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INTRODUCCIÓN
Durante muchos años, los agricultores han aplicado diversos fertilizantes sintéticos a base de nitrógeno (N) de cantidad variada sin tener medidas de dosificación referenciales; esto se debe por el desconocimiento de la concentración de este nutriente en el suelo y el distanciamiento de siembra, los cuales han influido en el desarrollo de la planta y por ende en el rendimiento y calidad de grano del cultivo de arveja. Puesto que mencionar que el aumento de la utilización de N se debe esencialmente al aumento de la capacidad de absorción de N y de la capacidad de transferencia de N. Por lo tanto, deben considerarse densidades de siembra más altas y tasas de aplicación de N reducidas para promover una mejor utilización de N y rendimiento de grano con menores costos ambientales en la producción 1. Para lo cual, se requiere un mayor uso de fertilizantes inorgánicos para hacer frente a la creciente de manda de alimentos.
Asimismo, es importante mencionar que el nitrógeno del suelo utilizado es limitado; ya sea por sus procesos químicos como mineralización, nitrificación, desnitrificación, inmovilización, lixiviación y volatilización, hace que se pierda, lo que reduce la disponibilidad de nutrición para el cultivo de arveja. Esto se debe a que el suelo, con mayor contenido de materia orgánica, presentó un mayor potencial de desnitrificación, un mayor número más probable de desnitrificantes y emitió más N2O a la madurez del cultivo que el suelo. También, la productividad y dinámica de los ecosistemas terrestres está limitada a la disponibilidad de nutrientes 2. También, para las plantas la disponibilidad de nitrógeno (N) es la principal limitante en la productividad de los cultivos, que junto con el fósforo (P) determinan el crecimiento vegetal 3.
Debido a la deficiencia del nitrógeno en el suelo, es importante aplicar este nutriente como fertilizante sintético en el cultivo de arveja; puesto que influye de manera favorable para incrementar el rendimiento. Sin embargo, la productividad parcial del factor es baja, en comparación a la referencia internacional y, una eficiencia agronómica adecuada en productividad, por el uso del nitrógeno proveniente de los fertilizantes sintéticos 4.
También es necesario mencionar que el uso continuo de estos fertilizantes ha influido en la contaminación ambiental en el suelo y agua. Puesto que las formas móviles de N en sí mismas tienen consecuencias medioambientales. Aunque la mayoría de los aportes de nitrógeno satisfacen necesidades humanas como la producción agrícola, sus consecuencias medioambientales son graves y duraderas 5. Por lo que también, se puede utilizar como alternativas fertilizantes solidos o líquidos derivados de la industria alimentaria como por ejemplo efluentes tratados después de la refinación de aceite y con variantes en el procesamiento para promover nutrientes en concentración importante, entre ellos el Nitrógeno, resultando una alternativa orgánica y sostenible.
Es necesario resaltar, que ha menor distanciamiento de siembra, se incrementa la competencia nutricional entre plantas y disminuye la disponibilidad del nitrógeno en el suelo, resultando deficiente; sin embargo, se incrementa el rendimiento, pero se reduce la calidad de grano de arveja. Este análisis se puede relacionar con el incremento de la densidad de plantas que promovió reducción significativa en el número de legumbres, granos y granos por legumbre por planta, contrario al aumento observado en el peso de campo por parcela (g) y rendimiento (kg/ha) 6.
Por este motivo, se realiza la investigación para determinar que distanciamiento de siembra y que dosis de nitrógeno es adecuado para obtener mayor rendimiento y calidad de grano en el cultivo de arveja.
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento se realizó en el distrito de Barrio Tres Piedras, Supe Puerto, provincia de Barranca ubicado en el departamento de Lima con las coordenadas de Latitud Sur 10° 48' 16.468'' y Longitud Oeste 77° 44' 34.496'' altitud de 20 m.s.n.m. la temperatura es de 19.3 °C.
Factor de estudio
El fertilizante de nitrógeno (Urea) se aplicó a los 17 y 62 días después de la siembra al cultivo de arveja, para lo cual se tuvo en cuenta las dosis y distanciamiento que emplean los agricultores de la zona y el análisis de fertilización de suelo, lo cual permitió establecer los tratamientos. Es necesario mencionar que el rango de estimaciones experimentales de la proporción y cantidad de N2 fijado por importantes leguminosas como arveja es de 17 a 244 Kg/ha 7. Además de tener en cuenta la competencia nutricional entre planta; para lo cual es importante el distanciamiento adecuado para el mayor rendimiento. Estos componentes de rendimiento correspondientes a número de vainas por planta, número de granos por vaina, rendimiento en vaina verde, rendimiento en grano seco y peso de 100 semillas, que afectan negativamente por la mayor densidad de siembra de arveja (666666 plantas por hectárea) 8.
Fertilización
Para establecer la fertilización de nitrógeno se tuvo en cuenta las dosis que emplean los agricultores de la zona y el análisis de suelo, obteniéndose de esta manera la formulación de macro nutrientes que se detalla en la Tabla 1.
Distanciamientos
En las medidas de entre planta y entre surco que se detalla en la Tabla 2, se tomaron en cuenta en base a las mediciones que usualmente emplean los agricultores de la zona.
Tratamiento
Para establecer los tratamientos se tuvo en cuenta las combinaciones ordenadas de fertilización y distanciamiento. Obteniéndose de esta manera las interacciones que se detalla en la Tabla 3.
Procedimientos
Se llevó muestra de suelo al Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) - Huaral, para determinar la concentración de nitrógeno del suelo (Tabla 3).
Para la instalación se empleó el modelo estadístico del Diseño de Bloques Completamente al Azar, que constó de 6 tratamientos y 3 bloques.
Seguido se aplicaron los siguientes fertilizantes industriales: como fuente de nitrógeno N2O, como fuente de fósforo P2O5 y como fuente de potasio K2O.
Luego se fertilizó a los 17 y 62 días después de la siembra al cultivo de arveja, como consta en la tabla 3
Continuamente las evaluaciones se realizaron desde la siembra hasta la cosecha y los datos obtenidos se procesaron con análisis de varianza.
Luego se tomaron muestras representativas de hojas de cada tratamiento y se llevaron INIA - Huaral, para determinar la concentración de nitrógeno en cada distanciamiento por último se hizo el mismo procedimiento con el análisis biológico, para determinar la densidad estomática.
Análisis estadístico
Obtenidos los datos de las evaluaciones, se procesaron con el análisis de varianza con arreglo factorial 2*3 (3 dosis de fertilización de nitrógeno y 2 distanciamientos), lo cual se comparó los datos con la distribución de Fisher al 5 % de error. Estos procedimientos se realizaron en los parámetros de evaluación; lo que permitió determinar si hubo efecto en alguno de los tratamientos. Seguido se aplicó la prueba múltiple de Duncan que permitió conocer que tratamiento destaca con relación a los demás. En la tabla 4 se detalla los componentes del análisis de varianza de dos factores.
RESULTADOS
De acuerdo al análisis de suelo realizado en el INIA - Huaral se aprecia en la Tabla 5, que las concentraciones de macronutrientes son bajo de nitrógeno (0.1% -0.2%), potasio (125ppm-250 ppm) y fósforo (12ppm-36ppm). También presenta baja concentración de materia orgánica (2% - 4%), no presenta peligro de sales, su pH es neutro (6.5 -75); sin embargo, es recomendable aplicar compuestos como compost u otros fertilizantes que tengan compuestos de macro y micronutrientes. Cabe mencionar que el tipo de suelo es franco arenoso.
Tabla 5 Análisis de suelo del cultivo de arveja.
Fuente: “Análisis Básico de Fertilidad” Número de Laboratorio 211. (10)
Respecto a la de fertilización para el cultivo de arveja, INIA -Huaral determinó las medidas de macro nutrientes recomendable de N, P y K, lo cual permitió establecer las dosis de los tratamientos (Ver Tabla 6).
Tabla 6 Recomendación de fertilización para el cultivo de arveja
Fuente: “Análisis Básico de Fertilidad” Número de Laboratorio 211. (10)
Evaluaciones de las características físicas
En cuanto a los resultados de las características física que se muestra en la Tabla 7, se determinó que el T5 obtuvo mayor rendimiento con 13.252 tn/ha, lo cual se interpreta que a menor distanciamiento y mayor dosis de nitrógeno se obtuvo mayor rendimiento.
Análisis foliar de nitrógeno
Concerniente al análisis foliar analizado en INIA - Huaral que se detalla en la tabla 8, se determinó que, a mayor distanciamiento y mayor dosis de nitrógeno, que es T6 obtuvo 6.69 g de nitrógeno/100 g de materia seca; sin embargo, que a menor distanciamiento con mayor dosis de nitrógeno que es T5 con 5.83 g de nitrógeno/ 100 g de materia seca sobresalió en rendimiento y se encuentra dentro de la calificación normal. Lo cual se interpreta que a una adecuada concentración de nitrógeno influyó en el rendimiento
Nitrógeno utilizado por tratamiento
Respecto al del consumo de nitrógeno total por tratamiento que se muestra en la Tabla 9, que, mediante métodos de peso de hectárea de suelo, factor de Van Bemmelen, Factor de conversión de nitrógeno total a disponible a ppm en relación a Carbono a nitrógeno (C/N) y conversiones, se determinó el mayor consumo de nitrógeno en el T5 y T6; sin embargo, el T5 con 1565.75 Kg/ha de consumo total de nitrógeno destacó en rendimiento comercial con 13.25 tn/ha.
Densidad estomática por tratamiento
Con el uso del microscopio electrónico de Barrido para el grado de aumento de 800 X, se obtuvo la micrografía por tratamiento, lo cual permitió determinar que la mayor densidad de estomas se obtuvo el T6 con 241.93 estomas/ mm2, Por lo que se analiza que a medida que se incrementa la concentración de nitrógeno y se aumenta en distanciamiento incrementó la densidad de estomas; sin embargo el T5 con 98.79 estomas/mm2 sobresalió en rendimiento, por lo que a medida que se incrementó el nitrógeno y disminuyó en distanciamiento obtuvo mayor rendimiento (ver Tabla 10).
Figura 1. Micrografía de estomas de cada tratamiento.
DISCUSIÓN
Evaluaciones de las características físicas
De acuerdo a los resultados de las características físicas del cultivo de arveja que se detalla en la tabla 7, se indica que no hubo significancia estadística de las variables de rendimiento; es decir la aplicación de nitrógeno no influyeron en el rendimiento. Sin embargo, a una adecuada dosis que se aprecia en el tratamiento T5 con 13.25 tn/ha sobresalió con relación a los demás tratamientos. Por lo que la utilización de N se debe esencialmente al aumento de la capacidad de absorción de N y de la capacidad de transferencia de N. Por lo tanto, deben considerarse densidades de siembra más altas y tasas de aplicación de N reducidas para promover una mejor utilización de N y rendimiento de grano 1.
Análisis foliar de nitrógeno
Obtenidos los resultados de la concentración de nitrógeno en hojas por tratamiento que se indica en la tabla 8, se destaca que el T5 con 5.83 g de nitrógeno/ 100 g de materia seca obtuvo mayor rendimiento. Por lo tanto, a esta concentración de nitrógeno fue óptimas para muchas reacciones bioquímicas en la formación de aminoácidos, proteínas y otros compuestos. Pues este elemento es esencial para el crecimiento vegetal, es el elemento más frecuentemente limitante en los suelos agrícolas. El nitrógeno se requiere en cantidades más altas que cualquier otro elemento (además del carbono, hidrógeno y oxígeno), ya que es un elemento importante de muchos componentes bioquímicos incluyendo proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos 12.
Nitrógeno utilizado por tratamiento
El consumo de nitrógeno total utilizado por tratamiento que se muestra en la tabla 9, se obtuvo mediante métodos de peso de hectárea de suelo, factor de Van Bemmelen, Factor de conversión de nitrógeno total a disponible a ppm en relación a Carbono a nitrógeno (C/N) y conversiones. Se determinó que el tratamiento T5 con 156.75 Kg de nitrógeno total Kg/ha obtuvo el mayor rendimiento con 13.25 Tn/ha. Por lo tanto, a esta cantidad de total de nitrógeno utilizado por hectárea, la disponibilidad de este nutriente fue favorable para el aprovechamiento en muchas reacciones bioquímicas de aminoácidos, proteínas, formación de carbohidratos y otras reacciones. Pues este cultivo de arveja tiene la capacidad de fijación de nitrógeno y por lo general es muy alta. Se han medido aportes de hasta 185 kg/ha por esta vía 13) (14.
Densidad estomática por tratamiento
En cuanto a la densidad estomática, que mediante evaluaciones de microscopía electrónica de barrido en hojas representativa por tratamiento que se indica en la tabla 10, se obtuvo que el T6 con 241.93 estomas/mm2, que es a mayor dosis de nitrógeno y distanciamiento, sobresalió con relación a los demás; sin embargo, el T5 con 98 estomas/mm2, que es a mayor dosis de nitrógeno y menor distanciamiento destacó en rendimiento. Por lo tanto, el T5 con 98 estomas/ mm2 es el indicador de densidad de estomas que obtuvo mayor rendimiento. Es importante resaltar que estas características de las estomas y su concentración pueden ser factores determinantes en las diferencias en producción de biomasa entre genotipos 15.
CONCLUSIONES
Se determinó que la densidad estomática T5 con 98 estomas/mm2 obtuvo mayor rendimiento comercial con 13.252 tn/ha; por lo tanto, en este tratamiento se aprovechó de manera óptima la aplicación de nitrógeno y en menor distanciamiento, resultando el indicador adecuado de densidad estomática.
También se determinó que en la densidad estomática T5, se obtuvo la calificación normal de la concentración de nitrógeno en hojas; lo que se evidencia que las mayores aplicaciones del nitrógeno no influyeron en sus concentraciones. Por lo tanto, estas características biológicas y químicas influyeron en el rendimiento
