Fertirrigacion con Nitrógeno y Potasio de pimiento utilizando agua regenerada. Y efecto sobre la bioproducción, calidad de fruto y extracción de nutrientes

Fertirrigacion con Nitrógeno y Potasio de pimiento utilizando agua regenerada. Y efecto sobre la bioproducción, calidad de fruto y extracción de nutrientes

FERTIRRIGACION NK DE PIMIENTO UTILIZANDO AGUA REGENERADA: I EFECTO SOBRE LA BIOPRODUCCIÓN, CALIDAD DE FRUTO Y EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES Contreras, J.I.1, López, J.G.1, Suárez-Estrella, F.2, Eyma, E.3, Segura, M.L.1 - Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA), Centro La Mojonera, Camino San Nicolás, nº1, 04745 La Mojonera, Almería. - Universidad de Almería. - Universidad Autónoma de Madrid.

1. Introducción y Objetivos

Una de las razones que justifica la reutilización de las aguas residuales para riego de cultivos hortícolas en las condiciones de Almería es su moderada concentración de sales y su alto contenido en nutrientes, especialmente N, P y K, elementos esenciales para la nutrición de las plantas (Segura et al., 2004). Estas propiedades la convierten en un buen fertilizante que puede aumentar los rendimientos del cultivo (Shahalam et al., 1998; Ramírez-Fuentes et al., 2002). Sin embargo manejos inadecuados de la fertilización y del riego con las aguas regeneradas pueden aportar al cultivo cantidades de nutrientes mayores a sus requerimientos específicos y producir acumulaciones excesivas en la planta y en el suelo, afectando negativamente los rendimientos y la calidad de la producción (Mohammad y Ayadi, 2004;Mohammad y Mazahreh, 2003).

El efecto de la utilización de aguas residuales sobre la producción y calidad de frutos muestra resultados diversos en la bibliografía, registrándose incrementos en el tamaño y en el peso del fruto cuando se utiliza agua residual depurada, pero descensos en la firmeza y en el contenido en sólidos solubles del fruto de tomate (Al-Lahham, et al. 2003), si bien para cultivo de pimiento es muy escasa la bibliografía disponible.

El experimento se ha desarrollado con el objetivo de estudiar el efecto de la utilización de agua regenerada con y sin fertilización NK adicional, sobre la producción, calidad organoléptica del fruto, producción de materia seca y extracciones de la planta de pimiento respecto al agua de origen subterráneo.

2. Materiales y Métodos

La investigación se realizó sobre cultivo de pimiento (Capsicum annuum L. var. Aifos) en invernadero de 800 m2 con cubierta de polietilieno, localizado en el Centro IFAPA La Mojonera-Almería (IFAPA. Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía). El cultivo se transplantó al terreno el 21 de agosto de 2007 finalizando la experiencia el 23 de enero de2008, con una duración de 155 días. La densidad de plantación fue de 2 plantas.m-2. El sistema de cultivo fue suelo enarenado de textura franco-arcillo-arenoso, pH de 8,6 (extracto saturado), 0,9 % de materia orgánica, 2, 53 y 337 mg. Kg-1 de N, P y K asimilable. El sistema de riego fue por goteo, con redes de distribución independientes para cada uno de los tratamientos. La dosis de riego se estimó en función de la ETc (Fernández, 2000) y medidas de potencial matricial del 2 suelo, a 15 cm de profundidad, mediante tensiometros manuales (Tensiómetros Irrometer, Irrometer, EE.UU) manteniendo tensiones próximas a 15 KPa. El volumen de riego total aplicado fue el mismo para todos los tratamientos (91 L m-2).

Diseño experimental y tratamientos

El diseño experimental fue factorial de bloques al azar. Se establecieron cuatro tratamientos, combinación de dos factores: tipo de agua de riego y fertilización NK. Los tipos de agua de riego fueron AR agua regenerada (agua residual urbana procedente de la EDAR de Almería tratada con hipoclorito sodico-ozono) y AS agua subterranea (agua procede de un acuífero de la comarca del Bajo Andarax y desalinizada en una planta de ósmosis inversa situada en la finca).

La fertilización NK consistió en la aplicación de dos niveles de fertilización NK: sin aporte de NK (0NK) y aporte de 12,5 kg N ha-1 y 19,3 kg K ha-1 (100NK), según las extracciones del cultivo en condiciones de invernadero de Almería (Contreras et al., 2006). Se aplicaron fertilizantes nitrogenados y potásicos considerando la concentración de N y K en los dos tipos de agua, para obtener disoluciones de riego con niveles similares en ambos tratamientos.

Las características de las aguas de riego y composición media de las disoluciones nutritivas aplicadas a los tratamientos AR100NK y AS100NK se muestran en la tabla 1.

Determinaciones

Se recolectaron los frutos una vez alcanzado su estado de madurez comercial (verde o rojo) desde el 8/11/07 al 18/1/08, y se calsificaron según la Normativa Europea de Calidad y Comercialización (Reglamento CE 1455/1999, modificado por el Reglamento CE 46/2003). En el laboratorio, se seleccionó una muestra compuesta por 4 pimientos homogéneos por tratamiento y repetición y se licuaron, determinando en el jugo, pH, acidez titulable y solidos solubles totales (ºBrix). El pH se determinó con un pH-métro Crison.

La acidez titrable por valoración con una solución 0.1 M NaOH (AOAC, 1995). La acidez fue expresada como mmolc L-1de ácido cítrico por L de zumo. El contenido en sólidos solubles totales se determinó con un refractómetro manual Atago N1 expresando el resultado en ºBrix a 20ºC. Se evaluó la dureza del fruto sobre cuatro frutos de pimiento por repeticioón. En cada uno de los frutos fue determinada en tres puntos perimetrales para obtener un valor medio por fruto. Se utilizó un penetrómetro manual (mod. FT 327).

La materia seca de fruto fue determinada sobre una muestra compuesta por 10 frutos por tratamiento y repetición que fueron secadas a 70ºC hasta peso constante. Para la determinación del peso seco y las extracciones realizadas por la planta, se recogieron las plantas enteras, sin las raíces, al final del experimento (155 días). Dos plantas por repetición (8 plantas por tratamiento) fueron seleccionadas al azar para muestras destructivas y separadas en diferentes fracciones: Fruto en desarrollo, hoja y tallo.

Las podas fueron recolectadas de 8 plantas por repetición (32 plantas por tratamiento) durante todo el ciclo de desarrollo del cultivo. Los frutos maduros fueron recolectados durante el periodo de recolección, cogiendo 10 frutos por repetición representativos de la producción obtenida en cada recolección (40 frutos por tratamiento). Las muestras frescas de cada parte de la planta fueron secadas a 70ºC hasta peso constante. El contenido mineral fue determinado en la materia seca de las muestras. El nitrógeno fue determinado mediante el procedimiento de micro-Kjeldaht, el fósforo mediante el método de fosfomolibdato (AOAC, 1995), y el K, Ca y Mg fueron determinado por espectrofotometría de absorción atómica.

Análisis estadístico 3

Los datos fueron analizados usando el Análisis de la Varianza (ANOVA) multifactorial, con cuatro bloques. Un análisis factorial de la varianza se realizó para identificar la significación de los factores (calidad del agua de riego y nivel de fertilización) y la interacción entre los mismos.

Los datos de calidad de fruto y distribución de nutrientes en los órganos de la planta, además fueron analizados como un diseño completamente al azar, y se le realizó un análisis ANOVA de una vía con cuatro tratamientos (1ª recolección, 2ª recolección, 3ª recolección y 3ª recolección en rojo) en el caso de los parámetros de calidad de fruto con 16 repeticiones.

Para cada análisis, cuando el ANOVA fue significativo, se aplicó el test de mínima diferencia significativa (LSD, P<0.05) para identificar las diferencias significativas entre medias. Los análisis estadísticos fueron realizados con el programa informático Statgraphics Plus 5.1.

3. Resultados y Discusión

La consideración de los aportes de N y K realizados por el agua de riego a la hora de establecer la fertirrigación del cultivo supuso un ahorro de fertilizantes del 37% en N y del 12% en K en el caso del agua regenerada, y menores, pero no por eso despreciables, en el caso del agua subterránea (12% en N y 3% en K) (Tabla 1).

Rendimientos de fruto

El tipo de agua de riego no afectó significativamente los parámetros de rendimiento, mostrando los tratamientos regados con agua regenerada (AR) valores similares a los tratamientos regados con agua subterránea (AS) (Tabla 2). El nivel de fertilización afectó significativamente los rendimientos de fruto de pimiento (Tabla 2). La aplicación del nivel 100 de fertilización NK produjo un aumento de la producción y número de frutos comerciales.

Este aumento fue debido a un incremento de la producción y número de frutos del calibre G. El tratamiento 100NK obtuvo un incremento de producción y número de frutos de calibre G del 27% y 36%, respectivamente. El tratamiento deficiente (0NK) redujo un 18% la producción comercial con respecto al 100NK. El aumento de conductividad eléctrica (CE) de las aguas de riego a 3,0 dS m-1 (AS100NK) y 3,2 dS m-1 (AR100NK) debido a la incorporación de los fertilizantes NK no produjeron un aumento de la producción no comercial como consecuencia de la aparición de frutos con BER (Blossom End Rot), descrita por otros autores cuando la disolución nutritiva se eleva de 2 a 4 dS m-1 (Tadesse et al., 1999).

Los rendimientos obtenidos en los cultivos fertirrigados con el nivel 100NK fueron similares a los obtenidos en el mismo cultivo en condiciones de desarrollo semejantes (Contreras et al., 2006) e inferiores a las producciones normales obtenidas en la zona productora (6,3 kg. m-2) (Consejería de Agricultura y Pesca, 2009) debido probablemente al menor número de recolecciones realizadas.

No existió interacción entre el tipo de agua y el nivel de fertirrigación en ninguno de los parámetros estudiados.

Porcentaje de material seca de fruto y parámetros de calidad organoléptica de fruto (pH, acidez, sólidos solubles y dureza)

El tipo de agua de riego no afectó significativamente el porcentaje de material seca de fruto en los distintos periodos (Tabla 3). El nivel de fertilización solo afectó el porcentaje de materia seca de fruto en la segunda recolección (103 DDT), presentando los frutos del tratamiento 100 NK un 0,4 % más que el tratamiento 0NK (6,85% frente a 7,25%) (Tabla 4). Del Amor et al. (2008) no obtuvieron diferencias en el porcentaje de material seca de fruto de pimiento cuando redujeron la concentración de N aplicada en fertirrigación (de 12 a 7mM), si bien la concentración que aplicaron era mayor que la utilizada en este experimento.

El porcentaje de material seca del fruto incrementó con las recolecciones del cultivo en todos los tratamientos (Tabla 3), mostrando los frutos recolectados en rojo los mayores valores contenido en materia seca, incrementando el valor en un 10% en todos los tratamientos con respecto a los frutos recolectados en verde. Los resultados obtenidos concuerdan con los obtenidos por Niklis et al. (2002) para frutos de pimiento los cuales observaron un incremento en la concentración de materia seca de fruto al aumentar el estado de madurez comercial del fruto.

Con respecto a la calidad del fruto, el tipo de agua de riego no afecto los parámetros de calidad organoléptica del fruto de pimiento, mostrando los tratamientos regados con agua residual depurada una calidad similar a los regados con agua subterránea (Tabla 3). La fertilización nitrógeno potásica tampoco afectó los parámetros de calidad de fruto determinados (Tabla 3). Los tratamientos 0NK presentaron valores similares de pH, acidez titrable, firmeza y sólidos solubles totales a los de los tratamientos 100NK (Tabla 3). Los resultados obtenidos concuerdan con los obtenidos por Del Amor et al. (2008) los cuales no encontraron diferencias en la firmeza del fruto de pimiento reduciendo el nivel de fertilización nitrogenada a 7 mM. La fecha de recolección no afectó la calidad organoléptica de los frutos recolectados en verde (Tabla 3). Los frutos en verde mantuvieron valores medios de pH de 5.5, acidez titrable de 19 mmolc L-1 y sólidos solubles totales alrededor de 5.0 ° Brix. En la tercera recolección en la que se recolectaron además de frutos en verde, frutos en rojo, se obtuvieron diferencias significativas en determinados parámetros de calidad (Fig. 1). Así los frutos recolectados en verde presentaron mayor pH (5,6 frente a 4,8 de los frutos recolectados en rojo), menor acidez valorable (20 mmolc L-1 frente a 60 mmolc L-1), menor contenido de sólidos solubles totales (5,0 ºBrix frente 8,0ºBrix) y mayor dureza (4,4 kg cm-2 frente a 3,8 kg cm-2 de los frutos recolectados en rojo), debido a un menor índice de madurez. Los valores de sólidos solubles totales registrados en los frutos en rojo concuerdan con los valores obtenidos por Hesham et al. (2007) y Serrano y Fernández-Trujillo, (2007), si bien son superiores al rango establecido por Urrestarazu et al. (2004) que cifran un intervalo de 4,5-7 ºBrix para pimiento cuadrado tipo California en rojo. Los valores de dureza fueron algo inferiores a los registrados por Urrestarazu et al. (2004), debido probablemente a que los frutos presentaban un índice mayor de madurez.

Absorción de nutrientes y peso seco

El tipo de agua de riego (AR, AS) afectó el peso seco y la extracción de N, pero no alteró las extracciones de P, K, Ca y Mg (Tabla 4). Los tratamientos regados con agua regenerada presentaron mayor peso seco y extracciones de N que los regados con agua subterránea. El incremento en el peso seco con el agua regenerada fue debido al mayor porcentaje de materia seca de fruto obtenido con este tipo de agua de riego (Tabla 3).

El nivel de fertilización alteró el peso seco y la extracción de N, P y K aumentándolos con el incremento del NK aplicado en fertirigación (Tabla 4). La extracción de Ca y Mg no se vio afectada por la concentración de NK aplicada en fertirrigación, presentando todos los tratamientos valores similares. Ensayos anteriores sobre cultivo de tomate (Segura et al., 2009) también muestran un incremento del peso seco total de la planta al incrementar la concentración de NPK aplicada en fertirrigación, coincidiendo con lo obtenido por Al-Karaki (2000) que también encontró un incremento del peso seco total de la planta al aumentar la concentración de K en la disolución nutritiva. 

Existió interacción entre los factores estudiados (calidad de agua y nivel de fertilización) en el peso seco de la parte aérea de la planta (Fig. 1) y la absorción de N (Fig. 2). El tratamiento AS0NK presentó menor peso seco aéreo que los restantes tratamientos (Fig. 1) debido probablemente al menor contenido de nutrientes presente en este tipo de agua. Los tratamientos regados con agua regenerada, no presentaron un aumento en el peso seco aéreo estadísticamente significativo al aumentar la fertilización NK, parece ser que el aporte realizado por el agua regenerada fue suficiente para alcanzar valores similares de peso seco aéreo a los presentados por los tratamientos con nivel de fertirrigación 100NK (Fig. 1). El mismo patrón se repite en la absorción de N realizada por la planta (Fig. 2), deduciéndose de los resultados que, la concentración de N presente en el agua regenerada es suficiente para igual la extracción de este elemento a la realizada por los tratamientos con fertirrigación 100NK.

4. Conclusiones y Recomendaciones

Bajo las condiciones de desarrollo de la experiencia se ha demostrado que el riego con agua regenerada produce efectos similares al agua de riego convencional (acuífero) sobre la producción y calidad organoléptica del fruto.

Es necesario considerar los nutrientes presentes en el agua regenerada (N y K) a la hora de establecer un plan de abonado, ya que en este ensayo, supusieron un ahorro de fertilizantes del 37% en N y del 12% en K.

El nivel de fertilización no tuvo influencia sobre la calidad organoléptica del fruto, sin embargo la aplicación exclusiva de los nutrientes presentes en las aguas de riego (0NK) produjo una reducción de la producción comercial (18%) con respecto al aporte de 12,5 kg N ha- 1 y 19,3 kg K ha- 1 (100NK).

La recolección del fruto en verde o rojo tuvo influencia sobre la calidad del mismo, presentando los frutos en rojo mayor contenido en sólidos solubles totales y acidez pero menor dureza.

AGRADECIMIENTOS

El trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia (INIA. Proyecto INIA RTA2006-00032-00-00), fondos Europeos FEDER y el Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA). Consejería de Agricultura y Pesca (Junta de Andalucía).

Referencias

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Fuente: XXIX Congreso Nacional de Riegos - Córdoba - España - 7 - 8 de junio de 2011
FERTIRRIGACION NK DE PIMIENTO UTILIZANDO AGUA REGENERADA: I EFECTO SOBRE LA BIOPRODUCCIÓN, CALIDAD DE FRUTO Y EXTRACCIÓN DE NUTRIENTES Contreras, J.I.1, López, J.G.1, Suárez-Estrella, F.2, Eyma, E.3, Segura, M.L.1 - Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA), Centro La Mojonera, Camino San Nicolás, nº1, 04745 La Mojonera, Almería. - Universidad de Almería. - Universidad Autónoma de Madrid.


Fertirrigacion con Nitrógeno y Potasio de pimiento utilizando agua regenerada. Y efecto sobre la bioproducción, calidad de fruto y extracción de nutrientes