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Ciencia e investigación agraria

versión On-line ISSN 0718-1620

Cienc. Inv. Agr. v.35 n.1 Santiago abr. 2008

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-16202008000100007 

 

Cien. Inv. Agr. 35(1): 67-75. 2008

ARTICULO DE INVESTIGACIÓN

 

Efecto de la fertilización nitrogenada sobre el rendimiento y el color de cultivares de ajo (Allium sativum) colorado

Effect of nitrogen fertilization on yield and color of red garlic (Allium sativum L.) cultivars

 

Silvia Gaviola1 y Víctor M. Lipinski2

1Universidad Nacional de Cuyo, Facultad de Ciencias Agrarias, Almirante Brown 500 (5505), Chacras de Coria, Mendoza, Argentina.
2Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Estación Experimental Agropecuaria, La Consulta, Casilla 8 (5567), Mendoza, Argentina.


Abstract

The aim of this work was to evaluate the effect of 0, 75, 150, 225, and 300 kg•ha-1 of nitrogen fertilization on the yield and color of red garlic (Allium sativum) cvs. Fuego, Sureño, Costoso, INCO 30 and Rubí. Treatments were distributed as split plot design and disposed in random complete blocks with three replicates. The nitrogen rates were assigned to main plots and the cultivars to subplots. The color of bulbs was determined with a reflectometer Minolta CR-400. Cultivars and nitrogen rates had a significant effect (p < 0.0001) on yields; however, the interaction between the nitrogen rates and yields was not significant. Garlic cultivars digressively sorted according to the yields were ( t•ha-1): Sureño (11.8), Rubí (11.7), Costoso (10.0), INCO 30 (10.0), and Fuego (9.8). A highly significant interaction between cultivars and nitrogen rates were obtained for color variables. Considering all nitrogen fertilization treatments, cv. Rubí (Hue*: 33) had the highest purple color and cv. Fuego (Hue*: 52) had the lowest one, resulting in an intermediate level for cultivars INCO 30 (Hue*: 47), Sureño (Hue*: 45), and Gostoso (Hue*: 43). A trend toward higher purple-red color as nitrogen rates increase was obtained for Sureño, Rubí and Gostoso. The color values obtained for each cultivar and extreme rates of nitrogen fertilization (0 and 300 kg•ha-1) were (Hue*, L* and Cr*) for Fuego N0 (57.2, 64.8, 19.5), N300 (43, 69.7, 17.0), Gostoso: N0 (50.7, 64.1, 18.4), N300 (42.8, 63.3,18.2), INCO: 30 N0 (44.5, 61.1, 19.3), N300 (47.4, 64.6, 17.6), Rubí: N0(42.0, 60.4, 20.3), N300 (33.2, 60.0, 19.5), Sureño: N0 (47.7, 61.5, 20.1), N300 (43.5, 62.8, 18.6).

Key words: Color, fertilization, garlic, nitrogen, reflectometry

Resumen

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la fertilización nitrogenada sobre el rendimiento y color de cultivares de ajo (Allium sativum L.) colorado. El estudio se realizó en condiciones de campo en el INTA, EEA La Consulta, Mendoza, Argentina. El diseño experimental fue en parcelas divididas dispuestas en bloques completos al azar de tres repeticiones. El factor dosis de nitrógeno (0,75,150 225 y 300 kg•ha-1 de N) se asignó a las parcelas principales y los cultivares Fuego, Sureño, Gostoso, INCO 30 y Rubí a las subparcelas. El color de los dientes del ajo se determinó con la ayuda de un reflectómetro Minolta modelo CR-400. Los cultivares y la dosis de fertilización nitrogenada tuvo un efecto significativo (p < 0,0001) sobre los rendimientos de ajo. Sin embargo, la interacción entre ambos factores no fue significativa. Los cultivares de ajo ordenados decrecientemente según los rendimientos obtenidos fue: Sureño (11,8 t•ha-1), Rubí (11,7 t•ha-1), Gostoso (10,0 t•ha-1), INCO30 (10,0 t•ha-1) y Fuego (9,8 t•ha-1). El análisis de varianza correspondiente a las variables de color (Hue*, L* y O*), los cultivares y la fertilización nitrogenada y la interacción entre ambas tuvieron un efecto significativo (p < 0,05). Considerando todos los tratamientos de fertilización con N, el cv. Rubí (Hue*: 33) fue el de mayor color púrpura y el cv. Fuego (Hue*: 52) el de menor, resultando intermedio los cultivares INCO 30 (Hue*: 47), Sureño (Hue*: 45) y Gostoso (Hue*: 43). Hubo una tendencia a un mayor color rojo púrpura con el aumento de la dosis de nitrógeno en los cultivares Sureño, Rubí y Gostoso. Los valores de color obtenidos para cada cultivar y dosis extrema de fertilización (0 y 300 kg·ha-1N), respectivamente, fueron los siguientes (Hue*, L* y O*): Fuego N0 (57.2; 64.8; 19.5); N300(43; 69.7; 17); Gostoso N0 (50.7; 64.1; 18.4); N300 (42.8; 63.3;18.2); INCO 30 N0 (44.5; 61.1; 19.3); N300 (47.4; 64.6; 17.6); Rubí N0 (42; 60.4; 20.3); N300 (33.2; 60; 19.5); Sureño N0 (47.7; 61.5; 20.1); N300 (43.5; 62.8; 18.6).

Palabras clave: Ajo, color, fertilización, nitrógeno, reflectrometría.


Introducción

El ajo (Allium sativum L.) es un cultivo de gran importancia económica en Argentina, siendo actualmente el segundo país exportador de ajo en el mundo. La producción se concentra en Mendoza y San Juan. El programa de mejoramiento genético de ajo mantenido desde 1989 en el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA La Consulta, Mendoza, Argentina), dio como resultado la inscripción a partir de 1996 de nuevos cultivares (Registro de Cultivares del Instituto Nacional de Semillas, Argentina) que ampliaron el espectro cualitativo y temporal de la oferta de nuevos tipos comerciales (López y Burba, 2003). Los cultivares de mayor importancia son ajos blancos (Grupo Fisiológico III) y ajos colorados (Grupo Fisiológico IV: Fuego INTA, Sureño INTA, Gostoso INTA, INCO 30 y Rubí INTA) de la clasificación argentina. Los cultivares del Grupo IV se diferencian del Grupo III, fundamentalmente por el color de la catáfilas de los bulbos, color de los dientes, por el período de dormancia y por las aptitudes de conservación.

La respuesta del aj o a la fertilización nitrogenada ha sido demostrada localmente (Lipinski and Gavióla, 2006; Lipinski and Gavióla, 1999; Lipinski and Gavióla, 1995). Sin embargo, la aparición de nuevos cultivares hace necesario contar con la caracterización agronómica. Por ejemplo, época de aparición en el mercado, tamaño y número de dientes, color de bulbos y de dientes, textura, pungencia y aptitudes para conservación. Buwalda (1986) estudió el efecto de niveles de nitrógeno, entre 0 y 240 kg•ha-1 de nitrógeno, sobre el rendimiento del cultivar California tardío, determinando que la dosis de 120 kg•ha-1 de N dio la mejor relación entre rendimiento y calidad. Sardi y Timar (2005) determinaron que las plantas de ajo tiene altos requerimientos de nitrógeno, sobre todo en el periodo vegetativo temprano, y obtuvieron los mayores producciones con dosis de 300 kg•ha-1 de nitrógeno.

En las condiciones edafoclimáticas de La Consulta, Mendoza, Argentina se hicieron ensayos de absorción de nutrimentos en ajo blanco y colorado. Para un rendimiento de ajo colorado de 10 th•ha-1 y una densidad de 17 plantas•m2 se determinó que el cultivo extrajo 180 kg•ha-1 de N, 20 kg•ha-1 de P y 115 kg•ha-1 de K. Para un rendimiento de 12 t•ha-1 de ajo blanco las extracciones fueron de 160 kg•ha-1 N y cantidades similares de P y K para la misma densidad de plantación antes citada (Gavióla y Lipinski, 2005).

Entre los elementos nutricionales importantes en ajo y otros cultivos se encuentra el nitrógeno, que participa de forma activa en numerosos procesos metabólicos. El contenido de nitrógeno está directamente relacionado con la síntesis de proteínas y carotenoides, pudiendo afectar a la coloración del fruto y diferentes órganos de la planta, tanto a nivel de la piel como de la pulpa (Romojaro et al., 2007). El nitrógeno puede reducir la posibilidad de formar pigmentos. Un alto contenido de nitrógeno, al inducir crecimiento forma mayor cantidad de proteínas, lo que reduce por competencia, la síntesis de antocianinas debido a que una mayor cantidad del aminoácidos se destinan a la formación de proteína (Rodas y Rizobacter, 2005; Li et al., 2004).

En cultivares de ajos colorados, el color de la hoja protectora de cada diente es un importante criterio de calidad de poscosecha (Pellegrini et al., 2001). El mercado brasileño, principal destino de los ajos colorados de Argentina, es exigente en color de los dientes, debido en parte a la presentación como bulbos pelados, y en parte a la fuerte asociación que existe entre pungencia e intensidad del color. La pungencia es una cualidad muy demandada por los mercados latinos (Burba et al., 1999). Por lo tanto, una cuidadosa evaluación del color es importante para una correcta descripción botánica y hortícola.

Existen directrices internacionales para ajo, donde el color de fondo de las catáfilas externas del bulbo, el color de la pulpa y el color de las hoja protectora de los dientes son algunas de las características empleadas en la descripción de cultivares (UPOV, 2001). En las últimas décadas, su cuantificación por reflectometría se ha considerado una herramienta precisa y confiable (Francis, 1980). Con este propósito se utilizan refiectómetros, los cuales miden el color en tres dimensiones. Sin embargo, es necesario ser cuidadoso con el uso de los valores obtenidos para evitar interpretaciones erróneas (Me Guire, 1992).

Se reconoce que la intensidad del color de las hojas protectoras de los dientes, si bien tiene relación con las características genéticas del germoplasma, está fuertemente influenciada por las características del suelo y del clima (Burba et al., 1999). También se ha demostrado que algunas prácticas de manejo de precosecha (ej. fertilización nitrogenada y riego) como también de poscosecha afectan la calidad y composición del ajo (Bloem et. al., 2004 Cantwell et al., 2003, 2001). Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la fertilización nitrogenada sobre el rendimiento y color de cultivares de ajo colorado.

Materiales y métodos

Localidad

Este trabajo se realizó durante la temporada 2004 en el campo experimental del INTA, La Consulta, Mendoza, Argentina (33° 44' lat. Sur, 69° 07' long. Oeste, 950 m.s.n.m.), en un suelo de origen aluvial, profundo, franco arenoso fino (serie La Consulta) Torrifluvente típico. Según el análisis de suelo, tiene un mediano contenido de nitrógeno total (770 mg•kg-1), alto contenido de fósforo disponible, determinado en extracción carbónica 1:10 (5,9 mg•kg-1), pH alcalino (7,9) y 1,18% de materia orgánica.

Cultivares de ajo

Se emplearon ajos colorados cvs. Fuego INTA, Sureño INTA, Gostoso INTA, INCO 30 y Rubí INTA. Se plantó el 15 de marzo en camas de 0,82 m de ancho, con cuatro hileras de plantas dispuestas en tresbolillo sobre el camellón de 0,50 m con 40 plantasm2. Se utilizó una cinta de riego por goteo T-Tape 508-30, colocada en el medio de la cama de siembra de cada parcela principal, con tres emisores por metro, quedando dos hileras de plantas de cada lado. El caudal de la cinta (con orificios a 30 cm) fue de aproximadamente de 2,7 L•m-1•h-1. Los riegos se calcularon según la evaporación estimada en una bandeja clase A, con un coeficiente de bandeja kp = 0,75. Los coeficientes del cultivo (kc) correspondieron a los comúnmente empleados en la programación del riego de la zona y variaron según el estado fenológico del cultivo entre 0,4 a 0,8 (mayo a agosto) y 1,1 a 1,33 (setiembre a diciembre). La lámina de riego incorporada fue de 660 mm.

Previo a la plantación, los dientes semillas se trataron con 183 mLL 4 de fenamifos (Nemacur, 23 % WP, Bayer S.A, Argentina), 208 mL•L-1 carboxin + tiram (Vitavax Fio 20% + 20%, EW, Crompton Química, Argentina) y 175 mLL1 procloraz (Sportak, 45%, EC, Bayer S.A, Argentina). Las malezas se controlaron en forma preemergente con linuron, 1 Lha4 (Telaron, 48%, SC, Chemiplant, Argentina) y pendimentalin, 4 L•ha-1 (Herbadox, 33%, EC, Basf, Argentina). Los ajos se cosecharon entre el 5 y el 12 de diciembre, en función de la maduración de los respectivos cultivares. A los 30 días después de secado a la sombra, se pesaron los bulbos, luego de limpiarlos para eliminar restos de partes aérea y raíces.

Fertilización nitrogenada

Se aplicó dosis de nitrógeno equivalentes a 0 (N0), 75 (N75), 150 (N150), 225 (N225) y 300 (N300) kg•ha-1, las que se incorporaron como SolUan (32% N, PASA, Argentina). Las fertirrigaciones se realizaron en 32 oportunidades. Entre mayo y junio se aplicó un 15% y entre agosto y octubre un 85% de la dosis total de nitrógeno.

Caracterización del color de ajo

El color de los dientes de ajo se determinó con un reflectómetro Minolta modelo CR-400 (Konica Minolta Sensing, Inc, EUA) con un cabezal de lectura de 8 mm. De cada parcela se eligieron tres bulbos y de cada bulbo se seleccionaran tres dientes al azar para realizar las mediciones, totalizando 225 mediciones por cultivar.

Se utilizó la escala de CIELAB (Comisión Internationale de l'Eclairage de Francia) para la evaluación de los parámetros de color (Voss, 1992). El color de las hojas protectoras de los dientes se evaluó determinando la luminosidad (L*) en escala de 0 a 100 (blanco a negro). La intensidad del color rojo (positivo) a verde azulado (negativo) fue a* y la intensidad del color amarillo (positivo) a azul (negativo) fue b* (Francis, 1980). Los valores de a* y b* se emplearon para calcular la intensidad (saturación) (O*) por la fórmula (Francis, 1980):

y el matiz por el ángulo Hue* según:

El arco tangente toma valores positivos y negativos según el cuadrante en que se encuentre. Los valores son positivos en el primer y tercer cuadrante, y negativos en el segundo y cuarto. Para una interpretación útil el valor de Hue* debe permanecer positivo entre 0 y 360° .

Diseño y análisis estadísticos

Los tratamientos se distribuyeron conforme con un diseño en parcelas divididas con bloques al azar con tres repeticiones. Las dosis de nitrógeno fueron asignadas a las parcelas principales y los cultivares a las subparcelas. La unidad experimental estuvo representada por parcelas de 50 x 1,64 m y la unidad de muestreo fue de 0,82 x 3 m. Los resultados obtenidos de rendimiento y parámetros de color se evaluaron a través de análisis de varianza según un modelo factorial donde los factores fueron cultivares y dosis de nitrógeno.

Se efectuó un análisis de similitud con el propósito de agrupar los cultivares por su semejanza en color y agrupar éstas en función de la fertilización nitrogenada. El análisis de similitud se realizó mediante el modelo de clasificación jerárquica ascendente, usando como método el encadenamiento promedio y la distancia euclidiana promedio. Se especificaron como variables: Hue*, L*, O* y como criterio de clasificación el genotipo y dosis de nitrógeno (n = 1125 observaciones por variable).

En cada cultivar, la relación entre las dosis de nitrógeno empleadas y los rendimientos obtenidos se estudió por análisis de regresión.

Los análisis estadísticos se realizaron con la ayuda del software InfoStat (Infostat. 2002 Grupo InfoStat. Facultad Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina).

Resultados y discusión

Los cultivares y la dosis de fertilización nitrogenada tuvo un efecto significativo (p < 0,0001) sobre los rendimientos de ajo. Sin embargo, la interacción entre ambos factores no fue estadísticamente significativa. Los cultivares de ajo ordenados decrecientemente según los rendimientos obtenidos fue: Sureño (11,8 t•ha-1), Rubí (11,7 t•ha-1), Costoso (10,0 t•ha-1), INCO30 (10,0 t•ha-1) y Fuego (9,8 t•ha-1). El cultivar Sureño, fue el más productivo, estadísticamente similar a Rubí, pero ambos significativamente (p = 0,05) diferentes del resto de los cultivares (Cuadro 1).


El rendimiento promedio de los tratamientos sin fertilización nitrogenada (N0) fue 7,57 t•ha-1, significativamente diferente del rendimiento promedio obtenidos en las parcelas fertilizadas con nitrógeno, donde los rendimientos en orden creciente fueron (t•ha-1): N75 (10,8), N150 (11,28), N300 (11,33) y N225 (12,20) (Cuadro 1). La relación entre la dosis de nitrógeno empleada y los rendimientos de cada cultivar se explicó por modelos polinomiales (Figura 1). A partir de las ecuaciones de regresión se estimó la dosis óptima para maximizar los rendimientos (DMR) de cada cultivar. En las condiciones edafoclimáticas del ensayo y en un suelo con contenido medio de N total (770 mg•kg-1) la DMR estimadas fueron 198 kg•ha-1 de N para Sureño e INCO30, 208 kg•ha-1 de N en Rubí, 215 kg•ha-1 de N en Fuego y 247 kg·ha-1 de N en Gostoso. Previamente, Lipinski y Gavióla (2006) determinaron que en un suelo con contenidos medios de nitrógeno total (800 mg•kg-1), la DMR fue de 150 kg•ha-1 de N en los ajos cultivares Fuego INTA, Sureño INTA, INCO 30 y Rubí INTA. El cultivar Gostoso tuvo un valor crítico mayor.


Los cultivares, la fertilización nitrogenada y la interacción entre cultivares y fertilización nitrogenada tuvieron un efecto significativo (p < 0,05) sobre las variables de color (Hue*, L* y Cr*).

Considerando todos los tratamientos de fertilización nitrogenada, los ajos Rubí (Hue*: 33) tuvieron el mayor color púrpura y Fuego (Hue*: 52) fue el cultivar con el menor color, resultando intermedio los cultivares INCO 30 (Hue*: 47), Sureño (Hue*: 45) y Gostoso (Hue*: 43). Los ajos Rubí (Cr*: 19.8) y Sureño (Cr*: 19.3) fueron los cultivares con mayor intensidad del color, interpretado a través del mayor valor de Cr* respecto a los otros cultivares. El cultivar Fuego (L*: 66.4) fue el que presentó mayor luminosidad, estimado por el mayor valor de L*, respecto al resto de los cultivares analizados, diferenciándose significativamente (p < 0,05) de éstos (Cuadro 2).


El análisis de similitud y estableciendo como criterio de clasificación la línea de referencia a un nivel de magnitud de distancia igual al 50% de la máxima, permitió agrupar los genotipos según la semejanza fenotípica de color (Hue*, L* y Cr*) (Figura 2). La clasificación jerárquica permitió clasificar cinco cultivares de ajo colorado por la homogeneidad fenotípica del color, pudiendo ser agrupados en tres Clases: 1. Clase I, correspondió a Rubí; 2. Clase II, Sureño, INCO 30 y Gostoso y 3. Clase III, Fuego (Cuadro 3).



Hubo una tendencia a un mayor color rojo púrpura con el aumento de la dosis de nitrógeno en los cultivares Sureño, Rubí y Gostoso (Figura 3). En función de estos resultados se proponen tres Clases: Clase I, sin fertilización nitrogenada (N0); Clase II, 75 y 150 kg•ha-1 de N (N75 y N150); Clase III, 225 y 300 kg•ha-1 de N (N225 y N300). Esto sugiere que la fertilización nitrogenada afectó considerablemente el color de los dientes de los cultivares de ajo colorado.


Los valores de matiz del color (Hue*), luminosidad (L*) y saturación del color (Cr*) obtenidos para cada cultivar, sin aplicación de nitrógeno y en la dosis extrema de 300 kg•ha-1de nitrógeno, fueron: Fuego N0 (57,2; 64,8; 19,5) y N300 (43,0; 69,7; 17,0), Gostoso N0 (50,7; 64,1; 18,4) y N300 (42,8; 63,3;18,2), INCO 30 N0 (44,5; 61,1; 19,3) y N300 (47,4; 64,6; 17,6), Rubí N0 (42; 60,4; 20,3) y N300 (33,2; 60,0;19,5) y Sureño N0 (47,7; 61,5; 20,1) y N300 (43,5; 62,8; 18,6).

Según Me Guire (1992) esta técnica de análisis del color, donde los valores de a* y b* se convierte en Cr* y Hue*, es útil para clasificar los azules y púrpuras de frutos como la frambuesas (L*, Cr* y Hue* 58,6; 21,6 y 273, respectivamente) y uvas tintas (L*, Cr* y Hue*,43,4; 6,6 y 310, respectivamente). Sin embargo, algunos investigadores presentan los resultados como L*, a* y b* sin convertirlos a Cr* y Hue*. Esto es inapropiado debido a que no son variables independientes (Francis, 1980). Previamente, este método de análisis se ha aplicado para evaluar el efecto de dosis comerciales de rayos gama, aplicados en dormancia, sobre el color de ajos colorados (Pellegrini et al., 2001). También se ha utilizado para determinar el efecto de tratamientos con atmósfera controlada sobre el color (Cantwell et al. 2003). En este trabajo, fue un procedimiento que permitió exitosamente determinar el efecto de la fertilización nitrogenada sobre el color de los dientes de ajos colorados, un factor de calidad altamente buscado.

En este estudio realizado en un suelo con contenidos medios de nitrógeno total, la evaluación de diferentes materiales genéticos de ajo colorado demostró la existencia de una repuesta a la fertilización nitrogenada. Las dosis que maximizaron los rendimientos fueron de 198, 198, 208, 215 y 247 kg•ha-1 de nitrógeno en los cultivares Sureño, INCO 30, Rubí, Fuego y Gostoso, respectivamente. Además hubo una tendencia al aumento del color púrpura intenso en la medida que aumentó de la dosis de nitrógeno, es decir menor Hue*; comprobado a través de un análisis de regresión, en los cultivares Sureño, Rubí y Gostoso. Esta información y la aportada en trabajos previos (Lipinski y Gavióla, 2006), contribuirá a la selección de material para ser empleados en planes de mejoramiento del ajo, donde el color y los rendimientos sean los principales objetivos.

 

Literatura citada

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Recibido 22 agosto 2007. Aceptado 10 diciembre 2007.

1Dirigir correspondencia a S. Gavióla: sgaviola@fca.uncu.edu.ar

 

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