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INTRODUCCIÓN
La agricultura orgánica, que evita o reduce el uso de agroquímicos, ha ganado relevancia debido a sus beneficios para la salud y la calidad de vida, especialmente en el cultivo de hortalizas. Esta práctica, que protege el suelo, el agua y los productos cosechados, se ha expandido en varios países, y en Perú se proyecta un crecimiento en la agroexportación orgánica, impulsado por el mega puerto de Chancay. Este desarrollo exige mejorar la calidad e inocuidad de los productos agrícolas, con una demanda creciente de productos orgánicos en los últimos cinco años, lo que refuerza la importancia económica y social de la agricultura sostenible en el país (1).
El interés en consumir alimentos saludables y la creciente preocupación ambiental han llevado a buscar sistemas de producción limpios y sostenibles, entre ellos la agricultura orgánica (2,3,4). En este contexto, se requiere proponer alternativas que sean viables, sostenibles y que reduzcan la dependencia de fertilizantes sintéticos. Entre las opciones, destacan los fertilizantes naturales a base de algas marinas, cuya efectividad se evaluó en el rendimiento del cultivo de rabanito bajo condiciones controladas de invernadero, utilizando un sustrato con poliacrilato de potasio para un suministro limitado y controlado de agua. El objetivo fue determinar la dosis óptima de este fertilizante para maximizar el rendimiento del rabanito, aplicando las dosis a los 10 y 15 días de la siembra. Posteriormente, se realizaron mediciones de las características físicas del rabanito, analizadas mediante un análisis de varianza y una prueba de Duncan con un 5 % de nivel de significancia.
Finalmente, esta investigación busca promover el uso de fertilizantes orgánicos como alternativa para cubrir el déficit nutricional en suelos pobres, complementado con poliacrilato de potasio para optimizar el uso del agua mediante un sistema automatizado de riego por goteo.
MATERIALES Y METODOS
Ubicación y condición climática
Las pruebas experimentales se realizaron en macetas de 4 kg, en el invernadero de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión, en Huacho, Huaura, Lima, Perú, durante el ciclo agrícola de primavera a finales de noviembre de 2023. El área experimental está en las coordenadas -10.9248' de latitud y -77.5746' de longitud, a 50 m.s.n.m., con temperaturas de 16-21 °C, humedad relativa entre 77-83 % y precipitación media de 0.150 mm/día (5). Esta zona, ubicada en la costa del Océano Pacífico, cuenta con vientos del SE a 11 km/h.
Población y Muestra
De una población inicial de 288 plantines de rabanito variedad Crimson Giant, se seleccionaron 75 de las mejores características físicas para reducir el sesgo genético y otros factores incontrolables. Estos 75 plantines se trasplantaron a macetas para la experimentación.
Manejo de los experimentos
La preparación de los almácigos, que tomó un tiempo de 10 días, se hizo utilizando semillas rabanito de la variedad de la empresa Emerald Seeds, que se depositaron en una bandeja Protek 288 Square, de uso pesado, utilizando como sustrato humus de lombriz. Una vez seleccionados los 75 almácigos, se trasladaron los plantines a las macetas para su desarrollo vegetativo final. Los sustratos de las macetas (color terracota) estuvieron compuestos por tierra de cultivo, turba Klamix 45F(0-5mm) y poliacrilato de potasio (lluvia sólida), en una ´proporción porcentual de 70, 26 y 4% respectivamente, a condiciones de invernadero. La aplicación de las dosis del fertilizante Fortialgae, que es un líquido soluble, resultante de un extracto de las algas marinas de la variedad de Ascophyllum nodosum, de la empresa Fausto Piaggio S.A., se aplicó al cultivo de rabanito por dos veces, a los 10 y 15 días de haber realizado el trasplante, con una dosificación que se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Dosis de Fortialgae por tratamiento (fertilizante foliar)
| Tratamiento | Dosis de fertilizante foliar (mL/maceta) |
|---|---|
| T1 | 0 |
| T2 | 5 |
| T3 | 10 |
| T4 | 15 |
| T5 | 20 |
Análisis estadístico
Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) al 5 % de significancia para evaluar el efecto de las distintas dosis de fertilizante en las características físicas del rabanito. Posteriormente, se utilizó la prueba de Duncan al 5 % para determinar homogeneidad entre tratamientos y diferencias significativas entre ellos (6). La Tabla 2 muestra el diseño del análisis de varianza empleado.
Tabla 2 Análisis de varianza para el diseño de bloques completamente al azar.
| Fuente de Variación | SC | Gl | CM | Modelo I E(CM) | Modelo II E(CM) | F. cal |
| Bloques | SCb | b - 1 | CMb=SCb/b-1 | (2
e + ((2
j (b - 1) |
(2 e + t(2 ( | CMb/CMe |
| Tratamientos | SCtr | T - 1 | CMtr=SCtr/t-1 | (2
e + b(T2
i(t - 1) |
(2 e +b(2 t | CMtr/CMe |
| Error | SCe | (b-1)(t-1) | CMe=SCe/ (b-1)(t-1) | (2 e | (2 e | |
| Total | SCt | bt - 1 | ||||
Fuente: Núñez y Tusell (7), Regresión y Análisis de Varianza, España
Prueba de Duncan
Luego del análisis de varianza, se calculó con la prueba de Duncan al 5%, el error que facilitó concluir si existió homogeneidad, calificado por una misma letra de abecedario o diferenciación. También se determinó que tratamiento sobresalió respecto a los demás. Las variables evaluadas al término de la etapa del desarrollo vegetativo del cultivar rabanito, fueron: 1) altura de la planta, en el momento del trasplante y luego antes de la cosecha por lo que se tiene altura 1 y altura 2 (medida desde la raíz de mayor longitud hasta el meristemo apical, en cm) , diámetro ecuatorial (luego de un corte transversal del rabanito se midió el mayor diámetro, en cm) y diámetro polar (en cm), para todas estas mediciones se utilizó una regla de acero graduada en mm; 2) peso total por planta (g), se utilizó para estas medidas una balanza de precisión (Ohaus, Parsippary, New Jersey, EUA) y 3) rendimiento.
Obtención del fertilizante foliar
El fertilizante se preparó a partir de un extracto de las algas marinas, cuya composición se muestra en la Tabla 3, se aplicó teniendo en consideración la deficiencia nutricional del sustrato utilizado para el cultivo del rabanito, donde el material predominante es la tierra de cultivo, cuyo análisis se muestra en la Tabla 4. El agua de riego se aplicó con el apoyo de un sistema temporizador digital para un riego por goteo programado, se utilizó también para preparar el fertilizante foliar, esta agua se analizó químicamente.
Tabla 3 Ingredientes Activos del fertilizante líquido de algas marinas
| Ingredientes Activos | concentración |
|---|---|
| Extracto de Algas (Ascophyllun Nodosum) | 100 g/L |
| Ácido Algínico | 20 g/L |
| Manitol | 4 g/L |
| Quelatinizados Magnesio(MgO)2 | 600 ppm |
| Hierro (Fe2O3) | 660 ppm |
| Zn | 350 ppm |
| Cu | 380 ppm |
| Mn | 480 ppm |
| Materia orgánica total | 65 gr/L |
| N | 100 gr/L |
| P2O5 | 40 gr/L |
| K2O | 100 gr/L |
| Extractos vegetales | c.s.p. 1L |
Fuente: Comercia Andina Industrial (8)
El fertilizante foliar es un bioactivador, fuente de fitorreguladores, actúa como estimulante orgánico porque promueve el crecimiento y desarrollo de las plantas (9). En la cosecha se tomaron muestras de hojas de la parte central del tallo de la planta por cada tratamiento, éstas se llevaron al laboratorio del INIA para el análisis foliar (10).
RESULTADOS
Según el análisis del suelo del área experimental, cuyos resultados se presentan en la Tabla 4, se determinó que el suelo tiene un pH ligeramente ácido, baja concentración de materia orgánica y nitrógeno, concentración media de potasio, y un nivel alto de fósforo, sin riesgo de salinidad, en concordancia con los valores de referencia reportados en otros estudios (11,12). En cuanto a la capacidad de intercambio catiónico (CIC), se observó una concentración media de calcio, magnesio y potasio, pero baja en sodio, alineándose con los valores descritos por otros autores (13). Estos resultados sugieren que el suelo requiere enmiendas para mejorar sus propiedades físicas, químicas y biológicas, así como su fertilidad.
Tabla 4 Análisis de suelo del área experimental de la UNJFSC.
| N° Lab. | C.E. 1:2:5 mS/cm | pH1:2:5 | M.O. % | N % | P ppm | K ppm | CaCO3 % | Intercambio catiónico (mEq/100g suelo) | CIC mEq/100g suelo | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ca | Mg | Na | K | |||||||||
| 9,6 | 8,0 | 1,2 | 0,06 | 5,23 | 45,58 | 3,30 | 7,50 | 1,43 | 0,16 | 0,12 | 9,21 | |
Fuente: INIA (2023) “Análisis de suelo”. CIC: Capacidad de intercambio catiónico. M.O: Materia orgánica. C.E: Conductividad eléctrica
El análisis químico del agua de riego, cuyos resultados se presentan en la Tabla 5, muestra un pH casi neutro y una concentración de sodio que no representa un riesgo significativo para el desarrollo vegetativo del cultivo de rabanito (14). Esta agua fue utilizada en el riego controlado de los cultivos experimentales. Según la clasificación del Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA), el agua se clasifica como tipo C4-S3, lo cual indica que es apta para riego con ciertas precauciones.
Tabla 5 Análisis químico del agua de riego de la UNJFSC.
| Ensayo | Unidad | Resultados |
|---|---|---|
| pH | Unidad pH | 7.0 |
| Conductividad eléctrica | uS/cm | 3970.0 |
| Ca2+ | meq/L | 10.36 |
| Mg2+ | meq/L | 3.78 |
| Na+ | meq/L | 25.10 |
| K+ | meq/L | 0.38 |
| Suma de Cationes | meq/L | 39.61 |
| CO3 2- | meq/L | 0.00 |
| HCO3 - | meq/L | 3.24 |
| Cl- | meq/L | 32.30 |
| NO3 - | meq/L | 3.56 |
| SO4 2- | meq/L | 0.60 |
| Suma de Aniones | meq/L | 39.70 |
| SAR | S.U. | 9.44 |
| Clasificación | S.U. | C4-S3 |
| Análisis de Microelementos | ||
| Fierro (Fe) | mg/L | 0.016 |
| Zinc (Zn) | mg/L | 0.011 |
| Cobre (Cu) | mg/L | 0.001 |
| Manganeso (Mn) | mg/L | 0.001 |
Fuente: INIA (11)
Características físicas del cultivo de rabanito
El análisis de varianza realizado sobre las características físicas del cultivo de rabanito mostró que el tratamiento T5 destacó en términos de diámetro ecuatorial, peso y rendimiento. Esto sugiere que una mayor dosis de fertilizante foliar de algas marinas favorece el desarrollo vegetativo de la planta, así como el rendimiento y calidad del bulbo. Los resultados detallados del análisis estadístico se presentan en la Tabla 6.
Tabla 6 Evaluación estadística de las características físicas del rabanito de acuerdo a la dosis de fertilizante de algas marinas.
| Tratamiento | Altura 1 (mm) | Altura 2(mm) | Diámetro Ecuatorial (mm) | Peso (g) | Rendimiento |
|---|---|---|---|---|---|
| T5 | 7.23 a | 11.22 ab | 12.19 a | 7.13 a | 0.82 a |
| T4 | 7.51 a | 11.78 b | 16.00 a | 4.87 b | 3.56 b |
| T3 | 7.80 a | 10.84 ab | 16.56 a | 3.89 b | 0.45 b |
| T2 | 6.73 a | 9.75 a | 14.80 a | 3.93 b | 0.45 b |
| T1 | 6.65 a | 10.39 ab | 10.13 a | 1.41 c | 0.16 c |
| C.V. | 27.36 | 17.25 | 57.01 | 70.76 | 70.76 |
| Significancia | ** | ** | * | * | * |
Nota: (*) significativo y (**) no significativo
C.V.: Coeficiente de variación
Los resultados del análisis foliar del rábano, fertilizado con el biol derivado del alga marina, se presentan en la Tabla 7. Este análisis permite observar la concentración de macro y micronutrientes en las hojas del cultivo de rábano bajo diferentes dosis de fertilizante foliar, comparados con los valores normales recomendados para un crecimiento óptimo.
Tabla 7 Análisis foliar del cultivo rábano de acuerdo a las dosis de fertilizante foliar
| Macro nutrientes (%) | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | Valores normales |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Potasio | 1.40 | 2.42 | 3.11 | 1.33 | 1.82 | 2.00 - 6.00 |
| Nitrógeno | 2.55 | 2.52 | 2.68 | 2.95 | 2.92 | 4.75 -5.50 |
| Fósforo | 0.65 | 0.65 | 0.64 | 0.62 | 0.66 | 0.45-1.10 |
| Calcio | 2.98 | 2.91 | 3.22 | 3.10 | 3.57 | 0.50-1.50 |
| Magnesio | 0.59 | 0.60 | 0.41 | 0.64 | 0.63 | 0.25 - 1.00 |
| Micro nutrientes (ppm) | ||||||
| Hierro | 245 | 230 | 250 | 225 | 310 | 60.0 - 140 |
| Manganeso | 290 | 285 | 465 | 310 | 395 | 26.0 - 360 |
| Cobre | 22 | 25 | 42 | 20 | 27 | 5.00 - 15.0 |
| Zinc | 65 | 50 | 50 | 45 | 40 | 10.0 - 80.0 |
DISCUSIÓN
Características químicas del suelo y físicas del rabanito
El análisis de los resultados obtenidos con los cinco tratamientos aplicados en tres bloques experimentales muestra una mejora evidente en las características físicas del rábano al incrementar la dosis del fertilizante foliar, aplicado en dos ocasiones (a los 10 y 15 días después de la siembra). Los resultados del análisis químico del suelo indican concentraciones de macronutrientes clave (N: 0.06%, P: 5.23 ppm, y K: 45.58 ppm) por debajo de los niveles recomendados para el cultivo de rábano, según la Tabla 4, lo que justificó la enmienda con fertilizante foliar.
Se observó que, al incrementar la dosis de fertilizante, aumentaron el diámetro ecuatorial, el peso y el rendimiento de las plantas, obteniéndose los mejores resultados en el tratamiento T5. El fertilizante líquido derivado de algas marinas ayudó a compensar la deficiencia de nutrientes en el suelo, siendo absorbidos por la planta a través de la fotosíntesis y complementando el crecimiento del cultivo. Cabe destacar que, al aplicarse el biol sobre las hojas, una porción del fertilizante se deposita en el suelo, donde es absorbida por las raíces, lo cual mejora el desarrollo de los microorganismos del suelo, aumentando la fijación de carbono, la capacidad de absorción de agua y promoviendo la actividad fisiológica de las plantas a través de la producción de enzimas (15).
Análisis de concentración de nutrientes foliares en el rábano
En cuanto a la concentración de nutrientes en las hojas del rábano (Tabla 7), se observa que el tratamiento T5 alcanzó en promedio el 91% de la concentración mínima recomendada de potasio, mientras que el tratamiento T3 superó esta concentración mínima en un 55.5%. Sin embargo, en relación con el nitrógeno, ningún tratamiento alcanzó la concentración mínima recomendada. En cuanto al fósforo y los micronutrientes (Fe, Mn, Cu y Zn), todos los tratamientos mostraron concentraciones dentro de los valores normales (Tabla 6), según los datos del INIA. A pesar de estas mejoras, no se alcanzaron las concentraciones óptimas en algunos casos, aunque los micronutrientes hierro, cobre, zinc y manganeso se encontraron dentro del rango esperado.
Además, el tratamiento T1 (testigo) no mostró diferencias estadísticamente significativas en comparación con otros tratamientos en términos de características físicas como altura y diámetro ecuatorial. Esto podría atribuirse, en parte, al viento, que pudo haber dispersado el fertilizante foliar hacia tratamientos distintos al que se estaba aplicando, especialmente al usar una bomba de mochila para la aplicación.
CONCLUSIONES
Se determinó que el incremento en las dosis de fertilizante foliar mejora significativamente las características físicas del rábano en los tratamientos T2, T3, T4 y T5, en comparación con el tratamiento testigo. En particular, el tratamiento T5, con un rendimiento de 0.82 toneladas por hectárea, superó en un 512.5% la producción obtenida con el tratamiento testigo, por lo que está dosis es recomendable para los agricultores de la región. A partir de las concentraciones obtenidas de macronutrientes y micronutrientes, se sugiere la posibilidad de ajustar la dilución del extracto de algas marinas en agua, especialmente en condiciones de invernadero, para optimizar los niveles de nitrógeno (N) y fósforo (P), que en el análisis foliar estuvieron por debajo de los valores óptimos (ver Tabla 6).
En cuanto al análisis foliar, se observó que las concentraciones de potasio (K) estuvieron por debajo de los valores recomendados, salvo en los tratamientos T2 y T3. En relación con el nitrógeno (N), todos los tratamientos mostraron niveles insuficientes de este macronutriente, mientras que las concentraciones de fósforo (P) superaron los niveles mínimos requeridos en todos los casos.
Además, el uso de poliacrilato de potasio demostró un ahorro significativo de agua de riego debido a su capacidad de retención, que permite un suministro controlado. Este proceso fue regulado mediante un temporizador digital, que activaba la válvula del sistema de riego por goteo tres veces al día durante dos minutos, optimizando así el uso de agua en el sistema de cultivo.
