María Laura Díaz Baca, Stephany Solano Ornelas, Óscar Cruz Álvarez y Dámaris Leopoldina Ojeda Barrios
Facultad de Ciencias Agrotecnológicas, Universidad Autónoma de Chihuahua
Es bien conocido que el nitrógeno (N) es uno de los elementos más importantes para el crecimiento de las plantas. Sin embargo, la deficiencia de N afecta al crecimiento y desarrollo de las plantas. Así como también, el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados y los diseños inadecuados de fertilización tienen resultados negativos en los ecosistemas agrícolas, como pérdidas considerables de nitrógeno por lixiviación del suelo con dióxido de nitrógeno (NO2) y volatilización del amoniaco NH3. Además, el cambio climático, con el aumento de las temperaturas estivales y la reducción de las precipitaciones, provoca descensos en la producción y escasez de agua en el suelo (Tarango et al., 2018).
Es importante mencionar que el nitrógeno es un nutriente esencial para las plantas al formar parte de las proteínas, clorofila y lograr un mayor rendimiento de los cultivos, sin embargo, en el suelo se puede lixiviar en forma de nitratos, o volatilizar en forma de amoniaco, lo que induce grandes pérdidas de N, baja eficiencia, incrementa la contaminación y altos costos económicos. Una alternativa para reducir las pérdidas de fertilizantes es suministrar nutrientes en proporciones correctas a las plantas sin disminuir el rendimiento (Cruz, 2020).
Los niveles insuficientes de N en el suelo inhiben el crecimiento de las plantas y los metabolitos secundarios. Generalmente, la falta de nitrógeno obstruye las actividades enzimáticas, incrementa las especies reactivas de oxígeno (ROS) y perturba las actividades de absorción de nutrientes en las plantas. El bajo nivel de N reduce los pigmentos fotosintéticos, es decir, la fluorescencia neta, la conductancia estomática, el contenido de clorofila y la asimilación de CO2 en las plantas. El efecto negativo de la deficiencia de N en el contenido de clorofila, la cadena de transporte de electrones y la disminución de la asimilación de CO2 se han observado en muchas plantas. Aspectos fisiológicos y bioquímicos son los principales procesos que responden a un ambiente bajo en N, a través de las raíces y los tejidos foliares de las plantas (Wells, 2013). La exploración fisiológica implica el estudio de cómo las plantas adquieren, transportan y utilizan el agua, los minerales y otros nutrientes. También incluye el estudio del crecimiento, desarrollo, fotosíntesis, respiración y senescencia de las plantas. Al comprender estos procesos, los fisiólogos pueden ayudar a mejorar el rendimiento de los cultivos, desarrollar variedades resistentes a las enfermedades e identificar formas de mitigar los efectos del cambio climático en su crecimiento y desarrollo (Wells, 2011). Del mismo modo, la exploración bioquímica de las plantas se centra en las diversas vías bioquímicas que tienen lugar en su interior. Como ningún otro nutriente, es determinante del vigor, producción y calidad de la nuez. Por tal razón, el correcto manejo de la fertilización nitrogenada requiere del conocimiento de los ciclos internos del N en el suelo y en el árbol. Afortunadamente, en los últimos años se ha enfatizado mucho en comprender cómo las distintas especies frutales utilizan el N y los resultados obtenidos permiten un manejo mucho más racional del fertilizante y del sistema suelo-planta en su conjunto (Wood, 2010).
Estudios previos reportan que las etapas fenológicas y la dinámica nutricional del cultivo puede determinar las necesidades nutricionales y de agua para diseñar programas de fertilización para hacer aplicaciones adecuadas y oportunas de nutrientes en función de las etapas fenológicas. En el cultivo del nogal la concentración de N en términos de suficiencia está entre 2.3 y 3.0% en los foliolos (Ojeda et al., 2012). Cuando las concentraciones de N en hoja de nogal están entre 1.8 y 2.2%, los síntomas de deficiencia empiezan a aparecer debido a la alta movilidad de todas las formas de N en la planta, en las hojas más viejas. Por debajo de los límites necesarios, los árboles crecen lentamente, débiles y mal desarrollados. Las hojas son pequeñas y el color verde claro o amarillo. Las hojas más viejas frecuentemente mueren prematuramente como se observa en la Figura 1. Hay aborto de flores, y la producción de nueces es limitada, el tamaño de la nuez se reduce y los árboles se defolian en forma adelantada. La necrosis de hojas o de partes de la hoja ocurre en una etapa más bien tardía y aumentan con el desarrollo de la deficiencia. El crecimiento de la raíz se reduce y la ramificación se restringe. El crecimiento y la calidad se reducen significativamente (Herrera, 2018).
Por otro lado, los análisis de suelo nos dan una información rápida de la disponibilidad de nutrientes para el árbol, la interrelación de los resultados del análisis vegetal y de suelos, nos sirven de base para caracterizar el estado nutricional del árbol. El N como nitrato (NO3-) es la principal forma utilizada por el nogal. Éste se pierde fácilmente al lixiviarse en el suelo o por el agua de lluvia, principalmente en suelos arenosos. El N proteínico que se encuentra en el suelo en la materia orgánica y el que se encuentra en forma amoniacal (NH4+) deberá ser transformado a nitrato (NO3-) para poder ser absorbido por los árboles (Núñez et al., 2017).
El reciente incremento en el costo de los fertilizantes sintéticos reduce drásticamente el margen de beneficio para los productores, en donde, los análisis de tejido elemental, rendimiento, la calidad de la nuez, así como la intensidad de la alternancia podrían ser un indicador de la eficacia del N utilizado (Tarango et al., 2018).
Estudios previos indican que la fertilización nitrogenada es una de las principales limitantes para la obtención de mayores rendimientos y mejor calidad de la nuez en el nogal pecanero. Por ello, se realizó una investigación durante cinco años con el fin de evaluar la aplicación total y fraccionada de nitrógeno en nogal pecanero variedad Western, así como su efecto en la concentración de nutrientes foliares, rendimiento y calidad de nuez. Las dosis de N fueron 100, 150 y 200 kg·ha-1; la aplicación total se realizó en marzo y la fraccionada en marzo y junio. Se determinó la concentración foliar de N total, P, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, Zn2+ y Cu2+, el rendimiento (kg·árbol-1), la calidad (nueces por kilogramo y porcentaje de almendra) y la eficiencia de uso del nitrógeno (EUN). En esta investigación, se detectó que la aplicación total de 100 kg·ha-1 presentaron los valores más altos de rendimiento (44.60 kg·árbol-1) y nueces por kilogramo (194.83), donde el porcentaje de almendra fue de 56.3 a 58.7%. La máxima EUN se obtuvo con 100 kg·ha-1aplicados en forma total y parcial (31.10 y 30.10 kg de nuez producida por kg de N aplicado, respectivamente). El incremento del rendimiento y la calidad de nuez son el principal objetivo de aplicar dosis óptimas de N; sin embargo, también se debe buscar reducir el impacto económico y ambiental provocado por su aplicación excesiva (Gorostiola et al., 1990 y Cruz et al., 2020).
En el manejo comercial de las huertas de nogal pecanero, el suministro de dosis bajas de nutrientes como nitrógeno ofrecen resultados similares que las dosis altas con respecto al rendimiento y calidad de la nuez, y podría ser una alternativa económica, ecológica y sostenible. Finalmente, es importante encontrar un enfoque respetuoso con el medio ambiente para aliviar el efecto del estrés en las plantas, utilizando el nitrógeno de una manera racional para minimizar costos e incrementar la productividad del cultivo.
Literatura citada
Cruz, A. O; A. O. Hernández, R. Jacobo-Cuéllar, J. L; G. Ávila Q; E. Morales M; R. A. Parra Q; L. Robles H. and D. L. Ojeda B. (2020). Nitrogen fertilization in pecan and its effect on leaf nutrient concentration, yield and nut quality. Revista Chapingo Serie Horticultura, 26(3), 163-173.
Núñez, M. J. H; Walworth, J; Pond, A. and M. Kilby. 2017. Effect of nitrogen rates on'Western'pecan tree development. In VIII International Symposium on Mineral Nutrition of Fruit Crops 1217 (pp. 103-110).
Heerema, R. J; D. VanLeeuwen. M. Y. Thompson; J. D. Sherman; M. J. Comeau and J. L. Walworth. 2017. Soil application of Zinc-EDTA increases leaf photosynthesis of immature ‘Wichita’ pecan trees. Journal of the American Society for Horticultural Science, 142(1), 27-35.
Herrera A. E. Manejo de Huertas de Nogal. 2018. Consejo Mexicano de la Nuez (COMENUEZ). Chihuahua, México. 417 p.
Tarango R. S.H; M.T. Alarcón H. y E. Orrantia B. 2018. Crecimiento, rendimiento, metales pesados y microorganismos en suelo y frutos de nogal pecanero fertilizados con biosólidos. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 2, 6 (sep. 2018), 799–811.
Wells, M.L. 2011. Nitrogen availability in pecan orchard soil: implications for pecan fertilizer management. HortScience 46: 1294-1297.
Wells, M.L. 2013. Pecan response to nitrogen fertilizer placement. HortScience 48(3): 369-372.
Wood, B. W., Wells, L., & Funderburke, F. (2010). Influence of elevating tree potassium on fruit drop and yield of pecan. HortScience, 45(6), 911-917.
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