GROWTH AND DEVELOPMENT OF LIME (Citrus latifolia Tanaka), cv. Tahiti, IN SOILS WITH LIMITATIONS BY EFFECTIVE DEPTH IN A TROPICAL DRY FOREST

Gabriel Fernando Ochoa Agudelo¹; Enrique Martínez Bustamante²; Ramiro Ramírez Pisco³ y Guillermo Correa Londoño⁴

¹ Estudiante de Ingeniería Agronómica. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias Agrarias. A.A. 1779, Medellín, Colombia. <gfochoa@unal.edu.co>
² Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias Agrarias. Departamento de Ciencias Agronómicas. A.A. 1779, Medellín, Colombia. <enmartin@unal.edu.co>
³ Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín. A.A. 3840. Medellín, Colombia. <rramirez@unal.edu.co>
⁴ Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias Agrarias. Departamento de Ciencias Agronómicas. A.A. 1779, Medellín, Colombia. <gcorrea@unal.edu.co>

Resumen. Se evaluó la evolución de la biomasa, la distribución diferencial de ésta entre los órganos y algunos parámetros del crecimiento y desarrollo, de la lima ácida (Citrus latifolia Tanaka), cv. Tahití, injertada sobre Carrizo y Kryder. El cultivo se estableció en suelos con limitaciones por profundidad efectiva (PE) entre 10 y 20 cm; las evaluaciones se realizaron a los 24, 32 y 39 meses después del trasplante. Se debe tener presente que el crecimiento de las raíces está condicionado a los atributos edáficos en donde se establecen los cultivos, en especial los perennes, en cuyo caso existen requerimientos mínimos de PE para el adecuado desarrollo de los árboles; se establecieron diferencias entre la biomasa acumulada, como consecuencia de ésta limitación. Al comparar el crecimiento de las plantas con la PE se evidenció que los individuos que crecieron en suelos con PE de 20 cm, presentaron un desarrollo relativamente semejante a plantaciones sin limitaciones de este tipo; mientras que, en suelos con PE inferior a 10 cm, la respuesta fue 3 a 5 veces menor.

Palabras clave: Fitomasa, desarrollo radical, entorno ambiental productivo, fruticultura.

Abstract. It was evaluated the evolution of biomass, its differential distribution among the organs and some parameters of growth and development of acid lime (Citrus latifolia Tanaka), cv. Tahiti, grafted on Carrizo and Kryder patterns. The plants were established in soils with limitations by its effective depth (ED), which ranged between 10 and 20 cm. Assessments were effectuated at 24, 32 and 39 months after transplantation. It is must to keep in mind that root growth is conditioned to the soil attributes of the site where the crops are established, especially in the case of perennials, which have requirements of minimum PE in order to achieve an adequate development. Differences were established between biomass accumulated as a result of the limitation in effective depth. When comparing the growth of plants with ED, we found that the individuals that grew up in soils with ED greater than 20 cm presented a development relatively similar to plantations without such constraints, while in soils with ED less than 10 cm, his response was 3 to 5 times lower.

Key words: Phytomass, root development, productive environmental setting, fruit crops.

La producción mundial de cítricos se desarrolla en cuatro millones de hectáreas, cultivadas en 108 países, que aportan 76 millones de toneladas. Los principales productores son China, Brasil, Estados Unidos, México, India, España, Italia, Irán, Nigeria, Egipto, Turquía y Argentina. En Colombia, después del banano, los cítricos son los frutales de mayor importancia económica (FINAGRO, 2009).

Según Asocítricos y el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural (2005), en Colombia se cultivan alrededor de 57.700 ha de cítricos, el área plantada en el 2005 superó en un 110% la de 1993, con rendimientos que alcanzan las 16,1 t ha^-1. Sin embargo, en los países más destacados esta supera las 30 t ha^-1; es probable que la diferencia pueda superarse a partir de medidas formuladas con base en un conocimiento de la ontogenia, fenología, nutrición, relaciones hídricas y su efecto sobre diversos procesos fitofisiológicos, en los distintos ambientes del país.

Los cítricos logran un desarrollo óptimo en condiciones tropicales por debajo de 1.800 msnm, entre las latitudes 40° N y 40° S, con temperatura entre 23 y 30 °C, pero pueden tolerar de 13 a 38 °C. (Orduz, 2007; Corpoica, 2003); el árbol está compuesto por una parte superior, o cultivar (naranja, mandarina o limas ácidas) y la inferior, que es el patrón, que conforma el sistema radical del árbol; al injertar se aprovechan las características deseables de los cultivares y patrones, en lo relacionado con precocidad de producción, calidad de la fruta, fitosanidad y adaptación a condiciones edáficas (Orduz, 2007).

Por otra parte, el principal lugar de absorción de nutrientes a través de la raíz está antes del ápice, donde se forman los pelos absorbentes y la epidermis todavía no está suberificada (Epstein y Bloom, 2005); además, el crecimiento de las raíces está condicionado a los atributos edáficos, principalmente a las características físicas del suelo en donde se establecen los cultivos. Ramírez y Salazar (2005), Ramírez y Zapata (2006) y Ramírez y Leiva (2009), han demostrado que la profundidad, la resistencia a la penetración y la agregación afectan el crecimiento y la forma de las raíces, en especial los perennes en cuyo caso existen requerimientos mínimos de profundidad efectiva (PE) para el adecuado desarrollo de los árboles.

En consecuencia, las propiedades físicas, químicas, biológicas y mineralógicas del suelo, determinan, entre otras, su productividad (Ramírez, 2011; Ramírez y Leiva, 2009). La importancia de las propiedades físicas ha sido subvalorada, tal vez a causa de la sobreestimación del componente químico (Ramírez, 2011). En los suelos tropicales, como factores limitantes de la producción está la deficiencia de agua, de oxígeno en el aire del suelo y el desarrollo radical limitado; todo ello influenciado por el sistema poroso del suelo (Almansa, 2008).

Según Avilán (1986), los cítricos no alcanzan un crecimiento y producción máxima cuando el volumen de suelo para el desarrollo radical es limitado, aun cuando los demás factores ambientales actúen en forma óptima; en consecuencia, es esencial la PE. Carrasco et al. (2010) y Avilán (1986) definen PE como la capa de suelo donde pueden desarrollarse las raíces, sin encontrar obstáculos naturales como piedras, capas freáticas o compactación de suelos.

El desarrollo radical depende de factores como: tipo de suelo, disponibilidad de nutrientes, humedad, temperatura, aireación y pH (Amórtegui, 2001; Ramírez y Zapata, 2006); según lo expresado por Alves et al. (2010) y León et al. (2007), los cítricos se adaptan a una amplia gama de suelos, preferiblemente ligeros, de texturas franco arenosas, francas o franco arcillosas, con adecuado drenaje y aireación, ya que el sistema radical es muy superficial y su capacidad de absorción de nutrimentos es baja debido al limitado número de pelos absorbentes.

El propósito de esta investigación fue el evaluar el comportamiento de la lima ácida (Citrus latifolia Tanaka) cv. Tahití, en suelos con impedimentos mecánicos para el desarrollo de las raíces; uno con una PE 10 cm, y pendiente del 62%; el otro con 20 cm de PE y pendiente del 13%. Se determinó la evolución de la biomasa y parámetros de crecimiento y desarrollo, durante la fase vegetativa; a su vez, se identificó la distribución diferencial de la materia seca entre los distintos órganos.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en la Estación Agraria Cotové, de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín, situada en el municipio de Santafé de Antioquia (Colombia), a una altitud de 540 m, a 6º 33' 32'' N y 77º 04' 51'' O. El lugar se encuentra ubicado en la zona de vida bosque seco Tropical (bs-T) (Holdridge, 1947), con temperatura anual promedio de 27 ºC, precipitación media anual de 1.031 mm y humedad relativa inferior al 70%.

En cada una de las situaciones de estudio se construyeron calicatas hasta 1,5 m de profundidad, en donde se determinaron las caracterisiticas físicas y químicas, los suelos se dividieron según el grado de pendiente y profundidad efectiva en:

Profundidad de 20 - 40 cm: se encontró, en la mayor parte del terreno, un horizonte paralítico, con espesor entre 15 y 20 cm, aproximadamente, el cual corresponde a un depósito aluvial de cascajo y grava, con alta resistencia a la penetración (mayor a 4,5 kg cm^-2), donde no se evidenció penetración de raíces.

Profundidad por debajo de 40 cm: suelo arcilloso (40% arcilla - 20% arena), pH de 6 a 7 y ligera acumulación de carbonatos.

- Suelos con pendiente mayor al 62% y PE de 10 cm: se diferencia, en primer lugar, un horizonte A en los 10 cm superiores; de textura franco-arenosa, con 60% de grava, de color amarillo claro en seco y resistencia a la penetración mayor a 4,5 kg cm^-2.

A continuación se encontró un depósito, compuesto de cascajo y grava que se extiende más allá de los 150 cm de profundidad, con drenaje excesivo y resistencia a la penetración mayor a 4,5 kg m^-1. No se observó penetración de raíces en esta capa.

En la Tabla 1 se destacan, entre las características quimicas del suelo, la alta saturación de bases, el contenido medio a bajo de fosforo y de materia orgánica, sin que estos valores presenten diferencias significativas.

La población estudiada consistió en árboles de lima ácida (C. latifolia Tanaka), cv. Tahití, injertados sobre patrones de Carrizo y Kryder y plantados a 3 m, en triángulo. Se evaluó el crecimiento y desarrollo a los 24, 32 y 39 meses después del trasplante (MDT), correspondiente al periodo inicial de producción; para ello se emplearon tres árboles al azar a los que se les midió altura, longitud de las raíces (principal y secundarias), perímetro del tallo y altura de la copa. Se determinó biomasa por secado hasta peso constante en una estufa (DIES®, modelo Thermolab 240) de los distintos órganos de la planta, así como el área foliar (medidor de área foliar Li-Cor® LI 3000A). Las ramas fueron clasificadas acorde con su estado de desarrollo en adultas, maduras y jóvenes, con la siguiente descripción: ramas adultas implantadas en el tallo principal, diámetro mayor a 1,5 cm, completamente lignificadas; hojas en pleno desarrollo, de color verde intenso. Ramas maduras ubicadas en el ápice, sobre ramas adultas; diámetro inferior a 0,5 cm; con espinas y corteza sin lignificar; hojas en proceso de formación, sin cutícula endurecida y de color verde claro. Ramas jóvenes con diámetro entre 0,5 y 1,5 cm; en proceso de lignificación y elongación; con espinas; hojas completamente formadas, de color verde oscuro, presencia de cutícula endurecida.

Con base en la propuesta de Galindo (1986), se obtuvo una representación HJ- biplot, que permitió analizar, de manera simultánea, las relaciones entre variables y unidades experimentales, diferenciadas por la PE del suelo, para cada una de las edades y variables, previamente mencionadas.

Crecimiento de raíces. La longitud de las raices, tanto principal como secundarias, siempre estuvo en incremento; sin embargo, la diferencia se vio marcada luego de 36 meses correspondiendo la mayor longitud de raices, con la mayor profundidad efectiva, apreciándose en el tiempo señalado que esta era del 50% (Figura 1). La biomasa de la raiz principal en PE 10 cm alcanzó entre el 30% y el 40% del valor presentado en PE 20 cm (2.859,5 g). Las tasas de crecimiento de la raiz a partir de los 32 MDT, en PE de 20 cm, superaron los 7 cm mes^-1, mientras que en PE 10 cm, fue de 2 cm mes^-1. A partir de los 39 MDT las tasas se duplicaron, cercanas a 9 y 4 cm mes^-1, respectivamente.

Las raices secundarias en PE 10 cm, alcanzaron entre el 16 y el 30% de la biomasa de la raíz en PE 20 cm, donde se evidenció un máximo de 3.486,6 g. En suelos con PE de 20 cm, el crecimiento de las raíces secundarias ocurrió a tasas que se incrementaron progresivamente a los 24, 32 y 39 MDT a 24, 51 y 241 cm mes^-1, respectivamente, mientras en PE 10 cm correspondieron a 7, 45 y 1,7 cm mes^-1.

Crecimiento aéreo. En el caso de la fitomasa del tallo esta alcanzó, en PE 20 cm, los 4.741 g pero en PE 10 cm sólo consiguió los 685,6 g.

Se presentó un comportamiento similar en las características aéreas de los árboles (Figura 2), las cuales incluyen las alturas: total del árbol, que en PE 20 cm alcanzó los 426 cm, luego de 39 MDT; sin embargo, en PE 10 cm llegó a 257 cm. Similar a lo evidenciado en la altura del arbol, el verticilo en PE 20 cm alcanzó 133 cm; mientras en PE 10 cm, fue de 74,3 cm. Respecto a la altura de la copa, en PE de 10 cm alcanzó un 64% de lo evidenciado en PE 20 cm, correspondiente a 257 cm.

El perímetro del tallo presentó incrementos en todas las edades, en suelos con PE de 10 cm; luego de 39 MDT fue de 19,7 cm mientras en PE 20 cm, fue de 32,3 cm.

Conforme a la evolución expresada por los demás órganos y parámetros, el comportamiento en la materia seca de las ramas jóvenes, adultas y maduras fue mayor en los individuos cultivados en suelos con PE de 20 cm; es así como la biomasa de las ramas maduras en PE 10 cm sólo alcanzó el 13,4% del de PE 20 cm con 2.430,6 g, similar a lo evidenciado en ramas jóvenes en donde en PE 20 cm fue de 67,5 g mientras en PE 10 cm sólo llegó a 5,4 g a los 39 MDT (Figura 3).

La biomasa de las hojas maduras en PE 10 cm se incrementó entre los 24 y 39 MDT de 170 a 673 g, y en PE 20 cm de 623 a 4.998 g. La biomasa de hojas jóvenes en PE 10 cm tan solo alcanzó el 12 ,6% del de PE 20 cm (244 g) (Figura 3).

La tendencia exhibida por las variables: altura de planta, de copa y del verticilo y de la fitomasa de las raíces, tallos, ramas y hojas, se ilustra con ayuda de la gráfica HJ-biplot (Figura 4), la cual proporciona una representación simultánea de los individuos (puntos) y las variables (líneas). Los rombos simbolizan los árboles plantados en suelos con profundidad efectiva de 20 cm; mientras que los círculos representan los individuos cultivados en suelos con PE de 10 cm. Los colores simbolizan las edades de los árboles, así: azul, individuos con 24 MDT; verde, 32 MDT, y negro, especimenes con 39 MDT.

La cercanía entre puntos se interpreta como similitud entre los correspondientes individuos, en cuanto a las medidas obtenidas sobre los mismos; por otra parte, el ángulo entre líneas, estima la correlación entre las correspondientes variables; mientras menor sea el ángulo entre dos líneas (o más cercano a 180 grados) mayor será su correlación.

En este caso, la primera dimensión (Figura 4) refleja cambios asociados con edad, que aumentan de derecha a izquierda, así: 24 MDT (azul), 32 MDT (verde) y 39 MDT (negro). No obstante, tales cambios se presentan de manera diferencial para el grupo de árboles plantados en suelos con PE 10 cm (círculos) y con PE 20 cm (rombos), lo que evidencia una interacción entre tipo de suelo y edad. Se observó un mayor distanciamiento entre edades para individuos plantados en suelos con PE de 20 cm que en aquellos plantados con PE de 10 cm. Esto significa que la evolución del crecimiento y desarrollo, tanto del sistema aéreo como del subterráneo, en función de la edad, es mayor en especimenes plantados en suelos con PE de 20 cm que en árboles plantados con PE de 10 cm. Se observó, además, que con PE de 10 cm no hay diferencias marcadas en la evolución de las variables y de la biomasa, entre 32 y 39 MDT; por el contrario, para los individuos en los suelos con PE de 20 cm, sí hay una clara diferenciación entre todas las edades en el crecimiento y desarrollo de los sistemas aéreos y subterráneos.

La dimensión 1 en el eje X (Figura 4), agrupa un conjunto de variables estrechamente asociadas entre sí, que reflejan el desarrollo general de las plantas; tal es el caso de la altura del verticilo y del peso seco de la raíz principal y las secundarias. Una respuesta igualmente asociada con la edad, que también refleja este crecimiento y desarrollo de la lima ácida cv. Tahití, en las condiciones del bosque seco tropical, se apreció en la materia seca del tallo y las ramas maduras y adultas. Además, se identificaron tendencias similares (Tabla 2) entre altura de planta y de copa, área foliar, fitomasa de hojas adultas y longitud de raíces secundarias. La relación del perímetro del tallo con la evolución del crecimiento y desarrollo de la lima ácida cv. Tahití, en función de la edad, fue menos notoria, en particular para el grupo de individuos evaluados a los 39 MDT (Figura 2).

En los suelos con mayor PE, la longitud de la raíz principal exhibió un desarrollo muy marcado entre las dos primeras edades evaluadas (24 y 32 MDT); para la tercera evaluación, 39 MDT, no se observó un incremento en longitud de las raíces (Tabla 3).

DISCUSIÓN

En el análisis químico realizado a los suelos en estudio, se encontró un deficiente contenido de materia orgánica y de nitrógeno, tanto en aquellos con pendiente menor a 13% y profundidad efectiva (PE) de 20 cm, como en los de inclinación mayor al 62% y PE de 10 cm. Los demás minerales, así como el pH, están dentro de los rangos considerados adecuados para este cultivo, acorde con lo reportado por Legaz y Cebolla (1995) y Aguilar (2008). Por consiguiente, las diferencias observadas en el desarrollo de la plantación, entre los dos tipos de suelos, son más atribuibles a las propiedades físicas y a la PE de los suelos que a su composición química, tal como lo referencia Ramírez (2011).

En la caracterización geomorfológica realizada en la Estación Agraria Cotové, De los Ríos et al. (2004), detallaron que el área está constituida por seis unidades geomorfológicas entre las que se incluyen las colinas erosionales y el piedemonte coluvio aluvial. Las colinas erosionales, en donde se evaluaron los árboles de lima ácida con menor crecimiento, se caracterizan por fuertes inclinaciones, generalmente mayores del 50%, PE delgada y drenaje superficial rápido, condiciones que limitan su uso, por lo menos para cultivos perennes como se demuestra en este trabajo. El piedemonte coluvio aluvial se caracteriza por presentar pendientes fuertemente onduladas a onduladas (12-25%), PE profunda y drenajes de medios a lentos, que fueron las condiciones en donde hubo mayor crecimiento de los árboles evaluados.

Las características descritas en el estudio expuesto por los anteriores autores, anunciaron empíricamente lo demostrado con evaluaciones de crecimiento y desarrollo, y se confirmó que la PE y la pendiente del terreno acarrearon al detrimento en el normal desarrollo de la plantación (Figuras 1, 2, 3, 4, 5 y 6). Se explica que las diferencias halladas, y el contraste observado en la evolución de los árboles de lima ácida en cada lote, son debidas a las propiedades físicas del suelo.

Además se observaron anomalías en el desarrollo radical, tanto en elongación como en biomasa acumulada (Figuras 1 y 5); se pone de manifiesto que uno de los factores decisivos en la evolución de la plantación es la PE (Figura 1), de esta se deriva que los árboles no desplieguen su sistema radical correctamente, aspecto que afecta la adecuada extracción de agua y nutrientes para la planta.

Acorde con lo antes expresado, en Agrocadenas (2005) se afirma que el crecimiento del sistema radical de árboles adultos, en longitud y lateralmente, es una respuesta a las características físicas del suelo; sin embargo, distintos autores manifiestan amplitud de conceptos sobre la PE más apropiada para los cítricos. Avilan (1986) y Hernández et al. (1987) indican que la PE mínima debería estar entre 60 cm y 1 m para favorecer el crecimiento de las raíces, ya que las capas duras afectan su elongación. Para Corpoica (2003), el sistema radical de los cítricos necesita una PE superior a 1,5 m; a su vez, Amórtegui (2001), expresa que la raíz principal puede desarrollarse a profundidades entre 2 y 3 m y las raíces secundarias y los pelos absorbentes en los primeros 60 cm de profundidad. Finalmente, en Agrocadenas (2005) se enuncia que aunque se ha demostrado que la naturaleza del portainjertos es importante para el crecimiento de estos órganos, este papel es secundario, ya que su desarrollo deprende de las características del suelo, pues el sistema subterráneo está localizado en los primeros 100 cm de profundidad.

Con base en lo expresado por los anteriores autores, y relacionando la respuesta exhibida por las plantas (Figura 4), se puede indicar que los árboles plantados a PE 10 cm, tendrían mayores dificultades para capturar agua y nutrimentos, en comparación con aquellos a mayor PE, por lo que es de esperar a futuro, que dichas plantas continúen con un desarrollo deficiente o empeoren.

Por otra parte, el desarrollo desigual observado en altura y copa (Figura 2) y fitomasa de ramas (Figura 3), es explicado por las diferentes condiciones en las cuales se han desarrollado las plantas, ya que los suelos con mayor PE favorecieron un proceso de crecimiento continuo; por el contrario, aquellos con menor PE, afectaron el crecimiento, cuyo desarrollo radical fue pobre, lo que no les permitió un buen anclaje y posiblemente adecuada nutrición para desarrollar plenamente todos los demás órganos. A ello se suma un aporte hídrico limitado, por un riego deficitario y larga sequía, condiciones fuertemente limitantes para el establecimiento de cultivos, que sin duda, son las causas del contraste entre los dos suelos estudiados.

De igual forma, los vegetales pueden exteriorizar velocidades de crecimiento variables, dependientes de factores propios de estos, como lo es el estado fenológico; pero también influyen factores externos, como el clima y los suelos; es por ello que las tasas de crecimiento del actual estudio, arrojaron valores diversos (Tablas 2 y 3). Al observar el desarrollo de las plantas cultivadas en los suelos con PE de 10 cm, es de esperar que al existir una raíz y tallo con inadecuada formación y al ser estos órganos de sostén y de toma de nutrientes y agua para el dosel y al no existir en conjunto un sistema aéreo con buen desarrollo, que se observa en la escasa acumulación de materia seca (Figuras 3 y 6), las plantas no puedan ser capaces de captar luz suficiente, absorber agua y nutrimentos para elaborar los fotoasimilados necesarios.

Al comparar con datos obtenidos por otros autores, en relación a la altura de las plantas (Figura 2) cultivadas a PE de 20, se encuentra cierta similitud; entre estos Milla et al. (2009), quienes realizaron ensayos con la lima ácida cv. Tahití, sobre diferentes portainjertos, a los 21 meses después del trasplante; mientras que con PE de 10 cm, estas muestran un desarrollo muy inferior. Por consiguiente, con un desarrollo radical y una superficie captadora de luz y formadora de fotoasimilados poco desarrollados, se espera a futuro que la productividad sea deficiente. De acuerdo con ello, la FAO (2000) expresa que, cuanto más superficial es un suelo más limitados serán el desarrollo de las plantaciones y los tipos de uso que puede tener; ya que los suelos superficiales tienen menor volumen disponible para la retención de agua y nutrientes.

En esta investigación se evidenció la estrecha relación existente entre profundidad efectiva y el crecimiento de la lima ácida cv. Tahití. Con lo anterior es posible considerar que los suelos en los cuales se encuentra la mayor limitación en profundidad efectiva, no presentan la oferta edáfica adecuada para el desarrollo de este cultivo.

CONCLUSIONES

La lima ácida cv. Tahití requiere un sistema radical perfectamente desarrollado, que permita una adecuada toma de elementos y agua para garantizar la correcta nutrición y desarrollo del vegetal, por lo que la profundidad efectiva no debe ser inferior a 20 cm.

Se evidenció la estrecha relación existente entre profundidad efectiva y el crecimiento de las plantas. De tal forma que el desarrollo radical afectó considerablemente el crecimiento de los árboles y su producción. Con lo anterior es posible considerar que los suelos en los cuales se encuentra la menor profundidad efectiva, no presentan la oferta edáfica apropiada para el desarrollo de este cultivo.

AGRADECIMIENTOS

A la Dirección de Investigación Medellín - DIME, por la financiación, al Grupo de Investigación ECOFIAGRO, del Proyecto "Ecofisiología Agraria, Categoría A, Colciencias", sin la cual no hubiera sido posible adelantar este trabajo.

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