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PROLOGO
La presente contribución está dedicada a los jornaleros, técnicos, productores, empresas y todos aquellos involucrados en la cadena del sistema producto zarzamora que con su trabajo, esfuerzo y actitud, hacen que este país sea mejor.
El MANUAL DE NUTRICIÓN DE ZARZAMORA es una guía práctica y detallada que apoya a la interpretación de los análisis químicos del suelo, solución del suelo y planta para que los técnicos agrícolas, productores y público en general, puedan generar estrategias del manejo de la nutrición del cultivo de zarzamora.
En este manual se plasman algunas experiencias y resultados de los trabajos de investigación que el autor a desarrollado en la zona zarzamorera del Estado de Michoacán.
El pago por la adquisición gratuita de este ejemplar es, darse la oportunidad de aplicar lo que aquí se detalla.
El autor.
Dr. Prometeo Sánchez García Profesor Investigador Titular Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas
[email protected]
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INDICE Página
Introducción
5
Propiedades nutricionales de la zarzamora.
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Nutrientes esenciales
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Identificación de deficiencias nutrimentales
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Generalidades de los suelos
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Muestreo del suelo para el análisis de fertilidad
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Interpretación del análisis químico de suelo
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Ejemplos para generar enmiendas con base a los análisis de fertilidad de suelos
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Generación de fórmulas de fertilización para zarzamora con base a los análisis de fertilidad de suelos
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Características de los fertilizantes.
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Métodos de aplicación de fertilizantes
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Época de aplicación de fertilizantes
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El análisis foliar
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Análisis del Extracto Celular de Peciolo (ECP)
34
Análisis químico de la solución del suelo mediante “chupatubos”
34
Anexos
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SOL, CERROS Y ZARZAMORA (Adaptado de Johnson, 2009) … “El día comienza con el resplandor del amanecer; la luz de los rayos del sol se cuela entre los nubarrones que lo cubren. Todo el campo, aún está lleno de rocío. Los trabajadores empiezan a llegar a las seis y media de la mañana. Los primeros en iniciar el trabajo son los cajeros, encargados de cubrir las mesas de la galera con cajas de cartón especiales para empacar la fruta; cada caja contiene otras de plástico, más pequeñas. Los cortadores se preparan, buscan sus cubetas y cubren sus manos con guantes, para evitar lastimarse con las espinas de la planta. Cada uno toma una caja y amarra una pequeña cubeta a su cintura, caminan rumbo a los surcos y así inicia el día de corte en las huertas de zarzamora. Con botas de hule, sudaderas, gorras, guantes, caja y cubeta, comienza el recorrido entre los surcos de 50 metros. El trabajo consiste en pizcar la fruta, sólo las negras y consistentes van al empaque, aquellas que exceden el punto de maduración o que han sido golpeadas por el viento y debido esto se han reventado, es decir, las que no cumplen con los requerimientos de empaque, van a la cubeta de proceso. A lo lejos, se logra escuchar el eco de las voces que gritan: ¡caja, caja, caja, cajero!, para anunciar que se ha llenado la caja que los cortadores llevan consigo, en espera de que el cajero les lleve una nueva para ser llenada. Las voces reverberan, lo mismo que la música que escapa de los altavoces de los celulares y las pláticas de los cortadores. Aquí no hay extraños, todos se conocen, todos saben sus historias, todos son el mismo pueblo. Dos horas y media después de haber iniciado la pizca, el mayordomo de la huerta llama a la gente, es la hora del almuerzo. El olor a tortillas, frijoles, carne, papas con chorizo, rajas y huevo se respira; dieciocho personas están sentadas y cinco calientan la comida. Son cuarenta los minutos de plática, risas y comida; éste es un mundo paralelo al de los edificios, el humo de los coches y los ruidos de la calle. Las siguientes siete horas transcurrirán con la vista fija entre el verdor de la planta y las gotas negras, marrones y rojas de la fruta que en ella crece. Cubriéndose del sol y tratando de cuidar que las espinas no se entierren en los dedos, hombres, mujeres y niños encuentran una fuente de ingresos. En sus inicios, el cultivo de zarzamoras significó el auge económico para los primeros productores locales que se involucraron con la siembra de dicho cultivo. Hoy, una década después las zarzamoras siguen siendo un factor determinante en los ingresos económicos de muchas familias. Son las dos de la tarde y huele al humo que se escapa de los incendios en el cerro; esta es la hora en que termina un día habitual de pizca. La gente comienza a llegar a la galera, toman agua, la música de los celulares se mezcla con las voces. Comienzan a subir a las camionetas: dos o tres viajan en la cabina, los demás se amontonan en la batea. Inicia el viaje de regreso al pueblo, minutos más tarde todos serán dejados en la plaza. Algunos se irán a su casa presurosos, otros a casa de algún familiar para recoger a sus hijos, y unos más se quedarán en la tienda del centro tomando cerveza y jugando baraja. Mañana será igual que hoy, aquí, en el lugar donde no transcurre el tiempo”… y jugando
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Introducción. Existen factores limitantes que influyen principalmente en el crecimiento, rendimiento y calidad de frutos de zarzamora. Estos son: el clima (luz, temperatura, humedad, etc.), el agua y la nutrición. Este último es un factor que puede aprovecharse para incrementar la cantidad y calidad de los frutos de zarzamora. En la Figura 2 se observa el porcentaje que ocupa la fertilización de Zarzamora en función del total de costos de producción en un ciclo.
La planta de zarzamora es un arbusto sarmentoso de ramas arqueadas y espinosas, con hojas compuestas de 3 ó 5 folíolos elípticos y de borde aserrado, dispuestos de forma palmeada. Sus flores crecen en racimos compuestos, con 5 sépalos y 5 pétalos blancos o rosados sobre un receptáculo ensanchado, con numerosos estambres. Su fruto es una polidrupa, la zarzamora es rojiza al principio y finalmente negra brillante cuando madura.
Figura 2. Distribución de costos de producción para la producción de zarzamora en Michoacán (Fuente: Jaguar Brand S.A. de C.V., 2009).
Foto 1. Frutos de zarzamora con diferentes grados de maduración.
Considerando una extracción de 17, 1.7 y 8 kg/ton de N, P y K, en el 2008 se necesitaron respectivamente 1983, 200 y 933 ton de N, P y K para sustentar la producción de 116,649 (Cuadro1), en el Estado de Michoacán. De tal manera que un manejo integral de la nutrición de zarzamora permitiría optimizar el uso de fertilizantes y/o incrementar la calidad y rendimientos de éste cultivo.
En el estado de Michoacán existen condiciones edafoclimáticas óptimas para el cultivo de zarzamora, esto es, suelos ligeramente ácidos, agua con bajo contenido de sales, temperaturas templadas, etc. El rendimiento promedio de zarzamora en el estado es de 18.7 ton/ha y en México – 18.3 ton/ha (Cuadro 1), aunque en algunos municipios se alcanzan rendimientos por encima de las 20 ton/ha (SAGARPA, 2008).
Cuadro 1. Situación actual de la zarzamora en el Estado de Michoacán (SAGARPA, 2008)
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Propiedades nutricionales de la zarzamora. La zarzamora (Rubus fructicosus) de la familia Rosaceae es una polidrupa compuesta por pequeños glóbulos que contienen en su interior una semilla diminuta. Este cultivo tiene propiedades diuréticas, astringentes, antiulcerosas, fortifica las encías, aporta mucha fibra y pocas calorías, al ser pobre en proteínas y grasas. Posee propiedades medicinales como astringentes, diuréticas, antidiabéticas y hemostáticas. Los frutos de zarzamora contienen un elevado porcentaje de agua (80%) y el resto son azúcares, vitaminas, minerales y ácidos orgánicos, entre otros (Figura 1). Tienen un alto contenido en fibras, lo que mejora el tránsito intestinal, contiene gran cantidad de carotenoides y antocianinas que presentan una actividad antioxidante.
Figura 2. Dinámica de la acidez de frutos en tres variedades de zarzamora en función del estado de maduración (Modificado de Andrade, 2007).
La Figura 3 muestra que el contenido de azúcares en la madurez fisiológica del fruto es mayor en el cultivar Tupí en comparación con Cherokee y Brazos.
Figura 1. Propiedades nutricéuticas de la zarzamora
Figura 3. Dinámica de los grados Brix en frutos de tres variedades de zarzamora en función del estado de maduración (Modificado de Andrade, 2007).
El índice de dulzura, es decir, la relación entre los grados Brix y la acidez de frutos es mayor en el cultivar Tupí, en comparación con Cherokee y Brazos (63, 58 y 44, respectivamente).
En la Figura 2 se observa que la acidez de los frutos de zarzamora está predeterminada genéticamente. El cultivar Brazos es más ácido, en comparación con Tupí y Cherokee.
El cultivar Brazos tiene menor cantidad de agua y por lo tanto, posee mayor cantidad de cenizas.
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Nutrientes esenciales
Cuadro 2. Funciones de los nutrientes
Las plantas están compuesta principalmente por tres elementos: carbono, hidrógeno y oxígeno (95 98%). La mayor parte del carbono y el oxígeno, lo obtiene del aire, mientras que el hidrógeno deriva, directa o indirectamente del agua. Además, las plantas contienen y necesitan de nutrientes que, generalmente, son proporcionados a través del sistema radicular (Figura 4). Estos elementos constituyen la fracción mineral y sólo representan una pequeña fracción del peso seco de la planta (0.5 - 6%), pero no dejan de ser fundamentales para el vegetal, lo que explica que sean considerados junto a carbono, hidrógeno y oxígeno, elementos esenciales para la nutrición de las plantas.
Nutriente
Principales funciones
Carbono
Principal constituyente de la materia viva y consecuentemente de todas las biomoléculas; carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. También se encuentra en todas las biomoléculas. Aproximadamente el 90% del oxígeno consumido en la célula es utilizado en la respiración (fosforilación oxidativa). Está presente en todas las biomoléculas. Es importante en el equilibrio iónico y del pH. Participa en reacciones redox y en el intercambio de energía en la célula. Importante componente de todas las proteínas y ácidos nucléicos. Esta presente en coenzimas, nucleótidos, amidas, ureidos y en la clorofila entre otros Forma parte de los ácidos nucleicos y participa en la síntesis de proteínas. Como constituyente del ATP y muchas coenzimas (NAD, FAD) interviene en todos los procesos metabólicos de transferencia de energía. Es activador o cofactor de mas de 50 enzimas del metabolismo de carbohidratos y proteínas. Participa en el equilibrio iónico y en la regulación osmótica. Es importante en la división celular y en la estabilidad de membrana y pared celular. Asociado con proteínas (calmodulinas) cumple funciones de mensajero secundario. Participa como cofactor o activador en muchas reacciones enzimáticas. Se asocia al ATP en la transferencia de energía y es componente de la clorofila. Se encuentra presente en muchas proteínas y como el fósforo participa en reacciones de intercambio de energía. Es componente de muchas enzimas y juega un papel importante en la transferencia de electrones (reacciones redox), como en los citocromos, en las cadenas de transporte electrónico. Es constituyente de algunas enzimas y activador de descarboxilasas y deshidrogenasas de la respiración. Cataliza la liberación de oxígeno en la fotolisis del agua. Componente esencial y activador de numerosas enzimas. Es necesario para la biosíntesis de la clorofila y ácido indolacético Componente y activador de muchas enzimas, principalmente SOD (superóxido dismutasas) y constituyente de la plastocianina. Participa en el metabolismo y transporte de carbohidratos y en la síntesis de pared celular. Es importante en la asimilación de nitrógeno, como constituyente de la nitrato reductasa y de la nitrogenasa Se requiere en fotosíntesis y en la fotolisis del agua. Participa en la división celular. Constituyente de la enzima ureasa.
Oxígeno
Hidrógeno
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
Calcio
Magnesio
Figura 4. Nutrientes esenciales para las plantas. Azufre
Estos se pueden clasificar de la siguiente forma. Hierro
Macroelementos: Estructurales: C, H y O. Principales: N, P y K. Secundarios: Ca, Mg y S.
Manganeso
Microelementos: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl y Ni. Zinc
Otros elementos son encontrados en las plantas y se denominan benéficos ya que pueden estimular la absorción o el transporte de otros elementos esenciales, limitar la absorción de otros que se encuentren en exceso o suplir parcialmente la falta de algún elemento esencial.
Cobre
Boro Molibdeno
Estos elementos son: sodio (Na), silicio (Si), cobalto (Co), vanadio (V), rubidio (Rb), estroncio (Sr), aluminio (Al), bario (Ba), titanio (Ti), etc.
Cloro Níquel
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Identificación de deficiencias nutrimentales.
Movilidad El conocimiento de la movilidad de los nutrientes en la planta es muy importante para identificar el elemento involucrado en el síntoma típico.
El diagnóstico visual es una herramienta importante para establecer anomalías nutrimentales directamente en campo. Sin embargo, el técnico debe poseer suficiente experiencia para poder diferenciar una deficiencia y/o toxicidad nutrimental (síntoma típico) de un daño por plagas, clima, exceso de plaguicidas, humedad, etc. (síntoma atípico). Por tal motivo, es necesario considerar lo que en nutrición denominamos la “secuencia sintomatológica” o desarrollo del síntoma, como se observa a continuación, para el caso del nitrógeno.
La simetría de síntomas en hojas adultas (basales) indica deficiencia de los nutrientes móviles (N, P, K y Mg) y al contrario, los síntomas en hojas nuevas (retoños) indican deficiencias de los elementos inmóviles (Ca, S, Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl, Ni) (Foto 3).
Cortesía: Dra. Martha E. Pedraza Santos (UMSNH)
Enseguida se describen algunos tips que pueden ayudar a obtener un diagnóstico visual más confiable y que ayudaría a discernir entre un síntoma nutrimental típico y otro atípico. Simetría de síntomas. En virtud de que los nutrientes se mueven vía xilema y/o floema, los síntomas pueden manifestarse simétricamente en la planta, es decir, la apariencia de las hojas de la “parte izquierda” de la rama deben ser idénticos a los de la “parte derecha” (Foto 2).
Foto 3. Síntomas de deficiencia de fósforo en hojas basales (A) y deficiencia de calcio en retoños (B).
Universalidad de síntomas La universalidad se refiere a que los nutrientes cumplen las mismas funciones internamente e independientemente del cultivo y sistema de producción. Por tal motivo, un síntoma típico de deficiencia de nitrógeno se presentará primeramente como un amarillamiento generalizado en hojas adultas en zarzamora, fresa, frambuesa, arándano, etc., independientemente si estos son desarrollados en hidroponía, fertirriego, orgánicamente, etc. Foto 2. Simetría zarzamora.
de
síntomas
en
hojas
En el siguiente capítulo se detalla la importancia de cada nutriente para la zarzamora.
de
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NITROGENO Los síntomas de deficiencia de N aparecen en las hojas adultas (Foto 4). Bajo poca disponibilidad de N las plantas detienen su crecimiento y son débiles. Las hojas son pequeñas, el color del follaje es de verde claro a amarillo y las hojas viejas caen prematuramente. El crecimiento de las raíces se reduce y su ramificación se restringe, de tal manera que la relación vástago/raíz se incrementa. El rendimiento y su calidad se reducen significativamente.
El exceso de nitrógeno genera brotes con un excesivo desarrollo vegetativo, mientras que el color del fruto se reduce y se retrasa la maduración. En las Figuras 5 y 6 se observa que la aplicación de 300 kg/ha disminuyó ligeramente el porcentaje del necrosamiento de yemas en zarzamora, así como el número de yemas necrosadas por lateral.
Foto 4. Deficiencia de nitrógeno en zarzamora variedad Tupi. Cortesía: Dra. Martha Pedraza Santos (UMSNH)
En un estudio realizado en Los Reyes, Michoacán, se observó que la aplicación de 150 kg/ha de nitrógeno disminuyó ligeramente el número total de laterales fructificantes por planta (Figura 4), sin embargo, el número de yemas totales por lateral se incrementó cuando se adicionó 300 kg/ha.
Figura 5. Efecto de la aplicación de nitrógeno sobre el número de yemas necrosadas por lateral en zarzamora (González y Sánchez, 2010).
Figura 4. Efecto de la aplicación de nitrógeno sobre el número total de laterales fructificantes en plantas de zarzamora (González y Sánchez, 2010).
Figura 6. Efecto de la aplicación de nitrógeno sobre el porcentaje de yemas necrosadas en plantas de zarzamora (González y Sánchez, 2010).
El exceso de nitrógeno produce demasiada vegetación y la calidad de frutos es afectada.
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FOSFORO La deficiencia de P generalmente ocurre cuando su concentración en las plantas está por debajo de 0.2% y puede ser causada por bajas temperaturas del suelo. La deficiencia de P retarda el crecimiento y disminuye la cantidad de raíces. Los síntomas incluyen un color verde oscuro en las hojas adultas, una coloración púrpura típica a lo largo de la hoja y necrosis en los márgenes de éstas pueden aparecer. La falta de P en la planta disminuye la producción de frutos, semillas y flores. El exceso de fósforo tiende a disminuir el tamaño de frutos.
Foto 6. Deficiencia de potasio en zarzamora variedad Tupi. Cortesía: Dra. Martha Pedraza Santos (UMSNH)
CALCIO La deficiencia ocurre primeramente en los meristemos apicales y hojas jóvenes debido a que el Ca es muy poco móvil en la planta. Las hojas que presentan deficiencia de Ca son cloróticas, y en etapas posteriores éstas pueden necrosarse en los márgenes. Las deficiencias temporales de Ca pueden ocurrir cuando los niveles de este elemento en el xilema son bajos, debido a la reducción en la tasa de transpiración ocasionada por la alta humedad relativa, días nublados o poca disponibilidad de agua. La aplicación exógena de Ca puede hacerse de manera preventiva pero no como medida correctiva.
Foto 5. Deficiencia de fósforo en zarzamora.
POTASIO Los síntomas de deficiencia de K se manifiestan usualmente como un color de verde claro a amarillo alrededor de los márgenes y puntas de las hojas adultas, los cuales, posteriormente, evolucionan a necrosis (“quemadura”). Las plantas deficientes en K son más sensibles a las enfermedades.
López (2007) encontró que plantas de zarzamora variedad Tupi con deficiencias de potasio fueron severamente afectadas por araña roja. Es sabido que éste elemento favorece la resistencia de las plantas ya que participa en la síntesis de fitoalexinas.
Foto 7. Deficiencia de calcio en zarzamora.
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MAGNESIO
HIERRO
La deficiencia de Mg se caracteriza por un amarillamiento internerval de la hoja que progresa desde los márgenes hacia el centro de la hoja. El patrón más típico de deficiencia de Mg es un tejido de conducción verde rodeado de un fondo amarillo. Básicamente, las hojas se tornan duras y quebradizas y las nervaduras se tuercen. La absorción de magnesio disminuye cuando el pH del suelo es menor de 5.5.
Los síntomas por carencia de Fe son muy similares a los del Mg, debido a que ambos participan en la formación de clorofila. Sin embargo, la clorosis internerval aparece primeramente en las hojas nuevas debido a que el Fe es un elemento inmóvil en la planta. La falta de Fe ocasiona acumulación de aminoácidos y nitratos en las plantas.
Foto 8. Deficiencia de magnesio en zarzamora variedad Tupi. Cortesía: Dra. Martha Pedraza Santos (UMSNH)
AZUFRE
BORO
Las causas principales de deficiencia de azufre en cultivos agrícolas son las bajas concentraciones de éste nutrimento en el suelo o altos contenidos de N en el mismo (en forma de nitrato), lixiviación de sulfatos, o un inadecuado régimen de humedad. La deficiencia de azufre se puede corregir fácilmente con aplicaciones de fertilizantes con S al suelo. El S es poco móvil en la planta por lo que los síntomas de deficiencia (color verde-amarillo) aparecerán primeramente en las hojas jóvenes.
La deficiencia de boro puede causar una elongación retardada o anormal de los puntos de crecimiento y/o meristemos apicales. La acumulación de auxinas y fenoles induce necrosis de las hojas y otros órganos de las plantas. Las raíces llegan a presentar necrosis en las puntas. La carencia de boro puede causar deformaciones de las hojas y drupas, como se observa en la foto.
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COBRE El cobre es inmóvil en la planta por lo que los síntomas por deficiencia de éste aparecen en las hojas nuevas. Los efectos negativos consisten en la reducción del crecimiento con distorsión de las hojas jóvenes y los puntos de crecimiento, así como muerte de los meristemos apicales. La floración y fructificación son afectados por la falta de Cu. El polen y los ovarios en las flores son muy sensibles a la carencia de Cu.
MANGANESO La sintomatología por falta de Mn en las plantas es muy diferente en función de la especie, aunque la apariencia de las plantas es similar a la que manifiestan aquellas sin Fe y Zn. De manera general, la carencia de Mn ocasiona una clorosis entre las nervaduras de las hojas jóvenes.
ZINC La deficiencia de zinc en plantas ocasiona clorosis entre las nervaduras de las hojas jóvenes. Un síntoma típico por falta de este elemento es el acortamiento de entrenudos (“arrosetamiento”).
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Generalidades de los suelos La fase sólida del suelo está compuesta por una parte mineral (90-99%) y una parte orgánica (1-10%).
El suelo es un sistema biogeoquímico natural que se origina como resultado de la intemperización de las rocas madres que emergen a la superficie por la acción conjunta del clima, vegetales, animales, etc.
Cuadro 3. Composición química de la parte mineral del suelo.
El suelo está constituido por tres fases: sólida, líquida y gaseosa (Figura 7). Cada una de ellas juega un papel primordial en la nutrición de las plantas. ´
La parte orgánica (humus) de la fase sólida del suelo está compuesta por sustancias no humificadas (restos de plantas, microorganismos, etc. en descomposición) y sustancias húmicas (ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y huminas).
Figura 7. Fases que componen los suelos.
La fase líquida del suelo es la parte del suelo más dinámica y activa en la que se realizan diversos procesos químicos y de la cual las plantas asimilan directamente los nutrimentos. En esta fase se encuentran los nutrientes en forma iónica como aniones (HCO3-, OH-, Cl-, H2PO4-, SO42-, etc.) y como cationes (H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+).
Se considera que la proporción óptima entre ellos en los suelos debe ser como se muestra a continuación.
La fase líquida se abordará con más detalle en el tema sobre solución del suelo. La fase gaseosa del suelo modifica el pH del suelo como se observa en la siguiente figura. A mayor concentración de CO2 en el suelo menor es su pH.
Bajo estas condiciones, las raíces de las plantas se desarrollan normalmente ya que se encuentran a “capacidad de campo”, este concepto se abundará posteriormente. La fase sólida constituye la principal fuente de reservas de nutrientes para las plantas (Cuadro 3). En esta parte los iones se encuentran sorbidos, es decir, adheridos al suelo mediante uniones electrostáticas. 13
Muestreo del suelo para el análisis de fertilidad El muestreo del suelo es un procedimiento para la obtención de una o más muestras representativas de un terreno.
4. Establecimiento muestreo.
de
la
profundidad
del
Cuando el muestreo es para evaluar la fertilidad de los suelos se debe hacer un muestreo a la profundidad de máxima exploración radical del cultivo en cuestión. Generalmente, el muestreo se recomienda realizarlo a una profundidad de 0-30 cm.
De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM021 SEMARNAT-2000, que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis, el muestreo de suelos se lleva a cabo de la siguiente manera.
5. Generación de la muestra compuesta. 1. Subdivisión de las unidades de muestreo. La homogeneización de las submuestras debe realizarse dentro de una tina ó un plástico extendido en el suelo (20 – 30 kg), evitando la contaminación con otros materiales o suelo. Después del mezclado de las muestras se forma un circulo, el que se divide en cuatro partes iguales, de las cuales se desechan dos cuartos opuestos y con los dos restantes se repite el proceso de mezclado indicado anteriormente. La operación anterior de mezclado, formación del círculo de suelo, división en cuatro partes y desecho de dos, se repite tantas veces como sea necesario, hasta que la muestra final tenga un peso de 1.5 kg. La muestra compuesta se coloca dentro de una bolsa plástica y se incluye la siguiente información: nombre del productor o interesado, clave de identificación del lugar donde fue colectada la muestra, nombre del cultivo establecido o con qué fines se realiza el muestreo, identificación propia de la muestra (profundidad de muestreo) y fecha de colecta de la prueba.
La unidad de muestreo debe ser un área donde el tipo de suelo en cuanto a textura, color, pendiente, cultivo, manejo, etc., sea aparentemente homogéneo. Muestrear de 2 a 8 hectáreas, o más si el área en cuestión es muy homogénea. Unidades de muestreo menores a dos hectáreas pueden considerarse cuando el muestreo se practica para cultivos económicamente redituables y mayores a ocho hectáreas cuando se trata de terrenos visualmente homogéneos y manejados de manera uniforme. 2. Establecimiento del número de submuestras. El número de muestras individuales que deben componer una muestra compuesta varía entre 15 y 40, dependiendo de la heterogeneidad y tamaño de la unidad de muestreo, aunque el número de submuestras es independiente del tamaño de la población. Cuando la unidad de muestreo alcance una extensión entre dos y ocho hectáreas se podrán colectar entre 10 y 25 submuestras, conservando precisión. 3. Ubicación de los sitios de muestreo. Existen varios procedimientos para definir el sitio de colecta de la muestra, siendo el más práctico el muestreo en zig-zag, a lo largo de una línea dentro de la unidad de muestreo.
Figura 8. Principales herramientas y equipos para el muestreo de suelos.
Figura 9. Representación esquemática de las etapas del muestreo de suelos.
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Interpretación del análisis químico de suelo Como se comentó en el capítulo anterior, la Norma Oficial Mexicana NOM-021 SEMARNAT-2000 establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis. El análisis de fertilidad refleja la condición química de la parte mineral y orgánica de la fase sólida del suelo. Este análisis generalmente incluye los siguientes parámetros (Figura 10): Indicadores químicos de calidad el suelo: 1. pH 2. Materia orgánica (%) 3. Conductividad eléctrica (dS/m) 4. Carbonatos totales (%) 5. Nitrógeno inorgánico (N-NO3, + N-NH4), fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro, cobre, manganeso, zinc, cobre, boro, entre otros (ppm) 6. Capacidad de intercambio catiónico (meq/100 g) 7. Bases intercambiables (calcio, magnesio, potasio, sodio, hidrógeno, aluminio) (meq/100 g) Indicadores físicos de calidad del suelo: Figura 10. Ficha del reporte de resultados del análisis de fertilidad y salinidad del suelo.
1. Textura (arcilla, limo, arena) 2. Densidad aparente (g/cm3) 3. Punto de saturación 4. Capacidad de campo 5. Punto de marchitez permanente 6. Conductividad hidráulica (cm/hr)
El pH se determina con el método AS-02 (NOM021 SEMARNAT 2000), en el cual se utiliza el agua como extractante. Con éste procedimiento se obtiene la acidez actual, la cual tiene un impacto inmediato sobre los cultivos.
A continuación abordaremos con detalle cada uno de dichos parámetros. pH (potencial hidrógeno). El pH es el logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidrógeno en el suelo. Esto es, el grado de acidez o alcalinidad de un suelo, expresado en términos de la escala de pH, de 0 a 14. Por lo tanto, un pH de 6 indica que en solución tenemos 10-6 gramos de iones hidrógeno.
pH = - log
H+
= - log
10-6 g H+
=6
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Interpretación de resultados del pH
Se ha observado que en suelos derivados de cenizas volcánicas, como es el caso de los suelos de la franja productora de zarzamora en el estado de Michoacán, existe una alta acumulación de materia orgánica en la capa superficial, sin embargo, la disponibilidad de nitrógeno en estos suelos es muy baja, debido a su origen y condiciones climáticas, lo que favorece la mineralización del nitrógeno orgánico. El procedimiento para la determinación de materia orgánica del suelo se realiza a través del método AS-07, de Walkley y Black (NOM-021 SEMARNAT2000).
Materia orgánica (MO). La materia orgánica tiene funciones muy importantes en el suelo y en general, en el desarrollo de una agricultura acorde con las necesidades de preservar el medio ambiente y a la vez, más productiva. Para ello es necesario partir del conocimiento de los procesos que tienen lugar en el suelo (ciclos de nutrientes) y de la actividad biológica del mismo, con el fin de establecer un control de la nutrición, del riego y del lavado de elementos potencialmente contaminantes.
Este método se basa en la oxidación del carbono orgánico del suelo. Con este procedimiento se detecta entre un 70 y 84% del carbono orgánico total por lo que es necesario introducir un factor de corrección, el cual puede variar entre diferentes suelos. En los suelos de México se recomienda utilizar el factor 1.298 (1/0.77). Interpretación de resultados de la materia orgánica del suelo
La materia orgánica disminuye la densidad aparente del suelo, por tener una menor densidad que la materia mineral, contribuye a la estabilidad de los agregados, mejora la tasa de infiltración y la capacidad de retención de agua. La materia orgánica favorece a la estabilidad de agregados del suelo lo que limita el arrastre de partículas (erosión hídrica), mejora la aireación y la retención de humedad, debido a que se generan compuestos orgánicos complejos que actúan como pegamento de las partículas del suelo (Figura 11).
Conductividad eléctrica (CE). La conductividad eléctrica se define como la propiedad de un material que le permite conducir el flujo de la electricidad. En términos agronómicos, la conductividad eléctrica refleja indirectamente el contenido total de sales en el suelo.
Figura 11. Comparación de la resistencia a la penetración en dos suelos de Uruapan, Michoacán con diferente contenido de materia orgánica.
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Existe una relación directa entre el contenido de sales totales y la CE.
La medición de la conductividad eléctrica en el extracto de saturación se realiza a través del método AS-18, con un potenciómetro (NOM-021 SEMARNAT-2000).
Sales totales (ppm ó mg/L) = CE (dS/m) X 640
Interpretación de resultados de la conductividad eléctrica del suelo
Todos los suelos contienen sales, las cuales son esenciales para el crecimiento de las plantas. Sin embargo, un exceso de sales inhibe el crecimiento de las plantas al aumentar la presión osmótica (PO) de la solución externa. En la siguiente figura se observa que cuando la CE es elevada, es decir, la POext > POint (solución hipertónica), el agua sale de la planta y se deshidrata (sequía fisiológica), caso contrario, cuando la POext < POint (solución hipotónica), el agua ingresa sin problemas hacia el interior de las raíces.
Nitrógeno inorgánico (Ninorg). El nitrógeno es un nutriente esencial para las plantas verdes. Este elemento es tomado del suelo en forma de amonio (NH4+) y nitratos (NO3-) y en su conjunto, como nitrógeno inorgánico (N-NH4 + NNO3), independientemente de la forma como éste haya sido suministrado (fertilizantes sintéticos o abonos orgánicos).
La relación entre la presión osmótica y la conductividad eléctrica se muestra a continuación.
En la Figura 12 se muestra la dinámica del nitrógeno inorgánico en un suelo agrícola de Uruapan, Michoacán. En ésta se observa que los niveles de Ninorg son muy móviles durante el año en función de la humedad, mineralización y demanda de los cultivos.
Presión osmótica (atm) = CE (dS/m) X 0.36
La zarzamora es muy sensible a los niveles altos de sales, por lo tanto, el incremento de la CE del suelo disminuye los rendimientos de éste cultivo, debido a un desgaste energético interno (Cuadro 4). Es decir, la energía metabólica que la planta usaría para llevar a cabo los procesos fisiológicos (fotosíntesis, absorción activa, etc.) se pierde al tratar de tomar el agua del suelo. Cuadro 4. Disminución de los rendimientos en zarzamora por efecto de la CE del suelo.
Figura 12. Dinámica del Ninorg en un suelo agrícola de Uruapan, Mich.
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Interpretación de resultados del fósforo (Olsen)
La determinación de nitrógeno inorgánico del suelo se realiza a través del método AS-08 (NOM-021 SEMARNAT-2000). Interpretación de resultados del nitrógeno inorgánico
La determinación del fósforo extraíble en suelos ácidos se realiza a través del método AS-11 (NOM021 SEMARNAT-2000). Interpretación de resultados del fósforo (Bray y Kurtz 1) Interpretación de resultados del nitrógeno total
Potasio intercambiable (K). El potasio se encuentra en el suelo en forma inorgánica. La concentración media de K en el suelo es de 1.5%. De acuerdo a Cadahia (1999) el contenido óptimo de potasio varía de 12 a 30 mg 100 g-1 para suelos arcillosos de temporal, 16 - 36 mg 100 g-1 para condiciones de cultivos extensivos y de 20 a 42 g-1 para cultivos intensivos.
Calificación de los niveles de un suelo, según su relación C/N y valoración de la rapidez para liberar nitrógeno
En la Figura 13 se observa la dinámica de los niveles de potasio en suelos con diferente manejo (orgánico, agrícola y bosque) en Uruapan, Mich. El contenido de potasio fue mayor en el suelo de un bosque, lo cual se explica por la baja demanda de la vegetación por éste elemento. La relación C/N es más elevada en condiciones ácidas que neutras. Fósforo disponible (P). La elección del método para evaluar las reservas disponibles del fósforo en el suelo estará en función del pH de éste. Los métodos más comunes son Olsen, para suelos neutros y alcalinos (pH>7.0) y Bray y Kurtz1, para suelos ácidos (pHCu>Mn>N>P El método DOP, también nos permite observar el desbalance nutrimental del cultivo y para esto se genera el Índice de Desbalance Nutrimental (IDN), que es la suma de todos los índices nutrimentales, sin considerar el signo: IDN = IN + IP + IK + ICa + IMg + IS + IFe + IMn + IZn + ICu + IB IDN = 619
La importancia del IDN es que mientras éste valor se aleje del cero, menor será el rendimiento de zarzamora y mayor será la susceptibilidad al ataque de plagas y enfermedades como se observa en la siguiente gráfica.
Debemos recordar que una vez subsanado este problema, otro factor diferente es posible que se transforme en limitante. Esta afirmación se basa en la ley del mínimo. En el Cuadro 10 se indica los rangos óptimos de concentración en savia de hojas de zarzamora. Cuadro 10. Rangos de suficiencia en el extracto celular de pecíolo (ECP) de N y K en hojas de fresa zarzamora.
De tal manera, que la aplicación de fertilizantes foliares con elementos que no se necesitan, es decir, están en exceso, o la falta de aplicación de aquellos que sí se requieren, esto incrementará el IDN con sus respectivas consecuencias.
Análisis del Extracto Celular de Peciolo (ECP) El objetivo principal del análisis rápido de savia en el campo es determinar una deficiencia nutricional cuyos síntomas visuales no son aún aparentes, pero lo suficientemente intensa para provocar una disminución del crecimiento o rendimiento. Se ha empleado también para controlar prácticas de fertilización y la calidad industrial de ciertos cultivos, además de ser una herramienta útil en la diferencia entre desorden nutricional y problema patológico. La correcta interpretación del análisis de planta no depende exclusivamente del análisis químico de su savia sino de muchos factores que influyen en su desarrollo. Entre los aspectos ligados a la nutrición podemos señalar: absorción y transformación, fenómenos de dilución y concentración, desequilibrios, interacciones, propiedades químicas y físicas del suelo y condiciones ecológicas. El objetivo fundamental de un diagnóstico es identificar el factor responsable del problema y su causa. 34
Análisis químico de la solución del suelo mediante “chupatubos”
Una variante de los análisis químicos de suelo es la medición de las concentraciones nutrimentales en la solución de éste, que está recibiendo una atención preferente en sistemas de producción con fertirrigación. El análisis de los elementos solubles en el suelo se puede realizar directamente en la solución de suelo, en el extracto obtenido a partir de la pasta de saturación ó extracto de saturación o en una solución acuosa equilibrada con el suelo en diversas relaciones suelo - solución. El primer procedimiento se emplea generalmente para hacer análisis a nivel de campo, en tanto que los dos últimos se usan en laboratorio para estudiar muestras de suelos afectados por sales o muestras provenientes de camas de invernadero. La solución de suelo puede ser extraída directamente, in situ, mediante tubos provistos de cápsulas porosas en un extremo (“chupatubos”), los cuales son enterrados a la profundidad deseada (20, 35, 50 cm), generalmente la zona de máximo crecimiento y/o abastecimiento de agua y nutrimentos.
En el caso de la fertirrigación la cápsula porosa es colocada en la zona del suelo humedecida por el gotero o microaspersor. La solución que penetra al interior del bulbo poroso, que es hueco, se extrae por succión. En esta solución se pueden analizar las concentraciones nutrimentales en el suelo y, a partir de estos valores, establecer relaciones entre ellos. En el Cuadro 11 se presenta la concentración óptima de nutrimentos en la solución del suelo para mantener en buen estado nutricional a las plantas de zarzamora. La información relacionada con la composición de la solución del suelo es esencial para un manejo adecuado de la fertirrigación. Ésta es el vínculo entre la fase sólida y la zona de absorción de las raíces. Es importante entender la dinámica de la composición de la solución del suelo, ya que la absorción de nutrimentos por las plantas da origen a cambios importantes en ésta y facilita la corrección de deficiencias durante el desarrollo del cultivo. Los iones que interactúan más activamente con el suelo son retenidos cerca del punto de descarga de los emisores. La saturación gradual de los sitios de intercambio y fijación del suelo propicia el movimiento de nutrimentos a capas más profundas. Lo anterior se ha comprobado en aplicaciones de K en riego por goteo, para corregir las deficiencias de este nutrimento en plantas de zarzamora. Predominantemente los iones NO3-, Na+, Ca2+, Mg2+, y H2BO3- se desplazan mediante el flujo de masas con el agua de riego; lo que implica una gran movilidad de estos elementos hacia el sistema radical. Se ha demostrado que el nitrógeno en forma de NO3- se mueve más rápido en el suelo que el K+, debido a su mayor solubilidad, ya que el nitrógeno en forma de anión se desplaza con el agua edáfica, permitiendo mayor uniformidad en la distribución y asimilación por la planta. Para que la información colectada de los “chupatubos” sea confiable, es necesario, que cuando se toma la muestra de solución, el suelo esté a capacidad de campo. En caso contrario, los resultados pueden sub o sobre estimarse.
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Cuadro 11. Niveles promedio de nutrientes (en mg/L) en la solución del suelo, recomendados por Sánchez (2011) para zarzamora en producción.
ANEXOS .
Unidades, equivalencias y conversiones
Peso atómico: valor redondeado
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Preparación e instalación de los tensiómetros PASO 1
PASO 4
Cuando el tensiómetro es nuevo se retira la tapa y se llena éste con agua baja en sales. A su vez, el tensiómetro se coloca en una cubeta con agua sin sales (hervida y fría) durante 2-3 días.
Colocar la cerámica del tensiómetro en una cubeta con agua normal, quitar la tapa y aplicar vacío con la bomba hasta que el manómetro del tensiómetro marque 80-85 centibares y tapar nuevamente.
PASO 2
PASO 5
Después de hidratar la cerámica de los tensiómetros, éstos se transportan al campo, evitando que las puntas se sequen. Se llena el reservorio con agua sin sales y solución alguicida.
Para instalar el tensiómetro se requiere hacer un molde previamente en el suelo con ayuda de agua, un palo de escoba y un martillo. Posteriormente el tensiómetro se coloca en el sitio deseado.
PASO 3
PASO 6
Golpear ligeramente la parte superior del reservorio si se forman burbujas en el orificio de llenado del tubo. Para evitar esto se puede utilizar una botella exprimible, como en el paso 2.
El tensiómetro se instala preferentemente en la zona de mayor volumen de raíces absorbentes. Adicionar agua en el reservorio cuantas veces sea necesario.
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