CULTIVO DE PAPAS-1
RESUMEN
El manejo tradicional del cultivo de papa es
cada vez menos funcional debido a la alta variabilidad climática en las zonas
productoras del noroeste de México, provocando aplicaciones excesivas de
insumos, contaminación y baja rentabilidad. Para mejorar lo anterior, se generó
una metodología que ayuda a acoplar la demanda nutrimental al clima, mediante
funciones autoajustables basadas en el concepto grado día (oD)
derivadas de las curvas de extracción. El trabajo se desarrolló en el norte de
Sinaloa durante dos ciclos agrícolas otoño-invierno (OI): 2008-2009 y
2009-2010, en el INIFAP-CIRNO-CEVAF. En el primer ciclo se obtuvieron curvas
base de extracción nutrimental (CB) para la variedad Alpha en riego por goteo;
durante el segundo, se validaron las CB con la variedad Fianna en riego por
superficie, mediante un experimento con tres tratamientos (T) en un arreglo en
bloques completos al azar. El T1 fue la fertilización NPK de acuerdo a CB (245,
30, 350 kg ha-1), en el T2 se fertilizó usando CB+20% (294, 36, 420
kg ha-1) y el T3 consistió en CB-20% (196, 24, 280 kg ha-1).
La extracción total de nutrimentos fue similar en los tres tratamientos, sin
embargo, la tasa de absorción fue diferenciada en las etapas iniciales del
cultivo. Debido a que en el rendimiento y calidad del tubérculo fue
significativa la diferencia en el T2, en este se generaron las funciones
matemáticas, obteniendo R2 mayores al 0.8. La metodología se probó
con éxito en dos parcelas comerciales.
Palabras clave: funciones autoajustables, fertilización, grados día
crecimiento.
Abstract
The traditional
management of potato cultivation is becoming less functional due to the high
climatic variability in the production areas of northwestern Mexico, which
provoke an excessive application of inputs, pollution and low profitability. In
order to improve this, we generated a methodology that helps to bind the demand
of nutrients to the climate through self-adjusting functions based on the
concept of degree-day (°D), derived from the extraction curves. The work was
carried out in the north of Sinaloa during two autumn-winter agricultural
cycles (AW), 2008-2009 and 2009-2010, in the INIFAP-CIRNO-CEVAF. In the first
cycle we obtained base curves of nutrient extraction (BC) for the Alpha variety
under drip irrigation; in the second cycle we validated the BC with the Fianna
variety under surface irrigation by an experiment with three treatments (T) in
a randomized complete block arrangement. T1 was fertilization with NPK
according to BC (245, 30, 350 kg ha-1) while T2 consisted of
fertilization using BC+20% (294, 36, 420 kg ha-1) and T3 consisted
of BC-20% (196, 24, 280 kg ha-1). Total nutrient extraction was
similar in all treatments; however, the absorption rate was different in the
initial stages of cultivation. Because the difference at T2 was significant
with respect to tuber yield and quality, the mathematical functions were
generated from it, obtaining R2 values greater than 0.8. The
methodology was successfully tested on two commercial plots.
Key words: growing degree-days, fertilization, self-adjusting
functions.
INTRODUCCION
La papa (Solanum tuberosum L.) es una
de las principales fuentes de alimentación a nivel mundial después del trigo,
maíz y arroz (FAO, 2012). En México los estados de Sinaloa y Sonora son los
principales productores de este cultivo llegando a establecerse tan solo en
Sinaloa 14 000 ha-1 anualmente (22% de la superficie nacional)
(SIAP-SAGARPA, 2010). A partir de la aplicación del Tratado de Libre Comercio
de América del Norte (TLCAN) en México, los productores de papa han tenido la
necesidad de ser más eficientes para mejorar su competitividad, reducir sus
costos de producción y adaptarse a la volatilidad del mercado
(Morales-Hernández et al., 2011).
El cultivo de papa demanda grandes cantidades
de nutrimentos, principalmente nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) durante
todo su ciclo (White et al., 2007) y es una de las hortalizas de mayor
rentabilidad con altos costos de producción que genera excesiva aplicación de
insumos (pesticidas, agua y fertilizantes).
Bertsch (2003) reporta que este cultivo
absorbe 220, 20, 240, 60 y 20 kg ha-1 de N, P, K, Ca y Mg
respectivamente para una producción de 20 t ha-1, lo que evidencia
los altos requerimientos nutrimentales que presenta el cultivo. De acuerdo a
Horneck y Rosen (2008) la mayoría del N absorbido por la planta se presenta
antes del periodo de máximo crecimiento y desarrollo del tubérculo, lo cual
significa que antes del llenado de tubérculos la planta consume más de 50% con
una demanda diaria de 7 kg ha-1-día, para el caso del P la demanda fluctúa entre 0.4 a 0.9 kg ha-1-día a mitad del ciclo dependiendo de
la variedad y clima. Para el K la absorción es de 5 a 14 kg ha-1-día.
Aunado a lo anterior, el continuo incremento
en el precio de fertilizantes como urea (46-00-00) y fosfato monoamónico
(11-52-00), están afectando su rentabilidad, en 2008 los costos de estos se
duplicaron, comparados con los tres años anteriores y representaron más de 25
del costo total de producción en la mayoría de los cultivos, proporción que se
ha mantenido actualmente (SAGARPA, 2008).
La fertilización tiene la función de
suministrar nutrimentos a los cultivos que no son aportados de manera natural
por el suelo. Para una buena producción en términos de cantidad y calidad,
usualmente los macronutrimentos NPK, son aplicados al cultivo de papa cuando
las reservas del suelo son limitadas (Ierna et al., 2011), pero además,
deben acoplarse con sus demandas, debido a ello, es importante conocer las
curvas de absorción nutrimental (Bertsch, 2003).
Un manejo adecuado requiere además de conocer
la fertilidad actual del suelo, asociarla con la demanda total y la tasa diaria
de acumulación nutrimental del cultivo, las cuales están en función de la tasa
de crecimiento, etapa fenológica, variedad, condiciones ambientales y meta de
rendimiento; pero también, debe considerarse la rentabilidad y el impacto
ambiental que causan los fertilizantes en suelo, agua y aire.
Antes de generar una curva de absorción se
debe realizar una curva de crecimiento del cultivo en términos de peso seco
para asociar la absorción con la producción de biomasa. Para el caso de la
papa, cuando la planta emerge, el crecimiento de la parte aérea y el de las
raíces es sincronizado, dos a cuatro semanas después de la emergencia inicia el
crecimiento de los tubérculos y continúa durante un largo periodo de tiempo
asociándose un retraso en el crecimiento de los tubérculos con un crecimiento
excesivo de la biomasa aérea (Alonso, 2002). Al inicio la planta distribuye los
productos de la fotosíntesis hacia todos los tejidos y al final hacia los
tubérculos (Villalobos, 2001).
La acumulación total de materia seca es más
rápida en el periodo de 40 a 100 días después de la siembra que corresponden a
los periodos de inicio de tuberización y desarrollo del tubérculo; al final de
la temporada los tubérculos registran hasta un 90 por ciento del peso seco
total.
La fertilización no solo influye en el
rendimiento sino también en la calidad del tubérculo; se ha encontrado que la
gravedad específica (índice del contenido de almidón) del tubérculo depende del
porcentaje y densidad de la materia seca así como del porcentaje del aire en
tejidos (Talburt y Smith, 1967), pero disminuye al aumentar los niveles de NPK
ya que esta es la que determina el contenido y la calidad del tubérculo (Kunkel
y Holstad, 1972). Por otro lado, el contenido proteico del tubérculo incrementa
al aumentar la dosis de N mientras que la dosis de P afecta la tasa de
absorción de aceite utilizado para papas fritas (Ozturk et al.,
2010); por lo anterior, se puede decir que el enfoque nutricional de los
cultivos debe considerar el cómo, cuándo, cuánto y que fuentes de fertilizantes
son las más apropiadas y evitar el manejo de una forma generalizada.
OBJETIVOS
Cumplir con los requisitos para la aprobación de la
materia introducción a la comunicación
cientifica
Mejorar el manejo automatizado del cultivo de papas
Mejorar la producción de este tubérculo ya que es un de
las principales fuentes de alimentación a nivel mundial.
MARCO TEORICO
La papa es un alimento versátil y tiene un gran
contenido de carbohidratos, es popular en todo el mundo y se prepara y sirve en
una gran variedad de formas. Recién cosechada, contiene un 80 por ciento de
agua y un 20 por ciento de materia seca. Entre el 60 por ciento y el 80 por
ciento de esta materia seca es almidón. Respecto a su peso en seco, el
contenido de proteína de la papa es análogo al de los cereales, y es muy alto
en comparación con otras raíces y tubérculos.
Además, la papa tiene poca grasa. Las papas tienen
abundantes micronutrientes, sobre todo vitamina C: una papa media, de 150
gramos, consumida con su piel, aporta casi la mitad de las necesidades diarias
del adulto (100 mg). La papa contiene una cantidad moderada de hierro, pero el
gran contenido de vitamina C fomenta la absorción de este mineral. Además, este
tubérculo tiene vitaminas B1, B3 y B6, y otros minerales como potasio, fósforo
y magnesio, así como folato, ácido pantoténico y riboflavina. También contiene
antioxidantes alimentarios, los cuales pueden contribuir a prevenir
enfermedades relacionadas con el envejecimiento, y tiene fibra, cuyo consumo es
bueno para la salud. (fao, s.f.)
Remoción de
micronutrientes
A pesar de consumirse en cantidades mucho menores
que los macronutrientes, un equilibrio correcto de micronutrientes es
imprecindible para un cultivo de buena calidad.
Absorción de
principales nutrientes
La absorción de nutrientes varía con la fase de
desarrollo del cultivo. Potasio es el elemento más consumio por el cultivo de
la papa.
Absorción de
principales nutrientes - Tubérculos
Las plantas de las papas necesitan tanto potasio
como nitrógeno durante todo el desarrollo vegetativo, y durante formación y
llenado de los tubérculos.
Remoción de los
principales nutrientes
Mientras la remoción difiere de un campo a otro y
depende del rendimiento, el cultivo de la papa puede consumir 50% más potasio
que nitrógeno.
Remoción de
micronutrientes
A pesar de consumirse en cantidades mucho menores
que los macronutrientes, un equilibrio correcto de micronutrientes es
imprecindible para un cultivo de buena calidad.
Absorción de
principales nutrientes
La absorción de nutrientes varía con la fase de
desarrollo del cultivo. Potasio es el elemento más consumio por el cultivo de
la papa.
Macronutrients
La absorción de nutrientes varía con la fase de
desarrollo del cultivo (vea gráficos arriba). Mientras la remoción es diferente
de un campo a otro y depende del rendimiento, las plantas de la papa pueden
consumir 50% más potasio que nitrógeno. Una cosecha de 70 t/ha podrá remover
más de 200 kg/ha de potasio y 120 kg/ha de nitrógeno. Tanto el potasio como
nitrógeno son nutrientes necesarios durante todo el crecimiento vegetativo, la
producción de tubérculos y el subsiguiente llenado de los mismos.
Nitrógeno es importante para el crecimiento de
follaje y tubérculo. Igual como con el potasio, mucho nitrógeno se recicla de
las hojas al tubérculo durante el llenado de este.
Fósforo también se requiere en cantidades
relativamente grandes, sobre todo durante el crecimiento temprano, para
fomentar el desarrollo radicular y la iniciación de tubérculos, y luego tarde
en la temporada para su llenado.
El potasio es particularmente importante para
rendimientos altos pero también para mantener la integridad del tubérculo. Una
"absorción de lujo" es típica para la papa.
Un suministro constante de calcio es crítico para
asegurar un crecimiento del follaje sin estrés . Cantidades relativamente grandes
de calcio son necesarios en la fertilización para conseguir la cantidad en el
tubérculo que es crítico para la calidad de la cosecha.
El magnesio tiene más importancia en fases más
avanzadas de desarrollo, sobre todo durante el llenado (ver los gráficos),
donde tiene un papel importante en el mantenimiento de la calidad de los
tubérculos.
El azufre es necesario para todas las fases de
desarrollo y sobre todo es importante para reducir la Sarna común. (yara, s.f.)
Micronutrientes
Mientras se requieren en cantidades muy menores que
los macro, un equilibrio correcto de micronutrientes es esencial para una
cosecha de calidad.
De los micronutrientes, el boro es el que se
requiere en cantidades más grandes para asegurar que varios procesos claves en
las plantas se desarrollen sin problemas. También es importante para optimizar
la utilización del calcio.
Mientras se consume cantidades significantes de
cobre, carencia de este elemento no es común como la mayoria de los suelos
contienen suministros adecuados para abastecer a largo plazo.
Manganeso y zinc son importantes para una buena
cosecha. Zinc juega un papel importante en la asimilación de nitrógeno, en el
metabolismo y en la formación de almidones.
El molíbdeno puede ser importante en suelos con pH
bajo. (yara, s.f.)
Los cambios climatológicos de los últimos años
están obligando a los productores de papa a replantear la estrategia para
obtener el máximo rendimiento.
Para ello, se requiere conocer el tipo de
crecimiento de la variedad, ya sea temprano o tardío, así como los factores del
clima que se relacionan con el mismo.
Papas tempranas
y tardías
El crecimiento temprano se caracteriza por
variedades con poco desarrollo del follaje; proviene de papas de siembra y
brotes fisiológicamente viejos, que requieren días cortos, alta luminosidad,
temperaturas bajas, poco nitrógeno y baja humedad.
Por el contrario, las variedades tardías presentan
un fuerte desarrollo del follaje, que proviene de brotes y papa de siembra
jóvenes. Estas variedades se desarrollan adecuadamente cuando el fotoperiodo es
mayor (días largos), con baja luminosidad, temperatura elevada, mucho nitrógeno
y humedad elevada.
Para efectos prácticos, se deberá seleccionar entre
variedades de día corto (tempranas) y de día largo (tardías), evaluando el
origen y la edad de las semillas, así como las necesidades de aportación de
nitrógeno.
Si alguno de los factores mencionados presenta un
cambio, se deberán hacer los ajustes necesarios. Para darles un ejemplo podemos
mencionar unos casos.
Ajuste de
nitrógeno
Si se ha observado un cambio en los periodos de
crecimiento, con días más largos y temperaturas más elevadas, será necesario
ajustar la dosis de nitrógeno para lograr el máximo rendimiento, siempre y
cuando las semillas tengan el potencial para ello, y eso depende de que sean
jóvenes o no.
En caso de haber plantado semillas viejas, bajo
condiciones de días largos y temperaturas elevadas, entonces será mejor reducir
la dosis de nitrógeno y la humedad para lograr un balance entre la producción
de follaje y los tubérculos.
De acuerdo con los especialistas, los cultivos de
montaña, al recibir una mayor radiación, requieren la siembra de variedades
tardías (semillas jóvenes) con mayores aplicaciones de nitrógeno y elevada
humedad. Para efectos de calcular la radiación captada por la planta, es
necesario determinar la proporción del suelo cubierto por follaje, la duración
del periodo vegetativo y la radiación total.
En este caso, la radiación fotosinteticamente
activa (PAR, por sus siglas en ingles), puede ser aproximadamente la mitad de
la radiación solar.
En un cultivo de montaña, se pueden captar de 900 a
1,200 megajulios por metro cuadrado (MJ/m2), mientras que en las zonas de los valles
la captación de PAR de un cultivo de papa podría ser de 700 a 900 MJ/m2.
Nutrición
balanceada
En los estudios más recientes, se ha encontrado que
la nutrición del cultivo de papa deberá estar relacionada con las condiciones
del medio ambiente y el promedio de rendimientos que se obtienen en la región.
Algunos especialistas, elaboran sus recomendaciones sobre la base de las
extracciones de nutrientes que realiza el cultivo, mientras que otros prefieren
establecer un volumen determinado en la relación de N-P-K, que es de 2.6-1-4
respectivamente.
Es decir, que en el primer caso se deberán realizar
los análisis del suelo y foliares para determinar la dosis de nutrientes,
mientras que en el segundo, la fertilización puede basarse en la aplicación de
4 kilogramos de nitrógeno, 1.5 kilogramos de fósforo y 6 kilogramos de potasio
por cada tonelada de papa.
Esto significa que para un cultivo de 45 toneladas
se requiere de la aplicación de 180 kilogramos de nitrógeno, 67.5 kilogramos de
fósforo y 270 kilogramos de potasio por hectárea. Sin embargo, como se ha
mencionado líneas arriba, cada elemento deberá aplicarse conforme a las
necesidades reales del cultivo y para ello, se requiere hacer un análisis de
las condiciones de cultivo. (Santiago, 2008)
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