Agronomía Tropical 46(4):353-369

EXTRACCIÓN Y EFICIENCIA DE RECUPERACIÓN DE NITRÓGENO POR 
PLANTAS DE PIMENTÓN SOMETIDAS A DIFERENTES DOSIS Y 
FRACCIONAMIENTOS DEL ELEMENTO

Reinaldo Pire * y Omar Colmenarez **

* Profesor. Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado. 
Postgrado de Horticultura. Apdo. 400. Barquisimeto 3001. Venezuela.
** FONAIAP. Centro de Investigaciones Agropecuarias del 
Estado Yaracuy. Yaritagua 3203, estado Yaracuy. Venezuela

RECIBIDO: noviembre 28, 1994.

RESUMEN

Se determinó el nivel de extracción de nitrógeno, así como la eficiencia de recuperación del elemento en plantas de pimentón var. Keystone Resistant Giant No. 3, bajo diferentes tratamientos de fertilización nitrogenada, en la zona de Tarabana, estado Lara. Las dosis utilizadas fueron de 0, 90, 180, 270 y 360 kg/ha, fraccionadas en 1, 2 ó 3 partes. En general, los mayores niveles de extracción ocurrieron con la dosis de 90 a 270 kg/ha de nitrógeno, mientras que no existió una tendencia definida ante el fraccionamiento. En promedio, la extracción por la planta a los 77 días de edad fue de 97,65 kg/ha distribuidos en 2,78 % en la raíz, 4,85% en el tallo, 20,87% en las hojas y 69,15% en los frutos. La eficiencia de recuperación del nitrógeno aplicado fue baja debido posiblemente al aporte del nitrógeno presente en forma natural en el suelo, y la misma disminuyó uniformemente ante el incremento de las diferentes dosis utilizadas. 

Palabras Clave: Capsicum annuum L., nitrógeno, fertilización. 

INTRODUCCIÓN

El nitrógeno es el elemento más abundante en los vegetales después del carbono, el hidrógeno y el oxígeno, ya que participa en los procesos de crecimiento como un componente estructural y funcional (BARCELO et al., 1982).

En el caso del cultivo de pimentón la deficiencia de nitrógeno retarda el crecimiento, produciendo plantas débiles y hojas cloróticas (MILLER, 1961). Los síntomas aparecen cuando la concentración de nitrógeno en la hoja desciende a valores menores de 4% (THOMAS y HEILMAN 1964).

Existen diversos estudios que muestran la respuesta del pimentón a las aplicaciones del fertilizante nitrogenado, entre ellos destacan los incrementos del crecimiento vegetativo (THOMAS y HEILMAN, 1967; STROEHLEIN y OEBKER, 1979; IGLESIAS et al., 1987), del número de flores y frutos (MAYNARD et al., 1962; ALBERGTS, 1971) y del rendimiento (THOMAS y HEILMAN, 1964; LOCASCIO y FISKELL, 1979. Por otra parte, EVERETT y SUBRAMANYA (1983), VILORIA DE ZOGHBI (1989), y AÑEZ y TAVIRA (1993) no encontraron respuestas estadísticamente significativas de los rendimientos del pimentón a la fertilización nitrogenada.

Las dosis del nitrógeno consideradas suficientes varían de acuerdo con las condiciones particulares de cada lugar. Por ejemplo, THOMAS y HEILMAN (1964) y STROEHLEIN y OEBKER (1979) señalan que dosis de N cercanas a 100 kg/ha incrementaron el rendimiento; sin embargo dosis más altas, produjeron un exceso de follaje. OZAKI (1961) encontró como excesivo 392 kg/ha. GONZALEZ y BEALE (1987) determinaron que la mejor respuesta se obtuvo con 300 kg/ha, mientras que ALBREGTS (1971) señaló la dosis de 336 kg/ha como la mejor.

El objetivo del presente trabajo fue estudiar los niveles de extracción y utilización del nitrógeno, aplicado al suelo, sobre el cultivo del pimentón en la localidad de Tarabana, estado Lara.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se sembraron plantas de pimentón Keystone Resistant Giant No. 3, en camellones separados entre sí a 80 cm y a una distancia entre hileras de 30 cm, en la Estación Experimental de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado en Tarabana.

El suelo usado es de textura franca, moderadamente alcalino y de baja salinidad. El contenido promedio de materia orgánica es de 2,6% en los primeros 40 cm del perfil de suelo (Cuadro 1).

Las dosis de nitrógeno utilizadas fueron de 0, 90, 180, 270 y 360 kg/ha usando como fuente sulfato de amonio. El nitrógeno se fraccionó en tres diferentes formas con el objeto de disminuir posibles pérdidas por lavado: a) todo el nitrógeno aplicado a los 8 días después del transplante, b) fraccionado en dos partes iguales a los 8 y 14 días, y c) fraccionado en tres partes iguales a los 8, 24 y 54 días. Se aplicó superfosfato triple y sulfato de potasio en dosis fijas de 190 y 300 kg/ha de P₂O₅ y K₂O respectivamente, con la primera aplicación del nitrógeno. El fertilizante se aplicó en banda a 10 cm de profundidad.

Los tratamientos se probaron en un diseño de bloques al azar con 4 repeticiones con un arreglo de parcelas divididas. Las dosis de nitrógeno correspondieron a las parcelas principales y el fraccionamiento a las subparcelas. Cada parcela experimental se formó con 6 hileras de 10 m de largo cada una.

Después del establecimiento de las plántulas, luego del transplante, se aplicaron riegos una vez por semana. A los 28 días después del transplante se iniciaron las mediciones para determinar la tasa de crecimiento. Cada muestra consistió de dos plantas cortadas a ras del suelo, en cada parcela experimental; se separaron tallos, hojas y frutos, los cuales se secaron en estufa hasta peso constante.

A los 77 días, cuando las plantas alcanzaron los valores más altos de peso seco, se determinó la concentración de nitrógeno en submuestras provenientes de la raíz, el tallo, las hojas y los frutos, mediante el método de microkjeldahl. Estas concentraciones, junto al peso seco de cada órgano, permitieron calcular la extracción de nitrógeno para ese momento, mediante la siguiente relación:

La sumatoria de la extracción de los diferentes órganos representó la extracción total por la planta.

Las raíces fueron obtenidas al extraer toda la planta junto a un bloque cúbico de tierra de 30 cm de lado. Las raíces fueron lavadas cuidadosamente con agua para eliminar cualquier residuo del suelo.

En el caso de los frutos, el peso seco estuvo representado por el total acumulado en las cinco cosechas realizadas.

La eficiencia de recuperación del nitrógeno aplicado se calculó de acuerdo con el criterio de DOYLE y HOLFORD, 1993:

El análisis de la varianza se realizó con la ayuda de un programa especialmente diseñado en "Lotus" para este fin. Las ecuaciones de regresión se generaron mediante el paquete estadístico Cohort2 (Cohort2 - Costat, version 4.21).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las siguientes ecuaciones de regresión muestran que la concentración de nitrógeno tanto en el tallo como en las hojas de la planta, a los 77 días después del transplante, reflejaron mejor que la raíz las diferentes dosis del elemento aplicado al suelo. El fruto, por su parte, no mostró ningún tipo de correlación.

Y_tallo = 1,86 + 0,0011 X; R²= 0,19 **

Y_hoja = 4,43 + 0,0011 X; R²= 0,18 **

Y_raíz = 2,09 + 0,0005 X; R²= 0,07*

Y_fruto = Sin significancia estadística

( Y es el % de N en cada órgano y X es la dosis de N en kg/ha )

Los bajos coeficientes de determinación observados podrían, en parte, atribuirse a que la información utilizada para este análisis fue recabada a los 77 días desde el transplante, cuando ya había transcurrido considerable tiempo desde las aplicaciones del fertilizante. En ese tiempo, el fertilizante pudo sufrir importantes cambios a través de procesos en el suelo que afectasen su disponibilidad. Así mismo, es de destacar que en este tipo de análisis pocas veces se encuentran altos niveles de correlación debido a que las respuestas de la planta normalmente están afectadas por complejas interrelaciones de índole biológico y ambiental. En este sentido, HURTADO (1978) encontró que el grado de asociación entre la concentración de nitrógeno foliar y las dosis aplicadas disminuían con el tiempo, lo cual fue asociado con las posibles pérdidas de nitrógeno en el suelo a lo largo del ciclo del cultivo.

Respecto a la materia orgánica, donde el contenido promedio es de 2,60% en los primeros 40 cm de profundidad del suelo (Cuadro 1), pudo ser una fuente importante de nitrógeno para el cultivo a través de los procesos de mineralización (SANCHEZ, 1976). En este caso, el grado de asociación entre la concentración de nitrógeno en el tejido vegetal y las dosis aplicadas estaría disminuido

El Cuadro 2 muestra los valores promedios de la concentración de nitrógeno en cada uno de los órganos estudiados a los 77 días después de transplante. Igualmente se observa que el porcentaje de nitrógeno en las hojas fue notoriamente superior al resto de los órganos, seguido por los frutos, raíz y tallo. Esto coincide parcialmente con lo indicado por ZORNOZA y AROZARENA (1986) quienes encontraron valores promedios de 4,22, 3,07, 2,22 y 2,13 % en hojas, frutos, tallo y raíz, respectivamente; es decir, estos autores hallaron mayor concentración de nitrógeno en el tallo que en la raíz. Esta pequeña diferencia se explicaría debido a que en este trabajo fueron analizadas sólo las ramas, sin incluir el tallo principal de la planta.

El valor de 2,53 % de nitrógeno encontrado en los frutos (Cuadro 2) corresponde a lo señalado por THOMAS y HEILMAN (1964), quienes encontraron un rango de 2,29 a 2,78 % en frutos grandes listos para la cosecha.

Por otra parte el valor promedio de nitrógeno en las hojas fue de 4, 63% (Cuadro 2). LOCASCIO y FISKELL (1979) obtuvieron respuestas a las aplicaciones de nitrógeno en plantas de pimentón que presentaban concentraciones foliares inferiores a 3,8%, mientras que THOMAS y HEILMAN (1964) hallaron niveles de suficiencia cuando se alcanzaban valores superiores al 4% del elemento. Esto podría indicar que, en el presente estudio, donde la concentración de nitrógeno foliar fue siempre superior al 4% aun en las plantas no fertilizadas, el suelo habría aportado cantidades considerables de nitrógeno, independientemente de las dosis aplicadas del fertilizante.

La Figura 1-A muestra las tendencias del peso seco total de la planta en función de las dosis de fertilización y la edad del cultivo. El peso seco aumentó con las dosis ubicadas entre 90 y 180 kg/ha de nitrógeno para todas las edades, y en la mayoría de los casos la dosis máxima de 360 kg/ha produjo los menores valores, situándose por debajo del testigo. Este comportamiento pudiera estar asociado a un efecto de toxicidad por acumulación de nitritos (SANCHEZ, 1976) y/o a una merma en la capacidad de absorción de agua debido a la disminución del potencial osmótico en la zona de mayor concentración de las raíces (KRAMER, 1983) cuando se utilizan dosis muy elevadas del fertilizante. En este sentido BARKER y MILLS (1980) señalan que el amonio es absorbido con facilidad por las raíces, pero que la tasa de absorción no debe exceder la tasa de asimilación porque de lo contrario se producirían reacciones tóxicas en la planta.

FIGURA 1. Relación entre el peso seco de la planta de pimentón y la edad, en función de las dosis de nitrógeno (A) y del fraccionamiento (B) (m.d.s. 0.05 = 1,24 para el efecto de las dosis a los 84 días y m.d.s. 0,05 = 0,84 para el efecto del fraccionamiento a 77 días).

Aunque el fraccionamiento del nitrógeno mostró, en algunas fechas, que el suministro en tres porciones resultó en mayor acumulación de peso seco (Figura 1-B), las tendencias no mostraron una secuencia claramente definida.

Independientemente de las dosis y fraccionamientos utilizados, el peso seco acumulado aumentó paulatinamente con la edad del cultivo, para finalmente disminuir en la última semana de muestreo debido a la pérdida de masa foliar por senescencia de las plantas. La tasa mayor de crecimiento ocurrió entre los 42 y 47 días después del transplante. Durante dicho período, el peso seco se incrementó desde 0,2 hasta 1,6 t/ha, correspondiendo estrechamente con lo encontrado por LOCASCIO et al. (1985), quienes señala un máximo crecimiento del peso entre la quinta y undécima semana con un incremento de 0,07 hasta 1,8 t/ha.

La Figura 2 muestra las curvas de acumulación de materia seca con la edad de la planta, en el tallo, hojas y frutos, así como en toda la parte aérea de la planta, con un promedio global de los diferentes tratamientos. Se observa, especialmente en la curva correspondiente a toda la parte aérea, 4 fases bien definidas. La primera fase suscribe un crecimiento lento hasta los 42 días, la segunda un crecimiento lineal ascendente entre 42 y 70 días, la tercera un crecimiento desacelerado entre 70 y 77 días, y, finalmente, un crecimiento negativo entre los 77 y 84 días de edad. La distribución del peso de la materia seca en el tallo, hojas y frutos coincidió en buena parte con la encontrada por MILLER et al. (1979) para este cultivo.

El Cuadro 3 registra la extracción de nitrógeno por los diferentes órganos de la planta a los 77 días de edad. Se detectaron diferencias estadísticas en la extracción por parte de las hojas tanto para las diferentes dosis como para los fraccionamientos. Así mismo, el análisis estadístico mostró efectos significativos de las dosis sobre la extracción por parte del tallo y del fraccionamiento sobre la extracción del fruto.

FIGURA 2. Acumulación de materia seca en los diferentes órganos de las plantas en función de la edad.

Respecto a las dosis, se observó una tendencia no lineal donde la extracción por parte de las hojas se incrementó desde un valor de 17,54 kg/ha con la no aplicación de nitrógeno hasta 23,21 kg/ha con la dosis de 180 kg/ha; posteriormente, ocurrió un descenso en la extracción hasta 19,14 kg/ha con la dosis máxima de nitrógeno. Con respecto al fraccionamiento, la extracción por parte de las hojas no siguió una tendencia definida.

En términos generales, la mayor acumulación fue alcanzada por el fruto, seguido por las hojas, el tallo y la raíz (Figura 3). El valor promedio de acumulación por parte de la raíz representó sólo el 57% de lo extraído por el tallo, lo cual pudiera ser atribuible a una condición natural de la especie y/o que el método utilizado para la obtención de raíces no permitió recuperar la totalidad de ellas en el suelo. El promedio de extracción por toda la planta determinado a los 77 días de edad fue de 97,65 kg/ha de nitrógeno (Figura 3).

FIGURA 3. Extracción de nitrógeno en los diferentes órganos de la planta.

La Figura 4 muestra la tendencia de la eficiencia de recuperación del nitrógeno a medida que se incrementó la dosis. La eficiencia descendió a una tasa casi constante variando desde 8,78% con la dosis de 90 kg/ha hasta su valor mínimo de 0,68% con la dosis de 360 kg/ha. Las eficiencias de recuperación fueron bastante bajas si se comparan con los valores mínimos señalados por SANCHEZ (1976) los cuales oscilan alrededor del 20%.

Lo anterior refuerza la presunción de que el suelo fue capaz de suministrar cantidades importantes de nitrógeno. De acuerdo a la ecuación utilizada para calcular la eficiencia de recuperación (DOYLE y HOLFORD, 1993), la eficiencia será menor en la medida que sea mayor la cantidad del elemento aportado por el suelo sin fertilizar. Por otra parte, la eficiencia disminuye a medida que aumentan las dosis del fertilizante, especialmente si las dosis llegan a ser excesivas, como presumiblemente ocurrió en este experimento.

RAIKOVA y RANKOV (1984), utilizando N¹⁵, encontraron que, en promedio, la planta absorbía alrededor del 80% del nitrógeno aplicado como fertilizante en diferentes dosis, mientras que el 20% restante era aportado por el suelo. Los autores señalan que el contenido de materia orgánica era de 1,4%. En el presente estudio, donde los contenidos de materia orgánica del suelo eran mayores (Cuadro 1), se habría disminuido sensiblemente la contribución del fertilizante aplicado.

El Cuadro 4 (a y b) registra el rendimiento total en función de las dosis y fraccionamiento del nitrógeno. Este parámetro mostró un comportamiento de tendencia no lineal con las dosis aplicadas (Cuadro 4-a), mostrando una acentuada similitud con la tendencia de extracción de nitrógeno por la planta. El rendimiento incrementó desde 11,52 t/ha ante la no aplicación de nitrógeno hasta 12,74 t/ha con la dosis de 90 kg/ha. Dosis por encima de este valor generaron un ligero descenso del rendimiento para finalmente des-cender marcadamente hasta 10,64 t/ha con la dosis máxima del fertilizante. THOMAS y HEILMAN (1964), y STROEHLEIN y OEBKER (1979) mencionan que dosis por encima de determinado nivel disminuyen el rendimiento, pero aumentan el follaje de la planta, lo cual podría interpretarse como un desbalance en la repartición de los asimilados. En este estudio, sin embargo, la dosis de 360 kg/ha produjo disminución tanto del rendimiento como del peso de la materia seca, lo cual correspondería más bien a un efecto de toxicidad y/o merma de la capacidad de absorción de agua por la planta como ya se discutió anteriormente.

FIGURA 4. Eficiencia de recuperación de nitrógeno por la planta de pimentón en función de las dosis aplicadas.

Con respecto a la forma de aplicación (Cuadro 4-b), se observó una leve tendencia a incrementar el rendimiento ante el aumento del fraccionamiento, lo que podría sugerir un mejor aprovechamiento del fertilizante aplicado en varias porciones como una posible consecuencia de la disminución de las pérdidas de nitrógeno en el suelo (FRONTELA y MOREJON, 1988). Las diferencias, sin embargo, no alcanzaron a ser lo suficientemente altas para lograr significancia estadística.

CONCLUSIONES

La extracción de nitrógeno por la planta a los 77 días de edad, en promedio, fue de 97,65 kg/ha, discriminados en la siguiente forma: 2,78, 4,85, 20,87 y 69,15 kg/ha en la raíz, en el tallo, la hoja y el fruto, respectivamente.

La eficiencia de recuperación del nitrógeno aplicado presentó valores bajos lo cual fue atribuido a una consecuencia de los aportes propios del suelo. Dicha eficiencia disminuyó linealmente ante el aumento de las diferentes dosis utilizadas.

El peso seco de la planta y el rendimiento de frutos tendieron a aumentar con las dosis de 90, 180 y 270 kg/ha de nitrógeno, y a disminuir con las dosis de 0 y 360 kg/ha.

El fraccionamiento del nitrógeno no produjo una respuesta de tendencia definida, lo cual refuerza la hipótesis de que el suelo contribuyó notoriamente a suplir los requerimientos del cultivo. Por ello, futuros trabajos en este tópico deberían dirigir el fraccionamiento hacia los períodos de máxima absorción del nitrógeno y mayor acumulación de materia seca en las plantas.

SUMMARY

BIBLIOGRAFÍA

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