INTRODUCCIÓN

Ananas comosus (L.) Merr., es una planta frutícola herbácea perenne tropical perteneciente a la familia Bromeliaceae, su centro de origen está ubicado en América del Sur en la región del Mattogroso entre Uruguay y Brasil (^{León, 2000}) y se conoce con los nombres de piña, naná, ananás, piña tropical y piña de azúcar (^{García y Serrano, 2005}).

A nivel mundial la piña ocupa el tercer lugar entre las frutas tropicales, después del banano y los cítricos (^{Sema et al., 2010}). Los cinco mayores productores son los países de Tailandia, Brazil, Indonesia, Filipinas y Costa Rica, mientras el 70% de su producción es consumida internamente, solamente el 30% es exportado (^{Hassan et al., 2011}).

En Colombia, para el año 2016, se produjeron 801.081 t, de un total de 18.378 ha cosechadas y los departamentos como Santander, Meta, Valle del Cauca y Cauca ocupan los primeros lugares en producción (^{Ministerio de Agricultura, 2016}). ^{Combatt et al. (2008)} reportan que la piña se cultiva en diferentes suelos en Colombia y solamente en pocos casos se aplican las correcciones necesarias.

"El manejo de la fertilización es uno de los factores de mayor relevancia en el cultivo de piña" (^{Marca-Hua-mancha et al., 2018}). Actualmente existen métodos eficientes para el diagnóstico nutricional de los cultivos, entre los que se encuentran de uso frecuente son el diagnóstico de los niveles críticos, rangos de suficiencia y el Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación (DRIS), solo por mencionar algunos (^{Chacón, 2012}). El DRIS, por sus siglas en inglés, "es un conjunto de normas de diagnóstico nutricional de cultivos, mediante la calibración de la composición de los tejidos, la composición del suelo, las condiciones ambientales y prácticas integrales de manejo del cultivo" (^{Rodríguez y Rodríguez, 2000}).

El DRIS fue propuesto inicialmente por Beaufils en la década de los años 60's (^{Sumner, 1977}), en proyectos de fisiología y nutrición vegetal para el cultivo de caucho en Vietnam, maíz y caña de azúcar en Suráfrica (^{Rodríguez y Rodríguez, 2000}). Muchos países cuentan con estas normas para diversos cultivos, existen reportes de investigaciones en café (^{Da Costa et al., 1997}), caña (^{Beaufils y Sumner, 1976}; ^{Elwali y Gas-cho, 1984}), maíz (^{Baldock y Schulte, 1996}), limón (^{Cerda et al., 1995}), piña (^{Angeles et al., 1990}), vid (^{Sharma et al., 2005}), soya (^{Bell et al., 1995}), entre otros.

Para el establecimiento de la norma es necesario contar con poblaciones de referencia basadas en valores de alto y bajo rendimiento para el cultivo de estudio (^{Chacón, 2012}). A partir de los datos de rendimiento y análisis foliares, se originan relaciones directas o inversas entre pares de nutrientes (^{Urricariet et al., 2004}) para obtener los índices que finalmente son interpretados en la tabla de referencia propuesta por ^{Wadt (1996)}.

Es de resaltar que el cultivo de la piña ha sido bien aceptado a nivel mundial, pues atrae a productores-inversionistas. Es una planta de metabolismo CAM (Crassula acid metabolism) con eficiente uso de agua (^{Vásquez et al., 2012}). A pesar de ello, hay una serie de factores de gran relevancia que limitan la producción y óptima calidad, como es la nutrición vegetal (^{Herrera, 2015}). En Colombia las investigaciones en normas DRIS son escasas para varios cultivos. La interpretación de los análisis foliares se realiza a través del nivel crítico o rangos de suficiencia en la mayoría de los casos, en ese sentido el cultivo de piña carece de investigación local con resultados acordes a las condiciones del país, ya que el diagnóstico nutri-cional se realiza con datos de otros países.

El objetivo de este trabajo fue desarrollar el Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación (DRIS), para el cultivo de piña (Ananas comosus), variedad oro miel (MD-2), en condiciones edafoclimaticas del municipio de Santander de Quilichao, Cauca (Colombia).

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en el municipio de Santander de Quilichao, Cauca (Colombia), a 03° 30'53,2'' N y 76°18'02,2' W una altitud de 1.030 msnm, con una temperatura media de 27°C, humedad relativa del 60% y una precipitación promedia de 1.800 mm año^-1 (^{Ideam, 2016}). Según análisis, el tipo de suelo fue franco-arcilloso, con un pH de 3,6, muy por debajo de lo recomendado por ^{Vásquez et al. (2012)} con un óptimo entre 5 y 6.

Se evaluó plantas de piña variedad MD-2, establecidas a una densidad de siembra de 66.000 plantas/ha. Las unidades experimentales (UE) fueron divididas en parcelas de 4,5x5 m para un área de 22,5 m², seis parcelas por cada bloque, con una separación de parcelas de 1 m² y la separación entre bloques de 2 m²; el área total tenía 50 m² largo por 20 m² ancho.

Se utilizó un diseño en bloques completos al azar con seis tratamientos y cuatro repeticiones, para un total de 24 unidades experimentales. Los tratamientos consistieron en la aplicación de diferentes niveles de NPK teniendo en cuenta las concentraciones de los nutrientes en el suelo y los planes de fertilización que aplican los agricultores de la zona. La concentración de nutrientes en el suelo sin fertilizar se tomó como tratamiento testigo T0; T1 y T2 fueron tratamientos recomendados por agricultores de la zona, los tratamientos T3, T4, T5 fueron tratamientos propuestos por los investigadores guardando relación entre los nutrientes NPK y la concentración de estos en el suelo según el resultado del análisis de suelos, los demás elementos se aplicaron de acuerdo con las dosis establecidas por los agricultores. En la tabla 1 se muestran la descripción de los tratamientos, dosis y productos aplicados.

Se colectaron en horas de la mañana un total de 72 muestras foliares de acuerdo con la metodología planteada por Centro Internacional para Agricultura Tropical (^{CIAT, 1993}), consistió en colectar la planta completa y se tomaron hojas de la parte baja, media y alta de la planta; en cuatro etapas de desarrollo del cultivo 3, 6, 9 meses en etapa vegetativa y a los 12 meses etapa de floración en cada una de las etapas se tomaron un número total de 18 muestras, tres repeticiones por tratamiento. Las variables de respuesta fueron el contenido de nutrientes en g kg^-1 de peso seco y rendimiento en kg. Se utilizó un análisis de varianza para comparar las dos poblaciones (de referencia y no referencia).

Tabla 1 Descripción de tratamientos, dosis y productos evaluados en piña 'Oro Miel' en Santander de Quilichao, Colombia. 

Las muestras fueron llevadas al laboratorio de servicios analíticos del CIAT para su análisis químico, en el cual se determinó N y P por espectrometría, Ca, Mg, Cu, Zn, Mn y Fe total por absorción atómica (Ab. At), Na por Em. Atómica, B por espectrometría Azometina y S total por turbidimentria para las muestras foliares. El laboratorio contaba con una temperatura de 22±3°C y humedad relativa 60±5%.

Para determinar las poblaciones de referencia (alto y bajo rendimiento), se partió de los análisis foliares y los valores de rendimiento; estos se calcularon a partir de la multiplicación del peso fresco promedio del fruto por la densidad de plantas establecida en el lote experimental, según lo propuesto por ^{Rebolledo et al. (2006)}, fueron organizados en una hoja de cálculo de Microsoft Excel, a estos se les realizó un análisis estadístico para la obtención de medias, desviaciones estándar y coeficientes de variación (^{Herrera, 2015}). Con los resultados anteriores se obtuvo la media general de todos los datos de rendimiento y aquellos valores que estuvieron por encima de la media general se escogieron como población de referencia y los que estuvieran por debajo de la media general, fueron la población de no referencia.

Obtención de los índices DRIS foliares e interpretación

Las normas del Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación, se determinaron a partir de la metodología propuesta por ^{Sumner (1977)}, en donde las relaciones directas e inversas entre los elementos, dos a dos para la población de alto y bajo rendimiento, expresando que "la relación es directa si el nutriente en cuestión aparece en el numerador (A/B), y la relación es inversa si aparece en el denominador" (^{Mourão-Fil-ho, 2004}), además de ello se calculó para cada una de las relaciones, la media (x), la desviación estándar (s), la varianza (S) y el coeficiente de variación (CV). Y para saber el número de relaciones posibles (RP) se utilizó la fórmula (1) reportada por ^{Herrera (2015)}.

donde, n es el número de nutrientes en estudio.

Para la obtención de las relaciones que se convirtieron en norma o relaciones ideales, se usó la metodología utilizada por ^{Beaufils (1976)}, en donde se tiene en cuenta las varianzas de las distintas relaciones en cada una de las poblaciones (referencia y no referencia), seleccionando las relaciones que presentan menor variabilidad (^{Franco, 2007}). Para ello se dividió las varianzas de la población de no referencia sobre la varianza de la población de referencia (^{Chacón, 2012}).

Para cada una de las muestras tomadas, se calcularon los índices DRIS, utilizando como valores de referencia el promedio de las concentraciones en la población de bajo rendimiento, las funciones DRIS se calculan con el método de Beaufils (^{Chacón, 2012}). "Esto con el fin de identificar los posibles desbalances nutricio-nales y establecer el orden de requerimiento para cada uno de los nutrientes a nivel foliar" (^{Sánchez et al., 2009}).

donde, A/B es relación de la muestra, a/b relación de población de referencia, CV coeficiente de variación. Se aplicó el caso 1) cuando A/B es mayor o igual a a/b, fórmula (2) y el caso 2) cuando A/B es menor o igual a a/b, fórmula (3).

Una vez realizadas las funciones de cada una de las relaciones, se calcularon los índices de los elementos involucrados y se determinó las ecuaciones generales de los índices DRIS para cada uno de los elementos según ^{García (2000)}.

Cada uno de los índices es la medida de las funciones de las relaciones donde está el nutrimento. "Si la relación es directa se le respeta el signo (+), pero si es inversa se le cambia de signo (-)". Una vez obtenido el cálculo de cada uno de los índices de los nutrientes, se establece el Índice de Balance Nutricional (IBN), el cual es una suma algebraica de los valores absolutos de cada uno de los índices para cada elemento mineral (^{Chacón, 2012}), así:

También se calculó el IBN medio (Wadt, 1999), el cual se determina mediante el resultado de IBN sobre el número de índices (n), así.

Interpretación de los índices DRIS

^{Wadt (1996)} clasificó los valores obtenidos para cada nutriente de acuerdo con el potencial de respuesta al manejo de la fertilización realizado (Tab. 2).

Tabla 2 Criterio para la interpretación de los índices DRIS. 

N: corresponde al nutriente de análisis.

Fuente: adaptado de ^{Wadt (1996)}.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Se estableció la población de referencia basados principalmente en el promedio general del rendimiento de los tratamientos (Tab. 3).

Esta selección cumple con los criterios establecidos por ^{Letzsch y Sumner (1984)}, quienes postularon que la población de referencia al menos debe contener un 10% de las observaciones de una base de datos global, esto con el fin de garantizar diferencias significativas con la población de no referencia. Para población de referencia se tuvo un rendimiento total de 2.671,75 kg/unidad experimental, comparado con la población de baja producción que solo obtuvo un rendimiento de 1.931,75 kg/unidad experimental.

Hay que tener en cuenta que para las 132 relaciones posibles (RP) de los nutrientes evaluados en los análisis foliares, se debe determinar las cuatro etapas y las dos poblaciones. Se calculó para cada relación: media, desviación estándar, varianza y coeficiente de variación para la obtención de las normas (^{Urricariet et al., 2004}). La tabla 4 presenta los valores obtenidos de los nutrientes evaluados en cada uno de los análisis foliares.

En consecuencia de lo anterior, se puede decir que la varianza por lo general es menor en una población de referencia que en una población de baja producción (^{Herrera, 2015}). También que el valor promedio de N en las dos primeras etapas de desarrollo del cultivo es mayor en la población de alto rendimiento, contrario a lo que sucede en las dos siguientes etapas que el contenido promedio disminuye conforme avanza la edad de la planta (^{Chacón, 2012}).

Por otra parte, en la población de no referencia el contenido promedio de N se mantiene casi estable durante toda la etapa de crecimiento, esto puede deberse a que las plantas de la población de alta productividad aprovecharon el N en las primeras etapas de desarrollo para la formación de estructuras como tejidos o alimento para la planta (^{Marschner, 2011}), pero que en la población de no referencia la planta se mantuvo en un tamaño y peso constante y no necesito del N esencialmente para la formación de algún tipo de estructura la cual le permitiera tener mejor rendimiento. El K que es uno de los elementos que aumentó considerablemente en todas las etapas de desarrollo en las dos poblaciones.

El P en la población de referencia presenta una mayor absorción en la segunda etapa del cultivo y en las dos últimas etapas esta absorción disminuye, este comportamiento es similar al de la población de no referencia, pero esta población presenta menores cantidades de absorción.

El K presenta un comportamiento y absorción parecido en las dos poblaciones, incrementan la demanda de K a medida que avanza el crecimiento del cultivo, incluso la población de no referencia presenta mayores valores de absorción en la primera etapa comparada con la población de referencia.

Tabla 4 Análisis foliares de piña 'Oro miel' en diferentes etapas de crecimiento para la población de referencia y no referencia de un estudio DRIS. 

El comportamiento de los demás elementos se puede clasificar en tres grupos, Ca-Mg-Mn-Fe presentaron mayor absorción en las poblaciones de no referencia y tuvieron picos de mayor absorción en diferentes etapas de desarrollo del cultivo en ambas poblaciones.

Por otro lado, Zn, B y Na presentan mayor absorción en las poblaciones de referencia con respecto a las poblaciones de no referencia, el Zn tuvo un comportamiento de absorción decreciente, las primeras etapas tuvieron mayor demanda y al final del ciclo la demanda disminuyó, el B presentó mayores valores de absorción en el segundo ciclo del cultivo mientras el Na va aumenta su requerimiento.

El Cu y el S presentaron comportamientos de absorción y concentraciones similares en las poblaciones de referencia y de no referencia.

Obtención de los índices DRIS

De los análisis foliares de cada una las etapas se realizaron el diagnóstico nutricional junto con las normas DRIS obtenidas para cada una de las etapas. Hay que tener en cuenta que esta metodología dice que la interpretación se valida con la estimación de los índices para cada par de nutrientes, tanto de la muestra foliares tomada en campo como de las relaciones ideales DRIS correspondientemente (^{Chacón et al, 2012}). En la tabla 5 se muestran los índices DRIS para cada elemento en todas etapas de desarrollo del cultivo.

Tabla 5 Índices DRIS de interpretación de los diferentes nutrientes para las cuatro etapas de desarrollo en el cultivo de piña 'Oro Miel'. 

¹IBN: índice de balance nutricional.

²IBNm: índice de balance nutricional medio.

Se manifiesta que los coeficientes de variación no están en porcentajes, por lo tanto, hay valores muy pequeños comparados con valores grandes, es por ese motivo que algunos valores de índices DRIS son tan altos. Además de ello que los valores del análisis foliar todos se encontraban unidades de g kg^-1, por lo tanto, había valores muy pequeños en gramos, principalmente en los micronutrientes, y los elementos mayores no se encontraban en porcentaje. Esto último se hizo con el fin de estandarizar los valores de los análisis foliares.

CONCLUSIONES

El P, N y K no presentaron limitaciones por excesos ni por defecto lo que puede traducirse en que la planta asimiló las aplicaciones de fertilizaciones de manera eficiente.

Las dosis de los tratamientos propuestos lograron suplir los requerimientos del cultivo, sin embargo, es necesario tener en cuenta las cantidades aplicadas para que mantengan la relación entre los nutrientes y no haya desbalances nutricionales sobre todo con los elementos menores.