Estrategias para la mejora en la eficiencia del uso de nitrógeno en un cultivo de sandía

Introducción

Las plantas exudan a través de las raíces una parte considerable de los compuestos orgánicos generados en la fotosíntesis, con el fin de regular la composición de las comunidades microbianas de la rizosfera y promover el crecimiento de aquellos microorganismos que pueden aportar beneficios a la planta en un ecosistema dado (Badri y Vivanco, 2009; Zhalnina et al., 2018). 

Regular las necesidades tróficas de las bacterias es, por tanto, una estrategia a seguir a la hora de utilizar bioestimulantes para influir sobre sus poblaciones. 

Los exudados radiculares pueden modificar la composición de las comunidades microbianas del suelo e influir en la dinámica del ciclo del nitrógeno, principalmente, a través de la regulación de los procesos de mineralización, nitrificación y fijación de nitrógeno del aire (Sun et al., 2016; Coskun et al., 2017). 

Por lo tanto, los exudados radiculares pueden incrementar la disponibilidad de nitrógeno para las plantas y la eficiencia de su uso en suelos agrícolas.

Los compuestos nitrogenados están sometidos en el suelo a constantes procesos de transformación y desplazamiento 

La óptima adaptación de la fertilización nitrogenada a las necesidades de cada momento de las plantas es un factor de éxito fundamental para el rendimiento y la calidad.

El Nitrógeno Soluble Sostenible de Fertinagro Biotech incorpora un bioestimulante inspirado en la composición de los exudados radiculares que emiten las plantas bajo situación de demanda de nitrógeno, con la capacidad de mejorar el aprovechamiento del nitrógeno por los cultivos.

El objetivo del ensayo fue evaluar y validar la eficacia de los fertilizantes nitrogenados de Fertinagro basados en esta nueva tecnología, frente a una fertilización convencional basada en nitrato amónico y un testigo sin fertilización nitrogenada.

El objetivo del ensayo fue evaluar y validar la eficacia de los fertilizantes nitrogenados de Fertinagro

Material y métodos

Para el desarrollo de la experiencia se sembró en un semillero profesional el cv de sandía sin semillas Romalinda (Seminis-Monsanto) y cv Azabache (Intersemillas), que se utilizó como polinizador. 

Todas las plantas fueron injertadas sobre el portainjerto de calabaza cv. RS841 (Akira seeds) (Cucurbita maxima x Cucurbita moschata).

La plantación se realizó el día 4 de abril de 2023. Se instaló un sistema de semiforzado a base de acolchado biodegradable negro de 60 galgas de espesor de 1 m de ancho y micro túnel utilizando polipropileno no tejido de una densidad de 17 g m^-2, el cual se retiró el 19 de mayo, coincidiendo con la presencia de las primeras flores pistiladas. El marco de plantación empleado fue de 2,75 m entre hileras y 1 m entre plantas (0,36 plantas m^-2).

En la experiencia se analizaron diferentes estrategias de abonado:

• Tratamiento (T1): FTN-1. Producto fertilizante de Fertinagro en base a sulfato amónico para aportar 119 uf de N, con bioestimulantes basados en tecnología NLB (patente WO2020/183033). 
• Tratamiento (T2): Control positivo. Fertilización convencional determinada para el cultivo en el que la fuente de nitrógeno fue nitrato amónico, para aportar 200 uf de N. 
• Tratamiento (T3): Control negativo (ausencia de fertilización nitrogenada) (tabla 1).

Las dosis de abonado fosforado y potásico empleados en la experiencia para los tres tratamientos fueron de 100 kg P₂O₅ ha^-1 y 200 kg K₂O ha^-1. 

Se realizó un diseño estadístico de bloques al azar con 3 repeticiones y 8 plantas por parcela elemental, disponiendo el polinizador dentro de la misma hilera en un porcentaje del 25 %. 

Los días 31 de mayo, 16 de junio y 11 de julio re realizó una valoración visual del vigor de las plantas, dando valores de 1 (menor vigor) a 5 (vigor máximo).

Los días 31 de mayo y 16 de junio se realizó una medición de clorofila (SPAD), tomando la medida sobre la primera hoja que estaba completamente desarrollada. Se midieron 15 plantas por parcela elemental.

El día 31 de mayo se tomó de cada parcela elemental una muestra foliar para su análisis.

Tras la recolección de sandía, se tomó de cada parcela elemental, una muestra de suelo en el perfil 0-20 cm de la zona radicular para su análisis.

Se colocaron sondas de succión a 15 y 30 cm de profundidad en dos repeticiones de cada uno de los tratamientos estudiados. Se realizaron extracciones de la solución del suelo con frecuencia semanal, desde el 19 de abril al 12 de julio. De las soluciones extraídas se midió la conductividad eléctrica, pH, NO_3-, K⁺, Ca²⁺ y Na⁺. Estas determinaciones se realizaron con medidores Horiba Laquatwin. 

Resultados y discusión

Se realizó una única recolección, el día 11 de julio de 2023. La mayor producción comercial de sandía sin semillas y total se obtuvo con los tratamientos T1 y T2, correspondientes a Fertinagro FTN-1 y control positivo (nitrato amónico), detectando diferencias significativas a nivel estadístico (d.s.n.e) p≤0,01 respecto al tratamiento control negativo. 

La mayor producción total, correspondiente a la suma de la producción comercial y de destrío, se obtuvo también con los tratamientos control positivo y Fertinagro FTN-1, detectando d.s.n.e p≤0,01 entre ambos tratamientos y el control negativo (tabla 2). 

No se detectaron d.s.n.e en el peso medio de los frutos de sandía sin semillas, aunque se apreció un menor peso medio en el control negativo (tabla 2). En el calibrado de los frutos de sandía sin semillas, tampoco se observaron d.s.n.e entre los distintos tratamientos para ninguno de los calibres, aunque se obtuvo un menor porcentaje de frutos de los calibres más altos, 5-6 kg, 6-7 kg y más de 7 kg con el tratamiento control negativo (tabla 3).

En cuanto a la calidad de los frutos, no se apreciaron d.s.n.e en el grosor de la corteza ni en el análisis de sólidos solubles, sin embargo, se observó una mayor incidencia de hueco interno en el tratamiento control negativo, detectando d.s.n.e p≤0,05 respecto al resto de tratamientos (tabla 4).

En la observación del vigor de las plantas, en las tres evaluaciones realizadas, se apreció un menor vigor de las plantas con el control negativo (tabla 5).
En la medición de clorofila en hoja (SPAD), no se observaron d.s.n.e en la medición realizada el día 31 de mayo, sin embargo, el día 16 de junio se obtuvo un mayor valor con el tratamiento control positivo, detectando d.s.n.e p≤0,05 respecto al control negativo (tabla 6).

En el análisis de suelo realizado al finalizar el cultivo, no se apreciaron d.s.n.e. en los niveles de materia orgánica, nitrógeno nítrico ni amoniacal, aunque se obtuvo un menor valor de nitrógeno nítrico en el control negativo (tabla 7).

En los análisis foliares no se apreciaron d.s.n.e en el porcentaje de nitrógeno y carbono, aunque el mayor porcentaje de nitrógeno se obtuvo con el control positivo y el menor con el control negativo. 

No hubo tampoco d.s.n.e en el porcentaje de potasio y fósforo. La mayor cantidad de calcio y magnesio a nivel foliar se obtuvo con el testigo negativo, detectando d.s.n.e p≤0,05 respecto al resto de tratamientos. Con el control positivo se obtuvo un mayor porcentaje de azufre foliar, detectando d.s.n.e p≤0,05 respecto al control negativo (tabla 8).

No se observaron d.s.n.e en la concentración foliar de boro, hierro, cobre, manganeso, silicio ni cinc (tabla 9).

De las mediciones realizadas en la solución del suelo, los niveles de nitratos a los 15 cm de profundidad fueron superiores en el control positivo durante todo el ciclo de cultivo, detectando d.s.n.e respecto al resto de tratamientos, en los muestreos realizados el 5, 11, 18 y 25 de mayo y posteriormente el 21 y 28 de junio. 

La menor concentración de nitratos correspondió al control negativo sin fertilización nitrogenada, aunque sin detectar d.s.n.e respecto el tratamiento Fertinagro FTN-1 (tabla 10).

A 30 cm de profundidad, los niveles de nitratos fueron también superiores en el tratamiento control positivo, detectando d.s.n.e respecto al resto de tratamientos en los muestreos realizados los días 11, 18, 25 y 31 de mayo, 7, 21, 28 de junio y 6 de julio. La menor concentración se observó en el control negativo, aunque sin observar d.s.n.e respecto al tratamiento de Fertinagro FTN-1 (tabla 11).

Conclusiones

• La mayor producción comercial se obtuvo con el control positivo y Fertinagro FTN-1 y, la menor, con el testigo sin aportar nitrógeno, debido a un menor número y peso de los frutos.
• Los niveles de clorofila, en las fases finales del cultivo, fueron mayores para el control positivo y Fertinagro FTN-1.
• En cuanto a la calidad de la fruta, el único parámetro a destacar fue el hueco interno, que aunque con una incidencia baja, solo se observó en el control negativo.
• Con el tratamiento control positivo se detectó una mayor concentración de nitratos a 15 y a 30 cm de profundidad. Esa mayor concentración a 30 cm, podría dar lugar una vez finalizado el cultivo, en caso de lluvias torrenciales, como se han producido en el mes de agosto, a una mayor contaminación de acuíferos.
• El tratamiento con el que se consiguió una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno fue el tratamiento Fertinagro FTN-1.

Referencias

1. Badri y Vivanco, 2009, "Regulation and function of root exudates", Plant, Cell and Environment 32, 666–681.
2. Coskun et al., 2017, "How Plant Root Exudates Shape the Nitrogen Cycle", Trends Plant Sci. 22(8):661-673.
3. Maroto J.V., Miguel, A. y Pomares, F. 2002. El cultivo de la sandía. Mundi-Prensa, Madrid.
4. Sun et al., 2016, "Inhibición biológica de la nitrificación por exudados de raíz de arroz y su relación con la eficiencia del uso de nitrógeno", New Phytol. 212(3):646-656.
5. Zhalnina et al., 2018, "Dynamic root exudate chemistry and microbial substrate preferences drive patterns in rhizosphere microbial community assembly", Nat Microbiol, 3(4):470-480).

Tablas

Figuras

Imágenes