RESUMENDDIIRREECCCCIIOONN DDEE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIÓÓNN YY EESSTTUUDDIIOOSS DDEE PPOOSSGGRRAADDOO
Curva de extracción de nitrógeno en tomate (Lycopersicon esculentum
Mill.) para tres niveles de nitratos en la solución de un suelo arcilloso compactado del Valle del Yaqui.
Maestría en administración de recursos hidráulicos
Presenta
CONACYT por el apoyo otorgado.
Mto. Luis Carlos Valdez T. por la guía y respaldo recibido, así como por la
oportunidad para llevar a cabo este trabajo de investigación.
Mto. Alejandro Javalera R. por el tiempo dedicado a la revisión de este
trabajo.
Mta. Guadalupe Aguilar A. por su dirección para efectuar los análisis de
planta y suelo.
A todo el personal de la DIEP.
Mto. David Encinas Y. por el asesoramiento como responsable de la maestría
de Recursos Hidráulicos.
2
DEDICATORIAS
A Dios “El principio de la sabiduría es reconocer la grandeza de Dios”
Proverbios 1:7
A mis mejores amigos y compañeros: Mary, Lety, Hernán.
3
INDICE
2.2 Humedecimiento del suelo en riego por goteo 7
2.3 Descripción del sistema 8
2.4 Ventajas e inconvenientes del riego por goteo 11
2.5 Fertirrigación 12
2.5.1 Análisis químico del agua y su disponibilidad 12
2.5.2 Análisis químico de los suelos y de la solución del suelo 14
2.5.3 Requerimientos nutricionales del cultivo 19
2.5.4 Programación de fertirriego en tomate 22
2.5.4.1 Elaboración de la curva de extracción de nutrientes
para tomate
2.5.5 Estudio de nutrición del tomate 25
2.6 Importancia de los alimentos en fresco en la economía mexicana 26
2.7 Tomate 27
2.7.2 Exigencias de clima y suelo 29
2.7.3 Marcos de plantación 30
III MATERIALES Y MÉTODO 32
3.1 Labores de cultivo en el experimento 32
3.1.1 Labores culturales para la preparación del terreno 32
3.1.2 Colocación de cintas 33
3.1.3 Riegos 33
3.1.4 Fertilización 33
3.2 Diseño experimental y tratamientos evaluados 34
3.3 Labores para determinar la curva de extracción de nitrógeno 35
IV RESULTADOS Y DISCUSIONES 36
4.1 Rendimiento por corte 36
4.1.1 Análisis del rendimiento total 37
4.2 Número de frutos 39
4.2.1 Número de frutos totales 41
4.3 Curva de extracción de nitrógeno 42
V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 45
5.1 Conclusión 45
5.2 Recomendación 45
VI BIBLIOGRAFÍA 46
1 Características químicas que debe tener el agua para fertirrigación...............13
2 Concentraciones de algunos nutrimentos en la solución del suelo para
el crecimiento del tomate en Sinaloa................................................................15
3 Guía metodológica por la Universidad de Mississipi para el cultivo
de tomate..........................................................................................................16
4 Propuesta por la Universidad Estatal de Carolina para la producción comercial
de tomate en invernadero.................................................................................17
5 Aplicaciones manejadas en los invernaderos de Ontario para la producción de
tomate..............................................................................................................18
6 Extracciones medias de los cultivos hortícolas................................................20
7 Rangos para la concentración de nitrógeno y potasio en la planta de
tomate..............................................................................................................25
6
Figura
1 Estructura del bulbo en riego por goteo y comparación del movimiento del
agua con el caso del riego por aspersión..................................................... 8
2 Tensiómetros.................................................................................................10
4 Suministro de agua al sistema radicular en riego por goteo..........................11
5 Medidor de nitratos........................................................................................19
7 Desarrollo de tomate.....................................................................................29
7
Gráfica
1 Comparación de medias de la variable rendimiento por corte en el cultivo de
tomate, ciclo PV 2000.ITSON –DIEP...........................................................37
2 Comparación de medias de la variable rendimiento total en tomate, ciclo PV
2000.ITSON-DIEP........................................................................................39
3 Comparación de medias de la variable número de frutos en tomate, ciclo PV
2000.ITSON-DIEP........................................................................................40
4 Comparación de medias de la variable número de frutos totales en tomate,
ciclo PV2000.ITSON-DIEP...........................................................................41
5 Concentración de nitrógeno en gramos por planta en cultivo de tomate. Ciclo
PV 2000. ITSON-DIEP..................................................................................43
6 Concentración de nitrógeno en kg/ha en tomate. Ciclo PV2000. ITSON-
DIEP..............................................................................................................44
8
2 Análisis de varianza para el rendimiento total.............................................38
3 Análisis de varianza para el número de frutos por corte.............................40
4 Análisis de varianza para el número de frutos totales.................................41
5 Comparación de tamaño de fruto entre tratamientos............................ ....42
9
RESUMEN
El riego por goteo ha hecho posible la utilización de técnicas como la fertirrigación con la
cual se logra un aumento en la calidad y cantidad de las cosechas. Una de las
características más importantes de esta técnica es la posibilidad de realizar el fraccionar
el aporte de los nutrientes a lo largo del ciclo vegetativo, especialmente de aquellos que
son más móviles, como el nitrógeno y el potasio. Para establecer el calendario de aportes
de los elementos es necesario conocer la evolución del desarrollo del cultivo y de la
absorción de los principales nutrientes; ésta evolución, se expresa mediante una curva de
extracción de nutrientes que está en función del tiempo y demanda en el desarrollo
fenológico referenciada a una zona en específica.
El objetivo de ésta investigación es la de obtener la curva de extracción de nitrógeno para
el mayor rendimiento de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en el Valle del Yaqui al
mantener tres diferentes concentraciones de nitratos en la solución del suelo (100,300 y
500 ppm); realizándose muestreos del material vegetal durante el ciclo del cultivo y
mediante análisis en laboratorio lograr conocer la concentración del nitrógeno que se
acumuló quincenalmente en la planta. La distribución del experimento fue a través de
parcelas anidadas y la comparación de medias se realizó con la prueba de diferencia
mínima significativa.
El mayor rendimiento se logró con la concentración de 100 ppm de nitratos en la solución
del suelo y constituirá una guía para suministrar los nutrientes en función de la demanda
del cultivo y para establecer el calendario de fertilización haciendo posible proporcionar
los nutrientes en la cantidad adecuada para que la planta desarrolle un crecimiento
potencial.
10
I INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes
De acuerdo a datos publicados por la CNA (2000), aproximadamente el 76% del agua que
se consume en México es para riego de cultivos, el 17% para el abastecimiento de agua
de las poblaciones, el 5 % para las industrias y el resto para otros usos. Del consumo
total de agua para riego en el país se pierde entre 30 y 50 % por bajas eficiencias de
conducción hacia las parcelas. Un artículo de Martínez (2001), señala que la eficiencia en
la aplicación de agua de riego a nivel parcelario en sistemas por gravedad, oscila entre
un 75% en los distritos de riego más tecnificados, hasta apenas 35% en otros.
Los estudios demuestran que la eficiencia es de alrededor del 40% en irrigación por
gravedad, y del 75% en la irrigación por aspersores; en el regadío por goteo es del 95%.
Por lo tanto, se puede decir que el regadío por goteo, en lo que respecta al ahorro de
agua tiene muchas ventajas sobre los otros métodos, especialmente bajo condiciones de
un suministro de agua limitado. (MFA, 1999)
11
En regiones áridas o semiáridas con un recurso cada vez más escaso y de peor calidad,
el agua, es vital que los agricultores (principales consumidores) lo usen con una mayor
eficiencia. El riego localizado en sus distintas acepciones de goteo y microaspersión, no
solo contribuye ello, sino que, además, ha hecho posible la utilización de otras técnicas,
como la fertirrigación , que han aumentado la calidad y cantidad de las cosechas. (López
et al, 1992)
De acuerdo a la definición que presenta Domínguez (1993), se entiende por fertirrigación
la aplicación de los fertilizantes en el agua de riego. Se trata, por tanto, de aprovechar la
infraestructura de riego como medio para la distribución de estos elementos nutritivos.
Marañón (1997) cita que en nuestro país, este cambio tecnológico ha sido principalmente
adoptado por productores hortícolas, ya que los países desarrollados están demandando
alimentos en fresco durante todo el año, gracias a la fertirrigación han tenido notorios
incrementos en la productividad: 48.9% en chile, 37.8% en jitomate, 18.6% en calabaza y
13.7% en berenjena, de 1990-1991 a 1995-1996, además de que han hecho mejor uso de
sus recursos.
Es así como las innovaciones agrícolas tecnológicas pueden llevar a alcanzar una porción
más grande del mercado mundial mediante ventajas competitivas al obtener un producto
de mayor calidad por el mismo precio, o un precio más bajo por un producto de la misma
calidad. En México el sector exportador de tomate se concentra principalmente en
Sinaloa, Baja California y en menor escala en Sonora, zonas en donde se ha adoptado
con buen éxito tecnologías como la irrigación del goteo, la plasticultura y la siembra de
variedades genéticas con larga vida de anaquel, lo cual ha disminuido el área de cultivo y
los costos de producción en los últimos años. Como resultado, las exportaciones han
aumentado significativamente ya que los Estados Unidos está incrementando sus
importaciones de esas regiones.
La productividad depende de la forma en que son cubiertas las necesidades de agua y
nutrimientos en el cultivo. Se pueden hacer compatibles estas necesidades mediante una
correcta programación de los periodos de riego con y sin fertilizantes, esto constituye el
eje central del fertirriego, donde se aprovechan los sistemas de irrigación para aplicar los
12
fertilizantes disueltos en el agua, los cuales llegan al suelo por medio de emisores con
una aplicación frecuente adaptada a las necesidades de la planta, formándose alrededor
del punto de emisión una zona húmeda denominada bulbo, así, se favorece el desarrollo
radicular y se asegura un suministro agua y nutrimentos óptimos en la planta. De esta
manera el rendimiento de los cultivos aumenta ya que la planta no experimenta
prácticamente ningún déficit.
Una de las características más importantes de esta técnica es la posibilidad de realizar el
fraccionamiento del aporte de los nutrientes a lo largo del ciclo vegetativo, especialmente
de aquellos que son más móviles, como el nitrógeno y el potasio. La distribución del
aporte nutricional a lo largo del desarrollo del cultivo es fundamental, tanto para satisfacer
las necesidades puntuales en los periodos de mayor exigencia como para la eficiencia del
abonado y lo que es más importante, para reducir el lavado de los elementos.
Al establecer el calendario de aportes de los elementos es necesario conocer bien la
evolución del desarrollo del cultivo y de la absorción de los principales nutrientes . Esta
evolución , depende y varía con la marcha de la climatología, y se expresa mediante
una curva de extracción de nutrientes que está en función del tiempo y demanda en el
desarrollo fenológico del cultivo, con referencia a una zona en específico.
Con el fin de conocer las pérdidas o la eficiencia del aprovechamiento de los nutrimentos
es aconsejable contar con extractores de solución del suelo; ya que se puede controlar
la concentración de nitratos y de otros elementos que son importantes en la nutrición de la
planta. El nivel de los nitratos en la solución es un indicativo para aumentar o reducir las
aplicaciones de fertilizantes nitrogenados. Para la obtención de la curva es deseable
mantener un nivel constante de nitratos en la solución del suelo, llevando a cabo
muestreos periódicos de plantas y frutos, con la finalidad de conocer la cantidad
absorbida de cada nutriente por la planta.
Con estos datos que son recolectados a lo largo del ciclo vegetativo se tiene el ritmo de
absorción de nutrientes, información a partir de la cual se elabora la gráfica de extracción,
siendo ésta una guía para suministrar los nutrientes en función de la demanda del cultivo
y para establecer el calendario de fertilización. De tal manera que se logra mantener y
13
controlar en el bulbo húmedo los nutrientes en forma asimilable, en la cantidad y
proporción adecuada para que la planta presente un desarrollo potencial.
En esta investigación se desea mantener tres concentraciones de nitratos en la solución
del suelo. Las dosis establecidas son: 100, 300 y 500 ppm en el extracto del suelo.
Como antecedente se tiene Burgueño y Valenzuela (1996), quien recomienda mantener
siempre una concentración constante de nitratos en solución arriba de 500 ppm, en el
caso de cultivos exigentes de nitrógeno. Otra referencia (CSTPA, cit. Por Etchevers,
1997), se señala que un rango óptimo es de 100-199 ppm, se considera alto 200-299 ppm
y muy alto 300 ppm.
En países Europeos como Holanda, Francia e Inglaterra donde desde hace muchos años
se controlan los parámetros de fertilidad y producción obtenida, tienen una importante
fuente de información técnica, que permite establecer parámetros para ajustar con alta
precisión las necesidades secuenciales de fertilizantes. Es evidente que en México hace
falta esta base de datos, por lo que en la actualidad en el Valle del Yaqui, se trabaja con
información proveniente de otros países para calendarizar las aplicaciones de los
nutrientes en el cultivo.
Es cuestionable la eficacia que tiene el seguir estos datos como patrón del programa de
fertirriego, ya que factores como las características del suelo y las condiciones climáticas
están estrechamente ligadas a las necesidades nutritivas de la planta, de ahí la
importancia de determinar una curva cuyas extracciones están influenciadas por los
elementos propios de la región y la cual permita hacer un programa de fertirriego; técnica
que además de tener un profundo efecto en la calidad y la productividad, permite hacer un
mejor uso del agua.
1.2 Problema
En el Valle del Yaqui el calendario de fertirriego para el cultivo de tomate se elabora
utilizando información de otros países, debido a la falta de una curva de extracción de
nutrientes generada en la región que permita mantener y controlar los elementos nutritivos
14
en la cantidad y proporción adecuada para la elaboración de un programa de fertirriego
que sea específico para esta zona.
1.3 Hipótesis
El mayor rendimiento en el cultivo de tomate Lycopersicon esculentum Mill. tipo saladette,
para el ciclo agrícola P/V 2000, se logrará con la curva de extracción de nitrógeno para la
concentración de 500 ppm de nitratos en el extracto del suelo. (Burgueño y Valenzuela,
1996) .
1.4 Objetivo
Obtener la curva de extracción de nitrógeno para el mayor rendimiento de tomate
Lycopersicon esculentum Mill. tipo saladette en el Valle del Yaqui en tres niveles de
nitratos (100, 300 y 500 ppm) en la solución del suelo, durante el ciclo agrícola P/V 2000.
1.5 Justificación
El fertirriego aportará a los sistemas de riego del Valle del Yaqui el potencial de alcanzar
altos niveles de producción a un costo moderado. El riego por goteo es una manera
económica de aplicar fertilizante nitrogenado. Con esta técnica, el productor goza de
flexibilidad para aplicar el fertilizante en cualquier momento durante el ciclo de cultivo. El
fertirriego permite introducir los nutrientes en la zona radicular en los momentos críticos
del desarrollo de la planta, alimentando a las raíces de manera que coincida con su ritmo
de crecimiento, lo cual optimiza el uso del agua y fertilizantes. También se reducen las
pérdidas potenciales por infiltración profunda asegurándose mejores rendimientos, y se
elimina la necesidad de sobrefertilizar al principio de la siembra. Los beneficiarios del
programa de fertirriego, específico para la región noroeste, son los productores de tomate
que de acuerdo a lo citado por la SAGAR (ciclo 1999-2000), en el Valle del Yaqui se
programaron 997 Has para la siembra de este cultivo.
15
1.6 Delimitaciones
• Para obtener la curva de extracción de nutrientes en el cultivo del tomate se
mantendrán tres niveles de concentración de nitratos (100, 300 y 500 ppm) en la
solución del suelo.
• Se harán muestreos del material vegetal cada 15 días durante el ciclo del cultivo, y
mediante análisis en laboratorio, se obtendrá el porcentaje en peso seco del nitrógeno
que se acumuló en la planta durante este período.
16
2.1 Definición de riego por goteo
Es aquél sistema que para conseguir mantener el agua en la zona radicular con las
condiciones de utilización más favorables para la planta , aplica el agua gota a gota. De
esta forma el agua es conducida por medio de conductos cerrados desde el punto de
toma hasta la misma planta, a la que se aplica por medio de dispositivos que se conocen
como goteros o emisores. (Medina, 1993)
2.2 Humedecimiento del suelo en riego por goteo
Dentro de sus características se pueden señalar como principales que el agua es aplicada
al suelo desde una fuente que puede considerarse puntual, ésta se infiltra en el terreno y
se mueve en dirección horizontal y vertical. En esto difiere sustancialmente del riego
tradicional, en el que predominan las fuerzas de gravedad y, por tanto, el movimiento es
vertical. También difiere el movimiento de las sales.
17
Además de que no se moja todo el suelo, sino parte del mismo, que varía con las
características del suelo, el caudal del gotero y el tiempo de aplicación. En esta parte
húmeda es en la que la planta concentrará sus raíces y de la que se alimentará.
En la figura 1 se presenta como se da el humedecimiento del suelo en riego por goteo y
en aspersión.
ZONA DE ACUMU- LACIÓN DE SALES
RIEGO LOCALIZADO RIEGO POR ASPERSIÓN EMISOR
Fig. 1. Estructura en riego por goteo y comparación del movimiento
de agua con el caso del riego por aspersión. Domínguez, (1993).
2.3 Descripción del sistema
Una instalación de riego por goteo consta, en esencia, de los siguientes elementos:
• Sistema de filtrado: El principal problema que se plantea en los goteros es el de su
obstrucción; los factores que intervienen en ella son: a) Calidad del agua de riego; b)
Filtrado para limpiar el agua; c) Sensibilidad de los goteros a la obstrucción, y d) Tipo
de abonos utilizados. El sistema de filtrado está constituido por el conjunto de
operaciones que se hacen para limpiar el agua de partículas extrañas. Comprende,
por tanto, mallas, depósitos de sedimentación, filtros porosos, depósitos de arena y
grava.
18
• Equipo de fertilización : La mezcla de los nutrientes con el agua de riego se realiza
en dos formas distintas.
a) Presión diferencial, que consiste en unos depósitos cilíndricos, en cuyo interior se
colocan los abonos para su disolución y posterior conexión a la red
b) b) Inyección en la red, se realiza mediante bombas (eléctricas o hidráulicas).
• Tuberías: Las tuberías distribuyen el agua y los fertilizantes hasta los emisores. Los
materiales utilizados para su fabricación son el PVC y el PE, normalmente el primero
para tuberías principales y secundarias en tramos enterrados, y el segundo para
tuberías portagoteros.
• Dispositivos de control: Es el conjunto de elementos que permite regular el
funcionamiento de la instalación y contribuye a obtener el máximo rendimiento de la
misma.
1) Dispositivos internos: a) Válvulas, se colocan en línea con las tuberías que
forman la instalación y permiten controlar la presión o el caudal que pasa a
través de ella.
2) Dispositivos Externos: a) Tensiómetros, miden la tensión de humedad en el suelo
(porcentaje de humedad); b) Tanques vaporímetros, son unos depósitos circulares
que se colocan sobre el terreno llenos de agua y permiten medir la evaporación, y
mediante una serie de coeficientes pueden estimarse a partir de los datos
obtenidos en los tanques, las necesidades hídricas de los cultivos.
A continuación se muestran gráficamente algunos dispositivos de control, la figura 2
corresponde a los tensiómetros y en la figura 3 se puede observar un tanque
evaporímetro.
19
Fig. 3. Tanque evaporímetro.
SVM , (2001)
• Elementos de seguridad: a) Purgadores y ventosas, permiten la salida del aire en
aquellos puntos especiales de la instalación en que pueden acumularse, como codos,
partes elevadas de tuberías, filtros, tanques de fertilización, etc.; b) Válvulas de
seguridad, permiten la salida del líquido de la instalación cuando se producen fuertes
presiones con lo que se evita la posible rotura de piezas.
• Goteros: El gotero es el elemento encargado de la aplicación de agua al cultivo y, por
lo tanto, la parte más importante de la instalación. Las dos principales características
que debe reunir son: a)Caudal pequeño, pero constante y poco sensible a las
variaciones de presión; b) Orificio suficientemente grande para evitar obstrucciones.
(Medina, 1993)
2.4 Ventajas e inconvenientes del riego por goteo
En el riego por goteo la humedad se propaga en forma uniforme incluso en terrenos
moderadamente empinados. El agua es suministrada junto con los fertilizantes
directamente a las raíces en vez de al área total del campo, economizando tanto en agua
como en fertilizantes y se posibilita la explotación del agua de mala calidad (agua salobre
o afluentes).
Dado que los goteadores suministran el agua directamente al lugar adyacente al sistema
de raíces, que absorbe el agua inmediatamente, la evaporación en el aire es mínima.
Este efecto es especialmente importante en las condiciones que prevalecen en las zonas
áridas.
El riego por goteo hace que las sales sean lavadas constantemente del sistema de
raíces, impidiendo su acumulación en la proximidad inmediata a las raíces cuando se
riegan suelos salinos o con agua salina (MFA,1999)
Figura 4. Suministro de agua al sistema
radicular en riego por goteo. DIG. 2001
21
Presenta los inconvenientes de que precisa de una mayor especialización por parte del
agricultor y existe riesgo de salinización como consecuencia de un inadecuado manejo del
riego. (Medina, 1993)
Se tiene así, que uno de los grandes adelantos en irrigación ha sido la aplicación del
riego por goteo, el que además ha hecho posible la utilización de otras técnicas, como la
fertirrigación, con la cual se logra un aumento en la calidad y cantidad de las cosechas.
(López et al, 1992)
2.5 Fertirrigación
De acuerdo a la definición que presenta Domínguez (1993), se entiende por fertirrigación
la aplicación de los fertilizantes junto con el agua de riego. Se trata, por tanto, de
aprovechar los sistemas de riego como medio para la distribución de estos elementos
nutritivos.
La fertirrigación es probablemente la manera más eficaz de aplicar agua y nutrientes al
cultivo; da la posibilidad de aplicar los nutrientes en solución de manera que estén
inmediatamente disponibles en las proporciones requeridas por la planta. Estos
nutrimentos son: los esenciales o primarios (Nitrógeno, Fósforo y Potasio); los
secundarios (Magnesio, Calcio y Azufre); y los micronutrientes (Boro, Cobre, Hierro,
Manganeso, Molibdeno y Zinc ) todos necesarios para el crecimiento de la planta (Wood,
2000)
La calidad del agua de riego es un aspecto muy importante en cualquier tipo de riego. En
particular, cuando se utiliza la fertirrigación, ya que pueden producirse insolubilizaciones e
incrustaciones en las tuberías y emisores que afecten a la instalación. (Domínguez, 1993)
2.5.1 Análisis químico del agua y su disponibilidad
La base del goteo consiste en que alrededor del punto de emisión se forma una zona
húmeda del suelo que se denomina bulbo, donde se tiene una transferencia casi continua
22
desde el sistema de riego hasta el cultivo, lo que asegura una disponibilidad constante de
agua y nutrientes sin llegar a saturar el suelo, es decir, que se llega a conseguir un ajuste
adecuado del suministro de agua a las necesidades puntuales del cultivo, que evite tanto
el estrés de la planta como el riego en exceso. Además del equilibrio de humedad también
se tiene una excelente aireación que se consigue debido a que la zona saturada es
mínima, por lo que las raíces disponen de suficiente aire en la zona húmeda.
En la tabla 1 se presentan las características químicas deseables del agua para ser usada
en fertirrigación.
Tabla 1. Características químicas que debe tener el agua para fertirrigación Nivel de daño
Parámetro Ninguno Alto Severo
Ce, dS/m-1 a 0.5 - 0.75 0.75 - 3.0 > 3.0
Sólidos totales solubles, ppm 325 - 480 480 - 190 > 190
Bicarbonatos, ppm < 40 40 - 100 > 100 b
Sodio, ppm < 70 70 - 180 b > 180 c
Calcio, ppm 20 -100 100 - 200 c > 200
Magnesio, ppm < 63 > 63 c
RAS d < 3 3 - 6 > 6
Boro, ppm < 0.5 0.5 - 2.0 > 2.0
Cloro, ppm < 70 70 - 300 > 300
Flúor, ppm e < 0.25 0.25 - 100 > 1.0
Fierro, ppm f < 0.2 0.2 - 0.4 > 0.4
Nitrógeno, ppm g < 5 5 - 30 > 30
Fuente: Vitti y Boaretto cit. Por Etchevers, (1997)
a CEE = Conductividad eléctrica. Valores inferiores a 0.5 son satisfactorios si el agua tiene
suficiente calcio.
b Menos severa si hay potasio presente en igual cantidad o en plantas tolerantes de sodio.
c Altas concentraciones de calcio y magnesio aumentan la precipitación del fósforo. No usar
fósforo si el agua contiene más de 120 ppm de Ca y pH < 4.0
d RAS = Relación de absorción de sodio.
23
e Valores significativos para plantas sensibles a flúor.
f Concentración mayor que 4.0 ppm puede formar residuo con el cloruro.
g Suma de nitrógeno nítrico más nitrógeno amoniacal.
En este tipo de riego es muy recomendable la instalación de tensiómetros, el cual es un
tubo que lleva en un extremo una cápsula cerámica porosa y en el otro un manómetro de
vacío, este dispositivo se llena de agua y se introduce en el suelo a la profundidad
deseada, la cápsula cerámica permite que se establezca un equilibrio entre el agua del
tubo y el agua del suelo de tal modo que la situación de humedad del suelo se refleja en
la medida del manómetro.
Los análisis químicos de agua se utilizan con dos propósitos: el primero, para determinar
la calidad de ésta para el riego y la tolerancia de los cultivos y , la segunda, es establecer
la calidad de la fertirrigación. El éxito de la aplicación de nutrientes depende en gran
medida de la calidad del agua. Las condiciones de alta salinidad del agua de riego o del
exceso de fertilizantes, pueden llegar a tener un efecto negativo en la producción de
cultivos. (Etchevers, 1997)
2.5.2 Análisis químico de los suelos y de la solución del suelo
Para un manejo adecuado de la fertirrigación es necesario tener el conocimiento del
estado de nutrientes en el suelo. La mayoría de los suelos contienen cantidades
substanciales de macronutrientes en forma disponible y frecuentemente poseen
suministros suficientes de micronutrientes.
Usar un programa estándar de fertirriego sin llevar a cabo un análisis de suelo llevaría a
una aplicación de fertilizantes en exceso y, con menor frecuencia se presentaría
deficiencia de nutrientes. Ambos minerales (NO3-N Y NH4-N) y formas orgánicas de N2
están presentes en todos los suelos. El análisis para N2 a menudo se confina a NO3-N,
porque en la mayoría de situaciones el NH4-N constituye <20% en el volumen de N2.
(Hartz y Hochmuth, 2001)
24
Se puede realizar análisis de la solución de suelo, en el extracto obtenido a partir de la
pasta de saturación o de extracto de saturación (CSTPA, Richards, cit. Por Etchevers,
1997) o en una solución acuosa equilibrada con el suelo en diversas relaciones suelo /
solución. (CSTPA, López y López, cit. Por Etchevers, 1997) También, la solución del
suelo puede ser extraída, in situ, mediante tubos provistos de cápsulas porosas en un
extremo, los cuales son enterrados a la profundidad deseada (20, 35, 50 cm)
generalmente la zona de máximo crecimiento y/o abastecimiento de agua y nutrimentos.
En el caso de fertirrigación, la cápsula porosa es colocada en la zona del suelo
humedecida por el gotero o microaspersor. La solución que penetra al interior del bulbo
poroso, que es hueco, se extrae por succión. En esta solución se pueden analizar las
concentraciones nutrimentales en el suelo y, a partir de estos valores, establecer
relaciones entre ellos. (Etchevers, 1997)
De acuerdo a Hartz, 1994 (cit. Por Hartz y Hochmuth, 2001) la solución del suelo extraída
de la zona adyacente a las raíces con una concentración de nitratos mayor a 75 ppm,
indica que hay suficiente nitrógeno disponible para satisfacer las necesidades inmediatas
de la planta. En la tabla 2 se presentan las concentraciones de algunos nutrimentos en la
solución del suelo recomendadas para el crecimiento del tomate en Sinaloa, así mismo
se señala el pH y la conductividad eléctrica.
Tabla 2. Concentraciones de algunos nutrimentos en la solución del suelo para el
crecimiento del tomate en Sinaloa.
Etapa pH CE N-NO3 K Na Cl Dsm1------------------------ppm-------------------- Suelo arcilloso (60 - 65% arcilla) Crecimiento 7.0 - 7.5 0.8 - 1.5 175 - 220 5 - 10 < 40 <150 Producción 6.5 - 7.5 1.8 - 2.5 110 - 154 15 - 30 < 100 < 350 Suelo de aluvión (50 - 55% limo) Crecimiento 7.0 - 7.5 0.6 -1.2 22 - 44 30 - 50 < 60 <150 Producción 6.5 -7.5 1.5 - 2.2 18 - 36 50 - 60 < 60 < 350
Fuente: Burgueño et al, cit. Por Etchevers, 1997
25
Existe otra referencia dada por Burgueño y Valenzuela (1996), en la cual se recomienda
mantener siempre una concentración constante de nitratos en solución arriba de 500 ppm,
en el caso de cultivos exigentes de nitrógeno. En otra publicación (CSTPA, cit. Por
Etchevers, 1997), se señala que un rango óptimo de N-NO3 en el extracto de saturación
es de 100-199 ppm, se tiene por alto un nivel de 200-299 ppm y muy alto arriba de 300
ppm.
Existe también la referencia (Hartz, Tisdale, cit Por Burt et al, 1995) una concentración
de mayor de 50 a 75 ppm de nitratos en la solución del suelo es generalmente
considerada como suficiente durante la primera mitad del ciclo, lo cual se ajustará
dependiendo del tipo de cultivo y de suelo.
La Universidad de Mississipi ha desarrollado una guía metodológica para el cultivo de
tomate en invernadero, en la tabla 3 se presentan las recomendaciones para la cantidad
de nitrógeno en ppm que debe mantenerse de acuerdo a la etapa de desarrollo de la
planta.
Tabla 3. Guía metodológica por la Universidad de Mississipi para el cultivo de tomate
Etapa de crecimiento
verdadera completamente abierta
ramo
100-150
Fuente: MSU, 2001
La Universidad Estatal de Carolina del Norte presenta dos propuestas para la producción
comercial de tomate en invernadero; la tabla 4, que corresponde a la guía de fertilización
que siguen los productores en Florida.
26
Tabla 4. Propuesta por la Universidad Estatal de Carolina para la producción comercial de
tomate en invernadero
ETAPA DE CRECMIENTO
Fuente: NCSU, 2001
La tabla 5 son las aplicaciones que se manejan en los invernaderos de Ontario siendo las
concentraciones un poco más altas que las primeras.
27
Tabla 5. Aplicaciones manejadas en los invernaderos de Ontario para la producción de
tomate.
de la siembra de fruto
Concentración de nutrientes (ppm)
Fuente: NC State University, 2001
Para una prueba rápida de campo que determine la cantidad nitratos (ppm) en la solución
del suelo se cuenta con instrumentos analíticos como el medidor compacto de la
concentración de nitratos, sólo es necesario agregar una gota de muestra ó 0.1 ml en el
sensor, el rango de sensibilidad del aparato es de 62 - 6,200 ppm.
28
2.5.3 Requerimientos nutricionales del cultivo
Los diversos cultivos difieren ampliamente en sus requerimientos de macronutrientes, y
en el patrón de extracciones durante el ciclo vegetativo. En general, las extracciones de
N, P, K siguen un ritmo paralelo a la acumulación de biomasa. Cultivos, tales como el
tomate, chile y melón requieren relativamente pequeñas dosis de nutrimentos hasta que
florecen, que es cuando la extracción de nutrientes se acelera, llegando a un punto pico
cuando la fruta aparece. Conforme los frutos maduran, decae el requerimiento de los
macronutrientes. Siendo, un caso diferente para cultivos como el apio, la lechuga y la col,
los que presentan extracciones lentas durante la primera mitad del ciclo y el ritmo de
extracción se acelera poco antes de la cosecha. (Hartz y Hochmuth, 2001)
Es muy habitual establecer el plan de fertirrigación de un cultivo a partir de las
extracciones previstas. En la actualidad es posible consultar diversas fuentes
bibliográficas donde presentan tablas con las extracciones medias de diversos cultivos,
generalmente expresadas en kg de nutrientes por ha en función de la cosecha esperada.
29
Con estos datos, el análisis del suelo y estimando la producción que se va a obtener se
hace un calendario de fertilizaciones, de tal manera que se restituirán los nutrientes
absorbidos por el cultivo, más los que se prevé se pierdan por los diversos procesos que
se dan en el suelo. Es importante tener presente que el objetivo de la fertirrigación no ha
de ser aportar los nutrientes que la planta va a absorber, sino mantener y controlar en la
solución líquida del suelo los nutrientes en forma asimilable, en la cantidad y proporción
adecuadas, para que la planta se desarrolle de acuerdo con los intereses del cultivador.
(Horticom, 2000)
En la tabla 6, se presentan las extracciones medias de los cultivos hortícolas expresadas
por tonelada de cosecha.
Cultivo
30
Las extracciones dependen de la calidad de material vegetal producido, la especie,
variedad y también de condiciones climáticas, características del suelo, ciclo de cultivo
empleado, entre otros.
Para establecer con fiabilidad el calendario de aportes de los nutriente es necesario
conocer razonablemente bien la evolución del desarrollo del cultivo y de la absorción de
los principales nutrientes. Esta evolución, se expresa generalmente mediante gráficas que
recogen en función del tiempo la evolución fenológica del cultivo, la cual debe estar
referida a una zona determinada.
En la figura 6 se puede apreciar de forma esquemática el ritmo de absorción de los
elementos nutritivos del tomate a lo largo del ciclo vegetativo, como se puede observar, la
absorción es muy escasa durante la primera parte del cultivo que dura cerca de dos
meses, durante las 6-7 semanas siguientes es cuando se absorbe la mayor parte de los
elementos nutritivos 70-80 %. (Domínguez, 1993)
Fig. 6. Absorción de nitrógeno en tomate. Domínguez (1993)
31
Los análisis del total de la parte aérea de la planta proporcionan información a cerca de la
concentración de los elementos en el tejido de ésta y, para la elaboración de una curva
de extracción de nutrientes es necesario hacer un análisis secuencial el cual se practica
periódicamente desde el crecimiento hasta la madurez del cultivo, considerando la planta
entera, y así será conocida la dinámica de la absorción, esto es, cuáles son las
concentraciones nutrimentales que se observan en distintas fases del desarrollo de la
planta y las demandas particulares de nutrientes en los diversos estados fisiológicos de la
planta, ésta información sirve para establecer los momentos más adecuados para la
adicción de fertilizantes dentro del ciclo del desarrollo del cultivo.
El método utilizado para el análisis de nitrógeno total en la planta es mediante la digestión
ácida Kjeldahl que consta de dos pasos bien definidos la digestión de la muestra y la
cuantificación del amonio. Este método incluye las formas orgánica y amónica y con
ciertas modificaciones permite también la determinación de los nitratos simultáneamente.
Para la determinación de fósforo y potasio se utiliza la digestión Benton & Jones ó
también conocida como la digestión Nítrica - Perclórica 2:1, la mezcla ácida se añade a la
muestra a destruir calentándose de manera gradual, la determinación de fósforo se hace
con el espectrofotómetro y la del potasio usando el flamómetro. Se ha comprobado la
particular eficacia de la mezcla de los ácidos cítrico y perclórico para la destrucción de la
materia orgánica. El carbono es oxidado, el hidrógeno y el oxígeno forman agua, el
azufre pasa a ácido sulfúrico, el azufre pasa a ácido sulfúrico, y los metales como el Fe,
Al, Cu, Ca, Pb, Mg, K y Na forman los percloratos con su valencia más alta, siendo
mantenidos en la disolución el P, y Si. (Bermejo, 1991)
2.5.4 Programación de fertirrigación en tomate
En los cultivos protegidos de tomate el aporte de agua y gran parte de los nutrientes se
realiza de forma generalizada mediante riego por goteo y va a se en función del estado
fenológico de la planta así como del ambiente en que ésta se desarrolla (tipo de suelo,
condiciones climáticas, calidad del agua de riego, etc).
32
En cultivo en suelo y en enarenado el establecimiento del momento y volumen de riego
vendrá dado básicamente por los siguientes parámetros:
- Tensión del agua en el suelo, que se determinará mediante un manejo adecuado de
tensiómetros, siendo conveniente regar antes de alcanzar los 20-30 centibares.
- Tipo de suelo (capacidad de campo, porcentaje d saturación)
- Evapotranspiración del cultivo.
- Eficacia de riego (uniformidad de caudal de los goteros)
- Calidad del agua de riego (a peor calidad, mayores son los volúmenes de agua, ya que
es necesario desplazar el frente de sales del bulbo de humedad)
En cuento a la nutrición, cabe destacar la importancia de la relación N/K a lo largo de todo
el ciclo de cultivo, que suele ser de 1/1 desde el transplante hasta la floración, cambiando
hasta ½ e incluso 1/3 durante el periodo de recolección. (Infoagro, 2001)
El fósforo juega un papel relevante en las etapas de enraizamiento y floración, ya que es
determinante sobre la formación de raíces y sobre el taño de las flores. En ocasiones se
abusa de él, buscando un acortamiento de entrenudos en las épocas tempranas en las
que la planta tiende a ahilarse. Durante el invierno hay que aumentar el aporte de este
elemento, así como de magnesio, para evitar fuertes carencias por enfriamiento del suelo.
El calcio es otro macroelemento fundamental en la nutrición del tomate para evitar la
necrosis apical. Entre los microelementos de mayor importancia en la nutrición del tomate
se encuentra el hierro, que juega un papel muy primordial en la coloración de los frutos, y
en menor medida en cuanto a su empleo, se sitúan manganeso, zinc, boro y molibdeno.
Actualmente se emplean básicamente dos métodos para establecer las necesidades de
abonado: en función de las extracciones del cultivo, sobre las que existe una amplia y
variada bibliografía, y sobre la base de una solución nutritiva “ideal” a la que se ajustarán
los aportes previo análisis de agua. Este último método es el que se emplea en cultivos
hidropónicos, y para poder llevarlo a cabo en suelo o enarenado, requiere la colocación
de sondas de succión para poder determinar la composición de la solución del suelo
mediante análisis de macro y micronutrientes, CE y pH. (Infoagro, 2001)
33
Los fertilizantes de uso más extendido son los abonos simples en forma de sólidos
solubles (nitrato cálcico, nitrato potásico, nitrato amónico, fosfato monopotásico, fosfato
monoamónico, sulfato potásico, sulfato magnésico) y en forma líquida (ácido fosfórico,
ácido nítrico), debido a su bajo costo y a que permiten un fácil ajuste de la solución
nutritiva, aunque existen en el mercado abonos complejos sólidos cristalinos y líquidos
que se ajustan adecuadamente, solos o en combinación con los abonos simples, a los
equilibrios requeridos en las distintas fases de desarrollo del cultivo.
También se dispone de numerosos correctores de carencias tanto de macro como de
micronutrientes que pueden aplicarse vía foliar o riego por goteo, aminoácidos de uso
preventivo y curativo, que ayudan a la planta en momentos críticos de su desarrollo o bajo
condiciones ambientales desfavorables, así como otros productos (ácidos húmicos y
fúlvicos, correctores salinos, etc), que mejoran las condiciones del medio y facilitan la
asimilación de nutrientes por la planta.
2.5.4.1 Elaboración de la curva de extracción de nutrientes para
tomate
La elaboración de la curva de extracción de nutrientes involucra los siguientes pasos:
• Muestreo del material vegetal: Una vez diseñado la distribución del experimento, las
plantas se recolectan quincenalmente en forma aleatoria a lo largo del ciclo fenológico
del cultivo, teniéndose una muestra por cada tratamiento establecido. Se obtiene el
peso fresco de la planta, después se lava con agua corriente y seca en horno para su
posterior molienda, se anota el peso seco.
• Análisis en laboratorio: En plantas la digestión Nítrica-Perclórica 2:1 es usada para la
determinación de fósforo y potasio mientras que para el nitrógeno se sigue la
metodología de determinación de nitrógeno total en suelos, mediante la digestión
Kjeldalh. Los resultados se expresan en miligramos del nutriente por cada kilogramo
de material vegetal, es así como se puede obtener la acumulación que tuvo cada uno
de los elementos durante el ciclo del cultivo.
34
En la tabla 7 se tienen los rangos dentro de los cuales debe estar la concentración de
nitrógeno y potasio en la planta de tomate.
Tabla 7. Rangos para la concentración de nitrógeno y potasio en la planta de tomate.
CULTIVO
2.5.5 Estudio de nutrición del tomate
Una investigación publicada por la SWFREC en el año 2000, sobre la fertilización del
tomate arrojó la siguiente información:
• El rendimiento del tomate no se incrementa con aplicaciones de nitrógeno por arriba
de 156 kg/Ha, es decir la producción no tuvo una diferencia significativa al manejar
rangos de 178-268 kg de nitrógeno por hectárea. De los 156 kg/Ha es recomendable
aplicar el 40% en el abonado de fondo y el resto fertirrigado considerando que el
rendimiento se incrementa un 16 % en suelos arcillosos.
35
• El calcio incrementa el peso del fruto en tanto que el fósforo influye en la vegetación,
floración y aparición del fruto. Suelos con tratamientos altos en caliza y bajo en fósforo
(89 kg/Ha P2O5) tiene por resultado plantas con síntomas de deficiencia en fósforo,
presentándose un color verde opaco y muy oscuro en las hojas.
• En el caso contrario, suelos con bajas concentraciones de caliza (446kg/Ha) y alto en
fósforo (803 kg/ Ha) resultó ser tóxico, lo cual se expresa con el enrollamiento de las
hojas. Un balance adecuado es de 4460 kg/Ha de caliza y 268 kg/Ha de P2O5, esta
combinación lleva al suelo a un pH de 6.5, lo cual es recomendable para el cultivo de
tomate.
• Para el potasio, los resultados mostraron que la producción es maximizada a niveles
de 214 kg/ Ha, niveles más altos de k2O (600 kg/Ha) causó que el rendimiento cayera
hasta un 25%. Se tuvieron rendimientos equivalentes al usar diferentes fuentes de
potasio, tales como KCl, K2SO4, KNO3.
2.6 Importancia de los alimentos en fresco en la economía mexicana
México cuenta con una variedad de climas y regiones productoras dentro del territorio
nacional, lo que permite ser uno de los países que ofrecen la mayor variedad de
productos en fresco, ya sean hortalizas o frutas. De esta manera, el sector de alimentos
frescos representa una de las principales actividades económicas del país, generando
para 1997 el 5.6% del PIB. (BANCOMEXT, 2001)
El sector de alimentos frescos en México genera el mayor valor comercial dentro del
sector agrícola. La superficie agrícola que se dedica al cultivo de frutas y hortalizas es
baja comparada al valor que se genera de esta producción.
Como se puede ver en la tabla 8, la superficie total agrícola que se dedica al cultivo de
frutas y hortalizas es baja comparada al valor que se genera de esta producción.
36
Tabla 8. Superficie agrícola dedicada al cultivo de frutas y hortalizas.
PRODUCTO
Frutas 6 18
Hortalizas 3 15
Fuente: BANCOMEXT, 2001
En cuanto a hortalizas la producción nacional se concentra en 4 especies hortícolas:
tomate, cebolla, calabaza y pepino. Además de que la producción nacional está
concentrada en 4 especies, el 53% de la misma también lo está en cuatro estados de la
República Mexicana: Sinaloa, Guanajuato, Puebla, Chihuahua. En el Valle del Yaqui los
productores de tomate de acuerdo a lo citado por la SAGAR se autorizó una superficie de
997 Has para la siembra de este cultivo durante el ciclo 1999-2000.
La producción nacional se distribuye en 2 ciclos agrícolas: Otoño-Invierno se obtiene el
52% de la producción total y se concentra el mayor número de cultivos (col, cebolla,
tomate rojo, calabaza, ajo, pepino, etc); además en este ciclo se realizan la mayor parte
de las exportaciones. Primavera-Verano se obtiene el 48% de la producción y los
principales productos de este ciclo son: zanahoria, tomate verde, chile verde, chile
morrón, papa, chayote, etc. (BANCOMEXT, 2001)
2.7 Tomate
37
Planta: perenne de porte arbustivo que se cultiva como anual. Puede desarrollarse de
forma rastrera, semierecta o erecta. Existen variedades de crecimiento limitado
(determinadas) y otras de crecimiento ilimitado (indeterminadas).
Sistema radicular: raíz principal (corta y débil), raíces secundarias (numerosas y
potentes) y raíces adventicias. Seccionando transversalmente la raíz principal y de fuera a
dentro se encuentra: la epidermis, donde se ubican los pelos absorbentes especializados
en tomar agua y nutrientes), cortex y cilíndrico central, donde se sitúa el xilema ( conjunto
de vasos especializados en el transporte de los nutrientes).
Tallo principal: eje con un grosor que oscila entre 2-4 cm en su base, sobre el que se
van desarrollando hojas, tallos secundarios (ramificación simpoidal) e inflorescencias. Su
estructura, de fuera a dentro, consta de : epidermis, de la que parten hacia el exterior los
pelos glandulares, corteza o cortex, cuyas células más externas son fotosintéticas y las
más internas son colenquimáticas, cilindro vascular y tejido medular. En la parte distal se
encuentra el meristemo apical, donde se inician los nuevos primordios foliares y florales.
Hoja: compuesta e imparipinada, con folios peciolados, lobulados y con borde dentado,
en número de 7 a 9 y recubiertos de pelos glandulares. Las hojas se disponen de forma
alternativa sobre el tallo.
Flor: es perfecta, regular e hipogina y consta de 5 o más sépalos, de igual número de
pétalos de color amarillo y dispuestos en forma helicoidal a intervalos de 135° C, de igual
número de estambres soldados que se alternan con los pétalos y forman un cono
estaminal que envuelve al gineceo, y de un ovario bi o plurilocular. La primera flor se
forma en la yema apical y las demás se disponen lateralmente por debajo de la primera,
alrededor del eje principal.
Fruto: baya bi o plurilocular que puede alcanzar un peso que oscila entre unos pocos
miligramos y 60 gramos. Está constituido por el pericarpio, el tejido placentario y las
semillas. (INFOAGRO, 2001)
2.7.2 Exigencias de clima y suelo
La temperatura óptima de desarrollo oscila entre 20 y 30 °C durante el día y entre 1 y 17
°C durante la noche; temperaturas superiores a los 30-35 °C afectan la fructificación, por
mal desarrollo de óvulos y al desarrollo de la planta en general y del sistema radicular en
particular. Temperaturas inferiores a 12-15 °C también originan problemas en el
desarrollo de la planta. A temperaturas superiores a 25 °C también ó a 12 °C la
fecundación es defectuosa o nula. La maduración del fruto está influenciada por la
temperatura en lo referente tanto a la precocidad como a la coloración, de forma que
valores cercanos a los 10°C así como superiores a los 30 °C originan tonalidades
amarillentas.
La humedad relativa óptima oscila entre 60 y 80%. Humedades relativas muy elevadas
favorecen el desarrollo de enfermedades aéreas y el agrietamiento del fruto y dificultan la
fecundación, debido a que el polen se compacta, abortando parte de las flores. El rajado
del fruto igualmente puede tener su origen en un exceso de humedad o riego abundante
tras un período de estrés hídrico. También una humedad relativa baja dificulta la fijación
del polen al estigma de la flor. (Peet, 2001)
39
La planta de tomate no es muy exigente en cuanto a suelos, excepto en lo que se refiere
al drenaje, aunque prefiere suelos sueltos de textura silíceo-arcillosa y ricos en materia
orgánica. No obstante se desarrolla perfectamente en suelos arcillosos enarenados. En
cuanto al pH, los suelos pueden ser desde ligeramente ácidos hasta ligeramente alcalinos
cuando están enarenados. Es la especie cultivada en invernadero que mejor tolera las
condiciones de salinidad tanto del suelo como del agua de riego. (Infoagro, 2001)
2.7.3 Marcos de plantación
En el invernadero las semillas se siembran en un sustrato como puede ser la perlita y
generalmente toma de 5 a 7 semanas para que se haga el transplante al campo. El marco
de plantación se establece en función del desarrollo de la planta, que a su vez dependerá
de la variedad comercial cultivada. El más frecuentemente empleado es de 1,5 metros
entre líneas y o,5 metros entre plantas, aunque cuando se trata de plantas de porte medio
es común aumentar la densidad de plantación a 2 plantas por metro cuadrado con marcos
de 1 m x 0,5 m.
Peet (2001), señala que en los sistemas de producción de tomate, normalmente las
plantas se mantienen alejadas del suelo mediante estacas individuales. El envarado
consiste en colocar entre cada dos plantas estacas de aproximadamente 1.20 m, las
cuales son sostenidas por otras estacas al final del surco. Cuerdas de nylon se atan
horizontalmente a lo largo de la línea de estacas, manteniendo con firmeza las varas y
envolviendo las plantas. Típicamente, la primera línea de nylon es puesta cuando la
planta tiene de 30 a 38 cm de alto, la cuerda se ata aproximadamente 24 cm por arriba
del suelo y algunas veces se cruza entre las plantas para proporcionar mayor soporte,
conforme las plantas crecen se agregan cuerdas adicionales a intervalos de 15 cm. Las
ventajas de este sistema incluyen el facilitar la cosecha, una mayor producción, fruto
limpio y poca pudrición. Sin embargo, en climas cálidos, el follaje ofrece poca protección
contra el sol dando por resultado quemaduras y agrietamiento del fruto.
La figura 6 es una representación de el envarado en los sistemas de producción de
tomate.
40
Fig. 6. Envarado del tomate Lycopersicon esculentum Mill. Peet, (2001)
41
III MATERIALES Y MÉTODO
El estudio se realizó en el campo experimental de la Dirección de Investigación y Estudios
de Postgrado del ITSON localizado en la manzana 910 del Valle del Yaqui municipio de
Cajeme Sonora, México, durante el ciclo agrícola P/V 2000. El cultivo seleccionado para
el desarrollo del estudio fue tomate, Híbrido Brigade de ASGROW. La producción se
realizó en invernadero, sembrándose la primer semana de febrero; después se
transplantó (13 Marzo) a una separación de 30 cm entre cada planta.
3.1 Labores de cultivo en el experimento
3.1.1Labores culturales para la preparación del terreno.
Las labores realizadas fueron barbecho, rastreo, tabloneo y posteriormente el trazo de las
camas a 1.6 m de ancho con una longitud de 40 m.
42
3.1.2 Colocación de cintas
Para el riego por goteo se utilizó cinta Rain Tape PC, fabricada con polietileno de baja
densidad; opera con flujo turbulento, con los emisores a 30 cm de separación y un gasto
de 0.33 gpm/100 pies; funciona con presiones entre 8 y 10 lb/pulg2. Las cintas se
colocaron a lo largo de la cama, conectándolas a las tuberías secundarias por medio de
adaptadores y sellándolas al final.
3.1.3 Riegos
Los riegos se llevaron a cabo de acuerdo a las mediciones del tanque evaporímetro y
para el cálculo del tiempo del riego se hicieron lecturas y se utilizó la siguiente fórmula:
Tr= Ev * Kc* A Q Donde:
Tr = Tiempo de riego
Ev = Evaporación diaria en mm medido en el tanque evaporímetro y la utilización de
acolchados.
A = Área a regar
3.1.4 Fertilización
La dosis de fertilizante que se utilizó para el abonado de fondo se fijó en un potencial de
rendimiento de 70 Ton/Ha, para lo cual se utilizó el criterio propuesto por Domínguez
(1993) para conocer los requerimientos de nutrientes y obtener la producción deseada
(Tabla 6). Después para controlar y aplicar la fertirrigación de nitrógeno se utilizó el
método de válvulas de extracción y el medidor de nitratos HORIBA para pruebas en
campo.
43
La dosis aplicada para el abonado de fondo en cada uno de los módulos fue la siguiente:
Partiendo de 300 unidades de nitrógeno totales en el ciclo
Módulo 1 5% = 15 unidades
Módulo 2 20% = 60 unidades
Módulo 3 35% = 105 unidades
3.2 Diseño experimental y tratamientos evaluados
La distribución del experimento fue a través de parcelas anidadas con 6 repeticiones
donde se eliminaron los orilleros quedando cuatro para muestrear. Desde la aparición de
cuatro hojas en la planta se empezó a controlar la concentración de nitratos en la
solución del suelo, los tratamientos fueron los siguientes:
Concentración de nitratos en la solución del suelo Módulo 1 100 ppm
Módulo 2 300 ppm
Módulo 3 500 ppm
La comparación de medias se realizó con la prueba de la diferencia mínima significativa.
Se presentan los resultados de solo dos de los tratamientos evaluados, debido a que en
el tercer módulo no fue posible controlar y mantener la concentración de nitratos a 500
ppm en la solución del suelo, se cree que una fuga en el sistema pudo haber ocasionado
que la concentración llegara tan alto como a 2000 ppm. Estas irregularidades se reflejaron
en los resultados obtenidos, donde para un mismo corte había diferencias entre las
repeticiones de hasta 5 toneladas, razón por la cual se tomó la decisión de dejar fuera
esta parte del experimento. El diseño completamente aleatorio es muy flexible y la
sensibilidad del análisis no se pierde si algunas unidades experimentales o tratamientos
enteros faltan o se descartan.
44
• Rendimiento total (sumatoria de los rendimientos por corte)
• Número de frutos por corte
• Número de frutos totales (suma del número de frutos por corte)
3.3 Labores para determinar la curva de extracción de nitrógeno
• Muestreo quincenal de planta
• Lavado y secado de planta en horno a 70 ° C (12 a 24 hr)
• Molienda y triturado de planta
• Análisis en laboratorio: Se utilizó la digestión Kjeldalh para la determinación del
nitrógeno total.
Para los elementos N, P, K, se obtuvo la cantidad que fue absorbida por hectárea del
cultivo, la curva de extracción de nutrientes tendrá como función independiente el número
de muestreos quincenales que se llevaron a cabo a lo largo del ciclo y como variable
dependiente la cantidad de elementos utilizados por la planta expresados en kg/ha.
45
IV RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1 Rendimiento por corte En el cuadro 1 se presenta el análisis de varianza de los tratamientos de 100 y 300 ppm
para cada unos de los 6 cortes que se realizaron en total a lo largo del ciclo. Se puede
observar que no existe diferencia significativa entre los tratamientos durante los cinco
primeros cortes, en el sexto corte hay una diferencia altamente significativa y al hacer la
comparación de medias se tiene que estadísticamente el tratamiento de 100 ppm (A) es
mejor que el de 300 ppm (B), lo cual es representado en la gráfica 1.
46
Cuadro 1. Análisis de varianza para el rendimiento por corte
GL
SC
CM
CV
F
** Diferencia altamente significativa
Cortes 100 ppm 300 ppm
A
B
Gráfica 1. Comparación de medias de la variable rendimiento por corte en el cultivo de tomate, ciclo PV 2000. ITSON-DIEP
4.1.1 Análisis del rendimiento total
El rendimiento total es la suma de los rendimiento por corte para cada una de las
repeticiones. El análisis de varianza para la variable de rendimiento total se encuentra en
el cuadro 2, y se tiene que hay una diferencia altamente significativa lo cual indica que los
47
tratamientos no tienen el mismo efecto en la producción, de acuerdo a la prueba de
comparación de medias el tratamiento de 100 ppm (A) es estadísticamente mejor que el
de 300 ppm (B), lo cual se asemeja a lo citado por Hartz, (cit. Por Hartz y Hochmuth,
2001), el cual señala que una concentración mayor a 75 ppm de nitratos en la solución
extraída del suelo indica que hay suficiente nitrógeno para satisfacer las necesidades de
la planta; Burgueño et al, (cit. Por Etchevers 1997) recomienda una concentración de 110
- 154 ppm de nitratos en el extracto del suelo durante la producción de tomate en suelo
arcilloso; CSTPA (cit. Por Etchevers, 1997) indica que un rango óptimo de nitratos en el
extracto de saturación es de 100 - 199 ppm; Hartz, Tisdale (cit. Por Burt et al, 1995) da la
referencia de que una concentración mayor de 50 hasta 75 ppm de nitratos es suficiente
durante la primera mitad del ciclo del cultivo; MSU (2001) propone una guía metodológica
para el cultivo de tomate donde las concentraciones de nitratos en la solución varían de
acuerdo a la etapa de desarrollo, el rango de la concentración va desde 50 ppm en las
primeras semanas hasta 200 ppm cuando la planta tiene una cobertura total y NCST
(2001), maneja una concentración en la solución para el cultivo de tomate en invernadero
que va desde 70 a 150 ppm, la cual se varía conforme el desarrollo de la planta a lo largo
del ciclo. Reyes (1997), dice que cuando se evalúan únicamente dos tratamientos y la F
resulta significativa es equivalente a indicar que los tratamientos tienen efectos distintos;
entonces la varianza puede ser causada por los tratamientos.
Cuadro 2. Análisis de varianza para el rendimiento total
Rendimiento Total
Total 11 123.726563
** Diferencia altamente significativa
En la gráfica 2 se muestra la comparación de medias para los tratamientos evaluados;
observándose que la media de la variable rendimiento total para el tratamiento de 100
ppm de nitratos en la solución del suelo es de 53.4 toneladas por hectárea y para la
concentración de 300 ppm es de 48.6 toneladas.
48
0
10
20
30
40
50
60
100 ppm 300 ppm
Gráfica 2. Comparación de medias de la variable rendimiento total en tomate, ciclo PV 2000. ITSON-DIEP
4.2 Número de frutos
A continuación, en el cuadro 3 se presenta el análisis de varianza para la variable de
número de frutos por corte, resultando que de los seis cortes el primero y el último tienen
una diferencia altamente significativa, en el quinto se tiene una diferencia significativa y
para el resto de los cortes no hay diferencia significativa.
Al hacer la comparación de medias en cada uno de los casos en que la F resultó ser
significativa se encontró que el tratamiento de 100 ppm es estadísticamente mejor que el
de 300 ppm, excepto en el quinto corte, lo cual se puede observar en la gráfica 3.
49
Cuadro 3. Análisis de varianza para el número de frutos por corte
GL
SC
CM
CV
F
*Diferencia significativa ** Diferencia altamente significativa
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Cortes 100 ppm 300 ppm
A B
B
Gráfica 3. Comparación de medias de la variable número de frutos en tomate, ciclo PV 2000. ITSON-DIEP
50
4.2.1 Número de frutos totales
El número de frutos total es la suma de frutos por corte obtenidos en cada una de las
repeticiones. En el cuadro 4 se muestra el análisis de varianza, y se puede ver que no
existe diferencia significativa en el número total de frutos.
Cuadro 4. Análisis de varianza para el número de frutos totales
Rendimiento Total
Total 11
En la gráfica 4 se presenta la comparación de medias para la variable de número de
frutos totales para el cultivo de tomate.
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000
Fr ut
os /H
100 ppm 300 ppm
Gráfica 4. Comparación de medias de la variable número de frutos totales en tomate, ciclo PV 2000. ITSON-DIEP.
51
A manera de resumen es posible decir que al evaluar estadísticamente los datos de
campo recolectados en los tratamientos de 100 y 300 ppm de nitratos en el extracto del
suelo para el cultivo de tomate; el rendimiento total presenta una diferencia altamente
significativa indicando que el tratamiento de 100 ppm es estadísticamente mejor; en
cuanto al número de frutos total no hay diferencia estadística entre tratamientos.
Lo anterior se puede explicar al observar el cuadro 5 donde se tiene que en promedio el
fruto cosechado a partir del tratamiento de 100 ppm tuvo mayor tamaño; por lo tanto, la
diferencia en el rendimiento en kilogramos por hectárea no fue dado por el número de
frutos sino por el tamaño de estos.
Cuadro 5. Comparación de tamaño de fruto entre tratamientos.
Tratamiento Media rendimiento (kg / ha)
Media rendimiento (frutos / ha)
4.3 Curva de extracción de nitrógeno
Se obtuvieron las curvas de extracción para N, K y P en cada uno de los tratamientos que
se establecieron desde un inicio; sin embargo, por las razones antes explicadas se
eliminó del experimento el tratamiento con 500 ppm de nitratos en la solución del suelo, y
de los tratamientos restantes (100 y 300 ppm) la curva obtenida a partir del módulo 1 en
el que se mantuvo una concentración de nitratos de 100 ppm en el extracto del suelo a lo
largo del ciclo del cultivo de tomate resultó estadísticamente mejor en rendimiento
expresado en kilogramos.
52
En seguida se presenta la gráfica 5 que indica la concentración de nitrógeno en gramos
por planta al mantener 100 ppm de nitratos en la solución del suelo.
0 30 días
G R
/P LA
N TA
Gráfica 5. Concentración de nitrógeno en gramos por planta en cultivo de tomate. Ciclo PV 2000. ITSON-DIEP
De acuerdo a los análisis efectuados al material vegetal se tiene que manejando una
concentración de 100 ppm de nitratos en la solución del suelo se obtuvo un rendimiento
de 53.4 toneladas/ha y en la gráfica 6 es posible ver que la máxima cantidad de nitrógeno
absorbido por la planta corresponde a 152.3 kg/ha a los 75 días y a partir de ahí se
empieza a disminuir hasta llegar a los 61.1 kg/ha hacia el final del ciclo.
Estos resultados son muy parecidos a lo señalado por la SWFREC (2000), donde se
señala que los rendimientos en el cultivo de tomate no tienen una diferencia significativa
con aplicaciones de nitrógeno por arriba de 150 kg/Ha.
53
K G
/H A
Gráfica 6. Concentración de nitrógeno en kg/ha en tomate. Ciclo PV 2000. ITSON-DIEP
Las gráficas para nitrógeno (300 ppm) potasio y fósforo pueden ser consultadas en los
anexos, y se observa que presentan un comportamiento similar: Una rápida absorción los
primeros 30 días del ciclo hasta llegar a un punto pico aproximadamente a los 75 días y a
partir de aquí empieza un declive en la absorción de los elementos nutritivos por la planta.
En general no se recomienda aplicaciones de potasio por arriba de 600 kg/ha. En cuanto
a la evolución del aprovechamiento de fósforo a lo largo del ciclo; en este caso en muy
importante la relación caliza-fósforo, ya que en suelos con bajas concentraciones de
caliza y alto fósforo resulta ser tóxico para el cultivo, y en el caso contrario, da como
resultado planta con deficiencia de fósforo lo cual se expresa por un color verde opaco y
muy oscuro en las hojas. (SWFREC, 2001)
54
5.1 Conclusiones
1) El mayor rendimiento expresado en kilogramos por hectárea se obtuvo al
mantener 100 ppm de nitratos en la solución del suelo por lo que se puede
asegurar que no se requieren 500 ppm.
2) Asimismo, se concluye que la medición de nitratos en el campo es una
prueba sencilla que permite controlar los suministros de nitrógeno.
5.2 Recomendaciones
Se recomienda realizar este experimento con intervalos de concentración de nitratos más
pequeños y variar las aplicaciones de acuerdo a la etapa de desarrollo del cultivo.
55
VI BIBLIOGRAFÍA
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59
FUNDAMENTO:
La mayor parte del nitrógeno se encuentra en los suelos en forma orgánica. El método
Kjeldahl incluye las formas orgánica y amónica y con ciertas modificaciones permite
también la determinación de los nitratos simultáneamente. Una de las maneras de incluir
los nitratos es por medio de la adición de ácido salicílico el cual tiene la propiedad de
reaccionar con los nitratos y formar el ácido nitrosalicílico en presencia de ácido sulfúrico
que posteriormente con el trisulfato forma el ácido aminosalicílico que posteriormente
formara el sulfato de amonio. El procedimiento Kjeldahl es el más utilizado en la
determinación de nitrógeno en suelos y plantas que consta de dos pasos bien definidos: la
digestión de la muestra y la cuantificación del amonio.
PROCEDIMIENTO:
1) Pesar sobre una porción de papel filtro o cualquier otro tipo de papel suave 5 g de
muestra de suelo secado al aire y pasado por un tamiz de 0.15 mm y 1 g de ácido
salicílico, envolverlo en el papel y colocarlo en el fondo del matraz Kjeldahl de 800 ml.
2) Agregar 35 ml de ácido sulfúrico concentrado, por las paredes tratando de arrastrar los
residuos de muestras o de reactivos que hallan quedado en las paredes.
3) Mezcla el contenido del matraz de tal manera que la solución esté en contacto íntimo,
la muestra con el reactivo, dándole vueltas al matraz ocasionalmente durante 30 minutos
o más.
4) Añadir 5g de trisulfato d sodio y calentar suavemente durante 5 minutos, teniendo
cuidado de evitar la formación de espuma, teniendo la precaución de encender el
60
extractor de vapores para evitar que los vapores se encierren en el lugar donde se efectúa
el análisis.
5) Apagar el calor y dejar enfriar la solución.
6) Agregar 20 g de la mezcla catalizadora y meterla en el fondo del matraz Kjeldahl de
800 ml, evitando que se adhiera a las paredes del matraz.
7) Colocar el matraz con su contenido en las parrillas de la digestión, ajuste el reóstato del
digestor a temperatura media, la digestión se realiza con un calentamiento suave durante
un intervalo de 10 a 30 minutos. Hasta que se detiene la formación de espuma y
calentando después paulatinamente con más intensidad hasta que la muestra quede
completamente carbonizada. Se sigue elevando gradualmente la cantidad de calor hasta
que la solución rompa a hervir.
8) Se imprime al matraz un movimiento de giro a intervalos de 15 minutos cada uno (para
hacer esta operación use los guantes de asbesto, y se continúa el calentamiento hasta
que se destruya la materia orgánica.
9 ) La digestión deberá durar entre 45 minutos y 1 hora 15 minutos contando éste tiempo
a partir del instante en que el color de la solución se haya aclarado (tomando un color
amarillo verdoso claro o gris). La temperatura de digestión deberá ser entre 360 y 410 °C.
10) Se deja enfriar y se añaden 300ml de agua destilada exenta de NH mezclándola hasta
la disolución completa, esta disolución se enfría después (calor de disolución).
11) Hacer un blanco usando las mismas cantidades de reactivos y dándole el mismo
tratamiento.
12) En un matraz de Kjeldahl poner aproximadamente 500 ml de agua destilada y lavar el
condensador con agua destilada hasta colectar aproximadamente de 150 a 200 ml de
agua en el matraz receptor.
61
13) En un matraz Erlenmeyer de 250 ml de capacidad poner 25 ml de solución de ácido
bórico al 4%, colocarlo en el extremo receptor con el tubo sumergido dentro de la
solución.
14) Añadirle 0.5 g de zinc granulado.
15) Poner el matraz en posición ligeramente inclinada y agregar por escurrimiento lento
por las paredes del matraz y sin mezclar, 125 ml de solución de hidróxido-tiosulfato de
sodio.
16) Conectar inmediatamente el matraz al bulbo del aparato de destilación . Agitar el
matraz con un movimiento de giro para que se produzca la mezcla íntima de su
contenido.
17) La muestra se destila y se cuidad que la temperatura del condensador no pase de 29
°C.
18) La destilación se suspende cuando se hayan recolectado aproximadamente 150 ml de
destilado, incluyendo los 25 ml de la solución de ácido bórico al 4%.
19)Retirar el matraz colector y valorar con solución de ácido sulfúrico 0.1 N hasta que l
solución vire de un color azul a café.
CALCULOS:
M
Donde: A = gasto de H2SO4 para valorar la muestra en ml
B = gasto de H2SO4 para valorar el blanco en ml
N = Normalidad del H2SO4
62
FUNDAMENTO
Este método determina el fósforo de rocas fosfóricas, harinas de hueso, fosfatos de sodio,
de calcio, etc. El método se basa en la formación de un compuesto colorido formado por
el vanadato-molibdato con los ortofosfatos reaccionando para formar un complejo de color
amarillo en presencia de una solución ácida. En soluciones de ácido nítrico, el color no se
desarrolla si la acidez es baja pero si la acidez de la solución es alta el color se desarrolla
lentamente.
REPARACIÓN DE LA CURVA PATRÓN
1) Transferir a matraces volumétricos de 100ml de capacidad 1ml, 3ml, 5ml, 7ml, 10ml, 15
ml de la solución de trabajo de fósforo.
2) Añadir 20 ml de la solución de molibdo-vanadato, aforar a 100 ml con agua destilada y
homogenizar.
3) Dejar reposar durante 10 minutos y determinar la absorbencia a 400 nm en el
espectrómetro.
4) Construir una gráfica tomando la concentración en mg/l de fósforo en el eje de las
abscisas y la absorbencia en el eje de las ordenadas.
DETERMINACIÓN
1) Añadir 20 ml de la solución de molibdo-vanadato, aforar a 100 ml con agua destilada y
homogenizar.
2) Dejar reposar durante 10 minutos y determinar la absorbancia a 400 nm en el
espectrómetro.
63
3) Con la lectura obtenida s construye una gráfica tomando la concentración en mg/l de
fósforo en el eje de las abscisas y la absorbancia en nm en el eje de las ordenadas.
4) Se correrá un blanco usando agua destilada en lugar de la muestra, siguiendo todos los
pasos igual que si fuera una muestra.
CALCULOS
Una vez obtenida la lectura se lleva a la curva de calibración donde se obtiene la
concentración.
64
Meq/lt MÓDULO pH C.E
(μmos)
Mg
Ca
Na
K
CO3
HCO3
SO4
Cl
1 8.17 2.550 9 2.5 19 0.063 0 4.38 6.5 7.10
2 8.57 0.950 9.34 2.66 8 0.030 0 3.76 6 8.35
3 7.78 2.550 2.50 1.5 17 0.079 0 1.88 4 3.43
65
CURVAS DE ABSORCIÓN DE NITRATOS PARA EL TRATAMIENTO DE
300 PPM DEL CULTIVO DE TOMATE CICLO PV 2000. ITSON DIEP
0 30 días 45 días
60 días
75 días
90 días
60 días
75 días
90 días
Módulo 1 (100 ppm) FOSFORO GR/PLANTA
90 días
60 días
75 días
0 30 días 45 días
60 días
75 días
90 días
0 0.5
1 1.5
2 2.5
3 3.5
4 4.5
0 30 días 45 días
60 días
75 días
90 días
0 50
CICLO
0 30 días 45 días
60 días
75 días
90 días
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
CICLO
60 días
45 días
30 días0
75 días
90 días
0 30 días 45 d&iac