Spanish (pdf)
Article in xml format
Article references
Automatic translation
Send this article by e-mail
Cited by SciELO 
Similars in
SciELO 
Permalink
INTRODUCCIÓN
El frijol (Phaseolus vulgaris L.) se originó y domesticó en América Latina con dos orígenes geográficos (Mesoamérica y los Andes) derivado de un ancestro común que data de más de 10 000 años de antigüedad (Brawn, 2006). En ese sentido, el aumento de la población demanda más alimentos, ejerce presión en los recursos naturales que conduce a la ampliación de áreas agrícolas vinculado a prácticas agrícolas intensivas en la agricultura convencional, las que han provocado degradación en los suelos por exceso de uso de fertilizante sintético, ha modificado paulatinamente la fertilidad de los suelos provocando alteraciones ecológicas (Alemán y Calero, 2022). En República Dominicana, existe alto consumo de frijol con menos de 10 kg (MA, 2020), lo que evidencia una demanda importante para la alimentación de la población. La utilización de abonos orgánicos es una alternativa económica y eficiente por recuperar la materia orgánica en los suelos degradados (Moraga y Meza, 2005). El uso de fertilizantes sintéticos desarrolla el ciclo de nutrientes, afectando las propiedades físicas del suelo; mientras que el manejo de fertilizantes orgánicos mejora la calidad del suelo y suministran nutrientes a la planta (Mejía, 2016), pero la liberación es mucho más lenta en comparación con los sintéticos, razón por la que muchos agricultores no lo utilizan, mientras que los fertilizantes biológicos ayudan a la planta a propagar su sistema radical y, por ende, hacer un mayor y mejor aprovechamiento de los nutrientes del suelo (Alemán y Calero, 2022).
El frijol es una de las especies vegetales más consumidas por el ser humano, sobre todo en el nuevo continente, con altos valores proteicos (20 a 30 %) y de fácil acceso económico (Mederos, 2006). En República Dominicana es ampliamente sembrado y constituye una de las principales fuentes de proteína vegetal consumida por la mayoría de los dominicanos, y especialmente por los estratos de la población con menos posibilidades económicas (MA, 2020). Actualmente se siembran en el país 47 137 ha, siendo la provincia de San Juan, de mayor producción aportando un 52 % del total producido (MA, 2020).
La producción de frijol genera alrededor de unos 30 mil empleos, tanto directos como indirectos (Muñoz- Márquez et al., 2022; Ortiz et al., 2022). El consumo de leguminosas en la República Dominicana es de alrededor de 3 a 10 kg per cápita al año. Este consumo es principalmente de frijol rojo, seguido de guandules, y en menor cantidad de frijol negro y blanco. El consumidor dominicano promedio consume leguminosas diariamente. Es poco frecuente que el dominicano consuma arroz sin acompañarlo de algún tipo de leguminosa (MA, 2020).
Los suelos agrícolas están presentando desequilibrios en la concentración de nutrientes por el uso excesivo de fertilizantes de síntesis química (García et al., 2014). Ante esta situación los fertilizantes orgánicos se sitúan como una alternativa más sostenible para la producción agrícola, destacando las prácticas de manejo de residuos orgánicos y su compostaje (García et al., 2014).
El suministro de nutrientes esenciales por medio de la fertilización de los cultivos afecta su crecimiento y desarrollo (Yoldas y Esikoy, 2007). Esto implica un efecto positivo de los fertilizantes en los rendimientos y en el aumento del volumen y diámetro de los órganos de la planta tales como tallo, semilla, vainas, y del número de granos, ramas, que impactan en el peso y la calidad (Elhefnawy et al., 2011).
Para el caso de República Dominicana, no se han documentado los efectos de la aplicación de compost al suelo sobre las variables agronómicas del cultivo de fríjol. Conforme a esto, se evaluó el efecto de la aplicación de compost a distintas concentraciones sobre las variables agronómicas de frijol negro en la zona El Cercado, provincia Duarte, sobre la variedad de frijol DPC-40, en el 2015.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de la zona de estudio
La investigación se desarrolló en la finca Juan María de la Cruz, El Cercado, Distrito La Peña, San Francisco de Macorís, provincia Duarte, República Dominicana, entre los 19º 18' 00'' N y 70º 15' 00'' O. Se usó una parcela de aproximadamente 2 000 m2, con estación ligeramente seca en tres de los cuatro trimestres del año. Temperatura media anual de 26 °C, una humedad relativa del 80 %, y pluviometría promedio de 2 400 mm (IDIAF, 2012).
Metodología
Variedad de fríjol
Se utilizó la variedad de fríjol negro DPC-40, desarrollada por el Instituto Dominicano de Investigaciones Agropecuarias y Forestales (IDIAF), en cooperación con las universidades de Puerto Rico (UPR) y Nebraska (UNL), para mantener la estabilidad en la producción local al reducir las pérdidas millonarias en la producción causadas por Begomovirus y Potyvirus tales como: Virus del Mosaico Dorado Amarillo del Fríjol (VMDAF), Virus del Mosaico Común del Fríjol (VMCF) y el Virus del Mosaico Necrótico Común del Fríjol (VMNCF), de acuerdo al IDIAF (2012).
Las características de la variedad son: hábito de crecimiento arbustivo, con guía corta (sin flores), altura de planta de 65 a 70 cm, días a floración de 37 a 40 días, color de flor morado, 70 días a madurez fisiológica, 80 a 90 días a cosecha, 28 a 32 vainas por planta, 6 a 7 granos por vaina y de 18 a 22 g por grano. Según IDIAF (2012), la producción promedio bajo condiciones mínimas de tecnología es de 1 500 a 1 800 kg ha-1. El promedio de producción bajo las condiciones del Valle de San Juan es de 2 500 a 3 400 kg ha-1. La producción bajo riego por goteo y fertilización adecuada es de 3 500 a 4 000 kg ha-1. La DPC-40 IDIAF tiene altos niveles de resistencia a estos tres virus que son transmitidos por insectos chupadores (mosca blanca y áfidos) por lo que la siembra de esta variedad en zonas de alto riesgo, en lugar de otras variedades negras, disminuye la necesidad de insecticidas, lo que favorece el medio ambiente y reduce los costos de producción (IDIAF, 2012).
Compost
Se usó un compost con alto contenido de N, Fe (exceso), Mn (exceso), Zn y Cu (Tabla 1).
Tabla 1 Análisis de componentes elementales del compost usado para evaluar el rendimiento de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte.
Muestras de compost analizadas en el laboratorio CENTA, IDIAF.
Agua
Se usó agua de riego muy dura, pH 6.90 y conductividad eléctrica (CE) de 0.43 mmhos cm-1, en niveles óptimos (Tabla 2).
Tabla 2 Análisis de componentes del agua usada para evaluar el rendimiento de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte.
nd = no disponible el nivel adecuado por el laboratorio. Muestras de agua analizadas en el laboratorio CENTA, IDIAF.
Suelo
El experimento fue instalado en un suelo ligeramente ácido, CE alta, bajo contenido de materia orgánica, baja capacidad de intercambio catiónico, alta saturación de Ca y altos contenidos de Fe, Mn y Cu. En los análisis preexperimentales, el suelo presentó niveles altos de Cr y adecuados de Ni (Tabla 3). Desde el punto de vista ambiental, el primer caso es de suma importancia y debería ser considerado en la producción de frijol. Debido a esto se realizó un análisis tanto del follaje como de las raíces de las plantas de fríjol empleadas en el experimento, en el Centro de Tecnología Agrícola (CENTA) del IDIAF.
Tabla 3 Análisis de componentes del suelo usado para evaluar el rendimiento de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte.
nd = no disponible. Muestras de agua analizadas en el laboratorio CENTA, IDIAF.
Diseño experimental
Se utilizó un diseño de bloques completamente al azar (DBC), con cuatro bloques y siete tratamientos: T1: Testigo absoluto (con 0 kg ha-1 de compost); T2: 1 500 kg ha-1 de compost; T3: 3 000 kg ha-1 de compost; T4: 4 500 kg ha-1 de compost; T5: 6 000 kg ha-1 de compost; T6: 7 500 kg ha-1 de compost; T7: 9 000 kg ha-1 de compost. Cada parcela tuvo 2 m de ancho x 2.5 m de largo para un área de 5 m2, un área útil de 2.30 m2 y un área total experimental de 195 m2. En marzo de 2015 se realizó la siembra manual, se colocaron 11 semillas por metro lineal, en surcos separados a 40 cm y 10 cm entre plantas, utilizando 2.5 kg de semillas en el experimento.
Variables y parámetros medidos
Se evaluaron las siguientes variables:
Rendimiento grano (kg ha-1): haciendo una cosecha de las áreas experimentales y estimando el rendimiento por hectárea.
Altura de planta (cm): esta variable se midió con cinta métrica.
Peso seco de follaje (kg): se cosechó el follaje de tres plantas por hilera y luego se determinó en laboratorio el peso seco.
Peso seco de raíces (kg): se cosecharon las raíces de tres plantas por hilera y luego se determinó en laboratorio el peso seco.
Número de vaina/planta (unidades): se contó en número de vainas por planta, hilera y área experimental.
Número de granos/vaina (unidades): se contó en número de granos por vaina, planta y unidad experimental.
Relación costo/beneficio (DOP): se aplicó el método de presupuesto parcial de Harrington (Harrington, 1982).
Tamaño de muestra y manejo del cultivo
Se estableció de acuerdo con Hernández y Escobar (2019), tomando la cantidad de plantas necesarias para hacer las mediciones. Las plantas evaluadas en cada parcela fueron seleccionadas al azar utilizando las tablas de números aleatorios y etiquetas plásticas.
Se realizaron dos controles manuales de malezas y una aplicación del insecticida metoxifezonida en dosis de 200 cm3 en 20 l de agua. Se realizó un monitoreo diario para detectar la presencia de plagas y/o enfermedades. Se aplicaron 250 cm3 en 20 l de agua de biofungicida con base en una mezcla de Trichoderma atroviride y Bacillus spp.
Análisis de los datos
Los datos obtenidos de las variables fueron analizados estadísticamente con el programa InfoStat (Di Rienzo, 2016). Se realizó una prueba de supuestos a los datos, un análisis de regresión lineal y de varianza (0.01), separación de media usando test Duncan a un alfa p ≤ 0.05. Para el análisis económico se utilizó análisis económico con presupuesto parcial (Harrington, 1982).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Rendimiento de frijol negro
El análisis de regresión lineal resultó significativo al 99 % (Figura 1): a medida que aumenta la dosis de compost (kg ha-1), aumenta de forma lineal el rendimiento del cultivo. Sin embargo, se ha demostrado en diversas investigaciones, la caída de los rendimientos a medida que incrementan las dosis de nutrientes, debido a las capacidades genéticas de las plantas. La ecuación resultante es: rendimiento = 1313.40 + 0.08 (dosis de compost), con un R2 de 0.71. Sobalvarro y Díaz (2016), indican que el rendimiento es una variable importante en cualquier cultivo y determina la eficiencia del uso de los recursos existente con que las plantas hacen en el medio unido al potencial genético de la variedad; por lo tanto, es el resultado de un conjunto de factores biológicos, ambientales y el manejo del cultivo los cuales se relacionan entre sí para expresarse en producción de kg ha-1.
Figura 1 Regresión lineal para rendimiento (kg ha-1) del frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte, República Dominicana.
Los mayores rendimientos se alcanzan con la mayor dosis de aplicación de compost de 9 000 kg ha-1 para un rendimiento promedio de 2 109 kg ha-1 (Tabla 4). Los resultados obtenidos en el experimento se encuentran ligeramente sobre lo reportado en el país por IDIAF (2012), bajo condiciones mínimas de tecnología: 1 500 a 1 800 kg ha-1 y un poco por debajo del promedio de producción bajo las condiciones del Valle de San Juan de 2 500 a 3 400 kg ha-1 (IDIAF, 2012).
La fertilización modifica el comportamiento del cultivo de frijol y altera procesos fisiológicos como la polinización, abscisión de órganos reproductivos, aborto de semillas, así como procesos morfológicos (tamaño de hoja, número de ramas y altura de planta) teniendo repercusión directa sobre el rendimiento de grano (Luna et al., 2023).
Tabla 4 Análisis de componentes del suelo usado para evaluar el rendimiento de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte.
NV/planta = número de vainas/planta; NG/V = Número de granos/vaina; PSF = peso seco de follaje; PSR = peso seco de raíces, AP = altura de plantas; Sup = supervivencia. T1: Testigo absoluto (con 0 kg ha-1 de compost); T2: 1 500 kg ha-1 de compost; T3: 3 000 kg ha-1 de compost; T4: 4 500 kg ha-1 de compost; T5: 6 000 kg ha-1 de compost; T6: 7 500 kg ha-1 de compost; T7: 9 000 kg ha-1 de compost. Na = no aplica; ns = no significativo; medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0.05). Test de separación de medias Duncan.
Estos resultados coinciden con lo explicado por Muñoz-Márquez et al. (2022), quien sustenta que la aplicación del fertilizante, incluido el orgánico, siempre que sea de buena calidad tiene un efecto directo y residual notable sobre el rendimiento del frijol.
Además, coincide con los resultados obtenidos por Alemán (2006), donde encontró que la aplicación de 1 600 kg ha-1 de compost generó en un mayor peso de las semillas en 1.85 g, respecto al testigo.
Así mismo, Aguilar et al. (2010) aplicando un 3 % de vermicompost incrementaron en 31 % el número de inflorescencias y en 33 % la biomasa (rendimiento) de semillas por planta respecto al testigo. Esto indica que el compost tiene un efecto positivo sobre el rendimiento del frijol (Aguilar et al., 2010; Alemán, 2006; Muñoz-Márquez et al., 2022). Aguirre y Gutiérrez (2018), encontraron que la aplicación de 11 800 l ha-1 de biol produjo el mayor rendimiento con 529.48 kg ha-1 se logró con el tratamiento T1 7 120 kg ha-1 de biol.
Peso seco del follaje y de las raíces por planta de frijol
El análisis de regresión lineal para las variables peso seco del follaje y de las raíces no mostraron diferencias estadísticas, lo que indica que no fueron afectados por las dosis de compost aplicada al cultivo y que esta sólo influyo en un 8 % (R2 de 0.08) para la primera variable, y 13 % (R2 de 0.13) para la segunda.
Altura de las plantas de frijol
El mejor ajuste en los tratamientos con relación a la regresión lineal se obtuvo con el modelo lineal significativo al 99 %: a medida que aumentó la dosis de compost aumentó la altura de la planta (Figura 2).
Figura 2 Regresión lineal para altura de la planta de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte, RD. T1: Testigo absoluto (con 0 kg ha-1 de compost); T2: 1 500 kg ha-1 de compost; T3: 3 000 kg ha-1 de compost; T4: 4 500 kg ha-1de compost; T5: 6 000 kg ha-1 de compost; T6: 7 500 kg ha-1 de compost; T7: 9 000 kg ha-1 de compost.
Estos resultados guardan relación con los obtenidos por Aguilar et al. (2010), quien encontró una mayor cantidad de follaje con la aplicación de compost, y Kurte (2010) quien en un estudio sobre el crecimiento de la vid encontró un efecto positivo al estudiar los efectos del té de compost aplicado al suelo sobre su crecimiento: las plantas de vid respondieron con un mayor crecimiento de la parte aérea, acompañado de la masa radical, cuando se aplicó el té de compost. Resultados más recientes en cultivos de maíz corroboran la relación de estas variables y el comportamiento aquí observado: Valencia y Riascos (2024), hallaron que los cultivares de maíz común Chocoito y Capio responden de forma lineal a la aplicación de compost cuando sea analizan variables como la altura.
Número de vainas y de granos por vaina de frijol
El número de vainas por planta de frijol no fue afectado significativamente por la dosis de compost aplicada al cultivo (R2 de 0.06), pero la dosis de compost si tuvo un efecto positivo significativo sobre el número de granos por vaina (R2 de 0.20, Figura 3).
Para el número de vainas totales cosechadas de los muestreos se obtuvo una media superior en la aplicación de ácidos húmicos y fúlvicos (T1), la cual estuvo en 46 vainas/planta muestreada, mientras que el tratamiento con algas (T4) fue el menos eficiente para la formación y amarre de vainas (Luna et al., 2023).
Figura 3 Análisis de regresión lineal para el número de granos por vaina en el estudio de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte, República Dominicana. T1: Testigo absoluto (con 0 kg ha-1 de compost); T2: 1 500 kg ha-1 de compost; T3: 3 000 kg ha-1 de compost; T4: 4 500 kg ha-1 de compost; T5: 6 000 kg ha-1 de compost; T6: 7 500 kg ha-1 de compost; T7: 9 000 kg ha-1 de compost.
Para la primera variable, se obtuvo un rango de medias muy por debajo de los registros agronómicos para la variedad: de 8 a 15 v ainas contra las 28 a 32 reportadas por IDIAF (2012); mientras que el número de granos por vainas fue ligeramente alto en el rango superior: de 6 a 9 contra los 6 a 7 granos por vaina reportados por IDIAF (2012).
Dado que los rendimientos mostrados fueron ligeramente superiores a lo reportado por IDIAF para las condiciones mínimas de tecnología, siendo similares a las condiciones experimentales de este estudio, es evidente que el número de granos y su masa aumento.
Estos resultados contrastan con los obtenidos por Aguilar et al. (2010) quienes encontraron un aumento de un 36 % en el número de vainas producidas por planta y 34 % en el número de granos por vaina, con la aplicación de compost con relación al testigo. Así mismo Ortiz et al. (2022), hallaron que el uso de bioestimulantes incrementó la cantidad de vainas por planta en la variedad de frijol evaluada. Es decir, la aplicación de fertilizantes y nutrientes suele aumentar tanto el número de granos por vaina, como en este estudio, como el número de vainas por planta, situación que no pasó debido a mecanismos sin discernir.
Relación costo/beneficio de la producción de frijol negro
Rentabilidad del cultivo
Para los costos variables y los beneficios netos de cada tratamiento, la aplicación de 1 500 kg ha-1 produjo el mayor beneficio neto (aproximadamente 757 USD) (Tabla 5), seguido por la aplicación de 4 500 kg ha-1 de compost (aproximadamente 698 USD). El mayor costo variable correspondió al tratamiento 7 de aproximadamente 337 USD (Tabla 5). Debe indicarse que el único costo variable tomado en consideración fue el costo del fertilizante, ya que las demás tareas fueron pagadas por día para toda el área del experimento.
Tabla 5 Comportamiento de la variable rendimiento, beneficio bruto y costo variable en el estudio de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte, República Dominicana.
*Tipo de cambio del peso dominicano (DOP) al dólar estadounidense (USD) el día viernes 19 de junio de 2015: 1 DOP = 0.02238.
Tasa marginal de retorno
La tasa marginal de retorno (TMR) indica que al aplicar 1 500 kg ha-1 (tratamiento 2) de compost por tratamiento, genera un mayor beneficio neto, comparado con el tratamiento de más bajo costo variable (testigo sin aplicación de compost) lo que se aprecia en la Tabla 6. Se observa que TMR es de 84.18 % cuando se relacionan ambos tratamientos. Esto quiere decir, que por cada DOP invertido en la aplicación de compost se obtiene un retorno de 84.18 DOP en relación con la no aplicación de este.
Alemán y Calero (2021) encontraron la aplicación de 4 358.75 kg ha-1 de Bio Green (mayor dosis aplicada) fue más rentable por el efecto del abono orgánico, ya que por medio de este aumenta la fertilidad de suelo mejorando las propiedades químicas y físicas, la disponibilidad, y lo soluble es aprovechado por las raíces en las plantas para disponer de nutrientes esenciales durante cada etapa del cultivo de frijol con una tasa marginal de retorno de 114.06 %.
Tabla 6 Análisis marginal de retorno económico del estudio de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte, República Dominicana.
T1: Testigo absoluto (con 0 kg ha-1 de compost); T2: 1 500 kg ha-1 de compost.
Este resultado concuerda con lo planteado por Covarrubias y Ramos (2022), donde reportan que una mayor rentabilidad de un cultivo se caracteriza por presentar menores costos, altos rendimientos y mayor atención al manejo de suelos y cultivos. Además de la fertilización, ya que forma parte integral del manejo rentable de los cultivos. Estas características definen a los productores más eficientes y de mejor manejo empresarial.
Análisis muestras foliares follaje y raíces de frijol
El contenido de Fe, Mn y Zn en todos los tratamientos es alto, mientras que el de Cu es adecuado (Tabla 7). Por otra parte, el contenido de P, Ca y Mg es bajo y el K alto. En relación con el contenido de los elementos pesados Cr y Ni los contenidos son bajos, no representando peligro para la salud del consumidor. El contenido de Fe, Mn y Zn en las raíces son elevados y al igual que el follaje el Cu es mayormente adecuado. En relación con el P, Ca, Mg y K se encuentran bajo. El Cr y Ni se encuentran en niveles adecuados, ya que estos contenidos no representan peligro para la salud humana.
Tabla 7 Análisis de follaje y raíces de frijol negro, en El Cercado, provincia Duarte, República Dominicana.
T1: Testigo absoluto (con 0 kg ha-1 de compost); T2: 1 500 kg ha-1 de compost; T3: 3 000 kg ha-1 de compost; T4: 4 500 kg ha-1 de compost; T5: 6 000 kg ha-1 de compost; T6: 7 500 kg ha-1 de compost; T7: 9 000 kg ha-1 de compost. Cr = cromo, Ni = níquel, Fe = hierro, Mn = manganeso, Cu = cobre, Zn = zinc, P = fósforo, Ca = calcio, Mg = magnesio, K = potasio.
CONCLUSIONES
La aplicación de compost tiene un efecto lineal positivo sobre el rendimiento, la altura de la planta y el número de granos por vaina, y no tiene efecto sobre el peso del follaje, el peso de las raíces y el número de vainas por planta del frijol negro. Además, se halló que la aplicación de compost al suelo tiene una tasa de retorno de 84.18 DOP por cada peso invertido, por lo que se recomienda su aplicación. La información obtenida en la investigación, puede ser usada como una alternativa de fertilización del frijol negro en zonas marginales y como parámetro a considerar en la producción comercial del Valle de San Juan, ya que la mayoría de los productores de frijol de San Juan solo aplican fertilizantes químicos y omiten la posible aplicación de materiales alternativos, enmiendas y fertilizantes orgánicos.
