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INTRODUCCIÓN
Para los productores agrícolas la comercialización y precio de las cosechas
es un reto que enfrentan cada año, requiriendo diversificar su oferta dentro y
fuera del país. Una alternativa viene siendo la agricultura orgánica, la cual implica
una producción libre de agroquímicos, teniendo amplia aceptación y cuyo mercado
esta creciendo ampliamente en el mundo. Esto favorece la comercialización y un
sobreprecio del producto en el mercado.
En Austria y en Suiza, ha llegado a representar hasta un 10 por ciento del
sistema alimentario, y en Estados Unidos, Francia, Japón y Singapur se están
registrando tasas de crecimiento anual superiores al 20 por ciento. La producción
orgánica de los cultivos favorece su venta y un sobreprecio del producto, pero se
consigue aplicando métodos biológicos y mecánicos, en contraposición a la
utilización de materiales sintéticos, para desempeñar cualquier función específica
dentro del sistema. Por otra parte el uso de agroquímicos en la agricultura tales
como fertilizantes y pesticidas han contribuido a la contaminación, lo cuál hace
necesario buscar alternativas que puedan sustituirlos sin contaminar el
ecosistema.
El tomate (Lycopercon esculentum Mill.) y Chile (Capsicum annuum) son las
hortalizas más importante en el país, por su superficie cultivada, volumen de
exportación, generación de divisas y empleo en el campo. En Sinaloa ocupan el
primero y segundo lugar, respectivamente estas hortalizas, en cuanto a superficie
cultivada en donde se ha incrementado la utilización del sistema de riego por
goteo y con ello la utilización irracional de fertilizantes.
La producción mundial de alimentos proviene principalmente de la agricultura
intensiva, la cual se basa en la aplicación de agroquímicos, las hortalizas son los
cultivos donde se utilizan más fertilizantes y pesticidas, por los volúmenes de
alimento que producen y la suculencia que presentan, las hacen más susceptibles
a plagas y enfermedades
Las altas aplicaciones de fertilización en hortalizas con riego por goteo incrementa
la conductividad eléctrica (CE) de las soluciones nutritivas y posteriormente la CE
de la solución del suelo por el contenido de sales
El sistema de riego por goteo permite optimizar los volúmenes de agua y
biofertilizantes a los cultivos, obteniéndose un ahorro económico y una gran
mejora del ambiente, además este sistema de riego permite la aplicación de
inoculo líquido concentrado, haciéndolo llegar rápidamente a las raíces, con mayor
uniformidad y ahorro en la aplicación.
Por lo que en el presente trabajo tiene como objetivo general evaluar la calidad de
compostas provenientes de diferentes rastrojos, como aportadoras de nutrientes
complementando con biofertilizantes, en la producción de plántulas de invernadero
y frutos en el campo de tomate y chile.
ANTECEDENTES
2.1 fertilización en tomate
La fertilización al cultivo de tomate se ha incrementado significativamente,
aun con el sistema de riego por goteo que de acuerdo con Moya (1994), permite
reducir más de un 50% la fertilización, obteniéndose un ahorro económico y una
gran mejora del ambiente, además de hacer un uso más eficiente del agua, con lo
que se logra reducir en aproximadamente en un 50% (Lizárraga, 1995; Bennett et
al., 1986 ). Los nutrimentos utilizados en mayor cantidad en las soluciones
nutritivas son el nitrógeno, fósforo y potasio, aplicándose cantidades que fluctúan
de 300 a 500 kg de N, 200 a 250 kg de P y 300 a 800 kg de K por hectárea lo cual
aumenta grandemente la conductividad eléctrica (CE) de las soluciones nutritivas
y posteriormente la CE de la solución del suelo por el contenido de sales.
2.2 Las compostas. El compostaje es el proceso de descomposición aerobia de la materia
orgánica biodegradable (restos vegetales y animales), y por el cual la naturaleza
recicla los nutrientes entre la vida (organismos) y lo inanimado (suelo), generando
un compuesto mas o menos estabilizado de complejos carbonados como los
ácidos húmicos, moléculas fitoestimulantes, nutrientes minerales (sales diversas
de fósforo, nitrógeno, potasio, etc.) y otros componentes, conformando lo que
habitualmente llamamos el mantillo ó humus, que suele encontrarse en los
bosques, por debajo de la hojarasca (“suelo vegetal”). El proceso es lento en la
naturaleza, pudiendo extenderse por años, razón por la cual se han desarrollado
técnicas para acelerarlo (dado que es un proceso dependiente de la temperatura
ambiental, de la estratificación y la composición de las capas horizontales)
(Schuldt, 2003).
Ahora bien existen consensos en cuanto a que la calidad de una
composta se relaciona tanto con los materiales que conformarán como las
características del proceso en si (Schuldt, 2003).
La actividad agrícola en el estado genera aproximadamente 2 millones de
toneladas de residuos orgánicos (rastrojos de Maíz, frijol, garbanzo, trigo y
hortalizas en general) que representan riesgos de contaminación del medio
ambiente, debido al mal manejo. Una alternativa es su utilización para elaboración
de compostas, pues su influencia sobre la fertilidad de los suelos ha sido
demostrada, aunque su composición química, el aporte de nutrimentos a los
cultivos y su efecto en el suelo varían según su procedencia, edad, manejo,
contenido de humedad. Los abonos orgánicos pueden prevenir, controlar e influir
en la erradicación de patógenos en el suelo, además de servir como fertilizantes y
mejoradotes del suelo Romero Lima et al., (2000).
2.3 Bacillus subtilis como biofertilizante.
El uso de Bacillus subtilis se ha hecho una práctica común entre los
productores de plántulas en invernaderos y viveros, Gupta et al., (2000), encontró
que Bacillus subtilis produce auxinas que promueven el crecimiento de tomate e
inducen resistencia sistémica contra Fusarium oxysporum, el cual provoca
marchitez y pudrición de las raíces.
Manjula et al., (1999) al aplicar Bacillus subtilis AF1 en cacahuate y
chícharo, y obtuvieron incrementos significativos en biomasa, además de observó
un aumento en la resistencia a enfermedades provocadas por fitopatógenos del
suelo.
Las bacterias del género Bacillus son bacterias que forman largas cadenas
de células, algunas especies son móviles por medio de flagelos, La esporulación
ocurre cuando se agotan los nutrientes del medio donde crecen Las células con
esporas se denominán esporangios o endosporas.
2.4 Inocuación con micorriza
La micorriza es una asociación simbiótica que aumenta el crecimiento de
las plantas por la mayor absorción de nutrimentos y protege a la planta contra
fitopatógenos que atacan el sistema radicular. Las micorrizas favorecen la
extracción de fósforo presente en el suelo, porque incrementan el área de
exploración a través de sus hifas y a su vez, aumenta la capacidad de absorción
de agua lo anterior favorece en forma significativa la agricultura en zonas áridas y
semiáridas permitiendo una mayor eficiencia en el uso del agua y más resistencia
a la sequía (Al-Karaki 1998).
La micorriza coloniza no sólo a la planta hospedante sino también al suelo
circundante incluyendo a la biota, también incrementa el crecimiento de las plantas
por la mayor absorción de nutrientes, principalmente fósforo (Gerdemann, 1968;
Gerdemann, 1975).
Las micorrizas son simbiontes obligados que deben infectar a las raíces de
las plantas para poder crecer y reproducirse. Esta asociación se observa en la
mayoría de las plantas terrestres y juegan un papel muy importante en el
crecimiento y sobrevivencia de las plantas de interés agrícola, hortícola, frutícola,
forestal y en ecosistemas naturales (Ferrera-Cerrato, 1987)
Los trabajos de investigación con micorrizas son relativamente recientes ya
que la elaboración del inóculo no es de fácil manejo por ser un simbionte obligado.
En el mercado hay inoculante líquido de Glomus intrarradices distribuidos por la
compañía Buckman en 1995 en Sinaloa, en , se introdujo Hortic Plus, de Plant
Health Care (PHC) 1999 con muy buena aceptación, y en el 2000, se introdujeron
sustratos con esporas especialmente para su utilización en invernaderos para
satisfacer la demanda a productores de hortalizas. Sin embargo, no existen
suficientes evaluaciones a pesar de que actualmente la mayoría de los
productores de plántulas en invernaderos utilizan micorrizas.
Bajo condiciones de suelo medianamente salino la inoculación con Glomus
mosseae aumentó la biomasa de follaje y raíces, área foliar y acumulación de
fósforo, zinc y fierro en Tomate (Al-Karaki, 2000).
En garbanzo se ha encontrado que la inoculación con Glomus monosporum
y Glomus epigaeum puede sustituir la fertilización fosfatada, además de proteger
a la planta del ataque de hongos fitopatógenos del suelo que son los causantes de
la enfermedad de la raíz denominada “rabia” considerado el factor principal de la
disminución de producción del cultivo (Armenta et al., 1986).
OBJETIVO GENERAL
Evaluar la calidad de compostas provenientes de diferentes rastrojos, como
aportadoras de nutrientes complementando con biofertilizantes, en la producción
de plántulas de invernadero y frutos en el campo de tomate y chile.
Objetivos particulares:
-Comparar diferentes compostas en la producción de plántulas de tomate y chile
en invernadero.
-Conocer la interacción de composta y biofertilizantes en la producción de
plántulas de tomate y chile en invernadero.
- Comparar diferentes compostas y biofertilizantes en la producción de frutos en el
campo de tomate y chile.
MATERIALES Y METODOS
4.1 Obtención de compostas de diferentes rastrojos de cosecha.
En camas de cinco metro de largo por un metro de ancho cada una se
elaboraron compostas a partir de rastrojos de cosecha de maíz, frijol y tomate,
cada rastrojo se mezcló con estiércol en una proporción de 3:1 de volumen,
posteriormente se humedeció evitando el exceso hasta obtener las diferentes
compostas maduras.
Además se elaboró lomricomposta a partir de estiércol vacuno para ello se
acondicionó una cama de cinco metros de largo por un metro de ancho, con
drenaje, se les regó periódicamente hasta oxidar el estiércol, para modificar su
pH hasta obtener un valor de 7.0, que se considera el adecuado para el
desarrollo de las lombrices, posteriormente se colocaron 20 lombrices adultas
por m2 y a partir de ellas se obtuvieron nuevas.
Se recolectó el agua que drenaba de las camas, para posteriormente utilizarse
y seguir regando las camas la composta así obtenida se utilizó en los trabajos
de invernadero y campo.
4.2. Pruebas de germinación y crecimiento de tomate y chile a diferentes concentraciones de compostas en invernadero.
Las cuatro compostas obtenidas (lombricomposta, rastrojo de maíz, frijol y
tomate) se evaluaron en tres concentraciones al 50, 35 y 20% de volumen
mezclando con sustrato comercial peat moss, en charolas de polietileno de 30
cm3 en invernadero en plántula de tomate y chile, los mejores tratamientos se
utilizarán para su siguiente evolución con biofertilizantes en invernadero y
campo.
4.3 cepas de micorrizas. Las cepa de micorrizas utilizada fue inoculo de PHC, que resultó la mejor cepa
obtenida en los trabajos de investigación anteriores, el control de calidad consistió
en cuantificar el número de esporas que contiene, así como la pureza.
La cuantificación de esporas se realizó por el método
de flotación y tamizado en húmedo de las muestras (Phillip y Hayman, 1970;
Furlan, 1976; Giovannettiy Mosse 1979).
4.4 Cepa de Bacillus subtilis. La cepa de Bacillus subtilis utilizada fue la cepas nativa obtenida en CIIDIR,
en trabajos de investigación anteriores. Se propagó el inoculo en medio de
infusión de papa, y se ajustó a una concentración en el número de células, de108
bacterias mL-1.
4.5 Experimento de invernadero en la obtención de plántulas orgánicas de tomate y chile. En charolas de polietileno de 200 cavidades con 30 cm3 de volumen cada una se
utilizó como unidad experimental, en donde se evaluaron las dos compostas que
resultaron mejores a la concentración donde se obtuvo mejor crecimiento de
plántula de tomate y chile en combinación Bacillus y micorrizas como
biofertilizates comparada con la fertilización química.
4.6 Experimento de campo.
Se tomaron muestras de suelos para su análisis físico y químico
correspondiente (textura, densidad aparente, M.O., pH, N, P, K, Ca, Mg, Na, Cl,
CO3, SO4, CIC, y CE del extracto de saturación). Se caracterizó también el agua
mediante análisis químico (pH, CE, RAS, CO3, HCO3, Cl, SO4 y Na).
Posteriormente se preparó el terreno que consistió en; doble rastreo cruzado,
paso de niveladora, la formación de la cama con arado de vertedera y
posteriormente fue reformada mediante un paso con bordero arrocero. La
separación entre las camas fue de 1.6 m.
El establecimiento y evaluación del sistema de riego por goteo consistió en la
instalación de tubería principal de PVC de 2" y las cintas de riego de flujo
turbulento, super typhoon # 8-04916 con separación de 9" entre emisores, cada
parcela experimental contará con llave de entrada de agua (válvula bola 3/4 "RM-
RH), conectada a un adaptador de tres salidas para los tres surcos de cada
parcela experimental. Posteriormente se evaluó la operación hidráulica del
sistema, realizándose aforos en las cintas de riego en diferentes puntos del
experimento con probetas de 50 mL, un cronómetro y un manómetro.
La parcela experimental fue de tres camas con 12 m de longitud y una separación
de 1.6 m.
4.6.1Tratamientos y diseño experimental en campo. Los mejores tratamientos en
invernadero se pasaron a campo comparándose con tratamientos de fertilización
comercial con diferentes dosis de nitrógeno.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
5.1 Trabajo de invernadero 5.1.1 Germinación y crecimiento de plántulas de tomate y chile en diferentes, concentraciones de compostas. En todas las compostas con concentración de 50%, se disminuyó la germinación
en tomate y chile observándose, más acentuado en chile. Con concentraciones de
35 y 20% de compostas no se obtuvieron disminución de germinación, pero el
mejor desarrollo vegetativo se observó con 35% de composta de maíz y
lombricompostas. Como se observa en el siguiente cuadro.
Cuadro1. Comparación de medias en porciento de germinación y peso seco de
plántulas de tomate y chile con diferentes concentraciones de compostas.
Núm.
de trat
tratamiento % de
germinación
Peso seco de
plántula (g)
1 Composta de maíz al 50% en tomate 70 1.25
2 Composta de maíz al 35% en tomate 95 1.75
3 Composta de maíz 25% en tomate 98 1.45
4 Composta de maíz 50% en chile 63 0.98
5 Composta de maíz35% en chile 99 1.55
6 Composta de maíz 25% e chile 100 1.65
7 Composta de frijol 50% en tomate 66 1.06
8 Composta de frijol 35% en tomate 97 1.60
9 Composta de frijol 25% en tomate 97 1.51
10 Composta de frijol 50% en chile 60 0.85
11 Composta de frijol 35% en chile 90 1.53
12 Composta de frijol 25% en chile 95 0.95
13 Composta de tomate 50% en tomate 65 0.98
14 Composta de tomate 35% en tomate 95 1.65
15 Composta de tomate 25% en tomate 98 1.55
16 Composta de tomate 50% en chile 58 0.75
17 Composta de tomate 35% en chile 95 1.28
18 Composta de tomate 25% en chile 99 1.21
19 Lombricomposta 50% en tomate 55 1.10
20 Lombricomposta 35% en tomate 95 1.78
21 Lombricomposta 25% en tomate 99 1.66
22 Lombricomposta 50% en chile 50 0.72
23 Lombricomposta 35% en chile 95 1.63
24 Lombricomposta 25% en chile 98 1.22
5.1.2 Plántulas de tomate y chile con biofertilizantes y compostas.
Los resultados indican que la sola utilización de composta no es suficiente para
obtener el máximo crecimiento de las plántulas de tomate y chile en invernadero,
quizás sea por el bajo porciento (35%) de composta que permite mezclarse con el
sustrato comercial, la aplicación de biofertilizantes mejora el crecimiento sobre
todo la aplicación de Bacillus y la interacción de micorriza con Bacillus no se
expresó en el crecimiento de las plántulas de tomate y chile durante el
experimento de invernadero.
Cuadro2. Comparación de medias de tratamientos, en altura de plántula y peso
seco de plántula de tomate.
Núm.
det trat
tratamiento Altura de
plántula (cm)
Peso seco
de
Follaje (g)
1 Composta maíz en tomate 24.3 1.71
2 Lombricomposta en tomate 25.5 1.72
3 Micorriza+ Composta maíz en tomate 25.8 1.75
4 Micorriza+ Lombricomposta en tomate 26.5 1.74
5 Bacillus+ Composta maíz en tomate 27.5 1.82
6 Bacillus+ lombricomposta en tomate 28.8 1.85
7 Bacillus+,Micorriza + Composta maíz
en tomate
26.3 1.74
8 Bacillus+,Micorriza + lombricomposta
en tomate
27.2 1.73
9 Fertilización química de tomate 30.5 1.92
Cuadro3. Comparación de medias de tratamientos, en altura de plántula y peso
seco de plántula de chile
Núm.
det trat
tratamiento Altura de
plántula (cm)
Peso seco
de
Follaje (g)
1 Composta maíz en chile 18.9 1.60
2 Lombricomposta en chile 21.1 1.66
3 Micorriza+ Composta maíz enchile 20.5 1.61
4 Micorriza+ Lombricomposta en chile 20.3 1.65
5 Bacillus+ Composta maíz en chile 25.0 1.78
6 Bacillus+ lombricomposta en chile 24.6 1.81
7 Bacillus+,Micorriza + Composta maíz
en chile
21.3 1.65
8 Bacillus+,Micorriza + lombricomposta
en chile
20.1 1.63
9 Fertilización química de chile 25.2 1.88
5.2. Trabajo de campo.
5.2.1 Experimento de tomate.
En el ciclo agrícola 2005-2006, las hortalizas en el norte de Sinaloa fueron
afectadas por la plaga de mosquita blanca que trasmiten geminivirus (TYLCV).
Este virus es reportado por primera vez en Sinaloa el cual ocasionas severos
daños a tomate, por lo que se tuvo que recurrir a la aplicación de insecticidas
sistémicos para reducir las poblaciones de la plaga. Aun así todas las plantas de
tomate presentaron el síntoma del virus al final de su etapa de desarrollo.
5.2.1 Porciento de infección micorrizica.
En todos los tratamientos se presentó alta infección micorrizica, no existiendo
diferencias significativas entre tratamientos, el muestreo de raíces se efectuó a los
30 días de haberse aplicado insecticida sistémico (rescate) para el control de la
plaga de mosquita blanca por lo que no se presentó efecto negativo en la
infección.
Cuadro. 4 Comparación de medias de tratamiento en porciento de infección
micorricica de tomate en experimento de campo
Núm. De trat. Tratamiento % de infección
micorricica
1 2 t ha-1de lombricomposta 58a
2 4 t ha-1de lombricomposta 66a
3 6 t ha-1de lombricomposta 49a
4 2 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1 Bacillus
en el riego por goteo
52a
5 4 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1 Bacillus
en el riego por goteo
61a
6 6 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1 Bacillus
en el riego por goteo
50a
7 2 t ha-1de lombricomposta más 150 kg de N
ha-1
57a
8 300 kg de N ha -1 52a
Medías con letras iguales no presentan diferencia significativa, según tukey=0.05 5.2.2 Porciento de nitrógeno, fósforo y potasio en el follaje de tomate, en
experimento de campo.
La concentración de nitrógeno, fósforo y potasio en el follaje de tomate presentó
muy pequeñas variaciones entre tratamientos, quizás debido a la falta de
crecimiento de las plantas debido al ataque de plaga de mosquita blanca y la
infección de vrus.
Cuadro. 5 Comparación de medias de tratamiento en porciento de nitrógeno,
fósforo y potasio en follaje de tomate en experimento de campo
Núm.
De trat.
Tratamiento Nitrógeno
(%)
Fósforo
(%)
Potasio
(%)
1 2 t ha-1de lombricomposta 3.5a 0.27a 3.3a
2 4 t ha-1de lombricomposta 3.8a 0.26a 3.0a
3 6 t ha-1de lombricomposta 3.6a 0.26a 3.6a
4 2 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1
Bacillus en el riego por goteo
4.0a 0.28a 3.1a
5 4 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1
Bacillus en el riego por goteo
3.8a 0.30a 3.4a
6 6 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1
Bacillus en el riego por goteo
3.3a 0.29a 3.2a
7 2 t ha-1de lombricomposta más 150
kg de N ha-1
3.5a 0.31a 3.5a
8 300 kg de N ha -1 3.7a 0.29a 3.2a
Medías con letras iguales no presentan diferencia significativa, según tukey=0.05 5.2.3. Producción de frutos.
Se realizó solamente un corte (cosecha), por el efecto de la plaga y la virosis
presentada, la producción fue muy baja, los tratamientos con mejor desarrollo
vegetativo fueron con 4 t ha-1 de lombricomposta más Bacillus, pero en general
todos los tratamientos con composta presentaron mejor desarrollo que el
solamente fertilizado con químico. En el Valle de Guasave y El Fuerte el 90% de
las hortalizas fueron destruidas por el problema de plaga y virosis presentada este
ciclo agrícola que no tiene antecedentes registrados en la región.
Cuadro. 6 Comparación de medias de tratamiento en producción de frutos de
tomate en experimento de campo
Núm. De trat. Tratamiento Frutos (t ha-1)
1 2 t ha-1de lombricomposta 23.5a
2 4 t ha-1de lombricomposta 23.0a
3 6 t ha-1de lombricomposta 24.2a
4 2 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1
Bacillus en el riego por goteo
22.3a
5 4 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1
Bacillus en el riego por goteo
25.4a
6 6 t ha-1 de lombricomposta +1 L ha-1
Bacillus en el riego por goteo
24.3a
7 2 t ha-1de lombricomposta más 150
kg de N ha-1
22.1a
8 300 kg de N ha -1 22.5a
Medías con letras iguales no presentan diferencia significativa, según tukey=0.05 5.3 Experimento de chile en campo. Las condiciones que se presentaron de plaga en la región evito que se pudiera evaluar este experimento en condiciones de campo quedando por realizarse para el siguiente ciclo agrícola 2006-2007.
Impactos sociales, económicos y ambientales de los resultados.
El impacto social esperado es de contribuir en el mercado para los productores
de tomate y chile, que favorezca la diversificación de mercados y comercialización.
El impacto económico los productos orgánicos, obtienen un sobreprecio en el
mercado, que permitiría aumentar los ingresos por unidad de superficie a los
productores de estas hortalizas.
El impacto ambiental al sustituir la fertilización sintética por la orgánica se
obtiene reducción de la contaminación ambiental, pues los fertilizantes químicos
impactan en el deterioro de la capa de ozono y sobrecalentamiento global de la
tierra así como la contaminación de acuíferos y favorecen la propagación de
fitopatógenos en el suelo.
El impacto científico y tecnológico la obtención de abonos y cepas de
microorganismos que puedan sustituir la fertilización sintética en tomate y chile en
la región Norte de Sinaloa, contribuye a un mayor conocimiento sobre la
dinámica de estos microorganismos en la producción de garbanzo orgánico así
como la implementación de técnicas que permitan su propagación masiva en el
campo.
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