Respuesta de plántulas de cafeto al tamaño de la bolsa y fertilización con nitrógeno y fósforo en vivero
Coffee seedlings response to pot size and nitrogen and phosphorus fertilization at nursery condition
Miguel Arizaleta1 y Reinaldo Pire2
1 Departamento de Fitotecnia. (miguelarizaleta@ucla.edu.ve)
2 Posgrado de Horticultura. Decanato de Agronomía. Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado. Apartado 400. Barquisimeto, Venezuela. (rjpire@reacciun.ve).
]]>Recibido: Febrero, 2007.
Aprobado: Noviembre, 2007.
Resumen
La producción de cafetos vigorosos en el vivero es la base de su establecimiento en campo. En Venezuela, la sustitución de plantaciones viejas con variedades nuevas de alto rendimiento requiere una alta producción de plántulas de buena calidad, para lo cual se necesita conocer el tamaño más apropiado de las bolsas de propagación. En Duaca, Estado Lara, Venezuela, se evaluó la respuesta de plántulas de Coffea arabica L. 'Caturra' desarrolladas en tres tamaños de bolsa (13x15, 15x19 ó 18x23 cm) y tres dosis de fertilización (2, 4 y 6 g planta–1 de fertilizante con 10% N y 50% P2O5). Como sustrato de propagación se usó suelo de la región con alto contenido de materia orgánica, buena permeabilidad y fertilidad. Se aplicó un arreglo factorial de tratamientos en un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones y 10 bolsas por unidad experimental. En las bolsas de mayor tamaño se obtuvo el mayor crecimiento radical y aéreo de las plántulas (longitud de raíz, altura de planta y biomasa seca). Las dosis de fertilización afectaron el nivel nutricional de la planta pero no su crecimiento, pues el sustrato proporcionó los nutrientes necesarios. Se concluye que las bolsas de mayor tamaño permiten el crecimiento sostenido de la planta durante los seis meses en el vivero y que pequeñas dosis del fertilizante pueden ser suficientes para llevar a las plántulas a buen término previo a su establecimiento en campo.
Palabras clave: Coffea arabica, almácigos, índices morfológicos, nutrición mineral, propagación de plantas, raíces.
Abstract
The production of vigorous coffee plants at the nursery is the basis of their successful establishment in the field. The replacement of old plantations by the new high–yielding varieties requires a high production of good quality seedlings and good knowledge of the most appropriate size of the nursery bags. The response of seedlings of Coffea arabica L. 'Caturra' grown in bags with three sizes (13x15, 15x19 or 18x23 cm) under three doses of fertilization (2, 4 and 6 g plant–1 of fertilizer with 10% N and 50% P2O5) was assessed in Duaca, Lara State, Venezuela. The local soil, characterized by its high organic matter content, good fertility and proper permeability, was utilized as substrate. A factorial arrangement of treatments was used in a randomized complete block design with four replications and 10 bags per plot. The highest root and shoot growth of the seedlings (root length, plant height and biomass dry) was obtained in the largest bags. The different doses of fertilization affected the nutritional status of the plant but not its growth, since the substrate apparently provided the necessary nutrients. It is concluded that the largest bags allow sustained growth of the seedlings during the six months in the nursery and that small doses of fertilizer may be sufficient to bring them to completion before their final establishment in the field.
]]> Key words: Coffea arabica, nursery, morphological indexes, mineral nutrition, plant propagation, roots.
INTRODUCCIÓN
La apertura de nuevas áreas cafetaleras, así como la sustitución de plantaciones viejas con variedades de alto rendimiento requiere producir grandes volúmenes de plantas de buena calidad en vivero (almácigo) para establecer plantaciones sanas, vigorosas y por consiguiente, capaces de producir altos rendimientos (Carvajal, 1984). En Venezuela los caficultores prefieren comprar las plantas en viveros comerciales en lugar de producirlas, con el riesgo de que sean de baja calidad al no provenir de semilla seleccionada o de haberlas propagado en bolsas de tamaño inadecuado (Salazar–Arias, 1996).
La utilización de bolsas de propagación en los almácigos de café permite producir plantas en menor tiempo, con mayor capacidad de soportar el estrés asociado con el trasplante en el campo y posibilita un uso más eficiente de los recursos involucrados en la producción, pues el viverista puede modificar el ambiente en el que se desarrolla la plántula mediante la aplicación de fertilizante y el uso de bolsas de diferentes tamaños, lo cual influye en la morfología y fisiología de la planta (Birchler et al., 1998). En el vivero las dosis más frecuentes de fertilizantes varían de 0.48 a 0.60 g de N y K2O, y de 0.60 a 0.96 g de P2O5 por bolsa (Arizaleta et al., 2002). En campo la respuesta predominante de la planta es al nitrógeno y potasio (Carvajal, 1984), y en vivero, al nitrógeno y el fósforo (Malavolta, 2000).
En las bolsas de propagación más grandes, la capacidad de reserva de agua y nutrientes es mayor, y dentro de ciertos límites, hay mayor desarrollo de raíces pero los costos de producción aumentan. Según Arizaleta y Pire (datos no publicados), al sustituir bolsas de 13x15 cm por otras de 18x23 cm, se duplica su capacidad para contener el sustrato, pero el costo de los materiales y mano de obra aumenta en aproximadamente 46 dólares por cada millar de plantas en el vivero. Además, el tamaño de la bolsa depende de la duración de la planta en el vivero, que usualmente es seis meses en los países productores de Centro y Sur América, donde no hay una medida estándar pues las bolsas varían entre 11 y 20 cm de ancho por 17 y 30 cm de altura (1 a 3 L de capacidad) de acuerdo con los reportes de Cuba (Nápoles et al., 1989b), Colombia (Salazar–Arias, 1996) y Costa Rica (Rojas Castro, 2004). En Venezuela no se encontró información sobre el tamaño más apropiado de las bolsas para las condiciones de la caficultura local.
Por tanto, el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del tamaño de la bolsa y niveles de fertilización con nitrógeno y fósforo sobre la concentración foliar y el crecimiento de la plántula de cafeto (Coffea arabica L.) en la etapa de vivero en una zona cafetalera del Estado Lara, Venezuela.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se hizo en la zona de Duaca del municipio Crespo, Estado Lara, Venezuela, a una altitud de 1000 m, cuya temperatura media anual es 20.5 °C y 1200 mm de precipitación media con 220 días lluviosos; la menor cantidad de lluvias ocurre al inicio y mediados del año. Se usó suelo de textura franco arcillo–arenosa (65% arena y 29% arcilla) con buena permeabilidad, contenido alto de materia orgánica (5.7%), conductividad eléctrica baja (0.32 dS m–1) y reacción ligeramente ácida (pH=6), sin problemas de aluminio. La fertilidad fue buena: 24 mg kg–1 P, 175 mg kg–1 K, 2800 mg kg–1 Ca y 330 mg kg–1 Mg. Se usó semilla de menos de tres meses de almacenamiento de la variedad Caturra, de rendimiento alto de granos rojos de buen tamaño y calidad (INIA, 2006). El experimento se hizo en campo, sin sombreado. Se evaluaron tres dosis: 2, 4, y 6 g planta"1 del fertilizante químico (Hydrofos 10% N y 50% P2O5), comúnmente usado por los productores en la etapa de vivero, y tres tamaños de bolsa de polietileno negro: 13X15, 15X19 y 18X23 cm. La composición del fertilizante aportó las siguientes cantidades de N y P2O5 por planta: dosis 1: 0.20 y 0.43 g; dosis 2: 0.40 y 0.87 g; dosis 3: 0.60 y 1.30 g. La aplicación del fertilizante se inició 20 d después del transplante desde el germi–nador a las bolsas de polietileno; se aplicó la misma dosis mensual durante cinco meses. El diseño experimental fue bloques al azar, con arreglo factorial de tratamientos 3X3, con cuatro repeticiones y 10 bolsas por unidad experimental (una planta por bolsa).
]]> A los seis meses se midió la altura desde el cuello hasta la yema terminal, el número de pares de hojas, el diámetro del tallo a 2 cm por encima del cuello de cada planta y la biomasa seca de la raíz (BSR) y parte aérea (BSA), ambas después de permanecer en una estufa a 75 °C, hasta peso constante. Se calcularon los siguientes índices morfológicos: la relación parte aérea/radical, el cociente de esbeltez mediante la relación entre la altura de la planta (cm) y diámetro de tallo (mm), y el índice de calidad de Dickson, que integra los dos índices anteriores, mediante la relación entre la masa seca total de la planta (g) y la suma del cociente de esbeltez y la relación parte aérea/radical (Birchler et al., 1998).Las raíces limpias se conservaron en alcohol al 70% y se rehidrataron y tiñeron con safranina al 0.5%. La longitud total de las raíces se midió por el método de la intersección de líneas: las raíces se distribuyeron al azar en una placa transparente (25X25 cm), debajo de la cual se colocó una hoja de papel con una cuadrícula (lxl cm), se usó un contador manual para cuantificar las intersecciones de las raíces con las líneas de la cuadrícula y se aplicó la fórmula (Marsh, 1971): LR=11/14•N•UC, donde LR es la longitud radical (cm), N es el número de intersecciones entre las raíces y las líneas de la cuadrícula, y UC la unidad de la cuadrícula (1 cm). Además, se determinó la densidad longitudinal de raíces (Lv) al relacionar LR con el volumen ocupado por el sustrato dentro de la bolsa de propagación; y el volumen radical (VR, cm3) por desplazamiento de agua dentro de un cilindro graduado de 50 mL. Por último se calculó el diámetro medio (DR, cm) de las raíces mediante la fórmula
En las plantas de seis meses de edad se determinó la concentración foliar de N, P y K recolectando todas las hojas, que se lavaron con jabón, se enjuagaron con agua destilada, secaron a 75 °C hasta peso constante y se molieron. Se analizó el N por el método del mirokjeldal, y luego de una digestión nítrico–perclórica se determinó el P mediante el método del vanadato–molibdato (Jones, 2001) y el K por fotometría de llama.
Se hizo un análisis de varianza de los datos usando el programa SAS (Cary, NC, versión 8.0) según el modelo lineal general y la separación de medias se hizo con la prueba de Tukey (p<0.05). Además, se efectuó un análisis de regresión entre las principales variables de componentes aéreos y radicales.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Efecto de la fertilización
Las dosis de fertilización no afectaron (p>0.05) las variables de crecimiento e índices morfológicos de la planta (Cuadros 1 y 2), ni interaccionaron con los tamaños de bolsa. Las dimensiones medias de la raíz a los seis meses de edad fueron 3961 cm de longitud y 0.056 cm de diámetro, con una Lv de 2.57 cm cm–3. La altura de la planta promedió 10.96 cm, con 11.28 pares de hojas, diámetro del tallo de 0.35 cm, y una biomasa aérea que siempre superó a la subterránea (1.57 BSA/BSR). En Cuba, con dosis fijas de fertilizante y un solo tamaño de bolsa, Nápoles et al. (1989a) encontraron valores mayores de altura de planta pero menores de diámetro del tallo y número de pares de hojas en la misma variedad, probablemente debido a que tenían dos plantas por bolsa. En ese mismo país, Ortiz y Simón (1993) observaron mayores valores de altura de planta y menores del número de pares de hojas y biomasa total en la variedad Caturra de seis meses de edad, pero no mencionan el número de plantas sembradas en cada bolsa.
La concentración foliar de N y P aumentó a medida que aumentaron las dosis de fertilización (Cuadro 2), pero la concentración de K se mantuvo constante, lo que refleja que las dosis no produjeron efectos sinergísticos ni antagónicos en su absorción. En la variedad Catuaí Amarillo, Arizaleta et al. (2002) detectaron un efecto antagónico entre el P y el K al aplicar dosis crecientes de P en un suelo deficiente en este elemento, en vivero.
A pesar del aumento en las concentraciones de N y P en la planta ante las dosis crecientes de fertilización, la producción de biomasa no cambió, lo cual indica que habría un consumo de lujo de estos nutrientes o que el suelo (tal vez en combinación con la dosis menor del fertilizante) habría sido capaz de suministrar oportunamente a la plántula sus requerimientos nutrimentales.
]]> Los niveles foliares de N fueron similares a los observados por Arizaleta et al. (2002) en cafetos de la variedad Catuaí Amarillo de la misma edad, pero los niveles de P fueron hasta tres veces superiores. Para plantas adultas en producción de C. arabica, Mills y Jones (1996) indican que, en promedio, los niveles adecuados de N y P son 30.0 y 2.5 mg g–1, y según Ochoa et al. (2001), la dosis de P para un máximo rendimiento debería ser al menos 2.0 mg g–1. En el presente estudio estos niveles fueron hasta 70 a 80% superiores, lo cual pudiera atribuirse a la condición de plantas muy jóvenes o al posible consumo de lujo ya mencionado. Van Wijk et al. (2003) señalan que el P absorbido en exceso es convertido en polifosfato u otros fosfatos sin afectar el crecimiento de las plantas.El patrón de contenido nutrimental en las hojas a los seis meses de edad fue mayor para N, seguido por K y P, con promedios de 99.2 mg N, 6.4 mg P y 15.7 mg K. Vásquez y Becerril (1994) encontraron un patrón similar en la planta entera de la variedad Catimor de seis meses de edad aunque reportan una relación más estrecha entre los valores de N y P. En ninguno de los dos experimentos se observaron en las plantas síntomas visuales de deficiencias nutrimentales.
Efecto del tamaño de la bolsa
El tamaño de la bolsa de propagación afectó (p<0.05) todas las variables de crecimiento, con excepción de Lv y el número de pares de hojas (Cuadro 3). En las bolsas de menor tamaño las raíces fueron de menor longitud y mayor diámetro; en las bolsas de mayor tamaño hubo mayor acumulación de biomasa en la raíz.
En las bolsas más pequeñas las raíces alcanzaron las paredes del recipiente lo que muestra que el volumen del sustrato fue menor que el crecimiento radical durante el periodo evaluado. El aumento de la longitud de raíces con el tamaño de la bolsa y la falta de respuesta de la Lv indica que la plántula tuvo la capacidad de mantener su crecimiento con un mayor volumen de suelo, pero su capacidad de proliferación y ramificación, representada por la longitud de raíces por volumen de suelo, se mantuvo constante. También fue notorio que las raíces aumentaron su grosor en las plantas que crecían en las bolsas de menor tamaño (Cuadro 3), quizás como respuesta natural de las raíces confinadas en espacios reducidos o estreses abióticos que restringen su crecimiento en longitud (Yusuf Ali et al., 2005). El engrosamiento se debe al aumento del diámetro del cilindro central como consecuencia del aumento del número y diámetro de los vasos del xilema, lo cual mejora la conductividad para el paso del agua y puede compensar, al menos parcialmente, la restricción en la absorción por la menor longitud de las raíces (Bennie, 1996). Con relación a la parte aérea, la mayor respuesta de la biomasa seca, la altura de la planta y el diámetro del tallo se obtuvo en las bolsas de mayor tamaño.
Los índices morfológicos fueron afectados por las dimensiones de la bolsa (Cuadro 4). La relación parte aérea/raíz fue menor en las bolsas más grandes; es decir, en términos relativos el incremento de la biomasa de la raíz fue mayor que el incremento de la parte aérea, o bien, al usar bolsas pequeñas se afecta más el crecimiento radical que el de la parte aérea. El índice de Dickson, que es una medida integral del vigor de la planta, fue mayor en las bolsas más grandes; y como este índice se emplea para predecir el comportamiento en campo de especies de coníferas (Birchler et al., 1998), se infiere que las plántulas de cafeto desarrolladas en las bolsas de mayor tamaño alcanzarían más fácilmente el establecimiento en campo y posterior etapa productiva. Por el contrario, el índice de esbeltez no fue afectado por el tamaño de la bolsa.
Las concentraciones de N y P disminuyeron a medida que el tamaño de la bolsa aumentó (Cuadro 4), lo cual se atribuye a un posible efecto de dilución pues en las bolsas más grandes hubo mayor producción de materia seca. El potasio mantuvo inalterable su concentración.
Análisis de regresión
La longitud y biomasa de la raíz contribuyeron al crecimiento de la parte aérea de la planta y en sus índices morfológicos (Cuadro 5). Más de la mitad de la variación en el grosor del tallo de la planta y en el índice de Dickson se pudo explicar por la variación en la longitud de la raíz en los tres tamaños de bolsa. Aún mayor fue la asociación entre la biomasa seca de la raíz y el índice de Dickson (superior a 80% en cualquiera de los tamaños de bolsa), mientras que otras variables como la altura de la planta y número de pares de hojas presentaron baja asociación. La influencia de la longitud y biomasa de la raíz se atribuye a la capacidad que le confiere a la planta para absorber agua y minerales. En cereales, la absorción de agua se produjo con un patrón aproximadamente proporcional a la longitud de la raíz (Kondo et al., 2000), y con algunos modelos se demuestra la importancia de la longitud total de la raíz en la absorción de agua y solutos (Somma et al., 1998; Bloom et al., 2003).
Con relación a los índices de crecimiento, el coeficiente de esbeltez presentó bajo grado de asociación con el crecimiento de la raíz; en cambio, el índice de Dickson fue un buen indicador del crecimiento vegetativo de la planta.
]]> En Colombia, Salazar–Arias (1996) evaluó varios tamaños de bolsas durante seis meses en almácigos y encontró que las de mayor tamaño (17x23 cm) favorecieron el establecimiento y producción de plantas de café. De manera similar, en Cuba, Nápoles et al. (1989b) encontraron mayor crecimiento aéreo y radical en las bolsas de mayor tamaño, con respuestas más evidentes en la longitud de la raíz, área foliar, y biomasa radical y aérea. Sin embargo, con bolsas de menor tamaño se logra un mejor aprovechamiento del área del vivero, menor uso de sustratos y materia plástica para elaborar las bolsas, así como menos mano de obra para llenarlas, lo cual redujo los costos de producción (Nápoles et al., 1989b). Por ello, la selección del tamaño más apropiado de la bolsa dependerá del balance entre el crecimiento esperado de la plántula y el costo de preparación y manejo del recipiente. En cualquier caso, en la bolsa grande las plantas podrían permanecer algunas semanas adicionales si por motivos imprevistos se retrasara su traslado definitivo al campo.
CONCLUSIONES
Las plantas de cafeto necesitaron dosis bajas de fertilización con N y P para alcanzar buen término previo a su establecimiento en campo, mientras que en las dosis mayores sólo hubo absorción adicional de los nutrientes sin que ello se reflejara en aumento del crecimiento. Las bolsas de 18x23 cm presentan ventajas sobre las bolsas más pequeñas, de frecuente uso en los viveros comerciales, pues permiten producir plantas vigorosas, potencialmente aptas para lograr cafetos adultos de elevado rendimiento.
LITERATURA CITADA
Arizaleta, M., R. Pire, y J. Parés. 2002. Efecto de la fertilización con N–P–K sobre el contenido foliar y el crecimiento del cafeto (Coffea arabica L.) en la etapa de vivero, en la población de Villanueva, estado Lara, Venezuela. Rev. Café Cacao 3(2): 57–61. [ Links ]
Bennie, A. T. 1996. Growth and mechanical impedance. In: Waisel, Eshel Y. A., and U. Kafkafi (eds). Plant Roots. The Hidden Half. Marcel Dekker, New York. pp: 453–470. [ Links ]
Birchler, T., R. W. Rowse, A. Royo, y M. Pardos. 1998. La planta ideal: Revisión del concepto, parámetros definitorios e implementación práctica. Inv. Agr. Sist. Recur. For. 7 (1–2): 109–121. [ Links ]
Bloom, A. J., P. A. Meyerhoff, A. R. Taylor, and T. L. Rost. 2003. Root development and absorption of ammonium and nitrate from the rhizosphere. Plant Growth Regul. 21 (4): 416–431. [ Links ]
Carvajal, J. F. 1984. Cafeto. Cultivo y Fertilización. Berna, Instituto Internacional de la Potasa. Berna. 254 p. [ Links ]
INIA (Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas). 2006. Características de las variedades de café. Venezuela. http://www.inia.gov.ve/productos/semilla_cafe.html (consulta el 30/09/07). [ Links ]
Jones, J. B. 2001. Laboratory Guide for Conducting Soil Tests and Plant Analysis. CRC Press. Boca Raton, Florida. 363 p. [ Links ]
Kondo, M., V. R. Murty, and D. V. Aragones. 2000. Characteristics of root growth and water uptake from soil in upland rice and maize under water stress. Soil Sci. Plant Nutr. 46 (3): 721–732. [ Links ]
Malavolta, E. 2000. História Do Café No Brasil. Editora Agronomica Ceres. Sao Paulo. 456 p. [ Links ]
Marsh, B. A. 1971. Measurement of length in random arrangement of lines. Appl. Ecol. 8 (1): 265–267. [ Links ]
Mills, H., and J. B. Jones. 1996. Plant Analysis Handbook. Micro–Macro Pub. Athens, Georgia. 422 p. [ Links ]
Nápoles, S., G. Tabares, E. Méndez, y B. Cumba. 1989a. Efecto de la modalidad sol o sombra, la densidad de plántulas por bolsa y el riego, en la producción de 'Caturra rojo' I. Crecimiento. Cienc. Tec. Agric. Café y Cacao 12 (2): 41– 50. [ Links ]
Nápoles, S., J. A. Lacerra, G. Tabares, R. Cordero, y R. Arenal. 1989b. Influencia del tamaño de la bolsa y el número de plantas por bolsa en el crecimiento y desarrollo de plántulas de Coffea canephora cultivar 'Robusta'. Cienc. Tec. Agric. Café y Cacao 12 (2): 51– 58. [ Links ]
Ochoa, M., R. Rivera, C. Bustamante, y M. I. Rodríguez. 2001. La fertilización fosfórica del Coffea arabica L. en suelo ferrítico rojo–oscuro. Parte II. Fertilización órgano–mineral. Cultivos Trop. 22 (2): 53–58. [ Links ]
Ortiz, E., y E. Simón. 1993. Crecimiento y desarrollo de plántulas provenientes de granos deformados del cafeto (Coffea arabica Lin.) Parte I. Vivero. Cultivos Trop. 14 (2–3): 89–91. [ Links ]
Rojas Castro, H. 2004. El manejo de almacigales de café en bolsa. Rev. Icafe 4 (2): 1–7. [ Links ]
Salazar–Arias, J. 1996. Efecto del tamaño de la bolsa del almácigo sobre la producción de café. Cenicafé 47(3): 115–120. [ Links ]
Somma, F., J. W. Hopmans, and V. Clausnitzer. 1998. Transient three–dimensional modelling of soil water and solute transport with simultaneous root growth, root water and nutrient uptake. Plant and Soil 202 (2): 281–293. [ Links ]
Van Wijk, M. T., M. Williams, L. Gough, S. E. Hobbie, and G. R. Shaver. 2003. Luxury consumption of soil nutrients: a possible competitive strategy in above–ground and below–ground biomass allocation and root morphology. J. Ecol. 91 (4): 664–676. [ Links ]
Vásquez, M., y E. Becerril. 1994. Contenido y concentración de N, P y K en plantas de cafeto (Coffea arabica) en la etapa de vivero. Proc. Interamer. Soc. Trop. Hort. 38: 174–175. [ Links ]
Yusuf Ali, M., C. Johansen, L. Krishnamurthy, and A. Hamid. 2005. Genotypic variation in root systems of chickpea (Cicer arietinum L.) across environments. J. Agron. Crop Sci. 191 (6): 464–472. [ Links ] ]]>