Evaluación
de la ceniza agroindustrial de palma aceitera en suelos ácidos del Pacífico
Sur, Costa Rica
Ángel
Madrigal Valverde1* Alexander Palacios Cascante2 Gabriel
Garbanzo León3.
1Unidad
Operaciones Regionales Brunca, Servicio Fitosanitario del Estado, Ministerio de
Agricultura y Ganadería. Golfito, Puntarenas, Costa Rica. *Autor para
correspondencia: amadrigal@sfe.go.cr
2
Departamento de Investigación y Desarrollo Palma Tica S. A, Corredores,
Puntarenas, Costa Rica. apalacios@palmatica.com
3 Centro de Investigaciones Agronómicas, Escuela de
Agronomía, Universidad de Costa Rica. juan.garbanzo@ucr.ac.cr .
Recibido: 12 de agosto de 2020 Aceptado:
22 de octubre de 2020
RESUMEN: Se evaluó el efecto del residuo
industrial en la variedad Deli x Ghana en una plantación comercial. Para esto
se aplicó distintas dosis de este material (5000 kg ha-1, 10 000
kg ha-1 y 15 000 kg ha-1).Las
aplicaciones se realizaron en las rodajas de las palmas, siguiendo un diseño experimental
de bloques completos al azar. Se midió la concentración de nutrimentos en el
suelo, densidad de raíz y la conductancia estomática en hojas 9 y 17, a los 90
y 180 días después de la aplicación de los tratamientos (dda). Las mediciones a
nivel del suelo, mostraron una tendencia en el aumento del pH y la disminución
de la acidez intercambiable, a los 180 dda. También se presentó un aumento en
la densidad de raíz a los 90 dda en las palmas del tratamiento en el que se adicionó 10 000 kg ha-1
(C10) y a los 180 dda, en respuesta a la
aplicación de 5 000 kg ha-1 y 15 000 kg ha-1
(C5 y C15). La conductancia estomática, medida en la hoja N°9 antes del
mediodía, mostró diferencia estadística significativa en los tratamientos C5,
C10 y C15. Se concluye que la adición de ceniza industrial de palma aceitera
tiene un efecto positivo en la variación de la conductancia estomática y la
densidad de raíces en palma aceitera.
Palabras
claves:
Cenizas industrial, Deli x Ghana, Densidad de raíz, conductancia estomática.
ABSTRACT: Evaluation
of ash residue from the oil extracting plant in oil palm (Elaeis guineensis)
in acid soils of south pacific, Costa Rica. It was evaluated the effect of industrial residue on the Deli x Ghana variety in a
commercial plantation. Different increasing doses (5000 kg ha-1, 10
000 kg ha-1 and 15 000 kg ha-1) was applied. This was located
at the palm slices in a randomized complete block design. Nutrient soil
concentration, root density and stomatic conductance were evaluated at 90 and
180 days after their application (dda). It was found that after 180 dda that pH
increased and decreasing soil acidity. Root density also increased at 90 dda
with the addition of 10 000 kg ha-1 (C10) and at 180 dda with the
application of 5000 kg ha-1 and 15 000 kg ha-1 (C5 and
C15). Stomatic conductance showed significant statistical difference in
treatments C5, C10 and C15 on sheet N ° 9 at noon. It was concluded addition of
industrial oil palm ash had a positive effect on the variation of stomatic
conductance in oil palm and root density.
Keywords: Industrial ash, Deli
x Ghana, root density, stomatal conductance.
Introducción
La palma aceitera (Elaeis guineenis Jacq) es una oleaginosa que se ha expandido
considerablemente alrededor del mundo (Escobar 2012 y Trucchi 2015). La
principal razón de este crecimiento obedece a que E. guineensis presenta un mayor rendimiento en la producción de
fruta fresca por hectárea, siendo un cultivo muy llamativo para los
agricultores por su alta producción de aceite y bajos insumos agrícolas
(Sánchez 2003 y Madrigal et al. 2018).
A nivel mundial cerca de 22 506
550 ha se habían establecido en el 2014, principalmente en países como:
Malasia, Indonesia, Tailandia y Nigeria. Estos países representan el 81,7% de
la producción mundial (Sierra et al. 2017).
Los productores de palma aceitera establecen
estos cultivos en distintos órdenes de suelos. Esto en ocasiones muestran
buenos rendimientos (> 25 ton/ha/año) y otros bajos (< 20 ton/ha/año)
según características específicas del sitio y la implementación de buenas
prácticas en el manejo agronómico y del contenido hídrico del suelo(Zakaria
1998). Sin embargo, la palma aceitera ha demostrado su mayor potencial en
suelos fértiles, que aporten un buen contenido de materia orgánica y mantengan
características físicas y químicas idóneas para el desarrollo del cultivo
(Melado 2008). En la actualidad algunos productores utilizan ultisoles para el
cultivo de la palma deaceite, sin embargo, estos suelos son muy meteorizados,
presentan bajos contenidos de bases y una acidez importante causada por Al y Fe
intercambiable en el suelo (Alvarado et
al. 2014) causando bajos rendimientos, ante la ausencia de prácticas
agronómicas para el mejoramiento de la fertilidad del suelo. Debido a esta situación,estas
unidades edáficasse catalogan poco fértiles para la agricultura y por
consecuente se debe trabajar con prácticas agronómicas diferenciadas, entre
estas: las aplicaciones de distintas enmiendas químicas y orgánicas (Castro y
Munévar 2013).
Es bien
conocido el efecto del encalado sobre las características químicas del suelo,
principalmente en la reducción de la acidez intercambiable y aumento de las
bases (IPNI 1999). Por otro lado, no resta importancia las aplicaciones de
otras enmiendas orgánicas, debido a que permiten optimizar las condiciones de
los suelos, promoviendo unamejora en las características físicas y
microbiológicas de estos (Cruz et al.
2012). Según Núñez et al. (2001)
citado por Omil (2007) al utilizar cenizas que procedan de la quema de biomasa
se ha convertido en una práctica comúnmente utilizada en la agricultura para
incorporar una gran cantidad de nutrientes al suelo. Otros trabajos realizados
por Bellote et al. (1995), Downie et al. (2009) y Guillen (2013) indicaron
que el efecto de altas dosis del residuo de ceniza de las calderas, mejora
significativamente propiedades físicas y químicas, entre estas: estructura,
porosidad, densidad y la capacidad de retención del agua.
El uso de
residuos agroindustriales se ha utilizado en diversas investigaciones para el
manejo de suelos ácidos, debido a que presentan concentraciones altas de bases,
principalmente de Ca, Mg y K (Ohno y Erich 1990, Etiégni et al. 1991, Clapham y Zibilske 1992,
Olsson y Kellner 2002, Omil 2007, Ramírez et al. 2011, Quirantes 2015 y Escalante et al. 2016. También, estos materiales han brindado reducciones en
los contenidos de acidez intercambiable y aumento del pH en los suelos. A esto
se suma que la mineralización de estos materiales han ayudado en el incremento
de los contenidos de macro y micro nutrimentos, aumentando el intercambio
catiónico de los suelos y mejorando la nutrición en los cultivos (Lerner y
Utzinger 1986, Ohno y Erich 1990, Campbell 1990, Bellote et al. 1995, Someshwar 1996; Vance 1996; Korpilathi et al. 1998; Väätäinen et
al. 2000, Solla-Gullón et al. 2004, Torres et al. 2004, Othman et al. 2005, Merino et al. 2006, Odeoluwa
y Adeoye 2008, Posso 2010, Guillén 2013, IICA
2016 y Madrigal et al. 2018).
Las raíces presentan un efecto positivo con las adiciones de materiales orgánicos al suelo. Es evidente el resultado que tiene la dinámica de las raíces en el tiempo, en cuanto a su distribución y salud, los efectos se han visto positivos de una forma integral según al sitio, es decir, con su relación en la fertilidad, parámetros físicos y microbiológicos en el suelo (Albertazzi et al. 2009 y Galindo y Romero 2012). Otras investigaciones realizadas por Hartley (1983) y Cristancho et al. (2007) han demostrado que en E. guineensis existen cuatro tipos de raíces, entre estas: primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias. Los mismos autores exhiben que las raíces mostraron un tropismo positivo hacia las mejores condiciones de abastecimiento de agua, nutrimentos y materiales vegetales en descomposición. Al existir una mejor condición presente en el medio provoca que el sistema radical, principalmente en raíces finas (terciarias y cuaternarias) produzca un incremento del crecimiento (Jourdan y Rey 1997 y Albertazzi et al. 2009). Algunos investigadores indicaron que este tipo de crecimiento es catalogado en “forma de parches” (Arnone 1997, Charlton 1997). Esto se da porque las raíces absorbentes mostraron un comportamiento temporal cuando se encuentra en zonas ricas con nutrimentos en comparación a sitios en ausencia de estos (Arnone 1997, Charlton 1997 y Albertazzi 2009). Otros trabajos desarrollados por Madrigal et al. (2018) y Garbanzo et al. 2017 demostraron que las mezclas de diferentes residuos industriales (fibra, lodo y ceniza) con el suelo, presentaron un incremento en la densidad longitudinal de las raíces al incrementar las proporciones de materiales orgánicos en mezclas con suelo.
Las
mejoras en las características fisicoquímicas y microbiológicas de los suelos
presentan un efecto directo sobre el crecimiento y salud de las plantas.
Algunos estudios han demostrado que muchos de estos beneficios se pueden
evaluar en función del comportamiento fisiológico del cultivo
(Bidwell 1993; Lallana 2004 y Romero et
al. 2007). Uno de estos comportamientos es la actividad de la conductancia
estomática, lo cual se encuentra estrechamente relacionada con el estado
hídrico de las plantas (Torres 2013). Éste a su vez está en función del ciclo
hidrológico del agua, debido a que existe una relación con el grado de apertura
y cierre de las estomas según las condiciones climáticas y la dinámica
hidrológica del suelo (Romero et al.
2007; y Ojeda 2015). Los estomas tienen una función esencial en el
mantenimiento de la homeostasis de la planta, ya que regulan la transpiración y
el ingreso de CO2 requerido en la fotosíntesis (Sánchez y
Aguirreolea 2000; Chaimsohn et al.
2008 y López 2014). Algunos trabajos han demostrado que las palmas aceiteras se
ven afectadas por condiciones climáticas extremas, es decir, en el caso de
temperaturas elevadas se produce el cierre de estomas y en consecuencia se
disminuye la fotosíntesis (Breure 2003, Corley y Tinker 2003, Raygada 2005,
Melado 2008). Este comportamiento se observa en general en las plantas, ya que
manejan el cierre y apertura de los estomas como un mecanismo de respuesta ante
el incremento de la temperatura foliar, garantizando la turgencia y el
mantenimiento del metabolismo celular, siendo el cierre de los estomas el
factor que más limita directamente en la fotosíntesis de las plantas (Rees
1961, Corley 1982, Burgos et al.
1998, Melado 2008, Rojas 2015, Dell’
Amico y Morales 2017). Se ha
demostrado que la conductancia estomática en las plantas presenta tasas
variadas durante el día, es decir, en términos generales presentan mayores
valores en horas de la mañana que en horas de la tarde, haciendo que la
actividad fotosintética sea variable (Hartley 1988, Cayón 1998, Corley y Tinker
2009, Rivera 2009, Peláez et al.
2010, Reyes 2012, Rivera et al. 2013,
López 2014, Rojas 2015). En síntesis, esta investigación busca analizar
el efecto de la incorporación de ceniza agroindustrial de la planta extractora
de aceite sobre la acidez intercambiable y la conductancia estomática en
ultisoles sembrados con palma aceitera.
Materiales y métodos
Esta investigación fue desarrollada en una
plantación de palma aceitera ubicada en Volcán, Buenos Aires, Puntarenas. La
siembra se encuentra ubicada en las coordenadas geográficas N 09°13'50.88"
y W 83°28'57.49", a una altura de 498 msnm.
La plantación utilizada para la investigación
tenía palmas adultas de ZPM años de edad y de acuerdo con las con las
condiciones edáficas de la zona, el suelo se clasifica como un ultisol. Se
procedió a ubicar una parcela en un sector con características de pendiente y
desarrollo del cultivo homogéneas . A este sector se le realizó un análisis
químico de suelos con el fin de conocer los contenidos nutricionales del sitio (Cuadro
1). Se utilizó una solución extractora Olsen modificado y se analizaron las
siguientes variables:
·
Macronutrimentos:
K, Ca, Mg, P
·
Micronutrimentos:
Cu, Zn, Mn, Fe
·
pH
y acidez intercambiable
De la misma manera, se trasladó el residuo
industrial de ceniza al sitio, este es un subproducto de las calderas utilizadas
en el proceso de extracción de aceite de palma. Una vez ubicada en el sitio se
procedió a realizar un análisis del contenido químico total al material, con el
fin de conocer su composición química (Cuadro 2). Se implementó un análisis por medio de la
técnica de digestión total y se analizaron las siguientes variables:
·
Macronutrimentos:
N, P, Ca, Mg, K y S
·
Micronutrimentos:
Fe, Cu, Zn, Mn, B
·
Porcentaje
de humedad
·
pH
(agua)
·
Conductividad
eléctrica
·
Relación
C/N
Cuadro 1. Contenido de nutrientes extraíces, pH y acidez intercambiable; en el suelo de la plantación de palma aceitera usada para el desarrollo de la investigación, Buenas Aires, Puntarenas, 2019.
|
pH |
cmol(+)/L |
mg/L |
|||||||
H2O |
Acidez |
K |
Ca |
Mg |
P |
Cu |
Zn |
Mn |
Fe |
|
Nivel Crítico |
5,6 |
0.5 |
0,2 |
4 |
1 |
10 |
2 |
2 |
5 |
10 |
Media |
4,58 |
1,73 |
0,01 |
0,37 |
0,09 |
6,80 |
4,33 |
1,43 |
2,00 |
249,66 |
*Solución extractora Olsen modificado, Laboratorio de Suelos, Plantas,
Aguas y Abonos Orgánicos, Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en
Tecnología Agropecuaria, Ministerio de Agricultura y Ganadería.
Cuadro 2. Contenido de nutrimentos totales en el residuo industrial de ceniza usada para la implementación delos tratamientos experimentales, Buenas Aires, Puntarenas, 2019.
% masa |
mg/kg |
% |
H2O |
mS/cm |
% |
Relación |
|||||||||
N |
P |
Ca |
Mg |
K |
S |
Fe |
Cu |
Zn |
Mn |
B |
HUM |
pH |
CE |
C |
C/N |
0,42 |
1,46 |
3,29 |
1,30 |
3,12 |
0,09 |
10008 |
166 |
53 |
313 |
28 |
44 |
10,7 |
5,1 |
29,72 |
70,5 |
* Laboratorio Suelos y Foliares, Centro de Investigaciones Agronómicas,
Universidad de Costa Rica.
Para el
establecimiento de los tratamientos se usaron tres dosis crecientes de ceniza, aplicadas
una sola vez, estas fueron: 5000
kg ha-1, 10 000 kg ha-1 y 15 000 kg ha-1
(Cuadro 3). Para la dosificación homogénea de las cenizas se calculó la dosis a
utilizar por planta, partiendo de una densidad de siembra de 143 plantas/ha.
Una vez obtenido el peso por planta se utilizó una báscula de piso digital con
el fin de cuantificar la cantidad correcta de ceniza para agregar por planta.
La ceniza se adicionó en la rodaja de la planta, esta tenía un área de 19,6 m2.
Este se realizó para todos los tratamientos y se estableció un testigo absoluto
sin la adición de la ceniza.
Cuadro 3. Tratamientos utilizados para la evaluación de ceniza industrial sobre la acidez intercambiable y conductancia estomática en palma aceitera, Buenos Aires, Puntarenas, 2019.
Tratamiento |
Asignatura |
Dosis Kg ha-1 |
T1 |
C5 |
5 000 |
T2 |
C10 |
10 000 |
T3 |
C15 |
15 000 |
T4 |
Testigo |
0 |
Variables evaluadas
Las variables se evaluaron a los 90 y 180 días después de la
aplicación de la ceniza, con el fin de determinar su efecto en el tiempo. Se
midió la conductancia estomática con un autoporómetro (modelo Li-Cor 1600, Li-Cor
Biosciences, Lincoln, NE) el cual estaba equipado con un sensor de radiación
fotosintéticamente activa (µmol fotones m-2 s-1). Este
equipo permitió caracterizar el microambiente lumínico de los foliolos de la
sección medial de la hoja N° 9 y 17, midiendo, además de la conductancia
estomática,la apertura estomática (mmol m-2 s-1) y la
temperatura de la hoja (°C). Las mediciones se realizaron entre las 8:00 a.m. a
11:00 a.m. y de 1:00 p.m. a 4:00 p.m.
Así mismo, se tomaron dos muestras de raíces por palma en cada
repetición, para esto se utilizó un cilindro de 200 cm3, a una
distancia de 0,5 metros de la base del tronco (rodaja) y a una profundidad de
15 cm. Las muestras se lavaron con agua para separar el suelo de las raíces,
para lo que se utilizó un tamiz de 0,5 mm. Posterior a su limpieza, se secaron
a temperatura ambiente y se colocaron en bandejas acrílicas transparentes de 20
cm x 25 cm x 2 cm. Para cada muestra de raíces se digitalizó una imagen con un
escáner marca Epson V700 modelo “Perfection” con una resolución de 600 dpi.
Para esto se utilizó una lámina de color azul en el fondo con el fin de mejorar
el contraste de la imagen y así reducir la formación de sombras. Las imágenes
fueron analizadas con el paquete informático WinRhizo® Pro, empleando una
calibración específica para palma aceitera y permitiendo la realización de
mediciones de las raíces en términos de su morfología y color. De acuerdo con
el diámetro, las raíces se cuantificaron como: primarias (>5 mm),
secundarias (1,5 a 5 mm), terciarias (0,5 a 1,5 mm) y cuaternarias (<0,5
mm). La medición de la longitud total de las raíces según la categoría, se
dividió entre el volumen del cilindro conocido para obtener la densidad de
raíces, definida en términos de cm/cm³, todo esto según la metodología empleada
por Gutiérrez et al. (2014).
Se analizó el comportamiento del contenido químicode nutrimentos
en el suelo, a los 90 y 180 dda los residuos industriales. Para esto se recolectaron
submuestras por planta para generar una muestra compuesta por cada repetición
de los tratamientos. Estas fueron llevadas
al Laboratorio de Suelos, Plantas, Aguas y Abonos
Orgánicos del Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología
Agropecuaria (INTA) para determinar el
pH en agua, acidez intercambiable, Ca, Mg, K, P, Fe, Zn, Mn, Cu, y Al mediante
extracciones con KCL-Olsen Modificado.
Análisis estadístico
Se generó una base de datos con las variables:
propiedades fisicoquímicas del suelo, las variables de crecimiento, desarrollo
de raíz y la conductancia estomática. Se procedió a realizar un promedio de las
observaciones de campo para la tabulación y graficación de los resultados. Así
mismo se utilizó la base de datos general para realizarle pruebas de supuestos
básicos de homogeneidad y normalidad de los datos, así mismo se procedió a
realizar un análisis de varianza. Posteriormente se le aplicó la prueba de
Tukey (α=0,05)
con el fin de comparar todos los tratamientos entre sí e identificar
separaciones ente las medias de cada variable. Todos estos datos se realizaron
por medio del software estadístico Infostat.
Resultados
Efecto de las dosis crecientes en el
suelo a los 90 y 180 días después de aplicados los
tratamientos
Se encontró una tendencia en el aumento del pH
y una disminución de la acidez intercambiable del suelo, con respecto al
tratamiento testigo, a los90 dda del residuo industrial (Cuadro 4). Al evaluar
la concentraciones de nutrimentos en el suelo, el P mostró un aumento (7,53
cmol(+)/L) significativo (α=0,05) usando 10 000 kg ha-1 de
ceniza a los 90 dda (Cuadro 4). Para las demás variables (K, Ca, Mg, Cu, Zn,
Mn, Fe) no se encontraron diferencias estadísticas significativas en
comparación de todos los tratamientos. Se evidenció una ligera disminución en
la la acidez intercambiable y un aumento del pH con respecto a la media (Cuadro
1). El nutriente K mostro un aumento en los tratamientos C5, C10 y C15 en
relación al testigo (0,03 cmol(+)/L). Se manifestó una tendencia en la
disminución de los contenidos de Ca y el Mg en el suelo de los tratamientos en
comparación a los valores que se presentaron en el Cuadro 1.
Cuadro 4. Concentración de nutrimentos, pH y acidez intercambiable del suelo de los tratamientos de la investigación a los 90 y 180 días después de la aplicación (dda) de la ceniza en Buenos Aires, Puntarenas, 2019.
90
dda |
||||||||||
Tratamientos |
pH |
cmol(+)/L |
mg/L |
|||||||
Acidez |
K |
Ca |
Mg |
P |
Cu |
Zn |
Mn |
Fe |
||
C 5 |
4,75 |
1,28 |
0,05 |
0,28 |
0,07 |
3,83ab |
3,75 |
1,13 |
1,25 |
284,75 |
C 10 |
4,74 |
1,35 |
0,04 |
0,25 |
0,07 |
7,53b |
3,75 |
0,68 |
1,00 |
284,75 |
C 15 |
4,73 |
1,34 |
0,05 |
0,21 |
0,08 |
4,05ab |
3,75 |
0,75 |
1,00 |
292,00 |
Testigo |
4,70 |
1,34 |
0,03 |
0,21 |
0,06 |
2,40a |
4,25 |
0,65 |
1,00 |
283,25
|
180
dda |
||||||||||
C 5 |
4,81 |
1,25 |
0,04a |
0,32 |
0,09 |
3,83 |
2,75 |
0,55 |
0,75 |
263,25 |
C 10 |
4,86
|
1,20
|
0,05a |
0,28
|
0,08
|
2,35
|
3,25
|
0,43
|
1,00
|
277,50
|
C 15 |
4,88 |
1,32 |
0,10b |
0,35 |
0,16 |
6,58 |
3,50 |
1,05 |
1,00 |
287,50 |
Testigo |
4,79
|
1,38
|
0,06ab |
0,29
|
0,08
|
4,35
|
3,25
|
0,78
|
0,75
|
281,75
|
*Solución extractora Olsen modificado, Laboratorio de Suelos, Plantas,
Aguas y Abonos Orgánicos, Instituto Nacional de Innovación y Transferencia en Tecnología
Agropecuaria, Ministerio de Agricultura y Ganadería. Medias seguidas por una
misma letra no representan diferencias significativas según prueba de Tukey (α=0,05)
A los 180 dds se encontró que el K mostró una
diferencia significativa (α=0,05) en los tratamientos C5 (0,04 cmol(+)/L)
y C10 (0,06 cmol(+)/L), con respecto al testigo(Cuadro 4). Sin embargo este
efecto no se encontró para el tratamiento C15 (0,10 cmol(+)/L). El pH aumentó
levemente en los tratamientos y la acidez disminuyó con respecto al testigo???,
pero no se manifestó una diferencia significativa. Así mismo, se observó un
aumento del Mg en el tratamiento C15 (0,16 cmol(+)/L) a los 180 dda con
respectoal testigo???. Los elementos Ca, P, Cu, Zn y Mn se mantuvieron por
debajo de los resultados que se obtuvieron en la media, a excepción del Fe que
presentó un mayor valor. La acidez intercambiable manifestó una disminución no
significativa en los tratamientos C5, C10 y C15 en los cuales se les aplicó
ceniza en comparación al testigo (1,38 cmol(+)/L). Por último, se encontró que
los tratamientos C5 y C15 mostraron mayores concentraciones de Ca y Mg en
cuanto al testigo a los 180 dda.
Crecimiento
y desarrollo de la raíz a partir de las dosis de ceniza aplicadas en los
distintos tratamientos
El desarrollo del sistema radical no mostró
limitaciones en el crecimiento bajo la influencia de los tratamientos (Cuadro
5). La densidad de raíz a los 90 días de la aplicación (dda) no mostró
diferencia estadística significativa (α=0,05) en ninguno de los
tratamientos, este efecto fue similar para la evaluación a los 180 dda. Al
analizar las tendencias de crecimiento y desarrollo de las raíces, se encontró
que el tratamiento C10 a los 90 dda expresó mayores tendencias de crecimiento
en la densidad de raíz (29,10 cm/cm3) que los demás tratamientos, lo
que podría indicar una mayor respuesta en esta variable ante la aplicación de
10 000 kg ha1 de ceniza. De acuerdo con los resultados que se
manifestaron a los 180 dda, se presentó unaumento de la densidad de raíz en
todos los tratamientos? en comparación a los 90 dda. En ambas fechas de
medición (90 y 180 dda) se presentó en orden creciente, el siguiente
promedio de densidad de raíces para cada tratamiento : C10 (2,54 cm/cm3), testigo (5,49
cm/cm3), C15 (11,32 cm/cm3) y C5 (11,95 cm/cm3).
Al adicionar residuos de ceniza industrial se
encontró un aumento en el crecimiento de raíces terciarias y cuaternarias
(Cuadro 5). A los 90 dda el tratamiento C10 mostro un mayor crecimiento, no
significativo, en las raíces terciarias (20,23 cm/cm3) y
cuaternarias (7,37 cm/cm3) con respecto al testigo (xxx cm/cm3).
A los 180 dda, los tratamientos C5 y C15 mantuvieron un crecimiento superior en
las raíces secundarias, terciarias y cuaternarias (1,97 cm/cm3, 22,80
cm/cm3, 8,54 cm/cm3) en relación con el testigo (xxx cm/cm3)
.
Cuadro 5. Comportamiento en la densidad de raíces a los 90 y 180 días después de la aplicación de ceniza industrial en palma aceitera en Buenos Aires, Puntarenas, 2019.
Tratamiento |
90 dda |
180 dda |
||||||
C 5 |
C 10 |
C 15 |
Testigo |
C 5 |
C 10 |
C 15 |
Testigo |
|
(cm/cm³) |
(cm/cm³) |
|||||||
Raíz
Primaria |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,03 |
0,03 |
Raíz
Secundaria |
1,76 |
1,47 |
1,41 |
1,49 |
2,35 |
1,56 |
2,10 |
1,97 |
Raíz
Terciaria |
17,80 |
20,23 |
18,62 |
19,23 |
26,49 |
21,94 |
26,62 |
22,80 |
Raíz
Cuaternaria |
6,70 |
7,37 |
6,24 |
7,12 |
9,36 |
8,11 |
8,83 |
8,54 |
Densidad
total de Raíz |
26,28 |
29,10 |
26,29 |
27,87 |
38,23 |
31,64 |
37,61 |
33,36 |
La densidad de
raíz mostró un comportamiento no significativo del muestreo que se realizó a
los 90 y 180 dda del residuo industrial de ceniza, pero si reveló una tendencia
con respecto a los datos obtenidos (Figura 1). A los 90 dda el tratamiento C10
(29,10 cm/cm3) expresó mayor densidad de raíz en comparación al
testigo (27,87 cm/cm3). En los 180 dda se revelo una superioridad en
la densidad de raíz de los tratamientos C5 y C15 con relación al testigo (33,36
cm/cm3) mostrando la influencia positiva del residuo industrial en
el crecimiento radicular.
|
Figura 1. Efecto de la adición de distintas concentraciones de residuos de ceniza sobre la densidad de raíces en palma aceitera a los 90 y 180 después de aplicado en las plantas en Buenos Aires, Puntarenas, 2019.
Variación
de la conductancia estomática y la temperatura a los 90 y 180 días de
aplicación
La conductancia estomática antes del mediodía
(AM) en la hoja N°9 mostró diferencias significativas (α=0,05) en los
tratamientos C5, C10 y C15 con respeto al testigo (243,93 mmol m-2 s-1)
(Cuadro 6 y Figura 2). La hoja N°17 reveló diferencia significativa en la
temperatura del tratamiento C5 (28,85 °C) con respecto al testigo (29,78 °C).
Cuadro 6. Variación de la conductancia estomática y la temperatura en las plantas de palma aceitera a los 90 y 180 días después de aplicación de la ceniza en Buenos aires, Puntarenas, 2019.
Tratamiento |
AM |
PM |
|
|||||||
Hoja 9 |
Hoja 17 |
Hoja 9 |
Hoja 17 |
|
||||||
Conductancia Estomática (mmol m-2 s-1) |
Temperatura °C |
Conductancia Estomática (mmol m-2 s-1) |
Temperatura °C |
Conductancia Estomática (mmol m-2 s-1) |
Temperatura °C |
Conductancia Estomática (mmol m-2 s-1) |
Temperatura °C |
|
||
90 dda |
||||||||||
C 5 |
524,40 b |
28,73 |
514,18 |
28,85 a |
208,95 |
31,50 |
178,60 |
31,53 |
|
|
C 10 |
436,90 b |
29,08 |
522,73 |
29,10 ab |
169,10 |
31,40 |
143,53 |
31,35 |
|
|
C 15 |
558,93 b |
29,70 |
452,30 |
29,45 ab |
160,95 |
31,28 |
84,48 |
31,18 |
|
|
Testigo |
243,93 a |
29,70 |
250,18 |
29,78 b |
137,28 |
31,10 |
84,65 |
31,15 |
|
|
180 dda |
|
|||||||||
C 5 |
597,00 |
27,63 a |
621,08 b |
27,75 a |
174,23 |
32,35 a |
269,15 |
32,60 a |
|
|
C 10 |
679,43 |
28,95 b |
622,90 b |
28,95 b |
127,98 |
33,25 ab |
288,33 |
33,38 ab |
|
|
C 15 |
604,50 |
29,95 c |
293,20 a |
30,05 c |
443,30 |
33,35 ab |
104,10 |
33,20 ab |
|
|
Testigo |
465,65 |
31,03 d |
406,60 ab |
31,08 d |
96,03 |
34,15 b |
128,00 |
34,20 b |
|
|
Medias seguidas por una misma letra no
representan diferencias significativas según prueba de Tukey (α=0,05)
La mediciones que se efectuarondespués del
mediodía (PM) no manifestaron diferencias significativas en la hoja N°9 y 17 en la conductancia estomática y la temperatura
en ninguno de los tratamientos (Cuadro 6). Sin embargo, la conductancia
estomática de la hoja N°9 fue mayor en los tratamientos C5, C10 y C15 en comparación al testigo (137,28 mmol m-2
s-1). A su vez, La hoja N°17 mostró una mayor conductancia
estomática en los tratamientos C5 (178,60 mmol m-2 s-1) y
C10 (143,53 mmol m-2 s-1) con respecto al testigo (84,65
mmol m-2 s-1).
Figura 2. Variación de la conductancia estomática en plantas de palma aceitera a los 90 días después de aplicación de la ceniza en Buenos aires, Puntarenas, 2019.
La hoja N°9 antes del mediodía (AM) no mostró
diferencias significativas en la conductancia estomática a los 180 dda (Cuadro
6 y Figura 3). Sin embargo, los resultados de los tratamientos indicaron ser
superiores en relación con el testigo (465,65 mmol m-2 s-1).
La temperatura en la hoja N°9 indicó diferencias estadísticas significativas
(α=0,05) para los tratamientos C5, C10 y C15 con respecto al testigo
(31,03 °C). Las mediciones de conductancia estomática en la hoja N°17 reveló
que los tratamientos C5 (621,08 mmol m-2 s-1) y C10
(622,90 mmol m-2 s-1) difieren estadísticamente del
tratamiento C15 (293,20 mmol m-2 s-1). A su vez la temperatura en la hoja N°17 expresó
diferencias estadísticas significativas (α=0,05) en los tratamientos C5,
C10 y C15 (bbbvvvfff°C). con respecto al
testigo (31,08 °C).
La conductancia estomática después del
mediodía (PM) no manifestó diferencias significativas en la hoja N° 9 y 17
(Cuadro 6 y Figura 3). Los tratamientos C5, C10 y C15 en la hoja N°9
presentaron mayor conductancia estomática que el testigo (96,03 mmol m-2
s-1). Así mismo, la temperatura de la hoja N°9 y 17 mostró una
diferencia significativa (α=0,05) del tratamiento C5 (32,35 °C y 32,60 °C)
en relación con el testigo (34,15 °C y 34,20 °C).
Los tratamientos C5, C10 y C15 expresaron una
mayor conductancia estomática en las hojas N°9 y 17 a los 90 dda en referencia
al testigo (Figura 2). A los 180 dda la conductancia estomática del tratamiento
testigo fue inferior únicamente en la hoja N°9 en relación con los tratamientos
(C5, C10 y C15). La Hoja N°17 revelo una mayor conductancia estomática en los
tratamientos C5 y C10 a los 180 dda con respecto al testigo. Por último, la
temperatura fue inferior en los tratamientos C5, C10 y C15 con relación al
testigo a los 180 dda (Cuadro 6).
Figura 3. Variación de la conductancia estomática en plantas de palma aceitera a los 180 días después de aplicación de la ceniza en Buenos aires, Puntarenas, 2019.
Discusión
El efecto en el suelo de las dosis utilizadas mostró una tendencia ligera
a incrementar el pH y disminuir la acidez intercambiable a los 90 y 180 dda, en
respuesta a la adición de 5 000 kg ha-1 (C5); la misma
respuesta ocurrió en los tratamientos de 10 000 kg ha-1 (C10) y 15
000 kg ha-1 (C15) a los 180 dda. Resultados que pudieron haberse mostrado debido a que la ceniza residual
utilizada posee un efecto alcalino (pH 10,7) (Cuadro 2). Esto concuerda con lo
mencionado por Ramírez et al. (2011),
Guillén (2013), Quirantes (2015), Escalante et
al. (2016) y IICA (2016) en donde se indicó que la ceniza mantiene una alta
alcalinidad. La mayoría de los trabajos se centran en el uso de enmiendas
orgánicas con el fin de elevar el pH de los suelos con problemas. Otras
investigaciones realizadas sobre la utilización de residuos de ceniza han
demostrado una correlación positiva con el incremento del pH y concluyeron que
dicho efecto era similar al de cualquier otro material encalante por poseer
alto contenido de bases (Etiégni et al.
1991; Clapham y Zibilske 1992; Olsson y Kellner 2002 y Omil 2007). Por otro
lado, este mismo efecto se ha encontrado con la disminución de la acidez
intercambiable. Algunas investigaciones reportan que al aplicar ceniza o
materiales orgánicos tienen efecto sobre la disminución del contenido de Al
intercambiable en suelo (Lerner y Utzinger 1986; Ohno y Erich 1990;
Solla-Gullón et al. 2004; Merino et al.
2006; Omil 2007; Guillen 2013 y Madrigal et
al. 2018).
La aplicación de residuos de cenizas en suelos ácidos de palma aceitera
incremento los contenidos de P en el suelo. El mayor efecto e el incremento del
contenido de este nutrimentonse observó a los 90 dda, debido a la incorporación
de grandes cantidades del residuo industrial generaron un aporte significativo
en las concentraciones de P. Bellote et
al. (1995) indicó en sus trabajos que aplicaciones de altas dosis de ceniza
de las calderas, mejoraron significativamente las concentraciones químicas en
el suelo y entre los cuales se recalcaron los contenidos de P. Estos cambios se
dan debido a que las cenizas
de biomasa contienen todos los elementos necesarios para el crecimiento de la
vegetación (Korpilathi et al. 1998). Torres et al.
(2004), Posso (2010) y Madrigal et al.
(2018) indicaron que al adicionar materiales orgánicos o residuos (compost o
ceniza) estos son muy ricos en nutrimentos principalmente en P y coincide
también con la referencia de los estudios realizados por Odeoluwa y Adeoye
(2008). También Cruz et al. (2012)
indicó que el uso de la materia orgánica en los suelos agrícolas mejoró
considerablemente las características fisicoquímicas de estos en el tiempo.
Las concentraciones de K aumentaron con la aplicación de
residuos de ceniza en suelos ácidos a los 180 dda. Se encontró un efecto
significativo con las concentraciones de K en el suelo a los 180 dda para los
tratamientos C5 y C10. Las aplicaciones en altas concentraciones de este
residuo promovieron un mayor incremento de este nutrimento en la fase soluble
del suelo a los 180 dda, indicando una alta disponibilidad para las plantas la y posiblemente este efecto no se observe
significativamente a los 90 dda, debido a que el material necesita un tiempo
superior para su mineralización. Algunos trabajos han reportado que las aplicaciones de materiales orgánicos logran
aportar al suelo importantes contenidos de K, siempre y cuando los materiales
tengan concentraciones altas de este nutrimento (Campbell 1990; Someshwar 1996;
Vance 1996; Torres et al. 2004 y Madrigal
et al. 2018). Los residuos agroindustriales
de la palma aceitera (fibra, lodos y cenizas) han mostrado efectos químicos
positivos al ser aplicados al suelo y en cuanto al caso específico del residuo
de ceniza, otros estudios indicaron que existen aportes en la concentración de
N, P, K, Ca, Mg y micronutrientes (Bellote et al. 1995; Korpilathi et al. 1998; Solla-Gullón
et al. 2004; Odeoluwa y Adeoye 2008 y Posso 2010, Garbanzo et al. 2017). La
relación existente entre el material residual y el tiempo son factores que
limitan la disponibilidad de los nutrimentos para que estos logran
mineralizarse por completo (Väätäinen et
al. 2000).
La aplicación de residuos de ceniza en suelos ácidos
logró incrementar las raíces terciarias y cuaternarias en palma aceitera. El
mayor efecto del crecimiento radical se observó a los 180 dda en los
tratamientos C5 (38,23 cm/cm3)
y C15 (37,61cm/cm3) en relación al testigo (33,36 cm/cm3),
probablemente debido a que la mejora química del suelo logró estimular el
crecimiento de estas raíces, lo cual es un efecto positivo para la nutrición
del cultivo. Se sabe bien que los residuos orgánicos cumplen funciones muy
importantes entre éstas: la mejora de condiciones físicas, químicas, biológicas
y retención de humedad en el suelo. Esto concuerda con Jourdan y Rey (1997); Galindo y Romero (2012) y
Madrigal et al. (2018) los cuales
indicaron que la dinámica del tiempo en el crecimiento radical de la palma
aceitera depende de factores o condiciones idóneas para el abastecimiento de
nutrientes, agua y materia orgánica.
Se sabe que las raíces de la palma aceitera buscan condiciones óptimas
para el desarrollo, en materia de aspectos fisicoquímicos y microbiológicos del
suelo. Estas propiedades garantizan un desarrollo en el sistema radical,
permitiendo que la planta pueda absorber nutrimentos y oxigeno de una manera
más eficiente (Albertazzi et al.
2009, Garbanzo 2018 y Madrigal et al.
2018). Downie et al. (2009) y Guillén
(2013) indicaron que la incorporación del residuo industrial de ceniza al suelo
pudo ocasionar cambios en las propiedades físicas, tales como: estructuración,
disminución de la densidad aparente y aumento de la porosidad. Esta última con
implicaciones directas en la aireación del suelo, causando un incremento de la
permeabilidad hídrica y la conductividad hidráulica, logrando disminuir los
impactos por erosión.
La aplicación de residuos de ceniza agroindustrial en suelos ácidos de
palma aceitera logró tener efectos en la conductancia estomática de hojas 9 y
17. Se encontró que la conductancia estomática en la hoja N°9 antes del
mediodía a los 90 dda incrementó significativamente para los tratamientos C5,
C10 y C15. Es probable que este efecto sea producto de una mayor cantidad de
agua y nutrimentos en el suelo. Burgos et
al. (1998) encontró que las plantas que presentaron una alta humedad en el
suelo mostraron mayores valores en la conductancia estomática y principalmente
se observó la mejor respuesta en hojas más jóvenes (hoja N°9). Así mismo, se
encontró que la conductancia estomática en la hoja N°17 antes del mediodía a
los 90 dda, incrementó su valor para los tratamientos (C5, C10 y C15), lo cual
se relacionó con la temperatura de la hoja, la cual incrementó para el testigo
con relación al tratamiento C5 (28,85 °C), indicando un menor intercambio
gaseoso en las palmas que no se les aplicó ceniza industrial. Downie et al. (2009) y Guillén (2013)
determinaron que la adicción de ceniza en los suelos incrementó positivamente
la capacidad de retención de agua. La palma también tiene una adaptación al
cierre y apertura de las estomas según las temperaturas de la zona, lo cual,
ayuda a la planta a mantener un estado hídrico y fotosintético óptimo (Breure 2003; Corley y Tinker
2003; Raygada 2005 y Melado 2008, Dell’ Amico y Morales 2017). Esto se debe a que la palma de aceite es una planta
C3 y muestra una relación curvilínea con la intensidad de la luz y se ve
afectada por la elevación de la temperatura foliar (Rees 1961, Corley 1982,
Breure 2003, Melado 2008, Corley y Tinker 2009, citado por Peláez et al. 2010,
Rojas 2015).
A los 180 dda la conductancia
estomática en la hoja N°9 fue mayor en los tratamientos C5, C10 y C15 en
relación con el testigo (465,65 mmol m-2 s-1) y se relacionó con
la diferencia significativa de la temperatura. Los incrementos de la
temperatura en las plantas o el medio donde se encuentran estas situadas
provocan el cierre de estomas disminuyendo por ende la conductancia estomática
en la planta. Este
aspecto se relaciona a lo indicado por algunos investigadores en donde se debe
a que el aumento de la temperatura foliar puede inhibir
claramente en el cierre de estomas y este es el factor que mayormente limita la
actividad fotosintética de las plantas (Rees 1961; Corley 1982; Burgos et al. 1998; Pelaez et al.
2010; López 2014; Rojas 2015 y Melado 2008). La hoja N°17 mostro diferencia
significativa sobre la conductancia y la temperatura entre los tratamientos
(C5, C10 y C15) respecto con el testigo (406,60 mmol m-2 s-1). Así mismo, el mayor comportamiento de la
conductancia estomática en las hojas se da cuando la temperatura es baja y este
proceso fisiológico disminuye conforme asciende la temperatura. Según Reyes (2012) y Rojas
(2015) la fotosíntesis muestra un sistema bimodal manifestando los mayores
valores en las horas de la 9:00 am a 11:00 am y de 3:00 pm a 5:00 pm. En otras investigaciones se indicó que el mayor
comportamiento estomático es realizado entre las 9:00 am a 11:00 a.m. y su
disminución se da en las horas de 12:00 pm a 3:00 p.m., principalmente por el
aumento de la temperatura ambiental y la combinación de otros factores (Rivera
2009; Peláez et al. 2010; Reyes 2012; Rivera et al. 2013; López 2014; Rojas 2015; Dell’ Amico
y Morales 2017).
Las mediciones efectuadas después del mediodía presentaron diferencias
significativas en ambas hojas con respecto a la temperatura de los tratamientos
(C5, C10 y C15) y el testigo (34,15 °C y 34,20 °C). Lo cual obedeció a que la
adición del residuo de ceniza mejoró las condiciones del suelo y así generó un
medio óptimo para el desarrollo de la planta. Algunos investigadores señalan
que existe una correlación entre el grado de apertura de los estomas con la
luz, el contenido de agua en el suelo, la humedad relativa y la temperatura
ambiental. Hartley 1988, Cayón 1998, Corley y Tinker 2009, Rivera 2009 y Peláez
et al. 2010, Rivera et al. 2013 y López 2014.
Conclusiones
Al analizar el efecto de la incorporación de las
diferentes dosis del residuo industrial de ceniza en el suelo para la
corrección de la acidez intercambiable, no se logró una reacción
estadísticamente significativa en el incremento del pH y la disminución de la acidez
intercambiable en el suelo. Al incorporar 10 000 kg ha-1 de ceniza
se obtuvo una respuesta positiva a los 90 dda en el crecimiento de las raíces
terciarias y cuaternarias. A su vez, al adicionar 5 000 kg ha-1 y 15
000 kg ha-1 de este residuo se mostró una tendencia superior en el
crecimiento y desarrollo de las raíces terciarias y cuaternarias a los 180 dda,
causando un consecuente aumento en la densidad de raíz de las palmas.
Seencontró que la
adición de ceniza en las plantas muestra una respuesta fisiológica en el
aumento de la conductancia estomática.
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