Preparación de CocALOFA

Para la preparación del abono orgánico se utilizaron hojas de coca maceradas y harina proveniente de hoja de coca, material disponible en zonas cocaleras del Cauca, que puede ser utilizado como materia prima en la elaboración de abonos orgánicos para aprovechar sus cualidades nutricionales a través del compostaje y la fermentación (^{Anaya and Troyano, 2017}).

Inicialmente, se maceraron las hojas de coca hasta obtener 2,5 kg y se colocaron en un recipiente plástico que contenía 6 L de agua. Después, en diferentes recipientes, se diluyeron 100 g de cada sulfato (Cobre, Zinc, Magnesio, Manganeso, Calcio, Potasio, Hierro) en 500 mL de agua cada uno, a cada sulfato se adicionaron 5 mL de zumo de limón como agente quelante; estas soluciones se agregaron al recipiente en el orden indicado. Luego, en 500 mL de agua se disolvieron 30 g de vitaminas granuladas (se pueden reemplazar por 1 kg de frutos o de flores); aparte se diluyeron 100 g de ácido bórico en 500 mL de agua caliente y 50 g de levadura comercial para diluirla en 2 L de agua a una temperatura menor de 40 ºC o agregar 2 L de levadura casera.

Posteriormente, se adicionaron 500 g de cal fosforita, 200 g de ceniza cernida y 100 g de compost maduro. En otro recipiente se mezcló 1 kg de miel de purga con 5 L de agua hasta disolver completamente, esta mezcla se adiciono a la solución total. Posteriormente, se agregaron 100 mL de ácidos húmicos y fúlvicos.

En la medida que se adicionaron los insumos se mezcló uniformemente la mezcla. Finalmente, se mezcló a ritmo constante durante 5 minutos, se tapó con una estopa, malla o zarán seco y limpio que permitiera la fermentación aeróbica y se amarró con fibra. Se marcó el recipiente con la fecha de preparación y el nombre del producto.

Culminado el proceso, se dejó fermentar durante 15 días, periodo después del cual la mezcla fue cernida, para luego empacar y conservar en un lugar fresco y oscuro. El procedimiento descrito permite obtener 20 L de CocALOFA I. El mismo procedimiento se repite para preparar CocALOFA II, solo que se emplea en vez de hoja, 500 g de harina de coca.

Diseño experimental

En las dos unidades productivas se empleó un diseño de bloques completos al azar con 6 tratamientos y 3 repeticiones con distancia entre surcos de 0,8 m y entre plantas de 0,45 m, siendo el factor de bloque la pendiente.

Descripción de los tratamientos

En el Cuadro 1 se describen los tratamientos para estudiar el efecto del abono orgánico líquido mineralizado a base de hoja de coca CocALOFA I y CoCALOFA II.

Cuadro 1 Descripción de los tratamientos. 

*DDS= Días después de siembra

En el cuadro 2 se describe la composición nutricional de fertilizante orgánico comercial.

Cuadro 2 Composición del fertilizante orgánico comercial. 

Fuente: (^{Ecoline, 2020})

Variables de respuesta

Para evaluar el efecto del CocALOFA sobre arveja (Pisum sativum L.) se registraron los componentes de rendimiento (número de vainas por planta, número de granos por vaina, peso de cien granos, producción y rendimiento) y altura de planta.

Altura de la planta (AP). Se midió la longitud desde el cuello hasta la hoja bandera donde empezaron a salir los zarcillos, en una muestra de 10 plantas/parcela. Se midió cuando las plantas alcanzaron su altura máxima (60 DDS).

Número de vainas por planta (VP). Una vez realizada la cosecha (85 DDS) se hizo el conteo de todas las vainas. Para la cosecha total se hicieron 3 pases, al final se sumaron todas las vainas y se dividió entre el número de plantas.

Número de granos por vaina (GV). Del área útil de cada parcela se escogió una muestra al azar de 50 vainas y se realizó el conteo de granos.

Peso de cien granos (PC). Se pesaron 5 muestras de 100 granos por cada parcela y se obtuvo el promedio.

Producción (Pn). Se pesaron primero las vainas con grano y luego los granos solos. Después, se calculó la producción como la sumatoria de las cosechas de las plantas totales del área útil y se dividió entre el número de plantas. Así se obtuvo la producción por planta con vainas y sin vainas.

Relación grano vaina (RGV). Se obtuvo de dividir el peso de los granos sobre el peso de las vainas con grano.

Rendimiento (Rto). Una vez se obtuvo la producción por planta, se multiplicó por el número de plantas por ha, de acuerdo a la densidad de siembra, para obtener el rendimiento/ha.

Siembra y manejo del cultivo

Se realizó de forma manual depositando dos semillas por golpe. Se emplearon semillas de la variedad Piquinegra. En el momento de la siembra se aplicaron 100 g de cal dolomita por sitio , en todas las parcelas; 500 g de lombricompost de hoja de coca a las parcelas de los tratamientos 1, 2, 3 y 4 y 500 g de compost tradicional a las parcelas de los tratamientos 0 y 5, como nutrición complementaria.

El manejo cultural incluyó tutorado, deshierba, aporque, manejo preventivo de plagas y enfermedades. Estas labores se programaron de acuerdo al ciclo fenológico del cultivo.

El tutorado se hizo antes de que las plantas emitieran la primera guía, empleando tutorado vertical.

El control de arvenses y aporque se realizó de forma manual y con azadón, en dos ocasiones, la primera a los 25 días después de siembra (DDS) y la segunda a los 45 DDS.

En cuanto al manejo fitosanitario, se hizo de manera preventiva aplicando bio-insecticidas comerciales, que son insecticidas orgánicos los cuales tienen extractos de neem, ajo y ají y se utilizaron para el control de tierrero (Agrotis ípsilon). Mientras que para el control de hongos y en especial para la antracnosis (Colletotrichum gloeosporioides) se utilizó caldo bordelés en una concentración del 1%.

Análisis estadístico

Para el análisis de la información se utilizó el programa SPSS statistics 22, se aplicó estadística descriptiva y, posteriormente, se confirmó la normalidad de los datos para realizar análisis de varianza de dos factores (bloques y tratamientos) con el fin de determinar si había diferencias estadísticamente significativas entre bloques y luego entre tratamientos, dado que la investigación se realizó en una ladera que tiene gradiente de fertilidad, cada bloque representa un gradiente. Para establecer cuáles fueron las diferencias significativas entre tratamientos observadas, se realizó la prueba post hoc de promedios de Duncan

Respuesta a los tratamientos

En el Cuadro 4 se relacionan los promedios obtenidos en cada variable de respuesta tras la aplicación de los tratamientos, como se puede observar los mejores resultados en rendimiento se obtuvieron con el T1.

En los dos municipios, los mayores promedios para altura, vainas/planta, producción y rendimiento se obtuvieron con el T1, superando en un 6 % al T2 en altura, en un 36 % al T5 en vainas por planta y en un 35 % al T4 en producción en grano verde y rendimiento en Popayán, mientras en Timbio el T1 superó en un 30 % al T5 para vainas/planta, en un 13 % al T0 para peso de 100 granos y en un 29 % al T3 para producción y rendimiento comparando con respecto al testigo.

Cuadro 4 Promedios de las variables de respuesta evaluadas y diferencias significativas de DUNCAN. 

Todas las plantas presentaron porte alto, indeterminado o voluble y se encuentran dentro del rango de la variedad que oscila entre 1 y 2 m (^{Singh et al., 2019}), igualmente sucedió con el número de granos por vaina y peso de cien granos en donde los promedios fueron muy similares entre tratamientos y coinciden con las características morfológicas de esta variedad, cuyo peso de cien granos está alrededor de 52 g y la cantidad de granos por vaina está entre 5 y 7.

En cuanto a la relación peso grano/peso vaina (RGV) en Popayán, la mejor relación la obtuvo el T3 con el 69 % y la más baja el T1 con el 64 %; en Timbío el T2 mostró una RGV de 61 %; T0, T1 y T3 de 64 %; T5 de 65 % y T4 de 66 %. En general, el peso de la vaina en todos los tratamientos, osciló entre 34 y 39 %, lo que indica que el mayor peso se encuentra en el grano, siendo este un componente relevante para la aceptabilidad del producto.

La relación grano vaina (RGV) es un factor importante que influye e n la aceptación del producto en el mercado de arveja en vaina verde o en fresco. Una relación grano vaina alta significa que el mayor peso del producto se encuentra en el grano y no en la vaina, lo cual mejora su precio en el mercado (^{Burbano et al., 2018}).

Todos los tratamientos con fertilización orgánica a base de hoja y harina de coca obtuvieron los mejores promedios respecto a número de granos por vaina. Si el NGV se sitúa entre tres y cuatro se considera bajo, medio entre cinco a seis y alto mayor de seis (^{Torres et al., 2020}).

Los resultados obtenidos con el tratamiento 1 se atribuyen a que el abono orgánico contiene los elementos esenciales que requiere una planta para su normal desarrollo y crecimiento, a diferencia del fertilizante de síntesis química que sólo aporta los elementos primarios nitrógeno, fósforo y potasio. Los resultados con CocALOFA I se atribuyen a que tiene mayor cantidad de nutrientes que CocALOFA II, que se prepara con harina de coca y en proceso pierde propiedades nutricionales porque se conservan las características nutricionales de la planta de coca. La coca (Erythroxylum coca spp) contiene nutrientes como proteínas, carbohidratos, fibras, calcio, hierro, fósforo, vitamina A y riboflavina, que lo hacen útil en la nutrición animal, vegetal y humana (^{Debouck, 2017}). El tratamiento 2, a pesar de tener mayor dosis, no presentó buenos resultados, lo que implica que a la planta le afecta la mayor concentración de nutrientes.

De forma semejante, el fertilizante orgánico comercial no contiene oligoelementos esenciales como hierro, manganeso, cobre, zinc y boro, elementos desempeñan funciones importantes en las plantas y, cuando están presentes en cantidades insuficientes, pueden producirse graves alteraciones y reducirse notablemente el crecimiento y la producción (^{Singh et al., 2019}).

La arveja requiere de diferentes nutrientes, en especial los macronutrientes, la fertilización con abonos orgánicos mineralizados es una buena opción porque contiene la mayoría de los nutrientes que cumplen una acción determinada en la fisiología del cultivo (^{Singh et al., 2019}).

El análisis de varianza ANOVA (p≤0,05), detectó diferencias estadísticamente significativas para las variables altura de la planta, producción en grano verde y rendimiento (Cuadro 5).

Cuadro 5 Análisis de varianza en los dos centros de investigación. 

*Diferencia estadística altamente significativa

La prueba de comparación de promedios de Duncan (p=0,05) formó entre dos y 4 grupos para las variables de respuesta (Cuadro 4). Aunque hubo diferencias significativas en altura de planta, los resultados estuvieron dentro del rango que alcanza la variedad piquinegra, resultados coinciden con lo reportado por ^{Riascos et al. (2018)}, quienes obtuvieron un valor de 1,56 m con fertilización de síntesis química, aclarando que en esta investigación el mayor valor obtenido fue con abono orgánico.

Como se puede apreciar, los resultados con CocALOFA en menor concentración, tanto con base en hoja de coca o con harina de coca, tuvieron las mayores producciones y rendimientos, siendo el mejor T1 (CocALOFA I la 4 %). Este comportamiento se atribuye a que el abono orgánico mineralizado contiene los elementos esenciales para el buen desarrollo del cultivo y cumplimiento de sus funciones fisiológicas (^{Montes et al., 2019}), brinda tanto macro como micro nutrientes que ayudan a mejorar la nutrición de las plantas.

El rendimiento en grano verde alcanzado por T1 en Popayán superó en 31,56 % al testigo (T0), mientras en Timbío en el 9,22 %. Estos resultados son similares a los reportados por ^{Riascos et al. (2018)} que obtuvieron un rendimiento de 2919 kg/ha.

Las parcelas a las cuales se les aplicó fertilizante orgánico comercial y CocALOFA I y II presentaron mayor número de granos por vaina superando a la fertilización de síntesis química, posiblemente porque esta última aporta sólo tres de los nutrientes esenciales para las plantas (nitrógeno, fósforo y potasio), mientras que los demás brindan nutrientes principales, secundarios y micronutrientes que ayudan a mejorar la nutrición de las plantas. Esta característica es bastante influenciada por la disponibilidad de luz, agua y nutrientes (^{Álvarez et al., 2020}), aunque ^{Cazzola et al. (2019}) afirman que el número de granos por vaina es un carácter cuya expresión depende en alto grado de la composición genética del material y del manejo agronómico que permite que se exprese bien la característica.

Para la variable peso de 100 granos, el tratamiento con CocALOFA I al 4 % en Timbío obtuvo el mejor promedio diferenciándose del más bajo que fue T0 en 8,34 g. Esta característica es importante puesto que representa la parte útil para el consumo de esta leguminosa, por lo general, son muy apreciadas en el mercado las variedades con mayor peso de grano (^{Majeed et al., 2019}). Además, es de anotar que los tratamientos con base en hoja de coca y el fertilizante orgánico comercial fueron superiores a los alcanzados con la fertilización convencional, posiblemente porque la hoja de coca posee minerales que son importantes para la nutrición de las plantas, tales como proteína cruda (20,2 %), fósforo (1.400 mg), calcio (1.600 mg), potasio (1,10 mg) y hierro (55,8 mg) (^{Mattos, 2014}). Estos resultados son semejantes a los obtenidos por ^{Riascos et al. (2018)}, quien consiguió rendimientos entre 2133 y 2838 kg/ha tras la inoculación con Rhizobium leguminosarum, Azospirillum brasilense y Pseudomonas fluorescens.

En general, es importante mencionar que las plantas mostraron una buena respuesta tras la aplicación tanto del abono orgánico mineralizado a base de hoja de coca como del fertilizante NPK, precisando que el CocALOFA presentó mejores resultados en altura, vainas/planta, peso de 100 granos, producción y rendimiento, lo cual se atribuye a que el uso de abonos orgánicos mejora las propiedades del suelo y la productividad de los cultivos, además, hacen un aporte significativo de nitrógeno, fósforo y potasio (NPK) y brindan nutrientes secundarios y micronutrientes que ayudan a mejorar la nutrición de la planta (^{Bobillea et al., 2019}).

Por otra parte, a pesar de que en los dos municipios las plantas mostraron buen vigor y expresaron las características propias de su variedad, considerando la sumatoria de todos los tratamientos se pudo determinar que el rendimiento en Timbío fue superior en 120 kg a lo obtenido en Popayán. Esta diferencia se atribuye a que los suelos en Timbío han sido cultivados por mucho tiempo y han realizado rotación de cultivos con grandes aportes de materia orgánica, por lo tanto, es un suelo con buena porosidad que permite un adecuado desarrollo de raíces, retención de agua, aireación y drenaje, mientras en Popayán son suelos que no se han cultivado, vienen de pasturas y han tenido cero aportes de materia orgánica.

Los resultados permiten sugerir que la hoja de coca puede tener un uso alternativo como componente de abonos orgánicos líquidos y sólidos, teniendo en cuenta que contiene 2,1 % de nitrógeno total, 2744 mg/kg de fósforo total, 92 mg/kg de sodio total, 12240 mg/kg de potasio total, 9574 mg/kg de calcio total, 2548 mg/kg de magnesio total, 94 % de materia orgánica, 6 % de ceniza, 13 % de proteína total, pH de 4,9 y conductividad eléctrica de 4540 μS/cm (^{Apaza et al., 2015}), es un material vegetal que tiene usos potenciales lícitos importantes en la nutrición de cultivos.

La hoja de coca es una alternativa para que los productores puedan disminuir los costos de producción al reemplazar los fertilizantes de síntesis química, de forma parcial o total, ya que estos tienen alto costo en el mercado.