INTRODUCCIÓN
El cultivo de papa tiene un rol protagónico en el Ecuador. La provincia del Carchi, localizada al norte de la zona Andina, es la mayor productora de papa en dicho país y aporta alrededor del 40 % de su cosecha anual, con rendimientos promedios de 23 t ha-1 (MAGAP, 2018). El cultivo se desarrolla en suelos de origen volcánico (Andisoles) con un alto poder de adsorción y fijación de fósforo (Pumisacho y Sherwood, 2002).
El manejo de la fertilización para la papa en Ecuador se caracteriza por el uso intensivo de fertilizantes químicos con el empleo de altas dosis de fertilización, en especial fosfórica (Negrete, 2011; Luna et al., 2016). En la zona del Carchi el cultivo es sometido a grandes dosis de fertilizaciones llegando a contribuir a la degradación de los suelos (León et al., 2015).
A nivel mundial ha ido creciendo el empleo de bacterias solubilizadoras de fósforo (BSF) y los hongos micorrízicos (HM) por su potencial en la fertilización fosfórica. La implementación de estas alternativas de fertilización requiere de estudios enfocados a sus resultados productivos y económicos, sin obviar la influencia de las condiciones edafoclimáticas específicas donde se realiza el estudio (Carvajal y Mera, 2010). En Ecuador, debido al escaso conocimiento científico-técnico sobre sus efectos en el ciclo de los nutrientes, el rendimiento y calidad de las producciones, así como en los beneficios económicos de los productores y una pobre divulgación de sus beneficios, limitan su empleo (Negrete, 2011).
La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto del empleo de los biofertilizantes Fosfotic y Safer micorrizas, solos o combinados, como complemento a reducciones de fertilizante químico fosforado, en la producción del cultivo de la papa para las condiciones del Carchi.
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento de campo se realizó en el Centro Experimental San Francisco de la Universidad Politécnica Estatal del Carchi (UPEC), en el cantón San Pedro de Huaca, provincia de Carchi, Ecuador. El mismo se llevó a cabo entre noviembre del 2017 y mayo del 2018. El suelo del área de estudio se clasifica como Andisol (USDA/NRCS, 2014).
El cultivar de papa empleado fue Superchola (ciclo de cultivo de seis meses), utilizando tubérculos de semillas certificadas. Se empleó un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas por tratamiento. Cada parcela del experimento tenía una dimensión de 5 m de ancho x 3 m de largo, para un área de 15 m2, el área total fue de 600 m2. La distancia de plantación fue 1 m entre surcos y 0,50 m entre plantas, mientras que las labores agrotécnicas se realizaron según el Manual Técnico del cultivo (Pumisacho y Velázquez, 2009), pero no se realizaron riegos al cultivo. El control fitosanitario se efectuó a partir de los 30 días después de la siembra (dds), con un total de 12 aplicaciones; alternando los fungicidas Curalancha® (Interoc Custer, Ecuador), Euro® (Coromandel, Ecuador), Cosan 80 % PM (Bioesterfeld, Alemania) y los insecticidas Agrin 25 (Cypermetrina), Gladiador (Acephate), Lorsban 480 EM (Dow AgroSciences, EUA). En todos los casos se aplicaron las dosis recomendadas por los fabricantes.
Los tratamientos (Tabla 1) fueron seleccionados de un experimento previo realizado en condiciones semicontroladas, ejecutado en la misma entidad durante el año anterior (Mora et al., 2018).
Nº | Tratamientos | Descripción* |
---|---|---|
1 | 100% NPK (dosis de la región) | 135 - 335 - 225 |
2 | 100% NPK + Fosfotic | 135 - 335 - 225 |
3 | 100% NPK + Safer micorrizas | 135 - 335 - 225 |
4 | 100% NPK + Fosfotic + Safer micorrizas | 135 - 335 - 225 |
5 | 100% NK + 75 % P + Fosfotic | 135 - 251,25 - 225 |
6 | 100% NK + 75 % P + Safer micorrizas | 135 - 251,25 - 225 |
7 | 100% NK + 75 % P + Fosfotic + Safer micorrizas | 135 - 251,25 - 225 |
8 | 100% NK + 50 % P + Fosfotic | 135 - 167,5 - 225 |
9 | 100% NK + 50 % P + Fosfotic + Safer micorrizas | 135 - 167,5 - 225 |
10 | 100% NK + 25 % P + Safer micorrizas | 135 - 83,75 - 225 |
*La descripción explica la cantidad aplicada de cada nutriente (N - P2O5 - K2O) en kg ha-1
Los biofertilizantes estudiados son los siguientes productos comerciales disponibles para los productores: Fosfotic (elaborado con un pool de BSF) y Safer micorrizas (elaborado con un pool de HM). La aplicación de ambos se efectuó de acuerdo con las indicaciones de sus fabricantes. El Fosfotic® fue aplicado en tres momentos: a la siembra, a los 20 y 90 dds en una dosis de 2 ml L-1 de agua, según lo orientado por el fabricante. Para Safer-Micorrizas®, la aplicación se realizó según lo recomendado por el fabricante, empleándose solamente una vez durante la siembra en una dosis de 10 g por tubérculo semilla.
En la cosecha (175 dds) se evaluó el número de tubérculos por planta y el peso de los tubérculos por planta (g), para lo cual se escogieron seis plantas de cada parcela evitando el efecto borde. Los tubérculos cosechados se clasificaron por calibre (Tabla 2). También se determinó la producción total de cada parcela y por calibre, lo que permitió el cálculo del rendimiento total a partir de la relación existente entre la producción y el área cultivada.
En el laboratorio se determinó el peso seco de la raíz a los 120 dds y el contenido de fósforo en follaje. Este fue determinado por espectrofotometría de absorción atómica. Finalmente, se calculó la EAN (eficiencia de la absorción del fósforo) a partir de la fórmula propuesta por Gray y Schlesinger (1983) donde EAN (µg mg-1) es igual al contenido del nutriente en planta (µg) entre la biomasa seca de la raíz (mg).
Calibre | Diámetro del tubérculo | Peso del tubérculo |
---|---|---|
1 | Mayor de 10 cm | Mayor de 121 g |
2 | 5 - 10 cm | 71 - 120 g |
3 | Menor de 5 cm | Menor de 70 g |
Análisis estadístico
Para los procesamientos estadísticos se utilizó el paquete estadístico STATGRAPHICS Centurion version XV. II (Statistical Graphic Corp., USA). La comparación entre las medias fue a través de un ANOVA simple y la diferencia entre las medias, por la prueba de Tukey o Kruskal Wallis, dependiendo de la homogeneidad de las varianzas, de acuerdo con el estadístico de Levene. En todos los casos las diferencias significativas fueron establecidas para un alfa del 5 %. Se realizó un análisis de regresión doble recíproca entre la producción total y el calibre 1 con la EAN.
Análisis Económico
Se realizó un análisis económico con los resultados alcanzados en cada tratamiento después de la cosecha. El precio de venta establecido al momento de la comercialización fue de 400 USD t-1 el calibre 1, 200 USD t-1 el 2, y 100 USD t-1 para el calibre 3. El cálculo de las ganancias brutas se hizo de forma independiente para cada calibre y posteriormente se sumaron para conocer las ganancias brutas totales que sirvieron de base para determinar las ganancias netas. Se determinaron los costos de producción por hectárea para cada tratamiento y las ganancias brutas y netas, lo cual permitió calcular la relación costo beneficio.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La respuesta del cultivo a los diferentes tratamientos se resume en la Tabla 3. El promedio de tubérculos por planta osciló entre 14,5 y 19,42, siendo superior en los tratamientos 1 y 7, pero estos solo difieren significativamente con los tratamientos 8 y 9. El resto de los tratamientos no mostraron diferencias respecto a los dos primeramente mencionados. Al evaluar el peso promedio de los tubérculos por planta también fueron superiores los mismos en el tratamiento 7, con diferencias significativas respecto al 4, 5 y 9, pero no con los otros tratamientos. La producción total fue superior en los tratamientos 1, 7 y 10.
Al analizar la producción por calibre se apreció que en todos los tratamientos los tubérculos de calibre 1 representa más del 60 % de la producción total. De conjunto, los calibres 1 y 2 representan alrededor del 90 % del total, lo cual es satisfactorio desde una perspectiva de comercialización ya que el calibre 3 genera bajos ingresos económicos al productor. Sin embargo, la producción de tubérculos con calibre 1 fue superior en el tratamiento 7, pero en la producción de calibre 2 se obtuvieron mejores resultados en los tratamientos 1, 3, 7 y 10. Igualmente, la producción del calibre 3 fue mayor en los tratamientos 1, 2, 3, 5, 7 y 10; aunque en estos últimos se aprecia una tendencia a disminuir.
Por ende, el rendimiento del cultivo fue significativamente superior en el tratamiento 7, 1 y 10, seguidos de los tratamientos 3, 2, 6 y 8 con los cuales no muestran diferencias significativas, aunque sí con el resto de los tratamientos. Con todo, debe señalarse que los rendimientos obtenidos en todos los tratamientos superan las 20 t ha-1 y los mejores superan las 25 t ha-1, lo cual es un resultado satisfactorio en las condiciones de la región, donde los rendimientos oscilan entre las 21,0 y 25,0 t ha-1, con un promedio de 23 t ha-1 (MAGAP, 2018) aunque este cultivar tiene un rendimiento potencial de 30 t ha-1 (Pumisacho y Sherwood, 2002).
Los mejores resultados de los tratamientos 7 y 10 pueden atribuirse al efecto positivo de los biofertilizantes empleados y su interacción con las dosis de fertilizantes minerales. La inoculación de bacterias solubilizadoras de fosfatos combinadas con micorrizas arbusculares ha tenido efectos positivos en Andisoles para otros cultivos como la leucaena (Ramírez et al., 2001). Los resultados de esta investigación demuestran que también en la papa pueden encontrarse efectos positivos que mejoren sus producciones.
Trat. | Promedio tubérculos x planta* | Peso fresco promedio tubérculos x planta (kg) * | Producción total (t) | Producción Calibre 1(t) | Producción Calibre 2 (t) | Producción Calibre 3 (t) | Rdto. Total (t ha-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 19,38 a | 1,30 ab | 39,09 a | 24,74 ab | 9,35 a | 4,99 a | 26,06 a |
2 | 19,21 ab | 1,28 abc | 38,26 ab | 25,14 ab | 8,41 ab | 4,71 ab | 25,51 ab |
3 | 18,67 ab | 1,29 ab | 38,76 ab | 24,81 ab | 9,84 a | 4,11 abc | 25,84 ab |
4 | 15,79 abc | 1,06 c | 31,72 c | 21,84 b | 8,03 ab | 2,95 c | 21,14 c |
5 | 16,04 ab | 1,09 bc | 32,76 bc | 20,86 b | 7,9 ab | 4 abc | 21,84 bc |
6 | 16,08 ab | 1,20 abc | 36,14 abc | 24,14 ab | 8,86 ab | 3,14 bc | 24,09 abc |
7 | 19,42 a | 1,44 a | 39,46 a | 26,69 a | 9,94 a | 3,58 abc | 26,30 a |
8 | 15,75 bc | 1,17 abc | 35,08 abc | 25,29 ab | 7,01 ab | 2,79 c | 23,39 abc |
9 | 14,5 c | 1,02 c | 30,59 c | 22 ab | 5,69 b | 2,89 c | 20,39 bc |
10 | 18,7 ab | 1,35 ab | 39,08 a | 25,39 ab | 10 a | 3,69 abc | 26,06 a |
Letras diferentes dentro de una misma columna difieren según prueba de Tukey o Kruskal Wallis (*) para p<0,05
Trat. - tratamiento; la dosis de la región es de 135 kg ha-1 de N, 335 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O; las reducciones de 75 %, 50 % y 25 % de P equivalen a 251,25, 167,5 y 83,75 kg ha-1 de P2O5, respectivamente
No obstante, aunque en general se asume que existe un beneficio potencial en la coinoculación de microorganismos solubilizadores de fósforo y los hongos formadores de micorriza, esto no siempre es efectivo y pueden encontrase efectos contrarios debido a la competencia por espacio y nutrientes Serna (2013).
Otro aspecto importante es el contenido de P en el suelo y las dosis de fertilización empleadas en los cultivos. Los niveles moderados de P pueden favorecer la infección por estos hongos, mientras que altos niveles de nitrógeno y fósforo en el suelo han sido señalados como causas de efectos negativos sobre el desarrollo de las micorrizas arbusculares y microorganismos solubilizadores de este macroelemento (Pérez et al., 2011, Serna, 2013).
Al evaluar el análisis foliar (Tabla 4) se apreció que los tratamientos 7 y 10 permitieron una mayor asimilación de P por la planta, difiriendo significativamente con el resto de los tratamientos. El peso seco de la raíz no mostró una diferenciación muy definida entre los tratamientos, aunque pudo apreciarse un incremento del mismo en los tratamientos con Safer micorrizas.
Nº | P follaje (µg g-1) | Peso seco raíz (mg) | EAN* (µg mg-1) |
---|---|---|---|
1 | 1405,52 cd | 15360 abc | 6,11 b |
2 | 1437,24 bc | 16360 ab | 6,22 b |
3 | 1498,91 b | 16600 a | 6,96 ab |
4 | 1477,75 bc | 15100 abc | 4,67 cd |
5 | 1320,08 de | 14180 c | 4,64 cd |
6 | 1251,39 ef | 15330 abc | 4,88 c |
7 | 1693,58 a | 16040 abc | 7,48 a |
8 | 1401,25 cd | 14460 abc | 6,00 b |
9 | 1204,35 f | 16040 abc | 4,23 d |
10 | 1632,86 a | 16380 ab | 6,69 ab |
Letras diferentes dentro de una misma columna difieren según prueba de Tukey o Kruskal Wallis (*) para p<0,05
La dosis de la región es de 135 kg ha-1 de N, 335 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O, las reducciones de 75 %, 50 % y 25 % de P equivalen a 251,25, 167,5 y 83,75 kg ha-1 de P2O5, respectivamente, EAN - Eficiencia de absorción del nutriente, P follaje - contenido de fósforo en el follaje
Al calcular la eficiencia en la recuperación del fósforo, se encontró que este fue significativamente superior en el tratamiento 7 con 7,48 µg del elemento por cada mg-1 de biomasa radical, seguido de los tratamientos 3 y 10 (6,94 y 6,68 µg mg-1 respectivamente). A la vez, se obtuvieron valores por encima de 6 µg mg-1 en los tratamientos 1 y 2, que no difieren respecto a los antes mencionados.
Debe señalarse que en los tratamientos 1, 2 y 3 fue suministrado el 100 % de la dosis de P, pero los tratamientos 7 y 10 inoculados con micorrizas tuvieron una reducción de las dosis del fertilizante fosfórico en un 25 y 75 %. Esto evidencia la efectividad de la inoculación con los biofertilizantes empleados en las combinaciones seleccionadas para las condiciones de los Andisoles en la provincia del Carchi. La efectividad de movilización de nutrientes hacia la planta se favorece con la inoculación de bacterias solubilizadoras de fósforo y micorrizas, así como sus combinaciones, pero la eficiencia es altamente influenciada por diferentes factores como el pH del suelo, los contenidos de P y otros nutrientes, el efecto residual de fertilizantes químicos y plaguicidas, entre otros factores (Pérez et al., 2011, Serna, 2013, Garzón, 2016).
Las regresiones doble recíprocas entre la producción total y de calibre con la EAN del fósforo mostraron una relación estadísticamente significativa entre ambas y la eficiencia en la recuperación del nutriente después de la transformación a escala recíproca, con un nivel de confianza del 99 % (Figura 1). Al analizar la producción de calibre 1 se encontró que el modelo de salida explica el 42,12 % de la variabilidad de su producción y el coeficiente de correlación entre esta y la EAN muestra una relación moderadamente fuerte. Estos resultados demuestran la importancia de este elemento en los rendimientos del cultivo y en la calidad de los tubérculos que se forman, aspecto que ha sido señalado por diversos autores (Pumisacho y Sherwood, 2002; Negrete, 2011; Fernandes et al., 2015; Luna et al., 2016).
Análisis Económico
En todos los tratamientos evaluados se obtuvieron beneficios económicos, lo cual evidencia la factibilidad del empleo de las combinaciones de biofertilización empleadas. Dado que la producción de los tubérculos calibre 1 superó el 60 % del total de la producción y sus precios de venta son superiores, esto representó un efecto similar en las ganancias obtenidas. El análisis costo beneficio de la producción (Figura 2) demuestra que todos los tratamientos generaron ingresos, siendo los tratamientos 7, 8 y 10 los de mayor beneficio, superando al tratamiento 1 que se identifica con la fertilización química empleada actualmente en la región estudiada.
Considerando el alto costo de los insumos agrícolas, estas alternativas pueden contribuir a la protección de los recursos naturales y el manejo agroecológico del cultivo. Garzón (2016) resalta como el manejo de HMA y otros microorganismos pueden constituirse en una práctica que permita el desarrollo de sistemas agrícolas más eficientes a la vez que se constituyen como tecnologías menos agresivas para el ambiente.
CONCLUSIONES
Las combinaciones empleadas como alternativas de fertilización en la presente investigación con mejores resultados productivos fueron el tratamiento 4 (equivalente a 135 kg ha-1 de N, 251,25 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O combinado con Fosfotic y Safer micorrizas) y el 10 (equivalente a 135 kg ha-1 de N, 83,75 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O combinado con Safer micorrizas), las cuales no mostraron diferencias significativas en ninguna de las variables estudiadas, con la dosis de fertilización química que se emplea en la región.
La eficiencia en la absorción del fósforo por los tratamientos con mejores resultados y su significativa relación demostrada en la regresión doble recíproca con la producción de los tubérculos y su calidad, evidencian la importancia de este elemento para la papa y la efectividad de las combinaciones de biofertilización estudiadas como alternativas viables para sustituir la fertilización química.
El análisis económico demostró la factibilidad de introducir las mejores alternativas del estudio en la producción de papa en el Carchi, siendo superiores los beneficios económicos en los tratamientos 4 (equivalente a 135 kg ha-1 de N, 251,25 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O combinado con Fosfotic y Safer micorrizas), 8 (equivalente a 135 kg ha-1 de N, 167,5 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O combinado con Fosfotic) y 10 (equivalente a 135 kg ha-1 de N, 83,75 kg ha-1 de P2O5 y 225 kg ha-1 de K2O combinado con Safer micorrizas), los cuales presentaron una relación beneficio costo por encima de 0,90, superior al tratamiento con fertilización química