Red Hidroponía, Boletín No 46. 2010. Lima-Perú

EFECTO DEL SUSTRATO SOBRE LA PRODUCCIÓN DE FRESA EN SISTEMA DE COLUMNA C. Caso, M. Chang y A. Rodríguez-Delfín Universidad Nacional Agraria La Molina Centro de Investigación de Hidroponía y Nutrición Mineral INTRODUCCIÓN El cultivo de fresa en el Perú se está convirtiendo en una actividad productiva importante, principalmente en las regiones de Lima y La Libertad, tanto en lo económico como en lo social, por ser una fuente generadora de empleos entre los pobladores rurales. El cultivo de fresa requiere de suelos no salinos, ligeramente ácidos y con buen drenaje para controlar algunas enfermedades fungosas de la raíz y la corona (INIA, 1997). La producción de fresa bajo el sistema de cultivo sin suelo o hidropónico puede ser una alternativa de producción con respecto al sistema tradicional en suelo por las siguientes razones: mayor rendimiento por unidad de área, menor incidencia de enfermedades en la raíz, uso eficiente del agua y de fertilizantes, obtención de frutos más uniformes, de calidad superior y sanidad. Dentro de los diferentes sistemas de cultivo sin suelo, el sistema de columnas puede ser una opción para cultivar fresas, principalmente por la mayor densidad de plantas (28-32 m-2) con respecto a la agricultura tradicional (6 plantas m-2). El sistema de columna es adecuado para cultivar especies de plantas que tengan porte pequeño y poco desarrollo de follaje, asimismo, un sistema radicular relativamente pequeño. Las plantas deben tolerar estar colgadas contra la gravedad, teniendo sus raíces como único medio de anclaje en un sustrato inerte (Morgan, 2003). Una de las desventajas de este sistema es la desigual distribución de la luz que reciben las plantas a diferentes alturas de la columna, afectando el crecimiento y rendimiento del cultivo. El cultivo de plantas en sustratos permite un mejor control del medio ambiente radicular, particularmente de los aspectos relacionados con el suministro de agua y nutrientes (Abad, 1996; Martínez, 1997), lo que puede evitar el desarrollo de enfermedades en raíces. Otra ventaja del cultivo en sustrato, no se requiere esterilizar el sustrato con bromuro de metilo, gas peligroso cuyo uso ha sido prohibido a nivel mundial. Para este tipo de sistema se utilizan sustratos livianos y porosos; de preferencia de fácil disponibilidad para no elevar los costos de producción. El sustrato debe ser químicamente inerte y debe permitir un máximo crecimiento y desarrollo radicular, para lograr establecer una planta vigorosa (Resh, 1995; Rodríguez et al, 2004). En producción de fresas con sistema de columnas se usa la perlita y vermiculita (Resh, 1995, 1997). En Perú como en otros países latinoamericanos, estos sustratos no están disponibles; los cuales se tendrían que importar, elevando los costos de producción. Sustratos naturales alternativos que se pueden usar en sistema de columnas son la cascarilla de arroz y la piedra pómez. La cascarilla de arroz es un sustrato que abunda en zonas donde se cultiva esta gramínea. A pesar de ser un sustrato orgánico, su tasa de descomposición es lenta por su alto contenido en sílice (Ansorena, 1994; Abad, 1996). Es preferible usar la cascarilla en mezcla con otro sustrato en diferentes proporciones, para mejorar las propiedades físicas. La piedra pómez es un material volcánico y se consigue en la zona sur del Perú (Arequipa, Moquegua y Tacna); presenta una textura similar a la textura de la perlita, con la ventaja que cuesta mucho menos en las zonas de origen (Martínez, 1997). El objetivo del presente trabajo fue determinar la mejor combinación de dos sustratos naturales disponibles en el país que se puedan utilizar para la producción hidropónica de fresa bajo sistema de columnas. MATERIALES Y MÉTODOS El experimento fue realizado en el Módulo de Hidroponía de la Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú, entre el invierno (Junio) de 1999 y el verano del 2000 (Febrero). La elevación fue 244 msnm con latitud 12º 05’ Sur y longitud 76º 57’ Oeste.

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Red Hidroponía, Boletín No 46. 2010. Lima-Perú Las condiciones ambientales que prevalecieron fueron: Radiación solar 441.04 MJ m-2 mes-1; rango de temperatura: 22.4º C máxima, 15.5º C mínima; promedio de temperaturas: 20.7º C día, 17.2º C noche; promedio de humedad relativa: 85.7%; promedio de horas de sol por día: 4.97. Se instaló un sistema de columnas en un área de 5.0 m x 4.0 m donde se colocaron 24 columnas de 2.0 m de altura y 0.20 m (8”) de diámetro (6 columnas por hilera; total, 4 hileras); el distanciamiento entre columnas fue 0.9 m y, entre hileras 1.0 m. Las columnas fueron hechas con manga de polietileno de color negro de 8 micras de espesor. Las columnas fueron llenadas con dos sustratos naturales y livianos: piedra pómez (100%), cascarilla de arroz (100%) y, dos mezclas; piedra pómez y cascarilla (50%:50%) y, arena gruesa y cascarilla (75%:25%). La cascarilla de arroz no fue fermentada. El sistema de riego usado fue el de goteo abierto, no recirculante, colocándose 4 goteros de 2 litros por hora en la parte superior de cada columna; los goteros estaban conectados a microtubos de 3mm, los cuales se anclaban al sustrato a través de lancetas plásticas a diferentes altura de la columna: 0 m (2), 0.5 m y 1.0 m Con la finalidad de lograr un buen enraizamiento, antes de ser transplantadas, las plantas de fresa fueron previamente sumergidas en una solución de 50 ppm de ácido naftalenacético (NAA) durante 2 minutos. Se colocaron 26 plantas por columna; el distanciamiento entre plantas fue 0.25m. Las plantas fueron regadas con solución nutritiva preparada con solución hidropónica La Molina (Rodríguez-Delfín et al, 2004) modificada para el cultivo de fresa, aumentando las concentraciones de fósforo (45 ppm), potasio (300 ppm), magnesio (50 ppm), calcio (200 ppm) y hierro (2 ppm) (Rodríguez-Delfín et al, 2001). La solución nutritiva fue preparada en un tanque 1,000 L, y se enviaba a las columnas a través de una electrobomba de 0.5 HP; se aplicaron 6 riegos por día de 5 minutos cada uno, aplicándose 6 L de solución nutritiva por columna por día. Se realizaron lavados con agua cada 15 días para evitar la acumulación de sales en los sustratos a excepción de piedra pómez 100% que fue lavado semanalmente. El plan nutricional que se aplicó al cultivo de fresa fue variando de acuerdo a la etapa del cultivo (Caso, 2001). Para determinar las propiedades físicas de los sustratos empleados, se empleó la metodología de De Boodt et al (1974) y Martínez (1992). Se evaluaron las siguientes características: porcentaje de humedad y materia seca, análisis granulométrico, densidad real, densidad aparente, espacio poroso total, capacidad de aireación, capacidad de retención de agua. Entre las propiedades químicas se determinó el pH y CE. Se evaluó longitud, peso fresco y peso seco de raíces, densidad radicular, peso fresco y peso seco de la parte aérea y área foliar; número, peso fresco y diámetro de los frutos. El diseño del experimento fue completamente al azar con seis repeticiones (columnas). La unidad experimental fue una columna con 26 plantas. El número total de plantas fue 624 (26 plantas/m2). Los resultados fueron estadísticamente evaluados por ANVA. Las diferencias entre medias fue determinado por Duncan a P=0.05. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se encontraron diferencias significativas en el área foliar, peso fresco y longitud de raíz. También se encontraron diferencias significativas en el número de frutos por planta, peso fresco, diámetro y longitud de fruto y rendimiento por planta (Cuadro 1). Las plantas cultivadas con piedra pómez 100% obtuvieron mayor área foliar (920.52 cm2) mientras que las plantas cultivadas con la mezcla cascarilla de arroz y arena gruesa (75%:25%) obtuvieron menor área foliar (705.45 cm2). La mayor densidad radicular (2.51 g cm-3) se obtuvo en las plantas cultivadas con cascarilla de arroz 100% y, la menor densidad, con la mezcla cascarilla y arena gruesa (1.05 g cm-3).

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Red Hidroponía, Boletín No 46. 2010. Lima-Perú Cuadro 1. Evaluación del crecimiento de plantas de fresa cultivadas en diferentes sustratos bajo sistema de columnas. Parámetros

Cascarilla: Piedra Pómez Cascarilla: Arena P. Pómez 100% Hojas, Peso Fresco, g 12.7a 14.3a 13.0a Hojas, Peso Seco, g 3.5a 3.8a 3.1a Área Foliar, cm2 705.45d 920.52a 784.9c Raíz, Peso Fresco, g 7.78b 7.03b 8.11ab Raíz, Peso Seco, g 1.99ª 1.94a 2.13a Longitud de Raíz, cm 28.25b 28.42b 29.25ab Densidad radicular, g/cm3 1.05 1.16 1.35 Número Frutos/planta 43.17c 68.17a 65.83a Fruto, Peso Fresco, g 7.48d 9.67b 8.77c Fruto, diámetro, cm 2.35c 2.73b 2.61b Fruto, longitud, cm 3.24c 3.69b 3.62b Rendimiento, g/planta 300.95c 480.67b 478.73b Medias con diferentes letras son significativamente diferentes por Duncan a P= 0.05

Cascarilla 100% 12.6a 2.8a 812.27b 9.32a 2.43a 35.75a 2.51 55.00b 11.85a 2.99a 4.11a 496.73a

Producción de fresa en sistema de columna hecha de manga de polietileno Los mayores rendimientos se obtuvieron en las plantas cultivadas con cascarilla de arroz 100% (496.73 g planta-1) y, los menores rendimientos, en las plantas cultivadas con la mezcla cascarilla y arena gruesa (300.95 g planta-1). El-Behairy et al. (2001) estudiaron el efecto de 3 cultivares de fresa cultivados en sistema NFT y en sustrato de urea formaldehido. El cv Chandler dio el mayor número de frutos totales y peso fresco, con un rendimiento de 624.6 g planta-1 y 528.4 g planta-1 en las plantas cultivadas en urea formaldehido y en sistema NFT respectivamente; rendimientos superiores a los obtenidos en sistema por columna en el presente ensayo pero, en términos de densidad, el sistema de columna puede superar a estos dos sistemas de cultivo sin suelo. El mayor número de frutos se obtuvo en las plantas cultivadas con piedra pómez 100% (68.17), pero el mayor peso fresco (11.85 g), diámetro (2.99 cm) y longitud (4.11 cm) de fruto se obtuvo en las plantas cultivadas con cascarilla de arroz 100% (Cuadro 1). En el Cuadro 2 se muestra los rendimientos potencial y real en kg/columna, y el rendimiento estimado en t ha-1.

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Red Hidroponía, Boletín No 46. 2010. Lima-Perú Cuadro 2. Rendimiento de plantas de fresa cultivadas en diferentes sustratos bajo sistema de columnas. Parámetros

Cascarilla: Arena 7.82

Piedra Pómez 100% 12.50

Rendimiento potencial, kg/columna Rendimiento real*, 6.23 10.00 kg/columna Rendimiento estimado, 42.9 68.9 t ha-1 Rendimiento considerando 20% mortandad de plantas

Cascarilla: P. Pómez 12.45

Cascarilla 100%

9.96

10.33

68.6

71.2

12.91

Los resultados del análisis físico de los cuatro sustratos evaluados se muestran en el Cuadro 3, los cuales han sido comparados con los valores óptimos reportados por Ansorena (1994). Con respecto a la densidad aparente, los valores obtenidos dentro del rango óptimo (85% vol). La capacidad de retención de agua y el volumen de agua a 10 cm de c.a. estuvieron por debajo de los valores óptimos en los cuatro sustratos evaluados. La capacidad de aireación estuvo por encima de los valores óptimos (10-30% vol.) en los cuatro sustratos evaluados En relación a las propiedades químicas de los sustratos, el pH estuvo dentro del rango óptimo en la mezcla cascarilla de arroz y piedra pómez (50%:50%), y también en la mezcla cascarilla de arroz y arena gruesa (75%:25%) pero al final del cultivo (Cuadro 3). La CE estuvo dentro del rango óptimo (