Tabaco "Criollo 98": contenido foliar de clorofila y calidad comercial como respuesta a la enmienda edáfica con turba ácida

"Criollo 98" tobacco: leaf chlorophyll content and commercial quality, as influenced by soil amendment with acid peat

Óscar Ricote-Jorge,^I Noel J. Arozarena-Daza,^II Armando Trujillo-González,^III Lisette Monzón-Herrera,^IV Aylín Villalón-Hoffman,^IV Abdón J. Trémols-González^IV†

^ICorporación Habanos, S. A. [Dirección de Calidad].

^IIInstituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical "Alejandro de Humboldt" INIFAT-MINAG.

^IIIUBPC "Felipe Herrera Acea" /Empresa Tabacalera "Lázaro Peña" provincia Artemisa/MINAG.

^IVInstituto de Investigaciones del Tabaco /MINAG.

RESUMEN

Suelos tabacaleros Ferralíticos Rojos alcalinizados, se enmendaron con turba ácida [15; 30; 45 y 60 m³ ha^-1, además de un testigo], para disminuir pH y aumentar la producción de capa para puros de exportación del cultivar cubano de tabaco (Nicotiana tabacum L.) negro, "Criollo 98", en áreas de la zona de Partido (UBPC "Felipe Herrera Acea"; municipio Alquízar, provincia Artemisa), durante cuatro campañas sucesivas. Los indicadores de respuesta vegetal fueron: contenido de clorofila [unidades SPAD; en cosecha] por piso foliar y porcentaje de producción con calidad exportable, por variante experimental. Se relacionaron las lecturas fotométricas [unidades SPAD] con la respuesta vegetal en términos de calidad comercial exportable, para el cálculo de niveles críticos de clorofila [método Cate y Nelson]. La variación de la clorofila foliar como respuesta a las dosis de turba ácida, se ajusta a modelos cuadráticos de R² ≥ 0,72; pero, la mayor variación ocurrió entre pisos foliares, en orden contrario al de su recolección: corona > centro gordo > centro fino > centro ligero > uno y medio > libre de pie y sin relación con la enmienda. La producción de capa para puros exportables, aumentó un 10 % respecto al testigo, para las dosis estadísticamente de mejor respuesta [45 y 60 m³ ha^-1]. Los niveles críticos de clorofila para cada piso foliar ~primera referencia para el cultivar en la zona de Partido~ relacionan el momento de madurez técnica [aptitud para cosecha], con la posibilidad de obtener al menos, un 30 % de producción de calidad exportable.

Palabras clave: alcalinización, Nicotiana tabacum L., suelos Ferralíticos Rojos, unidades SPAD, zona de Partido.

ABSTRACT

The Tobacco soils of the Rhodic Ferralsol group affected by alkalinity were amended with acid peat (0; 15; 30; 45 and 60 m³ ha^-1) to reduce their pH and thus to increase the production of wrapper leaf for export cigars in the region of the Partido zone, located in Alquízar municipality, Artemisa province. The research was conducted for four consecutive crops at the UBPC "Felipe Herrera Acea" (Basic Unit of Cooperative Production) of the mentioned location, with the Cuban dark tobacco (Nicotiana tabacum L.) seed ´Criollo 98´. Indicators of the vegetable response were: the chlorophyll content [SPAD units, in crop] for each priming and the percentage of production with exportable quality, for every treatment. The photometric readings [SPAD units] for every priming and treatment were related with the vegetable response in terms of exportable commercial quality, for the calculation of chlorophyll critical levels [Cate & Nelson´s method]. Leaf chlorophyll variation as response to acid peat treatments follows quadratic models of R² ≥ 0,72, although the greatest variation occurred between primings, in the opposite way to leaf harvesting: corona>centro gordo>centro fino>centro ligero>uno y medio>libre de pie and without relationship with the amendment. The wrapper production for export cigars increased by 10 % with respect to the 0 dose, being the [45 and 60 m³ ha^-1] treatments the best statistically responses. The critical levels calculated for chlorophyll content in every priming ~first reference of its kind for the seed in the Partido zone~ match the technical maturity moment [suitable for harvesting] with the possibility of obtaining, at least, 30 % of the total production with exportable commercial quality.

Key words: alkalinization, Nicotiana tabacum L., Rhodic Ferralsol soils, SPAD units, Partido zone.

INTRODUCCIÓN

MATERIALES y MÉTODOS

El trabajo se desarrolló durante cuatro campañas (zafra tabacalera + beneficio) consecutivas entre 2012 y 2016, en la Unidad Básica de Producción Cooperativa (UBPC) "Felipe Herrera Acea", ubicada en Alquízar, provincia Artemisa y perteneciente a la Empresa Tabacalera "Lázaro Peña", del Ministerio de la Agricultura cubano.

El clima de la región clasifica como tropical subhúmedo (19), con una estación lluviosa con precipitación media anual de 1500 mm y una poco lluviosa, adecuada para la siembra y el cultivo de tabaco, con acumulados que oscilan entre 300 y 350 mm al año. en cuanto al régimen térmico, se registran temperaturas medias anuales de 24,7°C, con temperaturas promedio, máxima de 29,8 °C y mínima de 19,7°C.

El marco de plantación fue de 0,90 x 0,30 m y se utilizaron posturas en cepellón del cultivar de tabaco negro "Criollo-98", afectado en la expresión de su potencial productivo por la alcalinización de suelos tabacaleros en la zona de Partido (18,20).

La preparación de los suelos (agrupamiento Ferralítico Rojo (21)) y las atenciones culturales, se ejecutaron de acuerdo con lo establecido en el Instructivo Técnico para el cultivo del tabaco tapado en Cuba (22).

Los tratamientos se dispusieron en parcelas de 320 m² y se replicaron cuatro veces en cada zafra tabacalera; se distribuyeron según diseño de bloques al azar. Los tratamientos en estudio se presentan en la Tabla I.

Se tomaron cada año muestras de suelo para análisis de pH (H₂O) y para caracterizar el efecto de la enmienda en la clasificación del suelo según su acidez (23), al momento del trasplante, ya incorporada la turba ácida en los tratamientos correspondientes. se tomaron 4 muestras compuestas de 1 kg por variante experimental.

La turba ácida, procedente de la turbera "Caimanera", ubicada al sur de la provincia Pinar del Río (municipio San Luis), se incorporó al suelo de forma manual en cada año y por parcela, antes del trasplante. los análisis de laboratorio (6 muestras compuestas) informan como caracterización química, valores promedio de 0,77 % de P; 0,20 % de K; 0,04 % de Na; 0,12 % de Mg; 2,68 % de Ca; 1,51 % de N y 21,87 % de materia orgánica, además de pH = 5,20.

VARIABLES DE RESPUESTA Y PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

a) Determinación del contenido de clorofila

Se empleó un clorofilómetro de la marca japonesa Minolta, modelo SPAD-502. las mediciones (unidades SPAD) se efectuaron inmediatamente antes de la cosecha de cada piso foliar (sucesivamente y en orden ascendente, libre de pie; uno y medio; centro ligero; centro fino; centro gordo y corona), directamente en el limbo de las hojas y en un punto entre el centro y el ápice de las mismas (22). Se tomaron 20 lecturas al azar por variante experimental (cinco en cada réplica) en cada campaña.

Se comprobó la falta de diferencias estadísticas entre réplicas de la misma variante en cada año y entre los años para cada variante. como procesamiento de la información, se realizó análisis de varianza de clasificación doble para precisar el efecto de la enmienda edáfica en la citada propiedad vegetal y la prueba de Duncan para la separación de medias estadísticamente diferentes. La información de cada variante en estudio, se presenta como valor promedio para todo el período experimental y por piso foliar cosechado.

Se realizaron análisis de regresión a) para modelar con funciones cuadráticas, la relación contenido foliar de clorofila/dosis de turba ácida, para cada piso foliar y b) para modelar la relación lineal ascendente, del contenido foliar de clorofila desde libre de pie a corona, para cada uno de los tratamientos incluidos en el esquema experimental.

b) Porcentaje obtenido de producción con calidad comercial exportable

En cada campaña y para cada réplica por variante experimental, se calculó el porcentaje de producción con calidad exportable respecto a la producción total obtenida, a partir del manejo postcosecha de acuerdo a las normas y especificaciones vigentes en Cuba (13,15,22).

Se realizó análisis de regresión entre la respuesta productiva (% de calidad comercial exportable) y la enmienda edáfica (dosis de turba ácida), para modelar la tendencia de la respuesta vegetal.

Igualmente se descartó la existencia de diferencia estadística entre réplicas para cada variante en cada año y entre años, para los resultados de cada variante. para el procesamiento estadístico ~análisis de varianza de clasificación doble~ se transformaron los datos de x a 2 arcoseno√x, donde x es el porcentaje de producción de capa para puros de exportación, respecto a la producción total obtenida. Los resultados que se presentan, también corresponden al valor promedio de cada variante en estudio, para las cuatro campañas de evaluación experimental.

c) Relación funcional entre contenido de clorofila foliar y porcentaje de producción con calidad comercial exportable

A partir de las indicaciones metodológicas para el cálculo de niveles críticos (24), se modeló matemáticamente la relación unidades SPAD de clorofila foliar/% de calidad comercial exportable, con el objetivo de establecer el valor crítico de la determinación fotométrica para cada piso foliar.

Como valor de referencia máximo para el cálculo del porcentaje de Rendimiento Relativo (% RR), se consideró el promedio de las mejores respuestas obtenidas para el porcentaje de producción con calidad exportable, según la evaluación estadística de las réplicas de las variantes en estudio y para el total de campañas (24,25). Cada nivel crítico propuesto, se calculó a partir de 20 pares de valores (SPAD/%RR)y se acompaña de su correspondiente coeficiente de determinación (R²).

Todo el procesamiento de datos se realizó mediante el software IBM SPSS Statistics versión 20 y la hoja de cálculo Microsoft Excel, en ambiente Windows 7. Para cada análisis de regresión, se realizó el análisis de varianza correspondiente y se calculó e informa el coeficiente de determinación (R²).

RESULTADOS y DISCUSIÓN

El pH del suelo permitió caracterizarlo al momento del trasplante como ligeramente alcalino (rango: 7,81 a 7,87 para la totalidad de las campañas) en las parcelas sin incorporación de turba ácida y como neutral (rango: 7,31 ± 0,02 a 7,58 ± 0,02 para todas las campañas) en las parcelas en que se realizó la enmienda edáfica. Los valores de la determinación fotométrica se muestran en la Tabla II. Hay una respuesta evidente a la enmienda edáfica, en términos de contenido foliar de clorofila, de acuerdo con la antes comentada interpretación sobre las unidades SPAD (11,12), que alcanza sus valores máximos con las dosis de 45 y 60 m³ ha^-1, según la prueba estadística.

Si se considera que para tabaco en Cuba, se asume que valores SPAD en hojas a partir de 39 unidades indican contenidos del pigmento asociables al estado de madurez técnica óptima (22,26), se puede afirmar que, según los valores que aparecen en la Tabla II, cada piso foliar fue cosechado oportunamente, en términos de crecimiento y desarrollo de las hojas y de estado fisiológico de la planta. La tendencia de la respuesta obtenida para cada piso foliar, se puede describir según las ecuaciones cuadráticas de la Tabla III.

Nótese que la respuesta a la enmienda edáfica exhibe un patrón único para el cultivar, con independencia del momento en que se tomaron las lecturas fotométricas, lo que se hizo entre los 60 y los 90 días después del trasplante y antes de cosechar cada piso foliar.

Los valores calculados para el coeficiente de determinación de los modelos cuadráticos validan su elección para describir la tendencia de esa respuesta vegetal. Los mismos indican que las dosis de turba ácida fueron correctamente seleccionadas y, además, que la velocidad de descomposición del enmendante en el suelo, no es directamente proporcional a la cantidad incorporada del mismo.

Si no hay una relación lineal entre lecturas SPAD y enmienda edáfica es porque los procesos químicos, físicos, biológicos y físico-químicos que describen la interacción turba ácida/suelo y determinan en buena medida el efecto de la enmienda sobre la respuesta vegetal, transcurren de manera regulada, bajo la influencia de factores externos como la temperatura, las precipitaciones y el manejo agronómico de las plantaciones. Se alcanza una tasa de mineralización, que a la vez que aporta nutrimentos, también satisface la demanda de energía, carbono y minerales de las sucesivas poblaciones de microorganismos presentes en el suelo. por esa razón los portadores de materia orgánica incorporados a los suelos como enmienda son considerados fertilizantes de liberación lenta (27).

El efecto de la enmienda edáfica sobre el pH del suelo, se evidenció en que los suelos enmendados pasaron de la clasificación como medianamente alcalinos, de la variante testigo o no enmendada similar a la de suelos Ferralíticos Rojos degradados en el occidente cubano (28,29), a clasificar como neutrales, con independencia de la cantidad de turba incorporada al suelo, lo que avala la anterior interpretación sobre la interacción turba ácida/suelo.

Pero la degradación del suelo no solo se expresa en la elevación del pH: se manifiestan otros efectos limitantes de la productividad de ese recurso natural en la zona en estudio, como la compactación, el mal drenaje y la disminución del contenido de materia orgánica (28,30,31). Esos efectos son contrarrestados con la enmienda edáfica; la turba, como portador de materia orgánica influye positivamente en la porosidad, la retención de humedad y la estabilidad de los agregados; también disminuye la densidad bulk y aporta nutrimentos al suelo (32), lo que se expresó en la respuesta vegetal obtenida.

También se observa en la Tabla II que, con independencia de la dosis de turba ácida aplicada al suelo para reducir su pH, los valores de la variable respuesta aumentan entre pisos foliares, desde libre de pie hasta corona y que las mayores diferencias se dan entre pisos foliares para cada nivel de enmienda y no entre las dosis de turba manejadas, para cada piso foliar. Esa tendencia se describe con los modelos de regresión lineal que aparecen en la Tabla IV.

Hay una fuerte correlación entre ambas variables, que no depende ni de la aplicación o no de turba ácida, ni del valor establecido para la enmienda edáfica.

Queda descrito un patrón de respuesta en términos de contenido de clorofila foliar a lo largo de la cosecha ~obsérvense los valores del coeficiente de regresión~, para las condiciones de manejo agronómico creadas en la zona de Partido: corona > centro gordo > centro fino > centro ligero > uno y medio > libre de pie, que constituye la primera referencia de su tipo para el cultivar "Criollo 98", en la misma.

]]> 3)₂ a los 40 ddt según instructivos técnicos vigentes (22,33) inciden en la síntesis y/o redistribución de nutrimentos y sustancias que definen la composición química (clorofila incluida) de las hojas remanentes en la planta.

Si se considera que por ser la hoja el objetivo principal de producción del cultivo del tabaco, el manejo agronómico de las plantaciones se dirige a que la planta acumule tanta biomasa como sea posible en ese órgano (22,33), que la aptitud para cosecha según el contenido foliar de clorofila (26), también supone una plantación en estado óptimo de desarrollo y, la relación que hay entre la capacidad fotosintética de las hojas y su contenido de nitrógeno (2), se entenderá el papel de la continua absorción y traslación de nutrimentos propia del crecimiento y desarrollo de las plantas, en el aumento del contenido de clorofila foliar, a lo largo de la cosecha tabacalera.

La variación en el tiempo del contenido foliar de clorofila, también ha sido reportada en otras especies agrícolas, como trigo [Triticum durum L.], soya y cártamo [Carthamus tinctorius L.] (3,5,34).

Para tabaco es descrita también en sentido creciente desde las hojas inferiores a las superiores (35,36), en relación con el crecimiento de las hojas y con la variación de su contenido de nitrógeno, para fundamentar la interpretación de la lectura fotométrica, como indicador del estatus nutrimental de la planta.

Igualmente se asocia al contenido de clorofila, con la absorción por la planta de magnesio elemento constituyente de la molécula del pigmento (37) y de hierro, micronutriente que participa en su síntesis (38), así como de fósforo, en tanto la energía obtenida a través de la fotosíntesis y del metabolismo de compuestos del carbono, se almacena y transporta fundamentalmente en compuestos fosforados, (39).

]]>
Téngase en cuenta que la incorporación al suelo del portador de materia orgánica, junto a la aplicación de la fertilización establecida para áreas tabacaleras (22,33), condiciona una nutrición de base organomineral, práctica de manejo agronómico de carácter conservacionista y como tal, válida en el manejo de suelos degradados como es el caso (30,31), además de favorable al crecimiento y desarrollo de las especies cultivadas (32, 41).

La respuesta vegetal en términos de contenido foliar de clorofila es punto de partida o garantía de la futura calidad comercial de la producción obtenida, porque condiciona la respuesta de las hojas, ante el estrés postcosecha que implican los sucesivos procesos de curación bajo temperatura y humedadcontroladas, de fermentación natural y de humectación controlada (22), que preceden a su selección y clasificación comercial como capa para exportación, capa para consumo nacional y tripa para cigarrería, (13).

Cuando ese contenido es igual o superior a 39 unidades SPAD, luego de su acopio y beneficio, las hojas alcanzan una tonalidad marrón variable pero sin manchas ni vetas, espesor delgado y notable elasticidad, de acuerdo a los criterios vigentes en la agroindustria tabacalera cubana (15,42).

Ésa relación clorofila/calidad para el cultivar "Criollo 98 ", se expresa en el hecho de que la respuesta productiva a la enmienda edáfica [X], en términos de porcentaje de producción con calidad comercial exportable [Y], describe matemáticamente una tendencia similar a la de la determinación de clorofila por piso foliar Tabla III , según la ecuación :

Y = -0,0026 X² + 0,3286 X + 22,83
R² = 0,98**

La enmienda de los suelos ha posibilitado la mejora de la calidad comercial de la producción, algo congruente con el estatus de Denominación de Origen Protegida que ostenta la zona de Partido, que tributa alrededor del 60 % del tabaco para capa de puros de exportación en Cuba.

Un incremento del 10 % en la producción de capa con calidad exportable en una zona en la que los rendimientos agrícolas para tabaco, de acuerdo con los registros de la UBPC "Felipe Herrera Acea" oscilan entre 1,0 y 1,5 t ha^-1 puede representar a partir de los porcentajes obtenidos del tratamiento sin enmienda (23 %) y del tratamiento con 45 m³ ha^-1 (33,2 %) una diferencia de producción neta a favor de la enmienda, estimada en 130 kg ha^-1 de capa para puros de exportación.

La información presentada en las Tablas II, III y V fundamentó la evaluación de la relación funcional existente, entre contenido foliar de clorofila por piso foliar y % de producción con calidad comercial exportable obtenida, para proponer valores críticos de la determinación fotométrica, por piso foliar. Esa evaluación aparece en la Tabla VI.

El rango de valores recomendados es congruente con la ya argumentada variación entre cosechas en las lecturas con el clorofilómetro, lo que coincide con resultados en que se informan variaciones en la determinación de clorofila, con el crecimiento y desarrollo de las plantas (9,36). Al nivel crítico de clorofila foliar, se le reconoce utilidad para el manejo de la nutrición de las especies cultivadas y como alternativa de uso de las mediciones de clorofila en unidades SPAD (43).

Los valores obtenidos para el coeficiente de determinación son adecuados respecto a la propuesta de niveles críticos (24,44), a la vez que congruentes con la versatilidad reconocida al citado procedimiento de separación de datos en dos poblaciones (25); constituyen el primer reporte de su tipo para el cultivar "Criollo 98" en las condiciones biofísicas de la zona de Partido.

Como tal, también aportan elementos sobre la conveniencia del uso de las determinaciones fotométricas de clorofila, como parte del manejo de otras especies de interés agrícola, en el mismo escenario agroproductivo, basado en evidencias como que el contenido foliar de clorofila es un importante indicador del estatus fisiológico de las plantas y que su variación puede considerarse como una respuesta vegetal ante el estrés ambiental (16,45) o en la existencia de relaciones entre contenido de clorofila en unidades SPAD de una parte, y el estatus hídrico de las hojas, la actividad microbiana, el nivel de humedad y la disponibilidad de nutrimentos, influidos por los procesos que transcurren en los suelos como consecuencia del sistema de labranza puesto en práctica, de la otra (46).

Debe señalarse que los niveles críticos foliares de clorofila que se proponen como referencia, sólo resultan alcanzables a través de un manejo agronómico del cultivar que destaque por el estricto cumplimiento de la disciplina tecnológica (22,42), a partir de la indispensable corrección del pH de los suelos, por lo que podrían ser utilizados igualmente, como indicadores de calidad, en las etapas de crecimiento y desarrollo de las plantaciones, dado el complejo conjunto de procesos fisiológicos y de mecanismos bioquímicos, involucrados en la construcción y mantenimiento de sistemas fotosintéticos eficientes en las plantas (47), que se pueden monitorear directa o indirectamente a través de estas lecturas fotométricas.

CONCLUSIONES

• Los cambios inducidos por enmienda con turba ácida, en suelos tabacaleros Ferralíticos Rojos de la zona de Partido afectados en su agroproductividad por la alcalinización, se expresan en aumentos del contenido de clorofila foliar y de la producción con calidad exportable, en siembras del cultivar de tabaco negro "Criollo 98".

• ]]> Los pisos foliares del cultivar "Criollo 98" se ordenan respecto a su contenido de clorofila, en sentido contrario al de su recolección: corona > centro gordo > centro fino > centro ligero > uno y medio > libre de pie.

• La aplicación de 45 m³ ha^-1 de turba ácida como enmienda antes del trasplante, es suficiente para la obtención de los mayores contenidos de clorofila para cada piso foliar y la mejor calidad comercial del tabaco cosechado.

• Se proponen valores críticos para el contenido de clorofila (unidades SPAD) en cada piso foliar, asociados a la obtención de no menos de un 30 % de producción con calidad comercial exportable y adecuados para dar seguimiento al manejo agronómico de las plantaciones de este cultivar en la zona de Partido, municipio Alquízar, provincia Artemisa.

RECOMENDACIONES

Estudiar la interacción turba ácida/suelo en experimentos de incubación, para conocer de otros posibles efectos o usos de la enmienda edáfica, en el manejo agronómico del tabaco.

Socializar el empleo de los niveles críticos determinados, en el manejo de plantaciones tabacaleras en la zona de Partido.

Realizar estudios similares para la determinación del nivel crítico foliar de clorofila, en otros cultivares y agroecosistemas tabacaleros.

Gratitud y gran reconocimiento a la administración y los trabajadores de la UBPC "Felipe Herrera Acea", sin cuya contribución y colaboración este proyecto no hubiera sido posible; al Instituto de Investigaciones del Tabaco, por todo el apoyo brindado y al Dr.C. Adriano Cabrera Rodríguez, por el valioso aporte de las herramientas para el procesamiento matemático de parte de la información.

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Recibido: 31/01/2017
Aceptado: 19/10/2017

Óscar Ricote-Jorge, Corporación Habanos, S. A. [Dirección de Calidad]. Email: oricote@gmail.com