Download Artículo en español

Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
CRECIMIENTO Y ABSORCIÓN DE NUTRIENTES EN PIÑA
(Ananas comosus, VAR. MD-2) EN EL TRÓPICO HÚMEDO DE
COSTA RICA
H. Cruz, D. Herrera1, A. Murillo
Universidad EARTH
Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica
Recibido 2 de diciembre 2012. Aceptado 30 de abril 2013.
RESUMEN
Se realizaron curvas de crecimiento de la piña (Ananas comosus, var. MD-2), basado en la
ganancia de peso en materia fresca (MF) y materia seca (MS). También se realizaron las curvas
de absorción de macro y micronutrientes, determinando las cantidades extraídas en la fase de
desarrollo, producción y la acumulación total de los nutrientes en el ciclo del cultivo. Las curvas
mostraron una tendencia de muy bajo crecimiento y absorción de nutrientes en las primeras ocho
semanas. La demanda de nutrientes fue mayor en la fase de desarrollo, en particular de N y K.
En total las cantidades de nutrientes absorbidas por 65 000 plantas/ha fueron 639 kg/ha de N,
70 kg/ha de P, 1072 kg/ha de K, 144 kg/ha de Ca, 121 kg/ha de Mg y 55 kg/ha de Fe.
Palabras clave: curva de absorción, curva de crecimiento, materia fresca, materia seca, nutrición
vegetal, nutriente, piña.
ABSTRACT
Pineapple (Ananas comosus var. MD-2) growth curves were developed based on fresh weight
(FW) and dry matter (DM). Absorption curves of macro and micronutrients were also calculated,
determining the amount of nutrients extracted in the growth and production phases, and total
accumulation of nutrients in the crop cycle. The curves showed a very low growth and nutrient
uptake trend in the first eight weeks. The nutrient demand was greater during the development
stage, particularly for N y K. In total, nutrients absorbed by 65 000 plants/ha were 639 kg/ha N,
70 kg/ha P, 1072 kg/ha K, 144 kg/ha Ca, 121 kg/ha Mg, and 55 kg/ha Fe.
Key words: absorption curve, growth curve, fresh matter, dry matter, plant nutrition, nutrient,
pineapple.
INTRODUCCIÓN
La planta de piña pertenece a la familia de las Bromeliaceae e incluye unas dos mil especies. Es
una planta herbácea, monocotiledónea, perenne del genero Ananas y la especie comosus
(Jiménez, 1999). Recién sembrada, las raíces primarias tienen vida corta; generalmente las
mayorías de las raíces adventicias que remplazan a las primeras son fibrosas formando un
pequeño y compacto sistema radical en la base del tallo (Jiménez, 1999). Según Jiménez (1999),
una vez desarrollado, el tallo mide hasta 80 mm a 100 mm de diámetro. El tallo da soporte a las
estructuras aéreas además de poseer las yemas para el desarrollo de retoños y raíces. Las raíces
axilares, según Nakasone y Paull (1998), tienen la capacidad de absorber agua y nutrientes
facilitando la utilización de los nutrientes aplicados de forma foliar. La reproducción se da por
1
Contacto: Daniel Herrera (dherrera@eaerth.ac.cr)
ISSN: 1659-2751
12
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
medio de hijos de la misma planta; existiendo una correlación positiva entre el peso del retoño y
la generación de raíces (Jiménez, 1999).
Las hojas retienen un 7 % del agua absorbida por las raíces. En edad madura se presenta entre 60
y 80 hojas, con pocos números de estomas en el envés (Jiménez, 1999). Las hojas mantienen sus
estomas cerrados durante gran parte del día (9 a.m. a 2 p.m.), convierto a la piña en una planta
muy eficiente en el uso de agua (Nakasone y Paull, 1998). Para fines de investigación, la hoja D
es la más utilizadas para medir el estado nutricional de la planta, cuyo contenido de nutrientes
depende muchos factores entre ellos la sección de la hoja muestreada (Nakasone y Paull, 1998).
En una planta adulta, según Malézieux et al. (2003), las hojas representan un 80 % de la materia
fresca (MF) o materia seca (MS) total durante el desarrollo vegetativo. Estudios realizados por
Hernández y Tello (2011) revelan porcentajes en promedio de 87 % en MF.
La planta de piña tiene la facilidad de poder absorber fácilmente la mayoría de los nutrientes a
través de la cutícula de las hojas y de las raíces axilares. Comúnmente, la mayoría de los
nutrientes son suministrado vía foliar. El Ca, debido a la insolubilidad de sus sales y el pH
alcalino de conductores como el floema, se aplica directamente al suelo, por medio de encalados
(Jiménez, 1999).
Identificando los estadios donde la acumulación de peso en MF y MS es mayor y correlacionarla
con la demanda de nutriente obtenidas a través de las curvas de absorción de nutrientes (N, P, K,
Ca, Mg y Fe) en piña (var. MD-2), representa una herramienta cuantitativa de la cantidad de
estos nutrientes que la planta demanda en todo su ciclo vegetativo. En este proyecto se realizó
una curva de acumulación de MF y MS, con el fin representar gráficamente el desarrollo de una
plantación de piña. La investigación se realizó en dos plantaciones ubicadas en diferentes sitios
con la finalidad de conocer la variación del comportamiento de las curvas. Al identificar los
momentos donde la planta realmente demanda cantidad de nutrientes necesarios para su
desarrollo, y ajustando el programa de fertilización a las curva de demanda de nutrientes, no
solamente se hace un uso eficiente de los fertilizantes, sino de otros recursos que demanda
inversiones altas. Se reduce el efectos de sobredosificación y deficiencia de nutriente, menor
impacto ambiental; en general la investigación representa un aporte al manejo de sostenible de
las plantaciones de piña.
MATERIALES Y MÉTODOS
En dos fincas del cantón de Sarapiquí, se muestrearon plantas de piña (var. MD-2). Esta variedad
fue creada por el Instituto de Investigación de Piña, en sus siglas en ingles PRI (Pinneaple
Research Institute) y está caracterizado por su madurez temprana y crecimiento rápido. Además
se clasifica como una fruta de doble propósito: proceso y mercado fresco y de una vida de
almacenamiento alta (Jiménez, 1999). En los lotes donde se extrajeron las muestras, se
sembraron con hijos guías con pesos de 350 g a 500 g de peso. La densidad de siembra en ambas
fincas fue de aproximadamente de 65 000 plantas/ha.
Se recolectaron plantas a diferentes edades, con tres repeticiones y completamente al azar, en la
parte media del lote establecido para la investigación en ambas fincas, para análisis
independientes. Las plantas recolectadas para el primer muestreo (semana 0) fueron de hijos
guías utilizados para la siembra del mismo lote donde se mostraron las demás plantas para el
estudio. Ahí se extrajeron plantas con edades de 7, 12, 18, 22, 26 semanas después de siembra
(SDS) para evaluar la etapa de crecimiento o vegetativa. La inducción floral o “forza” (semana
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
13
30) determinó la etapa media de muestreo. La última etapa del muestreo fueron las semanas 37,
44, 48 y 54 para evaluar la fase reproductiva del cultivo.
Cada planta muestreada fue seccionada en sus órganos (raíz, tallo, hoja y fruta). En las últimas
semanas 44, 48 y 54, donde la planta presentó un fruto bien desarrollado, se separó la planta en
corona y fruta. También se consideró el retoño como parte de la planta para semana 54. Por cada
muestra, se determinó el peso fresco para la elaboración de la curva de acumulación de MF.
Posteriormente, se colocaron el material en un horno a 60 °C hasta obtener un peso seco
constante para elaborar la curva de acumulación de MS. Antes de colocar las muestras dentro del
horno, se extrajeron la parte de los órganos que serían utilizados para el análisis químico
completo para la elaboración de las curvas de extracción de macro y micronutrientes. En el caso
de la hoja, no se seleccionó la hoja D, como describe la bibliografía, porque ésta determina el
estado nutricional en un momento especifico. Por el cual, se seleccionó dos hojas de la parte
inferior de la planta, dos del medio y dos de la parte superior, con la finalidad de obtener el
contenido nutricional total de la planta más representativo.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En las primeras ocho semanas, no existió un aumento en MF o MS. A partir de la semana 9, los
pesos aumentaron, por ende, comenzó el crecimiento a medida la edad del cultivo avanza
(Figura 1). Este aumento exponencial en la acumulación de MF y MS se dio por los procesos
fisiológicos de la planta que fueron más acelerados, favorecidos por el desarrollo foliar que
permitió una mayor captación de luz, CO2 y nutrientes aplicados, así como el desarrollo del
sistema radicular que contribuyó a una mejor extracción de nutrientes del suelo (etapa vegetativa
del cultivo). Para el caso de la acumulación de MF, el crecimiento exponencial encontró su punto
máximo alrededor de la semana 48, punto donde se estabilizó hasta la semana 54, momento de la
cosecha (Figura 1). Contrario, en la MS la ganancia máxima fue justamente en la última semana
(Figura 1). En ambos casos, el punto máximo de la curva coincidió con la etapa de madurez
fisiológica, donde se produjo el desarrollo del fruto (Figura 1).
1000
Materia fresca
Materia seca
6000
800
4000
600
3000
400
2000
200
80
60
40
20
1000
0
0
0
10
20
30
40
50
60
Crecimiento (%)
5000
100
Relativo
Acumulativo
Materia seca (g/planta)
Materia fresca (g/planta)
7000
0
0
10
20
30
40
50
60
Edad plantación (SDS)
Figura 1. Curva de crecimiento y acumulación de MF y de MS (izquierda) y crecimiento
relativo y acumulado (derecha) de una plantación de piña durante el ciclo vegetativo.
En cada semana, el crecimiento relativo no fue constante a lo largo del ciclo del cultivo
(Figura 1), siendo después de la inducción floral donde se obtuvo el porcentaje de crecimiento
14
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
relativo mayor e igual para ambas fincas. Esto afirma que la inducción floral si obliga a la planta
a responder de inmediato al estrés provocado por esta práctica. Esta inducción debe estar
relacionada con otros factores internos y externos del cultivo, como describe Jiménez (1999),
como la densidad, edad, época del año, nivel de N en la planta, clima, variedad, volumen de
aplicación, dosis del agente de inducción y ubicación geográfica. En las semanas antes de la
forza, el crecimiento relativo y acumulado fue similar para ambas fincas en porcentaje. Sin
embargo, existió un periodo entre las semanas 8 y 18 (SDS) donde el crecimiento acumulado fue
bajo (Figura 1).
Acumulación de materia (g/planta)
En las primeras 30 SDS, la acumulación de MF y MS se dio principalmente en las hojas en
promedio 88 %, seguido del tallo que representó en promedio 9 % (Figura 2). La raíz comenzó a
representar un valor en MF y MS a partir de la semana 8 y reduciendo en las últimas cuatro
semanas antes de la forza. Posterior a la forza (30 SDS), la cantidad acumulada de MF y MS
disminuyó en la hoja, representando en la semana de cosecha un 52 % de la biomasa acumulada
(Figura 2). A partir de las semana 44 el fruto comenzó a tomar forma, y representó un 14 % del
peso total de la planta. Esto aumentó cada siguiente semana, alcanzando una acumulación
máxima de 30 % del peso total de la planta (Figura 2). Esta disminución y aumento entre los
órganos que conforman la planta, según Bartholomew et al. (2003), se da por la capacidad que
tiene la planta de movilizar agua y nutrientes de un tejido a otro. Las hojas pueden translocar
18 % y hasta un 26 % de su peso a órganos reproductivos en formación (Bartholomew et al.,
2003).
4000
600
Materia fresca
Raíz
Tallo
Hoja
Fruta
Corona
Hijos
3000
2000
Materia seca
500
400
300
200
1000
100
0
0
0
10
20
30
40
50
60 0
10
20
30
40
50
60
Edad plantación (SDS)
Figura 2. Acumulación de MF y MS en cada órgano de la planta de piña.
La cantidad de nutrientes absorbido por la planta de piña aumenta con la edad; en el estudio de la
curva de extracción de nutrientes realizado por Gambin (2011) muestras esta tendencia. Otros
autores como Malézieux y Bartholomew (2003) mencionan que la cantidad de nutrientes de
puede aumentar disminuir o mantenerse estable dependiendo del nutriente y del tejido. Para la
cantidad de N extraída durante el ciclo del cultivo, en total 639 kg/ha, se encontraron tres
periodos de absorción (Figura 3). De la 0 a 10 semanas las absorción fue; otros autores como
Malézieux y Bartholomew (2003) mencionan que el requerimiento del N es bajo en los primeros
16 SDS. Durante las semanas 10 a 30 la absorción fue constantemente ascendente; a partir de ahí
donde coincidió con la inducción (semana 30) hasta la semana de cosecha (Figura 3). En este
periodo la absorción de N estuvo en aumento constante pero en menor cantidad comparada con
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
15
el periodo dos, coincidiendo con estudios de Malézieux y Bartholomew (2003) quienes afirman
que el contenido de N total se mantiene constante desde la inducción floral hasta la cosecha.
700
80
N
Extracción (kg/ha)
600
P
70
60
500
50
400
40
300
30
200
20
100
10
0
0
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Edad plantación (SDS)
Figura 3. Curva de extracción de N (izquierda) y P (derecha) en piña en su ciclo vegetativo.
El P desempeña un papel muy importante en la transformación de energía dentro de la planta. La
demanda de P en la planta de piña durante el ciclo del cultivo presentó cuatro etapas marcadas.
La primera fue de baja absorción (semana 0 y 10) y en la segunda etapa comenzó con un ligero
aumento de absorción de P de la semana 10 a la semana 12 (Figura 3). Después ésta, la demanda
volvió a otra etapa estable hasta las 22 semanas. A partir de esa semana comenzó la etapa de
máxima absorción hasta la 48, y la última fase donde el P aumentó en su absorción máxima
(Figura 3), al presentarse una absorción considerable en el fruto. En total, el cultivo absorbió
70 kg/ha de P.
El K es el elemento con mayor demanda por la planta. En los resultados de la curva de
extracción de K (Figura 4) la extracción total fue alrededor de 1070 kg/ha, confirmando su alto
requerimiento por la planta. Por ende, es importante que el suministro se adecuado y suficiente a
través del programa de fertilización. Hepton (2003) describe que los requerimientos de K es alto,
debido que la planta remueven cantidades importantes de este elemento. La función fisiológica
del K se relaciona con la síntesis de proteínas y carbohidratos, con este último con la relación
que existe con la fotosíntesis (Jiménez 1999). La demanda de K se pudo definir en tres etapas del
cultivo; las primeras ocho semanas constituyen la primera etapa donde el requerimiento fue bajo
(Figura 4). Malézieux y Bartholomew (2003) aseguran que los primero 16 SDS la demanda de
este nutriente es baja. Esto se contradice con los resultados de la segunda etapa, donde a partir de
la 8 SDS la demanda creció hasta la semana 44 (etapa 2); confirmando lo que autores como
Malézieux y Bartholomew (2003) describe a la planta de piña como una planta eficiente e la
extracción de K del suelo. La tercer y última etapa la demanda de K fue similar a última semana
de etapa 2, pero su absorción se estabilizó con menores aumentos (Figura 4).
16
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
1200
160
K
Extracción (kg/ha)
1000
Ca
140
120
800
100
600
80
60
400
40
200
20
0
0
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Edad plantación (SDS)
Figura 4. Curva de extracción de K (izquierda) y Ca (derecha) en piña en su ciclo vegetativo.
En las dos plantaciones estudiadas la demanda de Ca en las primeras 8 SDS fueron bajas,
presentándose una mayor demanda en la semana de siembra (Figura 4). Alcántar y Trejo (2009)
mencionan que el Ca activa la elongación y la multiplicación en los tejidos meristemáticos y, en
general, Ca ejerce una acción favorable sobre el crecimiento radical. A partir de la semana 8 la
demanda de este nutriente por la planta de piña fue mayor hasta la semana 48 (Figura 4). En esta
última la extracción de Ca alcanzó su pico máximo y se mantuvo hasta la cosecha. En ambas
fincas el comportamiento de la extracción fue similar, en promedio 144 kg/ha de Ca. Autores
como Malézieux y Bartholomew (2003) aseguran que el requerimiento de este nutriente por la
planta de piña es bajo. Otros autores, como Pascual y Noguera (1988), aseguran que el contenido
de Ca en las mayoría de las planta es alto variando entre cultivos en un (0.5 % a 3.6 % sobre la
MS). Las recomendaciones de aplicación de Ca deben ser dirigida al suelo; sin embargo, en
ambas plantaciones se realizaron aplicaciones foliares después de las diferenciación floral para
mejorar la calidad del fruto.
La principal función del Mg es formar parte de la molécula de clorofila, esencial para el
crecimiento de la planta. Inicialmente en las primeras 8 semanas la absorción de Mg fue baja
(Figura 5). A partir de la semana 9 comenzó un aumento progresivo en la extracción de Mg hasta
la semana de cosecha, con un total de 121 kg/ha. En la última semana, en una de las
plantaciones, se presentó una caída del Mg, el cual se debe a una mayor concentración de los
órganos de las plantas muestreadas en la semana 48 comparadas con las muestreadas en la
cosecha. Cuando la planta de piña comienza con su etapa de crecimiento vegetativo, comienza
una mayor demanda de Mg (Jiménez, 1999).
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
140
70
Mg
120
Extracción (kg/ha)
17
100
50
80
40
60
30
40
20
20
10
0
0
0
Fe
60
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Edad plantación (SDS)
Figura 5. Curva de extracción de Mg (izquierda) y Fe (derecha) en piña en su ciclo vegetativo.
La tendencia del Fe a formar compuestos quelatados y su capacidad para cambiar de valencia
(Fe2+ a Fe3+), son características importantes en las que radican su numerosas funciones
fisiológicas, como parte de las proteínas y es un cofactor de más de 130 enzimas que catalizan
reacciones únicas e intervienen en el proceso de fotosíntesis, respiración, reducción de nitratos y
sulfatos. Más del 63 % del Fe en la planta se localiza en el follaje formando parte o unido a
proteínas. La demanda de Fe por la planta de piña, semanalmente, aumentó. En total, la cantidad
de Fe extrajo por el cultivo fue 55 kg/ha (Figura 5). La disponibilidad de este nutriente en la
planta de piña dependerá de factores relaciones con el suelo. Jiménez (1999) describe que si el
pH es muy alto o bajo, el Fe no estará disponible y Pascual (1988) afirma que suelos inundados
puede elevar la concentración de Fe disponible.
CONCLUSIONES
La planta de piña durante su ciclo presentó tres etapas de crecimiento aunque el crecimiento
semanal varió. La primera etapa de adaptación fue caracterizada por su bajo crecimiento. En la
segunda etapa, la planta estaba marcada por el comienzo de periodo vegetativo, donde la planta
comenzó a demandar mayor energía y ser más eficiente en su uso. El K fue un elemento de alta
demanda, seguido del N. La última etapa, la reproductiva, fue provocada por un estrés al
meristemo o ápice por medio de la forza o inducción floral. El fruto en las últimas semanas
representó casi el 30 % de total de MF y MS.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio se pudo realizar gracias al financiamiento brindado por la Administración
Académica y la Unidad de Investigación de la Universidad EARTH, Guácimo, Costa Rica.
LITERATURA CITADA
Alcántar, G. y Trejo, LI. 2009. Nutrición de cultivos. México D.F. (MX) : Colegio de
Posrgraduados, Mundi-Prensa. p. 9 -81. ISBN 978-968-7492-42-6.
Gambin, JS. 2011. Curva de absorción de nutrientes en el cultivo de piña (Ananas comosus)
[Proyecto de Graduación Lic. Ing. Agr.]. Guácimo (CR) : Universidad EARTH. 35 p.
18
Cruz et al. / Tierra Tropical (2013) 9 (1): 11-18
Hepton, A. 2003. Cultural system. In Bartholomew, DP.; Paull, RE. y Rohrbach, KG. (eds.). The
pineapple: botany, production and uses. Oxon (UK) : CABI Publishing. p. 109-142. ISBN 085199-503-9.
Hernández, GA. y Tello, N. 2011. Crecimiento de piña (Ananas comosus) en una finca del
trópico húmedo de Costa Rica [Proyecto de Graduación Lic. Ing. Agr.]. Guácimo (CR) :
Universidad EARTH. 26 p.
Jiménez, JA. 1999. Manual práctico para el cultivo de piña de exportación. 1a ed. Cartago
(CR) : Editorial Tecnológica de Costa Rica. 224 p. ISBN 9977-66-104-9.
Malézieux, E. y Bartholomew, DP. 2003. Plant nutrition. In Bartholomew, DP.; Paull, RE. y
Rohrbach, KG. (eds.). The pineapple: botany, production and uses. Oxon (UK) : CABI
Publishing. p. 143-166. ISBN 0-85199-503-9.
Malézieux, E.; Cote, F. y Bartholomew, DP. 2003. Crop environment, plant growth and
physiology. In Bartholomew, DP.; Paull, RE. y Rohrbach, KG. (eds.). The pineapple: botany,
production and uses. Oxon (UK) : CABI Publishing. p. 69-108. ISBN 0-85199-503-9.
Nakasone, HY. y Paull, RE. 1998. Tropical fruits. Oxon (UK) : CAB International. 464 p. ISBN:
0851992544.
Pascual, B. y Noguera, V. 1988. Fitotecnia general. Valencia (ES) : Universidad Politécnica de
Valencia. p. 219-365. ISBN 84-7721-008-x.