Artículo científico

Programa de fertilización sustentable para plantaciones de cítricos en Tabasco, México

Sustainable fertilization program for plantations of citrus in Tabasco, Mexico

Sergio Salgado-García¹, David Jesús Palma-López¹, Joel Zabala-Cruz¹, Samuel Córdova-sánchez²*, Mepivoseth Castelán-Estrada¹, Luz del Carmen Lagunes-Espinoza¹, Carlos Fredy Ortiz-García¹, Maria del Carmen Rivera-Cruz¹, Floricel Ventura-Ulloa³, Álvaro Marín-Aguilar⁴, Elvia Moreno-Cáliz¹, Joaquín Alberto Rincon-Ramirez¹

¹Colegio de Postgraduados - Campus Tabasco. Periférico Carlos A. Molina s/n, CP. 86500. H Cárdenas, Tabasco.

²División de Ciencias Básicas e Ingenierías, Universidad Popular de la Chontalpa, Carretera Cárdenas - Huimanguillo, Km. 2, CP. 86500, H. Cárdenas, Tabasco, México. C. CA-QVDS.

³Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Tabasco.

⁴Centro del Cambio Global y la Sustentabilidad en el Sureste, A.C.

*Autor de correspondencia: sacorsa_1976@hotmail.com

Artículo recibido el 07 de junio de 2014
Aceptado el 06 de noviembre de 2015

RESUMEN

Se utilizó el Sistema Integrado para Recomendar Dosis de Fertilización (SIRDF) para generar un programa de fertilización sustentable en plantaciones de cítricos de la Sabana de Huimanguilo, Tabasco, México. Para aplicar el SIRDF, se obtuvieron datos climáticos locales, determinaron las propiedades físicas y químicas de los suelos, y la demanda de nutrientes del limón Persa y naranja Valencia se estimó para 10 nutrientes en función del potencial de rendimiento. La tasa de fertilización para N, P y K se determinó para cada subunidad de suelo. Los resultados muestran que las temperaturas de la región son adecuadas para los cítricos, pero la escasa precipitación registrada de febrero a mayo limita la producción de estos cultivos. Se determinaron dos grupos de suelos: Acrisoles y Cambisoles, ambos con suministro restringido de nutrientes para el cultivo. De acuerdo con el SIRDF las dosis de fertilización de N, P₂0₅ y K₂0 para limón persa son: 207-69-240 para Acrisoles Distri-Hiperférricos; 207-69-300 para Acrisoles Ferri-Plínticos; 184-69-240 para Acrisoles Humi-Plínticos, Acrisoles Humi-Úmbricos y Acrisoles Umbri-Plínticos; 23092-300 para Acrisoles Umbri-Gléyicos. Mientras que en el cultivo de naranja Valenciana se generaron las siguientes dosis de fertilización: 115-46-120 para Acrisoles Distri-Hiperférricos; 138-46-180 para Acrisoles Ferri-Plínticos, Acrisol Humi-Plíntico y Acrisol Humi-Úmbrico; 138-46-150 para Acrisoles Ferri-Úmbricos y Acrisoles Umbri-Gléyicos; 115-46180 para Acrisoles Gleyi-Plínticos; y 115-46-150 para Acrisoles Umbri-Plínticos.

Palabras clave: Fertilidad, limón persa, modelo conceptual, naranja Valenciana, subunidades de suelo

ABSTRACT

Tell the Integrated fertilization (SIRDF) to generate a program for sustainable fertilization in citrus groves of the Savanna de Huimanguilo, Tabasco, Mexico System was used. To apply the SIRDF, local climate data were recorded, they determined the physical and chemical properties of soils and nutrient demand plantations Persian lime and orange Valencia 10 nutrients was estimated based on the yield potential. The fertilization rate for N, P and K was determined for each soil subunit of local ecological conditions. The results show that temperatures in the region are suitable for growing citrus fruits, but the low rainfall recorded from February to May is a limiting factor for the production of these crops. Acrisols and Cambisols, both with restricted supply of nutrients for growing the acrisols occupy the largest area: two groups of soils were determined. According to the SIRDF the fertilization of N, P₂05 and K₂0 for Persian limes are: 207-69-240 in Acrisols Distri-Hiperférricos; 207-69-300 on Acrisols plinthic Lynch; 184-69240 on Acrisols Humi-plinthic, Acrisols Humi-umbric and Acrisols Umbri-plinthic; 230-92-300 on Acrisols Umbri-gleyic. While in Valencia orange growing the following fertilization were generated: 115-46-120 in Acrisols Distri-Hiperférricos; 138-46-180 on Acrisols plinthic Lynch, Acrisol Humi-Plinthic and Acrisol Humi-Umbric; 138-46-150 on Acrisols Lynch umbric and Acrisols Umbri-gleyic; 115-46-180 on Acrisols Gleyi-plinthic; and 115-46-150 in Acrisols Umbri-plinthic.

Key words: Fertility, persian lime, conceptual model, Valencia Orange, soil subunits

INTRODUCCIÓN

La Sabana de Huimanguillo, en Tabasco, México, tiene 15 371 ha de plantaciones de cítricos con limón Persa (Citrus latifolia Tanaka) y naranja Valencia (Citrus sinensis (L.) Osbeck), en las que participan 726 productores de 58 comunidades (SIAP 2014). Las cuales se encuentran en suelos ácidos que se caracterizan por fijar fósforo con deficiencias de zinc, bajos niveles de amonio, nitratos, calcio, magnesio y potasio, y elevado porcentaje de saturación de aluminio (Zetina et al. 2002). Estas condiciones restrictivas de la fertilidad producen deficiencias nutricionales que reducen el rendimiento y la calidad de los frutos. Los rendimientos de naranja Valencia (NV) y limón persa (LP) de la región son de 9.95 y 11.8 t ha^-1(SIAP 2014), las cuales son inferiores a las 16.5 t ha^-1 para NV y 11.3 t ha^-1 para LP de otras zonas productoras del país (Curtí et al. 2000).

Pese a los esfuerzo de los productores de cítricos de la región para disminuir la acidez de los suelos y corregir las deficiencias de B y Zn; las plantaciones presentan deficiencias de estos elementos (Zetina et al. 2002). Una opción, que se ha generada en el Colegio de Postgraduados-Campus Tabasco, es el Sistema Integrado para Recomendar Dosis de Fertilizantes (SIRDF), que genera recomendaciones de dosis de fertilización, tomando en cuenta las características del suelo, clima y cultivo (Salgado et al. 2005). Por lo anterior, el objetivo del trabajo fue generar un programa de fertilización que considera la dosis de fertilizante, forma, época y costo de aplicación, en función de las subunidades de suelos de las plantaciones de LP y NV de la Sabana de Huimanguillo, Tabasco, México.

MATERIALES Y MÉTODOS

Recolección de Información

La información sobre la producción de LP y NV en la sabana de Huimanguillo, se recolectó y analizó junto con la superficie plantada, manejo agronómico, padrón de productores, requerimientos de NPK y datos meteorológicos (Salgado et al. 2005). Además de la carta topográfica escala de 1:50 000 (INEGI 1986), modelos digitales de elevación, orto-fotos digitales a escala 1:75 000 y fotografías aéreas pancromáticas escala 1:75 000 (INEGI 2001).

Caracterización climática

El climograma se generó con los promedios mensuales de temperaturas máximas y mínimas, totales mensuales de precipitación y evaporación (Thornthwaite 1948), de la estación meteorológica Mosquitero con datos de 1960 a 1990 (CONAGUA 2006). Con los datos de precipitación anual de las estaciones meteorológicas: Paredón, Poblado C-32, Mosquitero, Mezcalapa, Francisco Rueda, Blasillo y Huimanguillo CFE y SMN, se generó un mapa temático de distribución de precipitación con los polígonos de Thiessen (Tabios y Salas 1985) con el programa Are Gis 9 (ESRI 2007).

Caracterización edáfica

Se realizó de acuerdo con el manual para levantamientos de suelos de Ortiz y Cuanalo (1978). Se excavaron pozos pedológicos en cada unidad cartográfica de suelos (UCS) identificada, para describir el perfil de suelo, de acuerdo con el manual de Cuanalo (1981). De los cuales se colectaron muestras de suelo de cada uno de los horizontes, para realizar las determinaciones de materia orgánica (MO), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), hierro (Fe), cobre (Cu), manganeso (Mn), zinc (Zn), boro (B), capacidad de intercambio catiónico (CIC) y textura, para su clasificación de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana (NOM-021-RECNAT 2000). Los resultados de los análisis de laboratorio se utilizaron para clasificar los suelos con la Base de Referencia Mundial del Recurso Suelo (FAO-ISRIC-ISSS 2007) y Taxonomía de Suelos (Soil Survey Staff 2006). Las UCS se etiquetaron con el nombre de la subunidad, de acuerdo con la clasificación de la WRB.

Diagnóstico de la fertilidad de los suelos

Las parcelas muestreadas para diagnosticar la fertilidad de las subunidades de suelo se seleccionaron del mapa de subunidades. Se obtuvieron 152 muestras compuestas para determinar la fertilidad de las subunidades de suelo en el área de estudio. En cada plantación se colectaron 10 submuestras, de 0 a 30 cm de profundidad, en la zona de goteo del árbol, por medio de un recorrido en zig-zag dentro de la plantación para obtener muestras compuestas de distintos árboles (Salgado et al. 2013). Las muestras compuestas se secaron, se molieron y pasaron por una malla de dos milímetros. Para luego determinar el contenido de materia orgánica (MO), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), hierro (Fe), cobre (Cu), manganeso (Mn), zinc (Zn), boro (B), capacidad de intercambio catiónico (CIC) y la clase textural, de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana (SEMARNAT 2000).

Estimación del rendimiento potencial de LP y NV

El rendimiento de frutos se obtuvo por medio de los registros de los productores, con lo cual se estimó el rendimiento potencial (t ha^-1), para luego usarlo en la estimación de la demanda nutrimental de cada plantación.

Estimación de la demanda nutrimental de N, P y K

La demanda nutrimental se obtuvo con la biomasa de frutos y hojas, considerando al resto de la planta como constante (Silva y Rodríguez 1993). La concentración nutrimental de los frutos se determinó a partir de una muestra compuesta de 10 árboles del centro de la parcela, que se muestrearon en un recorrido en zig-zag, en total se tomaron 20 frutos de LP y 10 de NV, los cuales se pesaron, cortaron en rodajas, colocaron en charolas de aluminio y se secaron en una estufa con flujo de aire a 70 °C, hasta peso constante (Olarte et al. 2001, Salgado et al. 2013). Para luego moler en un molino Wiley y pasar en un tamiz de malla de dos milímetros. El porcentaje de humedad se usó para determinar la producción de materia seca, tomando como base los rendimientos de cada plantación. El análisis de N se realizó con el método Micro-Kjeldahl, y el P y K con HNO₃-HCIO₄, cuantificado por colorimetría y espectrofotometría de absorción atómica (Jones et al. 1991). Mientras que la biomasa de hojas se determinó con la relación: RH= RF* 0.409. Dónde: RH= Rendimiento de hoja (kg ha^-1) y RF= Rendimiento de fruto (kg ha^-1) (Silva y Rodríguez 1993).

La concentración nutrimental se determinó de una muestra compuestas de 80 hojas, provenientes de 10 árboles. Para lo cual se tomaron dos hojas de la parte media de la copa, en cada punto cardinal (Olarte et al. 2001). Para el secado, molienda y análisis, se siguió el procedimiento descrito para los frutos.

Aplicación del modelo conceptual

Para generar las dosis de fertilización para el N, P y K por subunidad de suelo, se calcularon los parámetros del modelo conceptual DF= (DEM-SUM)/EF (Rodríguez 1993) de la siguiente manera: para determinar la demanda de N, P y K, se utilizó el peso de la materia seca (MS) y el contenido de N, P y K correspondiente a frutos y hojas de cada cultivo, según la ecuación: DEM = MSF * (%NF/100) + MSH * (%HH/100). Dónde: DEM= Demanda (kg ha^-1); MAF= Materia saca de frutos (kg ha ^-1); MSH= Materia seca de hojas (kg ha ^-1); NF= Nutrimiento de frutos; NH= Nutrimento en hojas.

Debido a la baja fertilidad de los suelos de la sabana de Huimanguillo, el suministro se consideró como nulo (Pastrana et al. 1995, Zetina et al. 2002), por lo que el modelo conceptual se simplificó: DF= DEM/EF. La DF es la dosis de fertilizantes y la EF la eficiencia. La eficiencia de recuperación para el N se consideró de 50 % (Dasberg 1987), 30 % para el P y 40 % para el K (Silva y Rodríguez 1993).

RESULTADOS

Caracterización climática y edáfica

La precipitación total promedio de 30 años de la estación meteorológica Mosquitero es de 2 356 mm, la cual de acuerdo al balance de humedad satisface los requerimientos hídricos del cultivo(Figura 1). Sin embargo, la precipitación oscila entre 1 930 y 2 400 mm (Figura 2), de acuerdo con los polígonos de Thiessen; por lo que la precipitación total supera los requerimientos hídricos de NV y LP, pero la distribución irregular a lo largo del año limita los rendimientos. La región citrícola de la sabana de Huimanguillo tiene 12 subunidades de suelos (Figura 2) que se clasifican como Migajón arcillo-arenosa (Tabla 2).

Fertilidad de las subunidades de suelo

Varias propiedades fisicoquímicas de las subunidades de suelo en la profundidad de 0 a 30 cm muestran similitud entre ellas (Tabla 1); el pH de los suelos fue menor a 5.0, por lo que se clasifica como fuertemente ácido en todos los suelos. Sin embargo, el contenido de MO mostró variaciones entre 3.7 y 7.6 %.

Las subunidades de suelos citrícolas presentan contenidos de N de 0.10 a 0.20 %, P menor de 5 mg kg^-1, I K inferior a 0.20 cmol⁽⁺⁾ kg del suelo ^-1 el Ca se encuentra entre 0.16 y 0.32 cmol⁽⁺⁾kg, mientras que el Mg se encuentra entre 0.10 y 0.32 cmol⁽⁺⁾ kg y el NA entre 0.07 a 0.15 cmol⁺ de suelo^-1, mientras que la CIC se encuentra entre 5 y 15 cmol⁺ kg de suelo^-1. La concentración dE e Fe oacila entre 64 y 115 mg kg ^-1 el Cu entre 0.60 y 1.10 mg kg^{-1, el Zn entre0.30 y 0.60 mg kg -1 y el Mn en la subunidad ACfrum presenta 0.08, y hasta hasta 1.8 mg kg-1 en las otras subunidades. El nivel de B es inferior a 1.0 mg kg-1, lo cual es un valor adecuado (Tabla 2).}

Demanda de NPK y dosis de fertilizantes

Los valores estimados de nutrimentos que los cítricos extraen del suelo para producir entre 20 y 30 t ha^-1 de frutos de NV y LP se muestran en la Tabla 3 mientras que las dosis de fertilizantes diseñadas para satisfacer la demanda nutrimental de estas especies, según la subunidad de suelo donde crecen, se presentan en la Tabla 4.

DISCUSIÓN

Caracterización climática

Una precipitación anual conveniente para el cultivo de los cítricos debe de oscilar entre 875 y 1 400 mm (Orduz-Rodríguez y Mateus-Cagua 2012). En la zona de estudio la precipitación no se distribuye de forma adecuada en el año; ya que en los meses de febrero a mayo es deficiente (276 mm), lo que limita el crecimiento de los cítricos. En cambio de junio a enero, se registra una precipitación de 2080 mm, lo que favorece el desarrollo de los frutos de diciembre (Zetina et al. 2002) pero puede resultar excesiva si no existe buen drenaje.

Caracterización edáfica

De las 12 subunidades encontradas en las plantaciones de cítricos estudias, 10 subunidades corresponden al grupo Acrisol y dos al grupo Cam-bisol (FAO-ISRIC-ISSS 2007); las plantaciones de LP y NV estudiadas, se encuentran establecidas sobre ocho subunidades de Acrisoles (Tabla 1); de las que se presenta su equivalencia con los subgrupos de la Taxonomía de Suelos (Soil Survey Staff 2006). Estos suelos presentan horizontes con características gléyicas lo que indica problemas de drenaje (Palma et al. 2007); presentando las subunidades ACglpI y ACumgl efectos de exceso de humedad en los meses más lluviosos, condiciones que provocan retrasos en el desarrollo de los cultivos y, en consecuencia en el rendimiento (Pastrana et al. 1995).

Fertilidad de las subunidades de suelo

Los contenidos de MO en los suelos estudiados (Tabla 2), se clasifican de medios a muy ricos sin que esto sea limitante para el desarrollo de los cultivos de interés (Tavera 1985). Se tiene una baja disponibilidad de N, P, K, Ca, Mg, Cu y Zn, lo que induce deficiencias nutrimentales en las plantaciones citrícolas de la zona; mientras que la disponibilidad de Fe y Al se incrementa, induciendo toxicidad en las plantas de NV y LP. Para mejorar las condiciones de fertilidad y disminuir los contenidos de Fe y AL se recomienda aplicar cal dolomítica (Pastrana et al. 1995).

Los contenidos de N encontrados se clasifican de medios a ricos, mientras que en la relación C/N se clasifican como alta (Tavera 1985), lo que indica que en el suelo se da un proceso de inmovilización del N inorgánico, sobre todo por la alta acidez, por lo que no queda suficiente N disponible para el cultivo (Salgado et al. 2013). Los contenidos de P asimilable se consideran bajos (Borges-Gómez et al. 2008), lo que indica que se requiere aportar P suplementario para permitir el crecimiento y calidad de los frutos de NV (Quaggio et al. 2004). En lo referente al contenido de K es encontró que se encuentra bajo, lo que origina que los frutos de NV resulten de tamaño pequeño (Mattos et al. 2003); la alta acidez del suelo favorece la producción de ácidos orgánicos, principalmente ácido cítrico, que neutralizan el K disponible y provocan la senescencia precoz de los frutos (Malavolta 2006).

Los contenidos de Ca y Mg se clasifican como bajos, por lo que se recomienda practicar el encalado a base de cal dolomítica para incrementar el pH del suelo, abastecer de Ca y Mg a los cítricos y disminuir el Al intercambiable (Bertsch 1998). El Na en esta zona se encuentra en niveles adecuados (Salgado et al. 2013). Debido a que los suelos no tienen una estructura bien definida y a las pendientes de la zona, las bases son lavadas continuamente por las altas precipitaciones.

La CIC de las subunidades de estudio se clasifica como baja por lo que los suelos se consideran de baja fertilidad, con presencia de arcillas tipo Caolinita 1:1 (Palma et al. 2007) pero con más de 50 % de arena en los primeros 30 cm (Tabla 2), lo que produce una estructura no definida, aun cuando presentan altos contenidos de MO.

La concentración de Fe en la solución del suelo, se clasifica como alta (Roca et al. 2007), mientras que las concentraciones de Cu y Zn son bajas, por lo que es recomendable aplicar sulfato de cobre y sulfato de zinc para mejorar la disponibilidad de estos elementos (Salgado y Núñez 2010). Las concentraciones de Mn son bajas en la subunidad ACfrum, pero rara vez se observan deficiencias visuales en los cultivos de NV y LP. En el resto de las subunidades el contenido de MN se considera adecuado (>1.0 mg kg^-1) aunque en algunas plantaciones se observaron valores mayores de 1.0 mg kg^-1. Mientras que el contenido de B se considera adecuado (Viets y Lindsay 1973).

Demanda NPK y dosis de fertilización

Bajo las condiciones de la Sabana de Huimanguillo y debido al mayor rendimiento de fruto, las plantaciones de LP presentan mayores demandas de N, P y K que las de NV (Quaggio et al. 2002). Las demandas estimadas de N, P y K de los cultivos de cítricos están dentro de los valores reportados para diversas regiones citrícolas del mundo (Obreza 2003, Alva et al. 2006).

Las dosis de fertilizantes para NV recomendadas en este estudio son más bajas en N y P que la dosis propuesta por Pastrana et al. (1995) para plantaciones de NV y que las dosis recomendadas para otras regiones citrícolas del país (Olarte-Ortíz et al. 2001, Pérez 2004). Sin embargo, la dosis recomendada suguiere mayor aportación de K, ya que el contenido de este elemento en el suelo es pobre, además de su relación con los azúcares del fruto de los cítricos (Quaggio et al. 2002).

Para el LP solo se recomienda la formula 450150-225 kg ha^-1 (Curtí et al. 2000). Esta dosis es extremadamente alta, pero de baja eficiencia, por lo que no es aplicable a las condiciones climáticas y edáficas de Tabasco (Obreza 2003). Dicha fórmula supera en mucho las dosis determinadas en este estudio para LP (Quaggio et al. 2002, Malavolta 2006).

Con base en los resultados de este estudio se proponen cuatro dosis de fertilización NPK para LP: 207-69-240 para la subunidad Acrisol Distri-Hiperférrico; 207-69-300 para la subunidad Acrisol Ferri-Plíntico; 184-69-240 para las subunidades Acrisol Humi-Plíntico, Acrisol Humi-Úmbrico y Acrisol Umbri-Plíntico; y 230-92-300 para la subunidad Acrisol Umbri-Gléyico. Para las plantaciones de NV se proponen cinco dosis de fertilización: 11546-120 para la subunidad Acrisol Distri-Hiperférrico; 138-46-180 para las subunidades Acrisol Ferri-Plíntico, Acrisol Humi-Plíntico y Acrisol Humi-Úmbrico; 138-46-150 para las subunidades Acrisol Ferri-Úmbrico y Acrisol Umbri-Gléyico; 115-46-180 para la subunidad Acrisol Gleyi-Plíntico; y 115-46150 para la subunidad Acrisol Umbri-Plíntico.

CONCLUSIONES

La zona citrícola de la Sabana de Huimanguillo, Tabasco, presenta un clima adecuado para el desarrollo de los cultivos de limón Persa y naranja Valencia, aunque en los suelos ACglpI y ACumgl se presentan problemas de exceso de humedad. El análisis de suelo indica que el pH es ácido, con altos contenidos de MO, contenidos medios a ricos de N y bajos contenidos de P, K, Ca, Mg, Cu, Zn y Mn. Se generaron cuatro dosis de fertilización NPK para limón Persa, mientras que para naranja Valencia se generaron cinco dosis de fertilización.

AGRADECIMIENTOS

A la Fundación Produce Tabasco, A.C., y al Consejo Citrícola de Tabasco, A.C., por el apoyo financiero para realizar el presente estudio.

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