INTRODUCCIÓN

El ají (Capsicum spp.) es una hortaliza del género Capsicum (solanáceas) que posee cinco especies domesticadas, incluyendo C. frutescens L. (tipo Tabasco) y C. chinense J. (tipo Habanero) (^{Bosland y Votava, 2012}). Estos materiales se caracterizan por presentar frutos pequeños de diferente forma, sabor picante y ser de uso condimentario (^{Vallejo y Estrada, 2004}).

Los cultivos hortícolas presentan limitantes que reducen su potencial productivo, en este sentido, una nutrición balanceada permite obtener el máximo rendimiento (^{Nieves et al., 2015}). ^{Marschner (1995}) menciona que la disponibilidad, absorción y distribución de nutrientes esenciales en la planta son factores que ejercen mayor efecto sobre el crecimiento y rendimiento de los cultivos, en tanto, es claro que la absorción de nutrientes depende del tipo de cultivo, edad, disponibilidad de nutrientes y agua (^{Salisbury y Ross, 2000}).

Por otra parte, ^{Quintal et al. (2012}) encontraron un incremento del rendimiento en ají C. chinense con una lámina de agua correspondiente al 60% de la humedad aprovechable del suelo; ^{Zayed (2013}) menciona que la productividad de ají C. annuum se puede ver afectada por el contenido y calidad de los fertilizantes orgánicos, o por una limitada disponibilidad y absorción de nutrientes (^{Reyes et al., 2014}). Así mismo, ^{Alejo et al. (2015}) encuentran asociación entre alto contenido de N en frutos y mayor rendimiento, lo que evidencia la influencia nutricional sobre el rendimiento.

Dependiendo de la oferta ambiental, la extracción y distribución de nutrientes varia de un cultivo a otro y dentro del mismo cultivo entre cultivares, tipos y órganos de la planta de ají (^{Salazar y Juárez, 2013}); lo mismo sucede con respecto al orden de preferencia de elementos esenciales en los órganos de la planta, encontrándose diferente concentración en hojas e influencia sobre el rendimiento como lo sugiere ^{Puentes et al. (2016}); en tanto, el cultivo de ají no es la excepción, ^{Noh et al. (2010}) reportan para ají Habanero C. chinense un orden en la concentración de macronutrientes de N>K>Ca>Mg y P y para micronutrientes Fe>Zn>Mn y Cu, desde la etapa de desarrollo correspondiente a 50 d después del trasplante hasta cosecha, 120 d.

Conocer la extracción, distribución y tendencia en el contenido de nutrientes para frutos y hojas en función de la dosis de fertilización aplicada, es importante para predecir una disminución del rendimiento por un desbalance nutricional, en especies diferentes como C. chinense y C. frustescens. Sin embargo, en la Universidad Nacional de Colombia, sede Palmira con una colección de 770 accesiones de ají (^{Pardey et al., 2009}), solamente han sido evaluadas con base al contenido de capsaicina, tolerancia a plagas y enfermedades, y algunos trabajos de investigación en fertilización.

Así, la importancia de evaluar cada material de ají con el fin de hacer un apropiado manejo nutricional y determinar su influencia en el rendimiento en respuesta a diferentes niveles de fertilidad en el suelo, la extracción en fruto y distribución de nutrientes en hoja y fruto para las especies C. chinense y C. frutescens es el objetivo de esta investigación, ya que en la actualidad reciben el mismo manejo nutricional, siendo especies diferentes.

MATERIALES Y MÉTODOS

Esta investigación se realizó en el Centro Experimental de la Universidad Nacional de Colombia (CEUNP), ubicado geográficamente a 3°24’ N y 76°26’ W, a 980 msnm, en el municipio de Candelaria (vereda El Carmelo) del departamento del Valle del Cauca. La zona presenta una precipitación promedio anual de 1.135 mm, temperatura media del aire de 24ºC y brillo solar promedio de 172,6 h/mes.

El suelo experimental se muestreo de 20-30 cm de profundidad para evaluar las características físico-químicas, cuyo análisis fue realizado en el Centro de Agricultura Tropical (CIAT) e interpretado con valores referencia del ICA (1992), mostrando condiciones óptimas para el cultivo de ají. En tanto, el suelo presenta textura arcillosa (arena 24,96%, arcilla 41,04% y limo 34%), densidad aparente 1,2 Mg m^-3, capacidad de campo 40,13%, punto de marchitez permanente 18,13% y porosidad total de 54,54%; además, pH de 7,7, capacidad de intercambio catiónico 20,95 cmol kg^-1, materia orgánica 2,1%, fósforo 75 ppm y potasio 0,42 cmol kg^-1.

Los tratamientos fueron diseñados tomando como referencia la dosis utilizada en CEUNP para el cultivo de ají, la cual coincide con el manejo nutricional de los agricultores en diferentes zonas del país, estos fueron: sin fertilización o testigo (T1), programa de fertilización del CEUNP (N: 150, P₂O₅: 100 y K₂O: 300) (T2), incrementos del 50 y 100% de N-P-K sobre el nivel del programa de fertilización del CEUNP, T3 y T4, respectivamente (^{Romero et al., 2016}). Las fuentes de fertilización utilizadas: DAP (18-46-00), Urea (46-00- 00) y KCl (00-00-60).

Se utilizó un diseño experimental en bloques completos al azar con cuatro tratamientos y cuatro réplicas. Las plántulas fueron obtenidas a partir de la siembra de semillas en condiciones controladas de invernadero, posteriormente, fueron trasplantadas en campo y sembradas a 0,6 m entre plantas y 1,3 m entre surcos, con densidad de 12.820 plantas/ha. La unidad experimental (UE) utilizada consistió en parcelas de 5,2×9 m, para un total de 16 UE. Las plantas en campo estuvieron sometidas a plena exposición solar, y fueron regadas de acuerdo al balance hídrico.

Se evaluaron dos líneas élite de ají con alta concentración de capsaicina Capsicum frutescens L. tipo Tabasco y Capsicum chinense J. tipo Habanero. Las dosis de fertilización por tratamiento empleadas de acuerdo a las cuatro etapas del cultivo (^{Noh et al., 2010}) fueron: 10 días después del transplante (DDT) 10%:30%:10% correspondiente para N-P-K, 25 DDT: 20%:25%:15%, 45 DDT: 30%:20%:20%, estos tres fraccionamientos anteceden la fase I de desarrollo, 70 DDT: 20%:150%:20%, antecede la fase II de floración y fructificación, 85 DDT: 10%:10%:20% y 90 DDT: 10%:0%:15%, estas dos últimos anteceden la fase III y IV de maduración y cosecha del fruto respectivamente.

La concentración en hoja y fruto se determinó para N por el método Kjheldhal; Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Na⁺, B en base seca (550ºC) y absorción atómica; S por digestión ácida y turbidimetría; P por descomposición en base seca (550ºC) y colorimetría, los cuales fueron realizados en el Centro Internacional de Agricultura tropical (CIAT) siguiendo los protocolos estándares para tejido vegetal (^{Mckean, 1993}). Para los análisis se colectaron 40 hojas recién maduras de la planta en floración (^{Malavolta, 1997}), y 20 frutos maduros de la parte media de la planta; este procedimiento se realizó por cada tratamiento y tipo de material.

El rendimiento se consideró como el peso fresco de frutos cosechados de cada línea y tratamiento, provenientes de 11 cosechas. La extracción de los nutrientes N-P-K se determinó para una tonelada de fruto fresco por cada tipo de material en el tratamiento de mayor rendimiento.

Los datos fueron analizados con el programa Statistical Analysis System (SAS). Mediante análisis de varianza (ANDEVA) se determinaron diferencias entre las variables de respuesta teniendo como fuente de variaciones, el tipo de material, tratamientos y la interacción tipo de material x tratamiento; posteriormente se empleó la prueba de Tukey (P≤0,05) para encontrar diferencias significativas entre los tratamientos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Concentración de nitrógeno, fósforo y potasio en hoja y fruto

La concentración de nutrientes muestra diferencias altamente significativas (P≤0,01) por tipo de ají en relación al contenido de N en hojas (H)-frutos (F), y para K en frutos, en contraste, en hojas no hubo diferencias significativas. P no mostró diferencias significativas (P>0,05) para ambos órganos. Con respecto a los tratamientos hubo diferencias (P≤0,01) para N en H-F, significativas para K en H-F y para P en fruto, más no mostro diferencias en hoja. Mientras que la interacción tipo x tratamiento no fue significativa (P>0,05) para P, K en H-F, y para N en fruto, solamente la concentración de N en hojas fue altamente significativa en la interacción (Tab. 1).

Tabla 1 Análisis de varianza en hoja (H) y fruto (F) para dos especies de ají. 

**: diferencias altamente significantes (P≤0,01); *: diferencia significativa (P>0,05); NS: diferencia no significativa (P>0,05).

En el tipo Habanero, la mayor concentración de N en hoja se encontró en el tratamiento T3 (48,15 g kg^-1) y la menor en T1 (42,11 g kg^-1); en fruto, la mayor concentración en T4 (27,09 g kg^-1) y menor en T1 (22,38 g kg^-1). Resultados similares obtuvo ^{Alejo et al. (2015)} quienes sugieren que a mayor dosis de N mayor concentración de este nutriente en frutos. La mayor concentración de P en hojas fue para el T2 (4,69 g kg^-1) y la menor en T1 (4,46 g kg^-1), y en fruto, en T3 (3,20 g kg^-1) y T1 (2,96 g kg^-1).

Para K la mayor concentración en hoja se obtuvo en T4 (41,18 g kg^-1) y T1 (28,91 g kg^-1); en fruto, en T3 (30,82 g kg^-1) y la menor en T1 (25,27 g kg^-1) (Fig. 1A). Estos valores de concentración están por encima de los reportados por ^{Reyes et al. (2014)} y ^{Buczkowska et al. (2015)}.

Figura 1 Concentración de nitrógeno, fósforo, potasio en hoja (H) y fruto (F) para dos tipos de material: (A) Habanero y (B) Tabasco. 

El tipo Tabasco presentó la mayor concentración de N en hojas en el tratamiento T3 (50,46 g kg^-1) y la menor en T1 (40,84 g kg^-1); en fruto, T4 (21,63 g kg^-1) y T1 (16,85 g kg^-1). Fósforo, la mayor concentración en T3 (4,89 g kg^-1) y menor en T1 (4,19 g kg^-1); en fruto, T1 (3,43 g kg^-1) y T4 (2,84 g kg^-1) respectivamente. Potasio, con la mayor concentración en T4 (42,82 g kg^-1) y menor en el T1 (36,15 g kg^-1); en fruto, T4 (26,76 g kg^-1) y T2 (24,42 g kg^-1) (Fig. 1B); estos valores de concentración de acuerdo a ^{García et al. (2007)} son superiores para N y bajos en el caso de P y K.

Los dos tipos de materiales mostraron igual comportamiento en el orden de concentración de nutrientes en hoja: N>K>P y en fruto: K>N>P, como lo sugieren ^{Constantino et al. (2008)} y ^{Azofeifa y Moreira (2005)}. Así, la mayor concentración de N se encontró en hojas y la mayor concentración de K en frutos, y ambos coinciden en la menor concentración de P. Sin embargo, es generalizada la mayor concentración de N-P-K en hojas en comparación con los frutos.

Rendimiento en ají tipo Habanero y Tabasco

El rendimiento mostró diferencias altamente significativas (P≤0,01) por efecto del tipo de material y tratamiento (Fig. 2); así, el mayor rendimiento se obtuvo en el tratamiento T4 (Habanero 23.807 kg ha^-1 y Tabasco 10.195 kg ha^-1), comportamiento normal dado que a mayor cantidad de N aplicado existe un mayor efecto sobre el rendimiento (^{Ayodele et al., 2015}; ^{Ortas, 2013}); y el menor rendimiento en el tratamiento T1 (Habanero 12 384 kg ha^-1 y Tabasco 4 895 kg ha^-1), siendo mayor en Habanero con respecto a Tabasco. Estos valores de rendimiento se consideran bajos al compararlos con los reportados por ^{Reyes et al. (2014)}. Sin embargo, comparados con ^{Pardey et al. (2009)} se consideran altos, coincidiendo en rendimientos superiores para ají tipo Habanero.

Figura 2 Relación de la concentración de nutrientes en hoja (A y B) y en fruto (C y D) con respecto al rendimiento para Habanero y Tabasco. Promedios del rendimiento, con letras distintas, indican diferencia significativa según la prueba de Tukey (P≤0,05). 

La relación entre la concentración de nutrientes en la planta (hoja y fruto) y el rendimiento, mostró que a mayor concentración de nutrientes en hoja y fruto coincide con mayor rendimiento, similares resultados encontraron ^{Constantino et al. (2008)} (Fig. 2); para Habanero en el tratamiento de mayor rendimiento T4, en hoja (Fig. 2A) hubo mayor concentración de N (47,36 g kg^-1), seguido de K (41,18 g kg^-1) y P (4,56 g kg^-1), y en fruto (Fig. 2C) se observa una mayor concentración de K (29,28 g kg^-1), seguido de N (27,09 g kg^-1) y por último P (3,15 g kg^-1); el tipo Tabasco mostró en hoja (Fig. 2B) mayor concentración de N (47,92 g kg^-1), seguido K (42,82g kg^-1) y P (4,43 g kg^-1), y en fruto (Fig. 2D) mayor concentración de K (26,76 g kg^-1), N (21,63 g kg^-1) y P (2,84 g kg^-1).

El tipo de material Habanero mostró mayor rendimiento con respecto al tipo Tabasco; así las cosas, a mayor rendimiento mayor extracción de nutrientes, como lo sugieren ^{Inzunza et al. (2010}). En este sentido, el ají Habanero extrajo mayor cantidad de N-P-K para producir 1.000 kg de fruto fresco por hectárea comparado con Tabasco, mostrando diferencias altamente significativas (P≤0,01) por efecto del tipo de material (Tab. 2).

Tabla 2 Extración de nutrientes en kg ha^-1 por tonelada de fruto fresco. 

Promedios con letras distintas, en la misma columna, indican diferencia significativa según la prueba de Tukey (P≤0,05).

En términos porcentuales y de mayor a menor, la extracción de K-N-P para Habanero: 49,19; 45,5 y 5,29%, respectivamente; y para Tabasco, 52,24% K, 42,22% N y 5,54% P. Sin embargo, además de estos nutrientes la planta también extrae otros, tales como Mg, Ca, S, Fe, Mn, Zn, B, Cu y Na; en este sentido, el orden de extracción para producir 1.000 kg de fruto fresco de ají incluyendo todos los nutrientes en porcentajes de mayor a menor en Habanero: K (44,25%), N (40,95%), P (4,76%), Mg (2,46%), S (2,34%), Ca (1,81%), Na (0,44%), Fe (0,08%), Mn (0,02%), Zn (0,02%), B (0,01%) y Cu (0,01%) (Fig. 3), presentando preferencia por Mg en lugar de Ca, en contraste con el tipo de material Tabasco.

Figura 3 Extracción porcentual para 12 nutrientes en ají Habanero. 

El orden de extracción para Tabasco de mayor a menor fue: K (47,88%), N (38,71%), P (5,08%), Ca (3,35%), S (2,71%), Mg (2,02%), Na (0,12%), Fe (0,07%), Mn (0,02%), Zn (0,02%), B (0,02%) y Cu (0,01%) (Fig. 4), presentando preferencia por Ca en lugar de Mg, en contraste con el material Habanero.

Figura 4 Extracción porcentual para 12 nutrientes en ají Tabasco. 

Es interesante la similitud en extracción que presentan los dos tipos de materiales mostrando el mismo orden de extracción para los nutrientes K>N>P>S>-Na>Fe>Mn>Zn>B>Cu, coincidiendo con el orden de extracción de nutrimentos propuesto por ^{Azofeifa y Moreira (2005)}, sin embargo, difieren entre materiales en la cantidad extraída de nutrientes y su relación con el rendimiento.

CONCLUSIONES

Los tipos de material, Habanero y Tabasco, muestran un comportamiento diferencial al ser sometidos a igual plan de fertilización, tanto en la extracción en fruto y distribución de nutrientes en hoja y fruto, como en rendimiento. En este sentido, la dosis de 300 kg ha^-1 de N, 200 kg ha^-1 P₂O₅ y 600 kg ha^-1 K₂O contribuyen a un mayor rendimiento en Habanero y Tabasco, sin embargo, Habanero presentó mayor rendimiento, composición de nutrientes en hojas y fruto, y extracción en fruto fresco, lo cual evidencia la influencia del genotipo.

La especie C. chinense (Habanero) extrajo mayor cantidad de kg ha^-1 de N-P-K para producir 1.000 kg de fruto fresco con respecto C. frutescens (Tabasco), lo cual sugiere que al producir mayor cantidad de kg de fruto fresco se aumentará la extracción de nutrientes, en este sentido, se debe regresar al suelo esa misma cantidad para compensar la pérdida por extracción de nutrientes, la cual es diferente para cada especie. Así mismo, el contenido de nutrientes en hoja permitirá al agricultor hacer correcciones nutricionales que garanticen rendimientos de 23.807 y 10.195 kg ha^-1 para Habanero y Tabasco respectivamente, contribuyendo a realizar un apropiado manejo nutricional por genotipo de ají.