Respuesta de la morera (Morus alba) a niveles crecientes de nitrógeno orgánico1
Response of mulberry (Morus alba) to increasing rates of organic nitrogen1
J. A. Elizondo-Salazar
Estación Experimental «Alfredo Volio Mata»Facultad de Ciencias Agroalimentarias. Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica
E-mail: jorge.elizondosalazar@ucr.ac.cr
Resumen
Se llevó a cabo un experimento en la Estación Experimental «Alfredo Volio Mata» de la Universidad de Costa Rica, con el objetivo de evaluar la aplicación de niveles crecientes de nitrógeno (proveniente de un fertilizante orgánico) en la producción de biomasa y en la proteína cruda de la morera. El período experimental fue de 12 meses. Se utilizó una plantación de morera de 12 años de establecida, sembrada con espaciamientos de 0,9 x 0,40 m (27 777 plantas/ha). El diseño fue de bloques completos al azar con cuatro tratamientos: 0, 150, 300 y 450 kg de N/ha/año. Las plantas se podaron a 0,6 m sobre el nivel del suelo al principio del ensayo y después cada 90 días. El abono orgánico se aplicó en dos dosis iguales durante la época de lluvia. Las hojas y los tallos fueron separados y analizados para determinar el contenido de materia seca y de proteína cruda. No se encontraron diferencias significativas en el contenido de MS ni en el rendimiento de MS entre tratamientos. Similar comportamiento se halló en el contenido de proteína bruta de la planta entera y el tallo; sin embargo, el contenido de PB fue mayor con la aplicación más alta de nitrógeno, que difirió significativamente (p<0,05). Se concluye que los niveles de nitrógeno orgánicos aplicados no mostraron respuestas notables en la producción de biomasa total, ni se evidenciaron alteraciones importantes en las proporciones estructurales de la planta que manifestaran un cambio en el rendimiento de las hojas y los tallos.
Palabras clave: Abonos orgánicos, Morus alba
Abstract
]]> A trial was conducted at the Experimental Station «Alfredo Volio Mata» of the University of Costa Rica, in order to evaluate the application of increasing nitrogen rates (from an organic fertilizer) on the biomass production and crude protein of mulberry. The experimental period was 12 months. A mulberry plantation with 12 years of establishment, planted with spacing of 0,9 x 0,40 m (27 777 plants/ha), was used. The design consisted in completely randomized blocks with four treatments: 0, 150, 300 and 450 kg N/ha/year. The plants were pruned at 0,6 m above the soil level at the beginning of the trial and then every 90 days. The organic manure was applied in two equal dosages during the rainy season. The leaves and stems were separated and analyzed to determine the dry matter and crude protein content. No significant differences were found in the DM content or DM yield among treatments. Similar performance was found in the crude protein content of the whole plant and the stem; however, the CP content was higher with the highest nitrogen application, which significantly differed (p<0,05). It is concluded that the applied organic nitrogen rates neither showed remarkable responses in total biomass production, nor important alterations were observed in the structural proportions of the plants manifesting a change in the yield of leaves and stems.Key words: Morus alba, organic fertilizers
En algunas áreas de Costa Rica y en otros países del mundo, la disponibilidad y la calidad del forraje para pastoreo, en ocasiones, no es suficiente para satisfacer los requerimientos como complemento a la dieta.
La morera (Morus alba) es una de estas especies forrajeras, la cual muestra excelentes características de palatabilidad y consumo tanto en ganado bovino (Boschini, 2000) como caprino (Elizondo, 2004), además de presentar una gran versatilidad agronómica y excelentes rendimientos de biomasa y calidad nutritiva (Boschini, 2006; Elizondo, 2007).
Diversas investigaciones realizadas con la morera destacan el alto contenido de proteína en las hojas, su producción por unidad de área (Sánchez, 2002), así como la necesidad de reponer al suelo el nitrógeno extraído por las plantas (Boschini et al., 1999). Por lo tanto, para obtener buenos rendimientos de forraje con niveles adecuados de proteína, sin comprometer las reservas del suelo, se requiere de altas dosis de fertilizantes químicos, lo que incrementa los costos de producción y el riesgo de contaminación ambiental (Elizondo, 2006).
Con el fin de reducir los costos de producción y, a su vez, de utilizar tecnologías menos contaminantes, un gran número de productores han optado por el empleo de fertilizantes orgánicos. Entre los más utilizados se encuentra el compostaje, el cual se obtiene mediante un proceso biológico aeróbico, en que los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable (Van Kessel y Reeves, 2002). La eficiencia con que los cultivos utilizan el nitrógeno presente en este tipo de abono depende de muchos factores relacionados con el suelo, la planta, el clima y el manejo (Ladha et al., 2005); sin embargo, se conoce poco sobre su utilización en cultivos de alto rendimiento forrajero, como la morera. Por esta razón se realizó el presente trabajo, con el objetivo de evaluar la aplicación de niveles crecientes de nitrógeno (proveniente de un fertilizante orgánico) en la producción de biomasa y en la proteína cruda de la morera.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización. El trabajo de campo se llevó a cabo en la Estación Experimental «Alfredo Volio Mata» de la Universidad de Costa Rica, ubicada en la provincia de Cartago a 1 542 msnm.
]]> Clima y suelo. La precipitación media anual es de 2 050 mm, distribuida durante los meses de mayo a noviembre. La humedad relativa media es de 84% y la temperatura media de 19,5ºC. El suelo es de origen volcánico, está clasificado como Typic Distrandepts (Vásquez, 1982) y se caracteriza por tener una profundidad media, con buen drenaje natural y fertilidad media (tabla 1). Ecológicamente la zona se tipifica como Bosque Húmedo Montano Bajo (Tosi, citado por Vásquez, 1982).Características del área. Se utilizó un área de 1 000 m2, de una plantación de morera con 12 años de establecida y con una densidad de siembra de 27 777 plantas/ha (0,40 m entre plantas y 0,90 m entre hileras).
Diseño experimental y tratamientos. El área total se dividió en tres grandes bloques. Cada bloque fue subdividido en cuatro parcelas para los diferentes tratamientos y se empleó un diseño de bloques completos al azar (Kuehl, 2002). Se utilizaron tres niveles de fertilización orgánica (150, 300 y 450 kg de N/ha/año) y un control sin fertilización.
Procedimiento experimental. La aplicación del abono se fraccionó en dos partes iguales durante la época de lluvia. El abono orgánico tipo compostaje se elaboró a partir de residuos de jardín (hojas, zacate y arbustos). Una muestra representativa del abono fue enviada al Centro de Investigaciones Agronómicas de la Universidad de Costa Rica, para su análisis químico (tabla 2).
Al inicio del experimento, las plantas de morera se podaron de manera uniforme a 60 cm de altura sobre el nivel del suelo. A partir de esta uniformización se programaron cuatro cortes consecutivos cada 90 días, para una duración total de 12 meses (inicio: julio del 2003; final: julio del 2004).
Al finalizar cada período experimental de rebrote, las parcelas fueron cosechadas totalmente a la misma altura del corte de uniformización. La producción de biomasa fresca se pesó en el campo, se extrajo una muestra aleatoria del 10% de plantas enteras de cada parcela y se separaron en tallos y hojas. Cada componente fue pesado en fresco y secado a 60°C, durante 48 horas. Las muestras se molieron en un molino Willey, con una malla de un milímetro. Posteriormente se determinó el contenido de materia seca y proteína cruda siguiendo los métodos aprobados por AOAC (2002). Se estimaron los rendimientos de biomasa verde, biomasa seca y proteína cruda por hectárea en la planta entera, en las hojas y en los tallos a partir de los muestreos realizados.
Los datos obtenidos se analizaron con el PROC GLM del paquete estadístico SAS (2006), de acuerdo con el siguiente modelo matemático:
Yijk= µ + αi + βj + γk + εijk
]]> Donde:Yijk= Producción en kg/ha/año
µ= Media general
αi= Efecto del i-ésimo tratamiento
βj= Efecto del j-ésimo bloque
γk= Efecto del k-ésimo muestreo
εijk= Error experimental
Las fuentes que resultaron estadísticamente diferentes (P<0,05) se sometieron a la prueba de Duncan.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la tabla 3 se muestra el rendimiento total de materia verde, materia seca y proteína cruda de la planta entera de la morera, de las hojas y de los tallos, obtenido de los cortes secuenciales efectuados a través del experimento para cada uno de los tratamientos. En general no se encontraron diferencias significativas para las variables de producción evaluadas. El rendimiento total de materia verde fue de 106,9; 102,6; 120,1 y 123,0 t/ha/año para los niveles de 0, 150, 300 y 450 kg de N/ha/año, respectivamente. Estos valores superan parcialmente los reportados por Espinoza (1996) y Boschini et al. (1998) , quienes en explotaciones intensivas localizadas en zonas de alta luminosidad, en suelos bien drenados y con precipitaciones media o alta, obtuvieron 70-119 t/ha/año de biomasa fresca.
]]>
El rendimiento total de materia seca para cada uno de los tratamientos se puede observar en la figura 1. La aplicación de 0, 150, 300 y 450 kg de N/ha/año produjo 23,4; 23,6; 26,1 y 26,7 t/ha/año, respectivamente; estos valores son muy similares a los reportados en otros ensayos. En Guatemala, Rodríguez et al. (1992) obtuvieron de 0,4 a 6,8 t de MS/ha/corte con plantas enteras, cosechadas a 30 cm sobre el nivel del suelo, con intervalos de poda de seis a 12 semanas y fertilización de 0 a 80 kg de N/ha/año.
En otro estudio, al emplear niveles de fertilización nitrogenada de 0-480 kg/ha/año durante tres años, Benavides et al. (1994) lograron de 19-30 t de MS/ha/año. Por su parte, Elizondo (2007) evaluó la aplicación de 150 kg de N/ha/año proveniente de dos tipos de abonos orgánicos y obtuvo 21,6 y 21,5 t de MS/ha/año para compostaje y el lombriabono, respectivamente.
En la figura 2 se puede observar los rendimientos de proteína cruda. La aplicación de 0, 150, 300 y 450 kg de N/ha/año produjo 2,7; 2,6; 3,1 y 3,2 t/ha/año, respectivamente. Como promedio general para los cuatro tratamientos, la cantidad de proteína cruda producida equivale a 2 961,85 kg/ha/año, lo que representa 473,9 kg de N/ha removidos anualmente.
Este valor es muy semejante al reportado por Elizondo (2007), que fue de 437 kg. Es importante señalar que la continua remoción de esta cantidad de nitrógeno agota las reservas de cualquier suelo, por lo que sería importante evaluar la producción de morera a lo largo de algunos años cuando no se aplique N.
En la tabla 3 se muestra el contenido de materia seca y proteína cruda de la planta entera de morera, las hojas y los tallos, obtenido de los cortes secuenciales efectuados a través del experimento para cada uno de los tratamientos.
El contenido de materia seca de la planta entera fue de 22,13%, como promedio para los diferentes tratamientos; este valor es superior al encontrado por Boschini (2001), quien reportó un promedio de 17,3%.
Por su parte, el contenido de proteína cruda en las hojas fue significativamente mayor (P<0,05) en los tratamientos donde se aplicó la dosis más alta de nitrógeno con respecto al control.
]]> Rodríguez et al. (1992), al aplicar 0, 40 y 80 kg de N/ha/corte, reportaron rendimientos aceptables, pero observaron una baja respuesta en el incremento de proteína cruda en las hojas (17,5-18,0%). Los valores hallados en la presente investigación son superiores a los obtenidos por Rodríguez et al. (1992) y similares a los reportados por Elizondo (2007), que fueron de 10,9-16,1%. Sin embargo, Boschini (2001) informó un promedio de 16,5%.No se encontraron diferencias notables al utilizar niveles crecientes de nitrógeno. Sin embargo, es importante señalar que el nitrógeno contenido en los abonos orgánicos y el que está en el suelo se encuentra en más de 95% en forma orgánica (White, 2006). El nitrógeno inorgánico se obtiene durante la descomposición microbiana de la materia orgánica en el proceso de amonificación, de acuerdo con la siguiente reacción:
Nitrógeno orgánico (proteínas, ácidos nucleicos) 
El NH4 es oxidado a NO3 en el proceso de nitrificación (influido por la temperatura, la humedad y la aireación del suelo) y está representado por la siguiente reacción:
Las dos reacciones anteriores describen el proceso conocido como mineralización (White, 2006), el cual se acelera con un incremento en la temperatura, una adecuada humedad y una buena disponibilidad de oxígeno (Jarvis et al., 1995). Una vez que el N orgánico ha sido mineralizado, las plantas lo pueden utilizar. La mineralización del N es un proceso microbial lento, el cual es afectado por factores como el tipo de suelo, la temperatura, el pH, la aireación y la humedad, entre otros (Van Kessel y Reeves, 2002). La cantidad de N orgánico que se puede mineralizar es el N orgánico multiplicado por un factor de mineralización que varía entre 0,25 y 0,35 (Van Kessel y Reeves, 2000). Por ejemplo, la disponibilidad de N orgánico se ha estimado en 35; 12; 5 y 2% del nitrógeno orgánico inicial para el primero, segundo, tercero y cuarto año después de la aplicación de estiércol bovino (Van Kessel y Reeves, 2002).
Por otra parte, algunos autores indican que la mineralización de N orgánico en el primer año de aplicación puede variar entre 0 y 50% (Chae y Tabatabai, 1986; Lupway y Haque, 1998). Debido a lo explicado anteriormente, la falta de respuesta de la morera a la fertilización orgánica en este experimento puede atribuirse parcialmente a un bajo nivel de mineralización del nitrógeno orgánico contenido en el abono, lo que limita la cantidad de nitrógeno inorgánico para las plantas al que está disponible en el suelo.
La falta de respuesta de la morera a la fertilización nitrogenada fue reportada por Boschini et al. (1999), al utilizar cinco dosis de nitrógeno (0, 150, 300, 450 y 600 kg/ha) proveniente de fertilizante inorgánico (nitrato de amonio); estos autores no observaron un efecto apreciable en la producción de materia seca en la planta entera, los tallos y las hojas, lo cual se atribuyó a los altos contenidos de nitrógeno total (0,29%) en el suelo, al inicio del experimento.
Contrariamente a lo reportado en el presente experimento y en el de Boschini et al. (1999), Espinoza (1996) encontró respuestas significativas en la producción de biomasa seca total y obtuvo rendimientos promedio de 16,1; 21,6 y 24,1 t/ha/año para la aplicación de 180, 360 y 540 kg/ha/año, respectivamente; esta investigación se realizó en Costa Rica, en tres zonas diferentes, con tres variedades de morera y tres niveles de fertilización nitrogenada.
Rodríguez et al. (1992), al evaluar frecuencias de poda y niveles de fertilización nitrogenada, también reportaron una respuesta positiva. Tanto Rodríguez et al. (1992) como Espinoza (1996) no hicieron referencia a la relación entre el contenido de nitrógeno en el suelo y la producción obtenida, lo que sugiere que trabajaron en suelos con niveles bajos de nitrógeno.
En el presente experimento, la morera estaba sembrada en un suelo con un contenido de N relativamente alto (tabla 1) y un valor medio de N total (0,27%). Bertsch (1995) señaló que el rango normal del nitrógeno total en el suelo puede oscilar entre 0,02 y 0,40%, y que los niveles superiores sólo se presentan cuando los contenidos de materia orgánica son elevados. Por lo tanto, la falta de respuesta de la morera a la fertilización nitrogenada se puede explicar también por los altos niveles de nitrógeno presentes en el suelo, considerando que el contenido de otros minerales se encontraba en cantidades suficientes para no limitar el crecimiento de las plantas.
]]> ConclusionesLos niveles de nitrógeno aplicados al suelo no mostraron respuestas notables en la producción de biomasa total, ni se evidenció ninguna alteración importante en las proporciones estructurales de la planta que indicaran un cambio en el rendimiento de las hojas y los tallos. La falta de respuesta se explica por los altos contenidos de nitrógeno en el suelo al inicio del experimento y la baja mineralización del N en el abono orgánico.
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Recibido el 24 de abril del 2008
Aceptado el 20 de diciembre del 2009
(Footnotes)
]]> 1 Parte del proyecto inscrito en la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad de Costa Rica, No. 737-A4-049. Presentado en la Reunión Anual de la American Dairy Science Association y la American Society of Animal Science. Indianapolis, Indiana, Estados Unidos. 7-11 de julio, 2008. ]]>
