las nuevas normativas de producción evaluación de métodos ...fue de 1.850 hectáreas con una...

14 revista196-OCTUBRE 2006 HORTICULTURA

artículoINDUSTRIA HORTÍCOLA

El cultivo del pimientoEspaña es en la actualidad el

principal productor europeo y elquinto en el ámbito mundial delas diferentes variedades cultiva-das de pimiento (Faostat 2004).Murcia es una de las primeras re-giones de su cultivo, donde seproducen variedades de gran valorsocio-económico como las que seutilizan para su consumo en fres-co y se cultivan en invernaderos.El cultivo del pimiento bajo inver-nadero ha experimentado una granexpansión desde sus inicios aprincipios de los años 70, espe-cialmente la Región de Murcia yel sur de la provincia de Alican-te.

Actualmente, casi la mitaddel cultivo de pimiento en el mun-do se produce en el área del Me-diterráneo. En el año 2005, la su-perficie total de cultivo de pi-miento en la Región de Murciafue de 1.850 hectáreas con unaproducción que ronda las 200.000toneladas, siendo la segunda zonaproductora de España, asimismo anivel nacional llegó a superar las950.000 toneladas. Es de destacarque de la superficie de cultivo depimiento regional de carne gruesamás del 85 % fue bajo invernade-ro. (MAPA, 2006). La fecha deplantación es noviembre-diciem-bre, y la producción desde marzoa septiembre, siendo la densidadde plantación de 2,5 pl.m-2 (marcode 1m x 0,4m), y el rendimiento

F.M. DEL AMOR (1*), M.F. ESPINOSA(1), S. MOLINA(1),P. VARÓ(2), J.M. CÁMARA(3) Y A. LÓPEZ(4)

(1)Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrarioy Alimentario-(IMIDA)(2)Centro Integrado de Formación y Capacitación Agraria deTorre-Pacheco, Murcia(3)Universidad Miguel Hernández. (EPSO-Orihuela)(4)Federación de Cooperativas Agrarias de Murcia (FECOAM)(*)Email: [email protected]

Evaluación de métodospara la determinaciónde N en el cultivodel pimiento

Las nuevas normativas de producciónintegrada exigen mayores niveles

de control en la gestión integralde la fertilización de los cultivos

y especialmente de los fertilizantesnitrogenados.

medio de 100.000 kg.ha-1. La es-tructura productiva en la zona deeste cultivo en régimen de propie-dad, es minifundista típica, endonde existen unos 647 producto-res siendo la superficie media poragricultor de unas 3 ha, sin em-bargo el 75% de los productorestiene una dimensión de explotaciónigual o inferior a esta superficie.

El nitrógenoen la agricultura

El nitrógeno es el principalnutriente que limita de maneramás frecuente el crecimiento yproductividad de las plantas no le-guminosas (Below, 1995). La con-centración en hoja suele variar del2% al 6% en peso seco y general-mente está correlacionada con lacapacidad fotosintética y produc-tividad del cultivo (Evans, 1989).

Las plantas absorben el nitrógenoen forma de iones nitrato (NO

3-) y

amonio (NH4

+) siendo la cantidadde nitrógeno absorbido depen-diente de numerosas variables co-mo el estado fenológico de la plan-ta, la concentración de otros nu-trientes en el suelo, la disponibili-dad de agua, o las diferentes con-diciones ambientales. La mayoríade las plantas absorben el nitratoen mayores cantidades que el

Sistema ión-selectivo.

Sistema SPAD.

15revista196-OCTUBRE 2006HORTICULTURA

artículoTECNOLOGÍA DE PRODUCCIÓN

amonio, acumulándose en los teji-dos cuando el nitrógeno disponi-ble es mayor que el requeridopara un óptimo crecimiento (con-sumo de lujo).

En horticultura, es especial-mente espectacular la respuesta delcultivo ante el abonado nitroge-nado, siendo muy pequeño el costedel fertilizante en comparacióncon el coste de la producción per-dida. Esto podría provocar que los


Figura 1. Diferentestécnicas estudiadaspara la evaluacióndel contenido en Nen hoja de pimientoen laboratorio (mediantela técnica de combustióny electroforesis capilar)y en campo (sistemaóptico-SPAD y electro-químico – ión selectivo).

Determinación del N-total (Técnica de combustión).

Determinación del N-NO3- (Electroforesis capilar).



agricultores apliquen un excesode fertilizantes para minimizar elriesgo de que la falta de abonadoproduzca descensos de productivi-dad. Aunque con clara tendencia aldescenso, el consumo medio de fer-tilizantes nitrogenados en la Regiónde Murcia en las tres últimas cam-pañas ronda las 60.000 toneladas.

Entre nuevas legislacionesmedioambientales se encuadra elCódigo de Buenas Prácticas Agra-rias, que responde a las exigen-cias de la Unión Europea relativaa la protección de las aguas contrala contaminación producida pornitratos utilizados en agricultura.Esta normativa requiere del ade-cuado fraccionamiento del nitró-geno a lo largo del ciclo de cultivo.

Las dosis de los nutrientestambién deberán ser aportadas apartir de las necesidades de loscultivos y el ajuste de los progra-mas de abonado a las extraccionesde las plantas durante todo el ci-clo de cultivo. Todo ello acordecon las características del suelo,las peculiaridades climáticas delaño agrícola y el estado real de lassiembras o plantaciones a fin deevitar desviaciones entre los apor-tes y los consumos de nutrientes.

Sistemas de determinacióndel N en campo

Hoy en día, nuevas metodo-logías podrían ayudar a los agri-cultores a un óptimo control de lafertilización nitrogenada de suscultivos, con el fin de cumplir conel Código de Buenas Prácticas

Agrarias, especialmente en las"Zonas Vulnerables a la Contami-nación por Nitratos". Dichas me-todologías, si bien no sustituyen alos tradicionales métodos de labo-ratorio a partir del peso seco de

las muestras, pueden constituiruna técnica viable para determinar"in situ" el estado nutricional delcultivo. Entre estos sistemas, seencuentran los relacionados conlos electrodos ión-selectivos y losópticos.

La concentración de un nu-triente (N) en los tejidos vegetaleses un valor integral que representael efecto de los diferentes factoresinvolucrados en el crecimiento asícomo de la disponibilidad de losmismos (Munson y Nelson, 1990).El análisis mineral para evaluar elestado nutricional de un cultivonos ofrece, por tanto, informaciónpara el ajuste de los diferentes

Figura 2:Relación entre el N-N3

- obtenido a partir del extractode jugo de hojas de pimiento y el N-total obtenidodel análisis de materia seca (combustión) a los -1, 1,3 y 7 días después de la aplicación de distintasconcentraciones de urea foliar y disolucionesnutritivas.

■■■■■ El nitrógeno es el principal nutrienteque limita de manera más frecuente elcrecimiento y productividad de las plantasno leguminosas. La concentración en hojaestá correlacionada con la capacidadfotosintética y productividad del cultivo



programas de fertilización (Plank,1992).

Los extractos procedentesdel jugo celular están siendo utili-zados recientemente para la reco-mendación de las dosis de abona-do nitrogenado en numerosos cul-tivos como cereales (King, 1992;Handson y Sheridan, 1993) y cul-tivos hortícolas (Willians y Mai-ner, 1991; Lyons y Barnes, 1987;Lyons et al., 1991; Rodrigo et al.,2005). El jugo celular extraídodel peciolo de la hoja ha resultadoser mejor indicador del balancenitrogenado en la planta frente alas fluctuaciones en el suministrode este nutriente, que el obtenido

del limbo (Tremblay et al., 2001).Uno de los dispositivos de medi-ción portátil de N es el sistemaCardy®, desarrollado para medirdirectamente del extracto del pe-ciolo de la hoja mediante un elec-trodo selectivo.

Por otra parte, el contenidoen N de la hoja también se hacorrelacionado frecuentementecon su contenido en clorofilas(Syvertsen, 1987). Estos sistemasópticos basados en la transmi-tancia o reflectancia de hojas pue-den ser útiles en la determinacióndel contenido N (Peterson et al.,1993). Estos medidores están ba-sados en la interacción de la clo-

Figura 3:Correlación entre el N-NO3

- medido a partirdel extracto de jugo de hojas de pimiento y el NO3 -obtenido del análisis de materia seca en disoluciónen electroforesis capilar, a los -1, 1, 3 y 7 díasdespués de la aplicación de distintasconcentraciones de urea foliar y disolucionesnutritivas.

rofila de los tilacoides con la luzincidente (Jifon et al., 2005; Catey Perkins, 2003). Los medidoresde clorofila tienen su mayor sen-sibilidad en el rango de adecuadoa deficiente, por lo que su uso noestaría indicado para determinarsituaciones de exceso en fertiliza-ción nitrogenada en el cultivo(Francis y Piekielek, 2006).

Los objetivos de este estudiofueron determinar la eficacia deestos sensores en la determina-ción del contenido en N de lahoja, con el fin de evaluar su usocomo parte integrante de la ges-tión razonada de los abonadosnitrogenados en el cultivo del pi-miento.

Material y métodosLos diferentes instrumentos

empleados en el estudio fueronlos siguientes (Figura 1):

- Medidor portátil Horiba/Cardy meters (Spectrum Techno-logies, Inc. Plainfield,IL, USA) enla que se determinó N-NO

3- en el

extracto procedente de los peciolos.- Medidor SPAD-502 (Mi-

nolta Corporation, Ramsey,NJ,USA) para la determinación delcontenido en clorofilas.

- Análisis del N-total (pesoseco de la muestra) mediante latécnica de combustión (LECOFP-528 (Leco Corporation, StJoseph, MI. USA).

- Análisis de N-NO3

- (pesoseco de la muestra) mediante elec-troforesis capilar (Waters, Capilla-ry Ion Analyzer).



Figura 4:Correlación entre las unidades SPAD y el contenidoen clorofilas (a+b). *** Significativo para p<0.001.

Figura 5:Correlación entre las unidades SPAD y N-totalobtenido de la técnica de combustión Leco, a partirde la materia seca de las hojas de pimiento. NS nosignificativo para p<0.05.

Para determinar la eficaciade los sensores portátiles, se reali-zaron tres tipos de experimentos:

Experimento 1 (Electrodoión-selectivo): Respuesta frente ala aplicación de urea foliar.

Evaluamos la respuesta de lahoja de pimiento frente a la apli-cación de diferentes concentracio-nes de urea foliar. El efecto seanalizó mediante el electrodo iónselectivo (N), en el extracto obte-nido de los peciolos de hojas jó-venes totalmente desarrolladas. Elresto de la hoja se secó en estufadurante al menos tres días a 65ºCy se determinó el N-total y N-NO

3- mediante las técnicas de

combustión y electroforesis capi-lar respectivamente. Las plantasde pimiento (Capsicum annuumL.) tipo Lamuyo variedad Hermi-nio (S&G), procedentes de semi-lleros comerciales, se trasplanta-ron el 24 de noviembre de 2005en sacos de fibra de coco.

Se emplearon dos disolucio-nes nutritivas (estándar y defi-ciente) que contenían 12,5 y 3,5mM de NO

3- respectivamente. En

aquellas plantas regadas con la di-solución con baja concentraciónde NO

3- aplicamos cada 14 días

urea foliar a distintas concentra-ciones (5, 10, 15 y 20 g l-1). Lasaplicación se realizó a primerahora de la mañana y con la cu-bierta de sombreo del invernaderoextendida. La mediciones se reali-zaron un día antes de la aplica-ción foliar y a los 1, 3 y 7 díasposteriores a la aplicación.

Experimento 2. Respuestafrente a condiciones de deficiencia.

A las plantas de pimiento delexperimento anterior, se les supri-mió totalmente el aporte de N du-rante ocho días. En este experi-mento evaluamos el sensor SPAD-502 frente a la disminución delaporte de N.

Experimento 3. Evaluaciónen invernaderos comerciales.

Se evaluaron doce inverna-deros comerciales de pimiento delCampo de Cartagena (Murcia)con diferentes sistemas de culti-vo; en suelo (ecológico e integra-do) y cultivo sin suelo. Se reco-gieron cuatro muestras de cada

uno de ellos, procedentes de dife-rentes plantas de manera alea-toria. Cada muestra consistió enunas veinte o treinta hojas. En es-tos invernaderos se correlaciona-ron los valores de N obtenidosmediante el electrodo ión-selecti-vo en el peciolo de la hoja, conaquellos valores determinados enel laboratorio.

Resultados y discusiónDe los resultados del primer

experimento se observan diferen-cias en las correlaciones realiza-das con el sensor ión-selectivo,según determinemos el N-total oel N-NO

3- en hoja. Cuando consi-

deramos el N-total, la correlaciónentre este parámetro y las realiza-das con el Cardy® no fueron signi-ficativas (Figura 2), con un coefi-ciente de correlación muy bajo.Sin embargo, cuando fue compa-rado con aquellos valores obteni-dos mediante electroforesis capi-lar (N-NO

3-) la correlación sí fue

significativa (Figura 3).Hartz et al. (1994) compara-

ron los nitratos en la savia de pe-cíolo usando un electrodo portátilcon el análisis tisular sobre mate-ria seca de diferentes especies yobtuvieron un coeficiente de co-rrelación (r2) entre 0,65 y 0,89. ElN-total incluye el nitrógeno que



Figura 6:Correlación entre las unidades SPAD y el color a. ***Significativo para p<0.001.

forma parte de las estructuras dela planta, mientras que el N-NO

3-

es fácilmente almacenado en lasvacuolas y trasportado a diferen-tes partes de la planta. Wittwer yTeubner (1957), trabajando en ju-día, ya encontraron que esta plan-

ta absorbió el 50% de la urea apli-cada por las hojas, en un tiempode una a seis horas. Esta rápidacapacidad de absorción pudoafectar a la relación N-total y N-NO

3- en las plantas de pimiento

afectando a la correlación entre

estos dos parámetros. Sin embar-go, sí se encontró una adecuadacorrelación entre el N-NO

3- pro-

cedente del extracto del peciolo yaquellos determinados en el labo-ratorio a partir de materia seca.

En el segundo experimento,los valores obtenidos fueron deaquellas plantas a las que poste-riormente no se les aportó fertili-zación nitrogenada. La relaciónentre los valores SPAD y el conte-nido de nitrógeno de la planta de-pende, en gran medida, del estadofenológico del cultivo, de las con-diciones de crecimiento del culti-vo y de las condiciones climáticas(Takebe y Yoneyama, 1989, Woodet al., 1992).

La relación entre los valoresSPAD y el contenido de nitrógenotambién depende del factor varie-tal (Takebe y Yoneyama, 1989,Schepers et al., 1992. Los valoresSPAD mostraron una elevada co-rrelación con el contenido enclorofilas (a+b) obtenido en el la-



www.horticom.com?64826

Bibliografía

AgradecimientosEsta investigación ha sido financia-da por los proyectos INIA RTA2005-00087-C02 y R&C-2003-004806.Agradecemos a José Sáez Sironisu valiosa ayuda en las determina-ciones de N en el laboratorioy al C.I.F.E.A. de Torre-Pacheco(Murcia) por la cesión de losterrenos y sistemas de riego.

Figura 8:Comparación entre N-total (%PS) y N-NO3

-(ppm) enpeciolo de hojas de pimiento en diferentes sistemasde producción (ecológico, integrado e hidropónico).*** Significativo para p<0.001.

Figura 7:Contenido en Nitratos en el extracto foliar (peciolo)mediante el método ión-selectivo en diferentesinvernaderos del campo de Cartagena.

boratorio (Figura 4). Las correla-ciones entre clorofilas determina-das en campo o en laboratorio sue-len mostrar relaciones más linea-les y significativas para bajas con-centraciones de clorofila quepara altas.

Por otro lado también se haobservado en otros experimentosque las correlaciones entre lasmedidas de SPAD y de nitrógenofueron menores que con aquéllasobtenidas para las clorofilas (Ji-fon et al., 2005). Este hecho con-cuerda con nuestros datos (Figura4 y 5). Por otro lado, se correla-cionaron las medidas de clorofilas(SPAD) con el color de la hojamediante un colorímetro portátil(Minolta CR-300) obteniendo unacorrelación muy significativa (Fi-gura 6). La baja correlación entreel contenido en clorofilas y elcontenido en N puede deberse aque en realidad no hubo una dis-minución apreciable del conteni-do de N en la planta durante eseperiodo, y por tanto en condicio-nes de deficiencia.

Por otra parte, Schepers etal. (1992) también afirmaron queno todo el nitrógeno de la plantaestá asociado a la molécula declorofila.

Por último evaluamos elelectro ión-selectivo en condicio-nes de invernaderos comercialesen diferentes sistemas de cultivo(Figura 7). En ellos podemos ob-

servar en primer lugar, la elevadaconcentración de N en los inver-naderos bajo cultivo hidropónico,frente a los cultivados en suelo, yla apreciable disminución en Ncuando consideramos el cultivoecológico frente al integrado.

Por otra parte, en estas con-diciones observamos una correla-ción significativa entre el N-totaldeterminado en el laboratorio y elN-NO

3- obtenida mediante el sen-

sor portátil a partir de extractosdel peciolo de las hojas (Figura8). Esto nos permite determinar lavalidez de dicho medidor paracondiciones de invernaderos co-

merciales en los diferentes siste-mas de cultivo.

Detalledel prodesode calibracióny extracciónde muestra parael electrodoión-selectivo.

las nuevas normativas de producción evaluación de métodos ...fue de 1.850 hectáreas con una...

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