RESPUESTA DE Mentha spicata A LA FERTILIZACIÓN N-P-K COMBINADA CON COMPOST: I. PRODUCCIÓN DE BIOMASA Henao-Toro, M. C.1* 1

Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá * [email protected]

RESUMEN Un punto clave sobre la agricultura orgánica es definir si es económicamente competitiva con la agricultura convencional. Los rendimientos obtenidos con el sólo uso de fertilizantes orgánicos es un aspecto importante a considerar en cualquier cultivo. Con el objetivo de evaluar el rendimiento en Mentha spicata cultivada en suelos de clima frio de la Sabana de Bogotá (Colombia), se ensayaron tres dosis de compost y de urea, DAP y KCl (100, 75 y 50%) y se compararon con un control. Paralelamente se midieron los niveles de N, P y K en el tejido vegetal. Los resultados mostraron que la fertilización con compost como única fuente adicional de nutrientes produce bajos rendimientos, inclusive menores a los del control, en los suelos bajo estudio, caracterizados por una alta disponibilidad de nutrientes. Dado que la aplicación de un bajo nivel de fertilizantes inorgánicos complementada con compost produjo un mayor rendimiento, se considera que dosis respectivas de 80, 100, 100 y 2000 kg por hectárea de N, P2O5, KCl, y compost son recomendables para la producción de menta bajo condiciones similares de suelo y sistema de cultivo a las evaluadas. No se hallaron relaciones significativas entre los niveles de N, P y K con el rendimiento del cultivo.

Palabras claves: Menta, Hierbas aromáticas, nivel de nutrientes en el tejido vegetal INTRODUCCIÓN En la última década ha aumentado el interés de los consumidores por productos orgánicos que garanticen la inocuidad alimentaria, cuya producción emplea bioinsumos tanto para el control fitosanitario como para la nutrición de los cultivos. A pesar de esto, la agricultura orgánica es aún una actividad marginal, ya que se tiene la visión de que puede resultar poco competitiva con la agricultura convencional desde el punto de vista económico. El aporte de nutrientes para las plantas bajo el esquema de agricultura orgánica se basa en la fertilidad natural del suelo, la rotación con leguminosas, y el uso de estiércoles y compost (de Ponti, Rijk y van Ittersum, 2012). Bajo la perspectiva del agricultor hay preocupación por los bajos rendimientos que la fertilización con abonos orgánicos o compost produce, en relación con el uso de fertilizantes de síntesis química. En Colombia, una parte importante de la producción de menta (Mentha spicata L.) está orientada hacia la exportación en fresco, para ser usada en el sector culinario, y existe un alto potencial de incursionar con este producto en el mercado de los productos orgánicos. La menta es una planta perenne, herbácea, erguida, con tallos de hasta 40 cm de altura, perteneciente a la familia de las Lamiaceae. La propagación se hace a través de esquejes, y la planta forma estolones de manera prolífica, presentando una alta densidad poblacional, de 150.000 plantas por hectárea (Bareño, 2006).

El manejo de la fertilización resulta una práctica necesaria en la producción de menta, debido al alto requerimiento nutricional al ser cosechada toda la planta, lo que genera altos niveles de extracción. Según Brown et al., (2003), la menta requiere de 250 a 280 kg de nitrógeno, 50 a 100 kg de fósforo como P2O5 y más de 300 kg de K2O por hectárea. Esta investigación se efectuó con el objetivo de comparar el rendimiento obtenido por efecto del uso de compost como única fuente de fertilización, con el rendimiento alcanzado al complementar la fertilización orgánica con la tradicional, empleando fuentes simples convencionales, en un suelo con alta disponibilidad de nutrientes.

MATERIALES Y MÉTODOS El ensayo se estableció bajo invernadero, en clima frio, a 2600 msnm, en la Sabana de Bogotá. Se evaluaron siete tratamientos de fertilización, aplicados inmediatamente después de la siembra y luego después de cada corte de cosecha, que corresponden a una dosis completa y dos dosis reducidas de fertilizante de síntesis química (FI) y compost (FO). Se empleó un diseño completamente al azar con diferente número de repeticiones (tres en los tratamientos T1 y T7, y seis en el resto), para un total de 36 unidades experimentales. T1: 100-0 100%FI - 0% FO

T2: 75-75 75%FI - 75%FO

T3: 75-50 75%FI - 50%FO

T4: 50-75 50%FI - 75%FO

T5:50-0 50%FI - 50%FO

T6: 0-100 0%FI - 100%FO

T7: 0-0 0%FI - 0%FO

La dosis completa de fertilizantes inorgánicos (100%FI) fue de 160, 200 y 200 kg ha-1 de N, P2O5 y K2O, aplicados en forma de urea, fosfato diamónico (DAP) y cloruro de potasio. Aunque el la literatura se reportan requerimientos más altos (Bonilla y Guerrero, 2010), esta dosis se seleccionó considerando la disponibilidad en el suelo. La dosis completa de fertilizante orgánico (100%FO) fue de 4 Ton ha-1 de compost, constituido por 15% de carbono orgánico oxidable, 1.0, 1.0 y 1.5% de N, P2O5 y K2O total. La estadística descriptiva de algunas de las propiedades químicas de los suelos de las 36 unidades experimentales antes de la primera fertilización, en el momento de la siembra del cultivo, se presenta en la tabla 1, indicando que son suelos ligera a moderadamente ácidos, con altos niveles de elementos disponibles. El fósforo disponible en todas las parcelas fue mayor de 116 mg kg-1 (método de Bray II), el cual resulta muy alto. Tabla 1. Valor promedio y coeficiente de variación (entre paréntesis) de algunas propiedades químicas del suelo relacionadas con la fertilidad (N=36) Ca

K

Mg

Na

AI

CICE

Cu

Fe

Mn

Zn

B

4.1

0.47

pH

CE dS m-1

%CO

Mínimo

4.8

0.68

3.10

10.8

0.97

2.89

0.19

0.00

16.3

0.47 323 1.86

Máximo

6.0

2.77

5.76

21.2

1.70

5.94

0.48

0.58

27.9

3.81 526 24.9 27.8 2.72

Media

5.3

1.60

4.50

15.5

1.34

4.65

0.29

0.20

22.0

2.49 432 11.3 18.1 0.87

DS

0.3

0.60

0.88

2.03

0.15

0.76

0.07

0.16

2.3

1.11

cmolc kg

-1

mg kg

49

6.75

-1

6.1

0.36

El cultivo se plantó a partir de esquejes producidos en un vivero comercial, en camas de 1 m de ancho. Cada unidad experimental tuvo un área total de 3.62 y efectiva de 1.92 m2.

Se midió la producción de biomasa fresca y seca (ramas) en términos de peso de material cosechado por unidad experimental, para cada uno de los cortes durante cinco ciclos de cosecha. Cada ciclo duró en promedio 60 días. No se consideró la primera cosecha, porque la biomasa obtenida es la que se acumula después del trasplante y la posterior poda de formación. El material pesado correspondió únicamente a las plantas obtenidas dentro del área efectiva de cada unidad experimental. También se evaluó el número de dedos y la altura de la planta de 12 ramas por unidad experimental, escogidas al azar dentro del material cosechado. Sobre esas mismas 12 ramas se efectuaron análisis de tejido vegetal por vía seca, mediante calcinación de la muestra a 475°C, disolución del residuo en HCl y valoración de P por colorimetría y K por Espectrofotometría de Absorción Atómica. El N se determinó por el método de micro-Kjekdahl. Los datos fueron analizados mediante análisis de varianza y pruebas de comparación múltiple (Bonferroni), empleando el paquete SAS versión 8.0.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN En general los parámetros evaluados estuvieron caracterizados por una alta variabilidad en la respuesta, relacionada con la heterogeneidad espacial a escala métrica asociada con la naturaleza del suelo, y a diferencias entre el material de siembra, ya que a pesar de la selección, siempre se presentó heterogeneidad entre las plántulas adquiridas comercialmente. La tabla 1 muestra los promedios obtenidos en cada una de las cosechas 2 a 6, indicando una disminución marcada en el rendimiento en la sexta cosecha. Considerando el área efectiva de la parcela experimental, estos rendimientos equivalen a una producción entre 9 y 31, con un promedio de 21 ton ha-1. Tabla 1. Producción promedio de biomasa fresca en menta en cinco ciclos de corte evaluados. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05) 2

3

4

5

6

4.58a

5.93a

4.57a

4.99a

4.18a

5.24a

3.47a

5.44a

5.46a

4.32a

5.12a

3.53a

6

5.62a

5.47a

4.50a

5.27a

3.80a

50-50

6

4.65a

5.16a

4.35a

4.85ab

3.41a

0-100

6

4.04a

3.63b

4.44a

2.88b

1.72b

0-0

3

4.70a

4.57a

4.43a

3.86ab

2.65ab

Tratamiento

N

100-0

3

4.88a

5.34a

75-75

6

4.89a

75-50

6

50-75

Kg / unidad experimental

Solo se presentaron diferencias estadísticamente significativas en los ciclos 5 y 6, en la producción de biomasa fresca por efecto de al menos uno de los tratamientos, y en la producción acumulada de los cinco cortes evaluados. Probablemente la ausencia de respuesta en los primeros ciclos esté relacionada con la alta oferta de nutrientes que presenta el suelo. Las diferencias en la producción acumulada (figura 1) se observan entre el tratamiento 6 (100% fertilizante orgánico, 0% inorgánico) y todos los demás tratamientos que emplean fertilizantes inorgánicos (P0.05) Las tablas 2 al 4 muestran respectivamente los niveles de N, P y K en el tejido vegetal de la parte aérea de las plantas de menta evaluadas. Aunque no se hallaron correlaciones significativas entre los niveles de nutrientes en el tejido vegetal y la producción de biomasa fresca (datos no presentados), al comparar las tablas 1 y 2 se observa que los niveles más bajos de nitrógeno en tejido vegetal se presentaron en el quinto ciclo de cosecha, en los tratamientos que no llevan fertilizantes sintéticos, lo cual coincide con una caída en el rendimiento, notablemente en el

tratamiento 0% fertilizante químico más 100% compost. Esta caída en el rendimiento se generaliza en el sexto ciclo, cuando siguen bajos los niveles de N en el tejido vegetal. De manera similar se aprecia una disminución en los niveles de fósforo y de potasio en esos dos últimos ciclos de corte. No se halló una tendencia definida en los niveles de N en el tejido vegetal con respecto a los tratamientos evaluados, y solo en dos ciclos se presentaron diferencias por efecto de los tratamientos. Las plantas que crecieron en suelos que no recibieron urea no siempre correspondieron a las de menor concentración de N en las ramas, aunque presentaron niveles comparativamente bajos (tabla 2). Tabla 2. Niveles promedio de N por tratamiento en el tejido vegetal de menta (%ms) en 5 ciclos consecutivos de corte. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05) Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 4

Ciclo 5

Ciclo 6

4.64a

100-0

3.55a

75-50

4.87a

100-0

2.98a

75-50

2.68a

75-75

4.43a

50-50

3.41a

75-75

4.85a

50-75

2.79ba

75-75

2.64a

75-50

4.32ba

75-75

3.31a

100-0

4.82a

75-50

2.56ba

100-0

2.61a

100-0

4.14ba

75-50

3.14a

50-50

4.79a

0-0

2.49ba

50-50

2.50a

50-50

3.97ba

50-75

3.00a

0-0

4.59a

75-75

2.15b

50-75

2.45a

0-100

3.93ba

0-100

2.99a

0-100

4.57a

50-50

2.14b

0-0

2.34a

0-0

3.47b

0-0

2.94a

50-75

4.49a

0-100

2.13b

0-100

2.30a

50-75

Con respecto al fósforo, se presentaron diferencias significativas en los ciclos 5 y 6 (tabla 3), en los cuales hubo respuesta del rendimiento de menta a los tratamientos. Los rendimientos promedio más bajos coincidieron con las plantas que absorbieron cantidades más altas de fósforo.

Tabla 3. Niveles promedio de P por tratamiento en el tejido vegetal de menta (%ms) en 5 ciclos consecutivos de corte. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05) Ciclo 2

0.54a 0.54a 0.52a 0.51a 0.50a 0.48a 0.44a

75-50 50-75 100-0 50-50 75-75 0-0 0-100

Ciclo 3

0.57a 0.54a 0.53a 0.52a 0.51a 0.51a 0.50a

0-0 50-50 100-0 75-50 0-100 50-75 75-75

Ciclo 4

0.94a 0.93a 0.93a 0.85a 0.84a 0.83a 0.78a

100-0 0-100 50-75 75-75 75-50 50-50 0-0

Ciclo 5

0.45a 0.43ba 0.37ba 0.37ba 0.36ba 0.35ba 0.34b

0-0 0-100 100-0 50-75 50-50 75-75 75-50

Ciclo 6

0.51a 0.49ba 0.41bac 0.37bc 0.36bc 0.33c 0.33c

0-100 0-0 50-75 50-50 75-75 75-50 100-0

En el caso del potasio, el tratamiento control (0-0), sin aplicación de KCl, produjo las plantas con los niveles más bajos de K en el tejido vegetal, y de una manera correspondiente, los niveles más altos se presentaron en las plantas de menta que recibieron el tratamiento con 100% de la dosis de KCl (100-0) (tabla 4); sin embargo esto no estuvo claramente relacionado con el rendimiento de las plantas.

Tabla 4. Niveles promedio de K por tratamiento en el tejido vegetal de menta (%ms) en 5 ciclos consecutivos de corte. Medias con la misma letra no son significativamente diferentes (P>0.05) Ciclo 2

6.21a 6.06a 6.05a 5.99a 5.68ba 5.67ba 4.98b

100-0 50-75 75-50 75-75 50-50 0-100 0-0

Ciclo 3

5.68a 5.50a 5.40a 5.38a 5.36a 5.11a 5.00a

75-50 100-0 50-50 50-75 75-75 0-0 0-100

Ciclo 4

7.67a 7.11a 7.07a 7.03a 6.71a 6.35a 5.62a

50-75 100-0 0-100 50-50 75-50 75-75 0-0

Ciclo 5

4.60a 4.24ba 4.15ba 4.13ba 4.09ba 3.72b 3.55b

100-0 75-75 50-50 75-50 50-75 0-100 0-0

Ciclo 6

4.79a 4.45a 4.28a 4.27a 4.19a 4.19a 4.16a

100-0 75-75 50-75 50-50 0-100 75-50 0-0

CONCLUSIÓN El uso de fertilizantes de síntesis química no produjo un rendimiento superior a los demás tratamientos que además incluyeron la aplicación de compost, aunque generalmente no se presentaron diferencias significativas. La fertilización con compost como único aporte nutricional produjo un bajo rendimiento, menor incluso que en el testigo absoluto, indicando un efecto negativo. Por eso se recomienda complementar la fertilización química tradicional con la aplicación de compost de buena calidad.

AGRADECIMIENTOS Este proyecto fue financiado por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Colombia, en apoyo a la Cadena Productiva de Hierbas aromáticas, medicinales, condimentarias y afines.

BIBLIOGRAFÍA Bareño R., P. 2006b. El cultivo de la menta (Mentha spicata). En: Últimas tendencias en hierbas aromáticas culinarias para exportación en fresco. Curso de extensión. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Agronomía. Bogotá. p. 100-101. Bonilla, C. R.; Guerrero, M. 2010. Menta (Mentha spp): producción y manejo poscosecha. Corredor Tecnológico Agroindustrial. Cámara de Comercio de Bogotá. 100 p. Brown, B.; Hart, J. M.; Wescott, M. P.; Christensen, N. W. 2003. The critical role of nutrient management in mint production. Better Crops, 4:9-11. De Ponti, T.; Rijk, B.; van Ittersum, M. K. 2012. The crop yield gap between organic and conventional agriculture. Agricultural Systems, 108: 1–9