazziatelli y Shubert (1990) demostraron el efecto en plantas micropropagadas de Vitis berlandes x rupestri,. Subhan et al. (1998) lo demostraron el efecto en plantas micropropagadas de Sesbania sesban, y Azconaguilar et al.(1997) lo señalaron en plantas micropropagadas de yuca (Manihot sculenta). En banano (Musa sp.) micropropagado se reportan los trabajos de Jaizme et al. (1997). En Cuba se han realizado varios estudios en diferentes cultivos y se han reportado también en caña de azúcar (Ortiz et al., 1998).

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la micorrización sobre la calidad de las plantas micropropagadas de caña de azúcar, determinar la mejor dosis de inóculo de MA para mezclar con el sustrato, y conocer la efectividad de colonización de las mismas.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se desarrolló de noviembre de 1997 a enero de 1998, en la fase de adaptación de plantas micropropagadas de caña de azúcar en la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar (EPICA) de Villa Clara, Cuba. Se estableció un experimento totalmente aleatorio.

Se utilizaron plántulas de la variedad C323-68 de tres tipos, las cuales se clasificaron de la siguiente forma: a) Plántulas tipo A: plantas bien desarrolladas, con altura mayor de 5 cm; b) Plántulas tipo B: plantas con tamaño entre 3 y 5 cm de altura; y c) Plántulas tipo C: plantas con poco desarrollo, menores de 3 cm de altura.

Estas plántulas fueron plantadas en bandejas de poliuretano de 247 orificios. Previamente el sustrato se mezcló con 3 dosis del biofertilizante micorrizas arbusculares MA, el cual fue producido y comercializado por el Laboratorio Provincial de Suelos de Villa Clara, perteneciente al Ministerio de Agricultura (MINAGRI). Las dosis utilizadas fueron: a) Testigo: sin inoculación; b) Dosis 1: 1 g/orificio; c) Dosis 2: 2 g/orificio; d) Dosis 3: 4 g/orificio. Se debe aclarar que 1 g/orificio es equivalente a 47 kg de biofertilizante por m3 de sustrato.

El sustrato utilizado contenía 80% de cachaza (residuo sólido del proceso de producción de azúcar) y 20% de zeolita (mineral procedente de los yacimientos naturales existentes en la provincia de Villa Clara, Cuba). La composición química se presenta en el Cuadro 1. El estado fitosanitario fue satisfactorio, no existiendo presencia de fitonemátodos ni hongos fitopatógenos.

Cuadro 1. Características químicas del sustrato.
Table 1. Chemical characteristics of the substrate.

Nutrientes

Porcentaje

Nitrógeno

2,72

Fósforo

2,64

Potasio

0,53

Calcio

4,24

Magnesio

0,26

Materia orgánica

61,79

Carbono

35,84

pH

6,8

Carbono/Nitrógeno

13,17


El biofertilizante utilizado se preparó con una cepa Glomus sp., recomendada por el Instituto de Ecología y Sistemática del Centro de Investigaciones de Tecnología y Medio Ambiente de Cuba (CITMA).

Las plántulas se mantuvieron durante 45 días en la fase de adaptación, con riego localizado dos o tres veces al día, y control fitosanitario según las normas nacionales de producción de plantas micropropagadas (MINAZ, 1994).

Se evaluó la supervivencia de las plántulas a los 15 días de sembradas. A los 45 días de la siembra se seleccionaron 30 plántulas por tratamiento y se evaluó: número de hojas, altura de la plántula, peso fresco y seco del follaje (hojas, tallos y pecíolos), peso fresco y seco de la raíz, e incidencia de plagas y enfermedades.

Los datos obtenidos se procesaron estadísticamente por el sistema SPSS/PC para Windows (SPSS, 1997), utilizando ANDEVA de clasificación simple para un solo factor, y prueba de comparación de medias por Duncan. El porcentaje de pérdidas se comparó por ANDEVA de proporciones sin repeticiones.

La colonización de la raíz por las MA se determinó por la técnica de azul de tripán de Phillips y Hayman (1970). Para ello se realizaron tinciones de la raíz con 4 tiempos de digestión con vista a determinar la posibilidad del uso de esta técnica en plantas micropropagadas de caña de azúcar. Se determinó la presencia de MA por observación de 30 campos del microscopio.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 2 se muestran los porcentajes de pérdidas alcanzados por las plantas micropropagadas tipo A y B a los 15 días de sembradas. Se observa la influencia positiva de la micorrización en el proceso de adaptación, manifestándose la tendencia a un mayor número de plantas vivas cuando éstas son biofertilizadas, superando al testigo con diferencias estadísticas (P < 0,05). Las plantas tipo C presentaron un pobre desarrollo vegetativo y radicular, no siendo posible evaluar la pérdida.

Cuadro 2. Porcentaje de pérdidas de las plantas micropropagadas a los 15 días de sembradas.
Table 2. Loss percentage of micropropagated plants at 15 days after sowing.

Tipo de planta

Tratamientos

Porcentaje de pérdida

Vitroplantas tipo A

Testigo
Dosis 1
Dosis 2
Dosis 3

12,9 a
16,8 b
24,8 b
8,9 a

Vitroplantas tipo B

Testigo
Dosis 1
Dosis 2
Dosis 3

28,3 a
115,3 c
227,5 a
23,0 b

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a P<0,05 según Duncan

Cuando las plantas micropropagadas pasan de la fase in vitro a la fase de adaptación sufren un gran estrés, el cual puede ser atenuado por la acción benéfica de las micorrizas. Estos microorganismos se han reportado como agentes bióticos que contrarrestan el estrés en diferentes especies de plantas (Barea y Requema, 1994; Pliego y Barceló, 1994).

Los Cuadros 3, 4 y 5 muestran el efecto de la biofertilización en los tres tipos de plántulas estudiados. Como se puede observar en los resultados, la dosis 3 influyó positivamente en el desarrollo de las plantas micropropagadas, lográndose plantas de mayor altura, muy superiores estadísticamente al testigo y al resto de las dosis, coincidiendo con lo planteado por Ortiz et al. (1998), quienes obtuvieron aumento de la altura de las plantas de caña micropropagada en valores entre 18 y 21% cuando se inocularon con MA. De igual forma se produjo este efecto en los pesos fresco y seco de las raíces, no así en el número de hojas y pesos fresco y seco del follaje, aunque en estos últimos parámetros los valores numéricos fueron siempre superiores en la dosis 3.

Cuadro 3. Efecto de la micorriza arbuscular en el crecimiento de las plantas micropropagadas tipo A.
Table 3. Effect of arbuscular mycorrhizal on the growth of micropropagated type A plants.

Tratamiento

Altura (cm)

Número
de hojas

PFF (mg)

PSF (mg)

PFR (mg)

PSR (mg)

Testigo

20,33 d

4,40 a

385,4 a

152 a

382 b

67,7 b

Dosis 1

26,76 c

4,13 a

356,2 a

126 a

359 b

60,7 b

Dosis 2

33,81 b

4,23 a

418,0 a

141 a

317 b

50,7 b

Dosis 3

38,35 a

4,23 a

459,1 a

154 a

443 a

69,3 a

ES

0,81

0,065

0,03

0,062

0,01

0,036

DT

8,93

0,736

0,409

0,684

0,207

0,0399

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a P<0,05 según Duncan.
PFF: peso fresco del follaje. PSF: peso seco del follaje. PFR: peso fresco de las raíces. PSR: peso seco de las raíces. ES: error estándar. DT: desviación típica.

Al analizar estos resultados se observa que la dosis 3 (Cuadro 4) se mantiene como el mejor tratamiento, existiendo diferencias estadísticas con el testigo y con el resto de las dosis en todos los parámetros evaluados, lo que confirma que en la medida que la planta está más deteriorada el efecto de este biofertilizante es mayor: Se obtuvieron resultados semejantes para las plántulas tipo C (Cuadro 5).

Cuadro 4. Efecto de la micorriza arbuscular en plantas micropropagadas tipo B.
Table 4. Effect of arbuscular mycorrhizal on type B micropropagated plants.

Tratamiento

Altura (cm)

Número de hojas

PFF (mg)

PSF (mg)

PFR (mg)

PSR (mg)

Testigo

24,15 b

4,43 b

534,3 b

81,3 b

267,3 b

32,3 b

Dosis 1

24,15 b

4,23 b

628,0 b

96,0 b

240,7 b

37,7 b

Dosis 2

23,70 b

4,23 b

562,0 b

91,0 b

282,7 b

52,3 a

Dosis 3

30,98 a

4,70 a

773,7 a

119,0 a

349,0 a

50,3 a

ES

0,6770

0,619

0,0259

0,0047

0,0151

0,003

DT

7,08

0,6786

0,28

0,051

0,1649

0,04

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a p<0,05 según Duncan.
PFF: peso fresco del follaje. PSF: peso seco del follaje. PFR: peso fresco de las raíces. PSR: peso seco de las raíces. ES: error estándar. DT: desviación típica.

Cuadro 5. Efecto de micorriza arbuscular en plantas micropropagadas tipo C.
Table 5. Effect of arbuscular mycorrhizal on type C micropropagated plants.

Tratamiento

Altura (cm)

Número de hojas

PFF (mg)

PSF (mg)

PFR (mg)

PSR (mg)

Testigo

17,44 b

4,60 b

426,5

63,0 b

120,2

3,0 c

Dosis 1

22,53 a

4,93 a

452,7

96,0 a

141,7

6,7 b

Dosis 2

18,03 b

4,40 b

399,7

72,0 b

156,1

3,5 c

Dosis 3

17,16 b

4,73 b

335,0

48,7 c

150,2

9,7 a

ES

0,5548

0,0630

0,0196

0,008

0,0140

0,0051

DT

6,7

0,6901

0,2145

0,08

0,1538

0,0558

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a P<0,05 según Duncan.
PFF: peso fresco del follaje. PSF: peso seco del follaje. PFR: peso fresco de las raíces. PSR: peso seco de las raíces. ES: error estándar. DT: desviación típica.

En las plantas micropropagadas tipo C no fue posible evaluar el efecto de las dosis 2 y 3, porque en la etapa en que se desarrolló el experimento se produjo un período de intensas lluvias que afectó estos dos tratamientos por la salpicadura de las gotas de agua, lo que provocó que el sustrato fuera extraído de los orificios de las cajas, por lo que la comparación del efecto de la micorrización sólo es posible entre el testigo y la dosis 1. De acuerdo con esta situación, se observa marcadamente el efecto positivo del biofertilizante sobre los parámetros evaluados, repitiéndose la situación anteriormente señalada, de un mayor efecto cuando la planta está en estado deteriorado, lográndose de esta forma un fortalecimiento de la misma con el proceso de micorrización.

En el Cuadro 6 se hace una comparación múltiple utilizando los datos de los tres tipos de plantas micropropagadas en conjunto. Mediante este cuadro se corrobora el efecto del biofertilizante en la dosis 3, el cual en forma integral provocó un mayor crecimiento de la plántula y en general una mayor calidad en sus caracteres morfológicos.

Cuadro 6. Comparación para todas las plantas micropropagadas.
Table 6. Comparation for all micropropagated plants.

Tratamiento

Altura (cm)

Número de hojas

PFF (mg)

PSF (mg)

PFR (mg)

PSR (mg)

Testigo

22,043 b

4,47 a

406,3

107,6

297

41,7

Dosis 1

24,48 b

4,25 b

318,9

98,9

271

43,0

Dosis 2

25,18 ab

4,46 a

371,9

98,2

273

42,0

Dosis 3

28,83 a

4,55 a

627,9

109,7

318

48,4

ES

0,4626

0,03

0,19

0,0041

0,010

0,025

DT

8,77

0,7211

0,364

0,0711

0,189

0,3644

Medias con diferentes letras en la misma columna difieren a p<0,05 según Duncan..
PFF: peso fresco del follaje. PSF: peso seco del follaje. PFR: peso fresco de las raíces. PSR: peso seco de las raíces. ES: error estándar. DT: desviación típica.

En los tres tipos de plantas micropropagadas, estos resultados están avalados por el efecto que ejercen las MA sobre el crecimiento de los cultivos; se ha comprobado este efecto en plantas micropropagadas (Azconaguilar et al., 1997), y en plantas de caña in vitro se ha demostrado que producen aumento del tamaño de la planta, mejor desarrollo del follaje y del sistema radicular (Ortiz et al., 1998).

Los resultados obtenidos, en cuanto a la metodología de aplicación del biofertilizante, son adaptables al trabajo práctico de producción en una fábrica de plantas de caña in vitro, pues el biofertilizante se aplica mezclado con el sustrato y no de forma dosificada, como se ha reportado en otros trabajos. Esta metodología facilita el uso del biofertilizante.

Partiendo de esta modificación del método de inoculación, se realizó una valoración del establecimiento de las micorrizas en las raíces de las plantas micropropagadas, comprobándose que las mismas se establecieron con las diferentes dosis estudiadas (Cuadro 7). Este resultado nos permite asegurar que las MA pasan al campo cuando se produce el trasplante de las plántulas.

Cuadro 7. Resultados de la evaluación de la colonización de las micorrizas arbusculares en las raíces (%).
Table 7. Results of the evaluation of the colonization of arbuscular mycorrhizal in the roots (%).

Dosis

Tiempo

 

15’

30’

45’

60’

Testigo

10

16,6

16

10

Dosis 1

73

80

60

90

Dosis 2

60

83

70

100

Dosis 3

100

80

86

100


Se utilizó el método de determinación del establecimiento de las MA en las raíces recomendado por Phillips y Hayman (1970), estableciéndose modificaciones considerando las características de las raíces de las plantas micropropagadas. Como se observa en el Cuadro 7 se puede determinar la presencia de MA en las raíces aún cuando éstas se sometieron al proceso de digestión durante 15 min, comparado con 1 h planteado por el método original.

Desde el punto de vista fitosanitario no se observó influencia de la micorrización en la incidencia de plagas y enfermedades. No hubo presencia de plagas, y la enfermedad que incidió con altos grados de ataque en todas las variantes (Cuadro 8), fue la raya parda producida por el hongo Helminthosporium stenospilum Drechsler. Herrera et al. (1994) reportaron esta enfermedad como la de mayor incidencia para la caña de azúcar en la fase de adaptación.

Cuadro 8. Grado de ataque de Helminthosporium stenospilum (%).
Table 8. Percentage of infestation of Helminthosporium stenospilum (%).

Tratamientos

Vitroplanta A

Vitroplanta B

Vitroplanta C

Testigo

56

64

53

Dosis 1

66

67

61

Dosis 2

68

70

52

Dosis 3

67

69

48


Desde el punto de vista económico los resultados obtenidos en el trabajo se pueden valorar cualitativa y cuantitativamente. Desde el punto de vista cualitativo se logran ventajas al obtener plántulas de mayor calidad por su mayor altura, con mayor sistema radicular y mejor cantidad de materia seca, así como la presencia del microorganismo en sus raíces lo que garantiza un establecimiento más efectivo en el campo. El análisis cuantitativo se puede enfocar a partir de los porcentajes de disminución de las pérdidas en los primeros 15 días de plantadas las plantas micropropagadas. En las plántulas A se logró disminuir el porcentaje de pérdidas de 12,9 a 8,9% en la dosis 3, estando por debajo de los porcentajes de pérdidas permisibles (10%). En el caso de las plántulas B se disminuyen las pérdidas de 28,3% en el testigo, a 23% en la dosis 3, aunque en este caso ambos valores están por encima del parámetro permisible.

CONCLUSIONES

El biofertilizante "Micorriza" preparado por el Laboratorio Provincial de Suelos de Villa Clara, Cuba, permitió el establecimiento de MA en plantas micropropagadas en caña de azúcar y produjo un efecto positivo en sus principales características morfológicas.

Es factible utilizar el biofertilizante mezclado con el sustrato a razón de 188 kg de biofertilizante/m3 de sustrato.

LITERATURA CITADA.

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