Carlos E. Ñústez¹, Marcela Santos², Sonia L. Navia³ y José M. Cotes⁴

Palabras claves adicionales: fósforo, gravedad específica, producción.

Abstract:

Additional key words: phosphorus, specific gravity, crop production.

EN COLOMBIA, LAS ZONAS PRODUCTORAS de papa se encuentran distribuidas en 14 departamentos, entre los que se destacan, por su importante contribución a la producción nacional, Cundinamarca, Boyacá, Nariño y Antioquia, cuyos aportes suman alrededor de 89% de la producción nacional anual (Alonso y Hijmans, 2002). En la cordillera Central y en la parte sur de la cordillera Occidental del país dominan los suelos derivados de cenizas volcánicas, cuyas propiedades físicas y químicas son buenas, en general, pero en algunos casos presentan limitantes de fertilidad por la predominancia de coloides minerales amorfos, también llamados alofanas (Guerrero, 1993). Estos limitantes en fertilidad se presentan por la alta formación de complejos orga nometálicos del tipo alofana-ácidos húmicos de estabilidad muy alta, que reduce la liberación de nitrógeno disponible y la fijación de elementos como fósforo (P), azufre (S), calcio (Ca) y otros elementos nutrientes por parte de las alofanas (Espinoza, 1998).

De acuerdo con el Instituto Colombiano Agropecuario (1992) y Muñoz (1998), los niveles críticos de P aprovechable, determinado por el método de Bray II, para los departamentos de Antioquia, Cundinamarca y Boyacá son: a) bajo: < 40 ppm, b) medio: entre 40 y 60 ppm y c) alto: > 60 ppm.

Al solubilizarse en el suelo, el P aplicado forma compuestos con calcio, hierro, aluminio y manganeso. En los suelos derivados de cenizas volcánicas, se enlaza con la superficie reactiva de las alofanas y los complejos de humus-aluminio (Pumisacho y Sherwood, 2002). La materia orgánica del suelo también juega un papel importante en la disponibilidad de P, ya que al parecer provee sitios con baja energía de enlace para los fertilizantes fosfatados allí aplicados (Johnston, 2000).

La deficiencia de P no sólo afecta el crecimiento y desarrollo de la planta, sino que eventualmente puede disminuir la formación de frutos y semillas y causar retrasos en la maduración de la planta (Johnston, 2000). Una deficiencia de P en la planta de papa retarda el crecimiento apical, dando lugar a plantas pequeñas y rígidas, y reduce la formación de almidón en los tubérculos, que se manifiesta con manchas necróticas distribuidas en el tubérculo (Pumisacho y Sherwood, 2002).

Los requerimientos de P en el cultivo de la papa varían entre 40 y 100 kg· ha^-1 de P₂O₅), dependiendo especialmente de las características genéticas de la variedad y del rendimiento esperado del cultivo. La mayor demanda nutricional ocurre a partir de los 50 a 60 días después de la emergencia (dde), época en la cual comienza la tuberización del cultivo (Guerrero, 1993).

Según Fedepapa (Federación Nacional de Cultivadores de Papa), los fertilizantes y correctivos representaron 21,3% en promedio de los costos totales de producción para el periodo 1990-2003, mientras que la participación promedioenloscostostotalesdelosinsecticidasfue7,9% y de fungicidas, herbicidas y adherentes, 7,6% (Quintero y Acevedo, 2004). Los costos promedio del cultivo de papa corresponden a $10´000.000 (US$4.200), de los cuales 18% corresponde a fertilizantes que, en general, son de grado 1:2:1, 1:3:1 y fuentes simples (Cevipapa, 2005). El costo de la fertilización fosfórica corresponde prácticamente a 60% de los costos de fertilización y su eficiencia se considera de 20%; por lo tanto, el impacto económico de la fertilización fosfórica es considerable en el escenario productivo (Barrera, 2003).

Esta situación plantea la necesidad de buscar nuevas alternativas que brinden, en forma adecuada y oportuna, los nutrientes a las plantas para asegurarles un buen desarrollo y una óptima producción. Por esta razón, la aplicación foliar es una de las opciones para evaluar. Se tiene reportes de esta práctica desde 1844 en Francia, donde se aplicaba sulfato ferroso por vía foliar para corregir la clorosis de las plantas, volviéndose luego una práctica intensiva en otras partes del mundo. Sin embargo, pasó mucho tiempo antes de que la ciencia pudiera dar una clara explicación de los mecanismos de penetración; fueron el empleo de radioisótopos y el mejoramiento de las técnicas de laboratorio en los años cincuentas los que ayudaron a entender los procesos de penetración de los elementos nutrientes a través de las hojas (Eibner, 1986, citado por Trinidad y Aguilar, 2000).

Böhm (1977), citado por Franke (1986), reportó que iones en solución, como el ión calcio, son absorbidos por las superficies foliares y usados en el metabolismo. En 1916, en Hawai, Johnson asperjó piñas que presentaban clorosis como síntoma de deficiencia de hierro con una solución de sulfato de hierro y, después de unas pocas semanas, las plantas presentaron de nuevo color verde. Los científicos no tomaron las aplicaciones foliares de microelementos como objetivo de estudio sino hasta después de los años cuarentas, cuando las aplicaciones foliares de herbicidas y otros plaguicidas fueron exitosas (Franke, 1986).

Los estudios han demostrado que los nutrientes en solución son absorbidos por las hojas, aunque no en toda la superficie de la cutícula foliar, pero sí, en áreas puntiformes que coinciden con la posición de los ectodesmos que se proyectan radialmente en la pared celular, por donde se excretan soluciones acuosas y son apropiados para realizar el proceso inverso (Franke, 1986).

La pared externa de las células epidermales está cubierta por la cutícula y una capa de ceras que varía de acuerdo a la especie vegetal. La pared presenta una estructura de fibras entrelazadas con espacios que difieren en tamaño (< 0,01 µm) y son permeables al agua y a sustancias disueltas en ella. Luego se encuentra el plasmalema, que consiste de una película bimolecular de lipoides –conocidos como ectodesmos o cordones lipoides–, que se pueden prolongar radialmente hacia la pared epidermal y a través de los cuales se supone que penetran los nutrientes (Franke, 1986).

Varios trabajos se han realizado en fertilización en la variedad ‘Diacol Capiro’ (Arrieta, 1997; Pacheco, 1998; Cuesta, 1998), todos ellos en el municipio de Mosquera (Cundinamarca), en suelo con alto porcentaje de saturación de sodio.

Arrieta (1997) evaluó el efecto de la inoculación de micorrizas vesículo-arbusculares en combinación con la fertilización química sobre el rendimiento de esta variedad. Se combinaron dos factores: fertilizante compuesto 10-30^-10 (600, 900, 1.200 kg· ha^-1) y micorrizas (0, 10, 15, 20 g/planta) y un tratamiento testigo absoluto. Los niveles de P encontrados en el suelo donde se realizó el ensayo corresponden a 67 ppm (alto) y el porcentaje de carbono orgánico a 4,3% (medio). En este trabajo no se encontraron diferencias para el factor fertilizante en el rendimiento total de tubérculo, por lo que se deduce que no hubo respuesta a los niveles crecientes de P aplicados. Tampoco se observó efecto de las dosis de micorrizas sobre el rendimiento, respuesta que se atribuyó al alto nivel de P que presentó el suelo al inicio del ensayo.

Pacheco (1998) evaluó el efecto de diferentes niveles de gallinaza (1 y 2 t· ha^-1), conejaza (1 y 2 t· ha^-1) y fertilizante compuesto 10-30^-10 (600 y 1.200 kg· ha^-1) sobre la producción de papa en la variedad ‘Diacol Capiro’. El nivel de P en el suelo era 147 ppm (alto) y el porcentaje de carbono orgánico, 3,41% (medio). En el rendimiento total de tubérculo no se presentaron diferencias para los factores conejaza, gallinaza ni fertilizante químico; sin embargo, se encontraron diferencias para la interacción de estos tres factores. Por lo tanto, al igual que el trabajo anterior, la variable de rendimiento no presentó respuesta a niveles crecientes de P, lo que se puede explicar por el alto nivel de este elemento en el suelo.

En el estudio realizado por Cuesta (1998), se evaluó el efecto de la aplicación de gallinaza (1, 2 y 3 t· ha^-1) y sustancias húmicas (1 y 1,5 mL· m^-2) en combinación con fertilizante compuesto 10-30-10 (600, 900 y 1.200 kg· ha^-1) sobre el rendimiento de tubérculo. El suelo donde se ubicó el ensayo presentaba un nivel de P de 60,6 ppm (alto) y un porcentaje de carbono orgánico de 5,18% (medio). Al igual que en los dos trabajos anteriores, el factor fertilizante químico no presentó diferencias para la variable de rendimiento de tubérculo total y, por lo tanto, no hubo respuesta a los niveles crecientes de aplicación de P.

El presente trabajo tuvo como objeto evaluar en diferentes localidades el efecto de distintos niveles de P, aplicados en forma edáfica y foliar, sobre el rendimiento de tubérculo y la gravedad específica de la variedad de papa ‘Diacol Capiro’.

Ubicación

La investigación se realizó en 4 localidades (tabla 1), ubicadas en los departamentos de Cundinamarca (Villapinzón), Boyacá (Toca y Soracá) y Antioquia (San Pedro). De acuerdo al estudio de suelos realizado por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) en el departamento de Antioquia (1982), los suelos de la localidad de San Pedro corresponden al orden Inceptisoles y pueden ubicarse en alguno de los grandes grupos Dystrandepts, Placandepts y Dystropepts; los de las localidades de Toca y Soracá, en la clasificación taxonómica el estudio de suelos de Boyacá (IGAC, 1984) corresponden al orden Inceptisoles, gran grupo Dystropepts y los de la localidad de Villapinzón, según el estudio de suelos de Cundinamarca (IGAC, 2004), al orden Alfisoles, gran grupo Hapludalf. Las características físico-químicas de los suelos se presentan en la tabla 2.

Diseño experimental

El diseño experimental que se utilizó fue de bloques completos al azar con estructura factorial 5 x 4 + 1, tres repeticiones, en la modalidad de series de experimentos (diferentes localidades e igual época). El primer factor corresponde a las dosis de P edáfico (0, 100, 200, 300, 400 kg· ha^-1 de P₂O₅)); la fuente de P edáfico fue superfosfato triple (46% de P₂O₅)). El segundo factor corresponde a las dosis de P foliar (0, 5, 10 y 15 kg· ha^-1 de P₂O₅)), utilizando como fuente Fosfacel® 21-52-0. Adicionalmente, se incluyó un testigo relativo de fertilización comercial, utilizando una fórmula compuesta de grado 12-34-12 en dosis de 1.500 kg·ha^-1 en aplicación edáfica, equivalente a 510 kg· ha^-1 de P₂O₅) (tabla 3).

La fertilización con nitrógeno (N) y potasio (K) fue igual para todos los tratamientos (150 kg· ha^-1 de N y 150 kg· ha^-1 de K₂O) y se utilizaron como fuente de estos elementos la urea (46% N) y el sulfato de potasio (50% K₂O, 16% S). La distancia de siembra en las parcelas fue, para todos los tratamientos, de 1,0 m entre surcos y 0,4 m entre sitios de siembra.

Las dosis de fertilización foliar se fraccionaron en 6 u 8 aplicaciones,dependiendodeldesarrollodelasvariedades en las localidades de evaluación. Las aplicaciones se reali- zaron con una frecuencia semanal, comenzando a los 20 dde, y en las siguientes proporciones: 8 aplicaciones (5%, 10%, 10%, 10%, 15%, 15%, 20% y 15% de P), 6 aplicaciones (15%, 15%, 15%, 20%, 20% y 15% de P).

Variables evaluadas

Rendimiento de tubérculo: En la cosecha se pesaron los tubérculos en sus diferentes categorías: primera (diámetro > 7 cm), segunda (entre 4 y 7 cm), tercera (< 4 cm) y se determinó el rendimiento total y por categorías de tamaño, realizando conversiones a toneladas por hectárea.

Gravedad específica (GE):en la cosecha se tomaron muestras al azar de 5 tubérculos de categoría primera por parcela para determinar la GE en el laboratorio por el método de peso en agua y peso en aire: GE = P_aire/(P_aire– P_agua).

El análisis estadístico de las variables evaluadas se realizó a través de análisis de varianza (Anova), pruebas de comparación múltiple de Tukey y análisis combinado, usando el paquete estadísitico SAS v.8.2.

Soracá (Boyacá)

En esta localidad se presentaron diferencias en el factor P edáfico para las variables: peso de tubérculo de primera (PT1), peso de tubérculo de segunda (PT2) y peso de tubérculo total (PTT). No se presentaron diferencias en el factor P foliar ni en la interacción P edáfico por P foliar (tabla 4).

]]> Tabla 4

En PT1 se observó que niveles de P edáfico de 100, 200, 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí e iguales al testigo comercial (TC). Sólo los niveles de 200 y 300 kg · ha^-1 de P₂O₅) fueron superiores al nivel 0 kg· ha^-1 de P₂O₅), lo que hace suponer que el nivel más alto (400 kg· ha^-1 de P₂O₅)) y la dosis aplicada como el testigo comercial (510 kg· ha^-1 de P₂O₅)) resultaron relativamente adversos para la respuesta de la variable, ya que fueron iguales al nivel 0 kg· ha^-1 de P₂O₅) (figura 1). Este resultado es particularmente interesante si se tiene en cuenta que el nivel de P en el suelo en esta localidad era muy alto, de 222,3 ppm (tabla 2).

En PT2 se observó que los niveles de P edáfico de 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí e iguales al TC. A su vez, éstos fueron superiores a los niveles de 0, 100 y 200 kg· ha^-1 de P₂O₅) (figura 1). Este resultado evidencia que los mayores niveles de P edáfico favorecieron la producción de papa de categoría segunda.

Al considerar la producción total (PTT), se observó que los niveles de P edáfico de 200, 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí e iguales al TC, todos ellos superiores al nivel de 0 kg· ha^-1 de P₂O₅). El nivel de 100 kg· ha^-1 de P₂O₅) fue igual a los niveles de 0 y 200 kg· ha^-1 de P₂O₅), pero inferior a los niveles de 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) y TC. Esto indica que el rendimiento de tubérculo se incrementó por la aplicación de P edáfico, pero no presentó respuesta creciente a partir de los 200 kg· ha^-1 de P₂O₅) (figura 1).

De acuerdo a las escalas de niveles críticos del ICA (1992), al inicio del ensayo el suelo de esta localidad presentaba un nivel alto de P (222,3 ppm) y bajo porcentaje de carbono orgánico (2,64%) (tabla 2). Estas condiciones explican porqué no se observó respuesta al P foliar en esta localidad, ya que cualquier suplemento adicional al nivel de mantenimiento del cultivo es suntuoso y la planta posiblemente no lo toma.

La diferencia en el rendimiento entre el nivel de 0 kg· ha^-1 de P₂O₅) y los niveles de 200, 300, 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) y TC del factor P edáfico, a pesar del alto nivel de P de esta localidad, puede explicarse por el elevado nivel de hierro (Fe) encontrado allí que pudo repercutir en la disponibilidad del P, ya que el Fe aumenta su solubilidad a medida que disminuye el pH –en el caso de esta localidad fue de 4,52 (tabla 2)– y puede formar compuestos insolubles con el P nativo o el P aplicado en los fertilizantes (Guerrero, 2000).

Toca (Boyacá)

En esta localidad se presentaron diferencias significativas en el factor P edáfico para las variables PT1 y PTT. No se presentaron diferencias en el factor P foliar ni en la interacción P edáfico por P foliar (tabla 4).

En la producción total (PTT) se observó que los niveles de P edáfico de 100, 200, 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí e iguales al TC y, a excepción del nivel de 100 kg· ha^-1 de P₂O₅), fueron superiores al nivel de 0 kg· ha^-1 de P₂O₅). Esto indica que el rendimiento de tubérculo respondió a la aplicación de P edáfico, pero no presentó respuesta creciente a partir de 200 kg·ha^-1 de P₂O₅) (figura 2).

Esta localidad presentó bajo nivel de P (21,5 ppm) y bajo porcentaje de carbono orgánico (2,4%) (tabla 2), contrastante con la localidad anterior, en donde el nivel de P era alto; sin embargo, la respuesta en el rendimiento sólo se presentó hasta los 200 kg· ha^-1 de P₂O₅). Este resultado se puede explicar considerando que los suelos deestalocalidadpertenecentaxonómicamente alorden Inceptisoles, gran grupo Dystropepts (IGAC, 1984), en los que la fijación de P por materiales amorfos (alofanas) no se presenta, como en el caso de los Andisoles (Pumisacho y Sherwood, 2002).

Villapinzón (Cundinamarca)

En esta localidad se presentaron diferencias significativas en el factor P edáfico para las variables PT1, PT2 y PTT. No se presentaron diferencias en el factor P foliar ni en la interacción P edáfico por P foliar (tabla 4).

En PT1 se observó que los niveles de P edáfico de 100, 200, 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí; de igual manera ocurrió entre el nivel de 0 kg· ha^-1 de P₂O₅) y el TC. El nivel de 200 kg· ha^-1 de P₂O₅) fue el único nivel edáfico que superó al nivel 0 y al TC (figura 3). En PT2 se observó que los niveles de P edáfico de 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí e iguales al TC. A su vez, éstos fueron superiores a los niveles de 0 y 100 kg· ha^-1 de P₂O₅) (figura 3).

De acuerdo con el ICA (1992), el P de esta localidad era bajo (28,7 ppm), al igual que el porcentaje de carbono orgánico (3,53%), por lo que no se presenta el problema de fijación del P por parte de la materia orgánica mencionado anteriormente (Johnston, 2000). Esta localidad también presenta una clasificación taxonómica diferente al orden Andisoles, por lo que el fenómeno de fijación de P por materiales amorfos no es una limitante, situación que puede explicar la ausencia de respuesta en la variable de rendimiento de tubérculo a niveles mayores de 200 kg· ha^-1 de P₂O₅).

San Pedro (Antioquia)

En esta localidad se presentaron diferencias en el factor P edáfico para las variables peso de tubérculo de tercera (PT3) y PTT. No se presentaron diferencias en el factor P foliar ni en la interacción P edáfico por P foliar (tabla 4).

En la producción total (PTT), se observó que los niveles de P edáfico de 100, 200, 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) fueron iguales entre sí y superiores al nivel de 0 kg· ha^-1 de P₂O₅). El TC presentó una respuesta igual a los niveles de 300 y 400 kg· ha^-1 de P₂O₅) y superior a los niveles de 0, 100 y 200 kg· ha^-1 de P₂O₅) (figura 4). En términos generales, se puede decir que la variable rendimiento de tubérculo respondió a la aplicación de

P edáfico, aunque no presentó respuesta proporcional al incremento del P aplicado, similar a lo observado en las otras localidades.

Esta respuesta en la producción total de tubérculo (PTT) se presentó con condiciones en el suelo de alto nivel de P (72,9 ppm) y alto porcentaje de carbono orgánico (14,1%) (tabla 2) y, aunque un nivel mayor de materia orgánica puede disminuir la disponibilidad de P, esto no representó una limitante para observar altos rendimientos (superiores a 50 t·ha^-1), incluso en el nivel de 0 kg· ha^-1 de P₂O₅) (figura 4). Como en el caso de las localidades de Boyacá, el cultivo se ubicó en un suelo perteneciente al orden Inceptisoles (IGAC, 1982), por lo que los materiales amorfos no fueron limitantes para la disponibilidad de P, como sucede en suelos del orden Andisoles (Pumisacho y Sherwood, 2002).

Es de resaltar que esta localidad presentó los valores más altos de rendimiento, demostrándose las óptimas condiciones de crecimiento y la adaptación de la variedad a este ambiente, que además presentó la mayor precipitación de las cuatro localidades evaluadas en este trabajo de investigación (tabla 1), asegurando una mayor disponibilidad de agua para el crecimiento y llenado de los tubérculos.

En este análisis se consideró la fuente localidad como efecto aleatorio, teniendo en cuenta que todas las localidades de evaluación son representativas de las regiones productoras en los departamentos donde se desarrolló el proyecto.

En la variable gravedad específica no se encontraron diferencias por efecto de los factores de fertilización fosfórica evaluados en ninguna de las localidades; por lo tanto, se corrobora que este elemento no afecta su respuesta.

Los resultados encontrados en las cuatro localidades indican que no hubo respuesta a la aplicación de P foliar, y los niveles evaluados de este factor no afectaron la respuesta del P edáfico, lo que indica que, bajo las condiciones de experimentación del presente trabajo, la fertilización fosfórica foliar no es una alternativa promisoria para aumentar la eficiencia de la fertilización de este elemento en el cultivo de la papa. Esta respuesta experimental fue reportada en los resultados en fríjol del trabajo de Fregoni (1986), en los que el P aplicado por vía foliar tardó un periodo de 8 días para ser absorbido en un 50%, lo que se constituye en un factor limitante para esperar una respuesta eficiente de la aplicación foliar de este elemento nutriente.

En las variables de rendimiento se encontraron diferencias entre localidades, lo que es explicable ya que el proyecto cubrió diversidad de ambientes (Cundinamarca, Boyacá y Antioquia). Es muy importante resaltar las diferencias que se presentan en el factor P edáfico para las variables PT1, PT2 y PTT (tabla 5):

Los anteriores resultados indican claramente que la variedad ‘Diacol Capiro’, en las localidades de experimentación, respondió a la fertilización edáfica de P y que el rendimiento de tubérculo no responde por encima del nivel de 200 kg·ha^-1 de P₂O₅) (figura 5); resultado que está de acuerdo con lo encontrado en los trabajos de Arrieta (1997), Pacheco (1998) y Cuesta (1998), en los que, trabajando con la misma variedad en condiciones de la Sabana de Bogotá (Mosquera), no se presentaron respuestas en rendimiento por encima de dosis de 180 kg· ha^-1 de P₂O₅). Esto controvierte las prácticas tradicionales de fertilización realizadas por el agricultor, que en esta variedad aplica por lo general niveles superiores a 400 kg· ha^-1 de P₂O₅), implicando mayores costos de producción.

El presente trabajo plantea la necesidad de estudiar bajo condiciones similares la respuesta de diferentes variedades de papa a niveles crecientes de P, con especial atención en los niveles superiores a 200 kg· ha^-1 de P₂O₅, lo que ayudaría a comprender lo que hoy se conoce acerca de la fertilización fosfórica de papa en Colombia.

Los autores expresan sus agradecimientos al Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural por la financiación dada para el proyecto a través del Centro Virtual de Investigación de la Cadena Agroalimentaria de la Papa [Cevipapa] (contrato CV-05-002-03) y a la Compañía Cosmoagro SA por el apoyo en el desarrollo de la investigación. Igualmente, a los agricultores Carlos y Paulo Casallas, Celestino y Miguel Correales, Gonzalo Castro y Francisco Jaramillo, quienes brindaron su apoyo en los campos de cultivo.

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