Uso de sustratos orgánicos para la producción de tomate en invernadero

Evaluación de sustratos elaborados con mezclas entre compostas, biocomposta y vermicomposta, y sustratos inertes, arena y perlita, a diferentes niveles, bajo condiciones de invernadero.

Resumen
1. Introducción
2. Materiales y métodos
3. Resultados y discusión
3.1. Altura de planta
3.2. Floración
3.3. Rendimiento
3.4. Calidad
4. Conclusiones
5. Literatura citada

RESUMEN

La producción orgánica de alimentos es una alternativa para los consumidores que prefieren alimentos libres de plaguicidas y fertilizantes sintéticos, inocuos y con un alto valor nutricional. No obstante, la certificación orgánica indica un período de transición de tres a cinco años sin aplicación de ningún producto sintético al suelo, período que la mayoría de los productores, no están dispuestos a aceptar, porque implica arriesgar el capital. Por otro lado, el tomate orgánico en México alcanza un precio de 5.84 veces mayor que el convencional, producirlo en invernadero, aumentaría los rendimientos y por ende el beneficio económico para el productor. Sin embargo, es necesario un sustrato, que además de sostén, aporte cantidades considerables de elementos nutritivos que satisfagan las demandas del cultivo. Una alternativa, es la composta, que al mezclarla con medios inertes, mejora sus características físicas y químicas evitando la hipoxia. El objetivo del presente trabajo fue evaluar sustratos elaborados con mezclas entre compostas, biocomposta y vermicomposta, y sustratos inertes, arena y perlita, a diferentes niveles, bajo condiciones de invernadero. El experimento se llevó a cabo en Matamoros, Coahuila, México, en las instalaciones del Campo Experimental La Laguna del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), desde 1 de octubre 2003 al 30 de marzo de 2004, utilizando el genotipo Bosky. Las cuatro mezclas sobresalientes fueron vermicomposta al 50% más arena así como con perlita al 37 y 50% además de biocomposta al 37.5% más perlita, con una media de 91.42 t·ha-1; es decir, 9.14 veces más, a lo obtenido en producciones de tomate orgánico en campo, sin afectar la calidad de los frutos.

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad existe la preocupación entre los consumidores por preferir alimentos libres de agroquímicos, inocuos y con alto valor nutricional, en especial los degustados en fresco; una alternativa para la generación de este tipo de alimentos, es la producción orgánica, método agrícola en el que no se deben de utilizar agroquímicos sintéticos (UE, 1991; IFOAM, 2003; USDA, 2004).

En los sistemas orgánicos de producción certificada, la normatividad menciona que debe transcurrir un período de tres hasta cinco años, sin aplicación de agroquímicos incluyendo fertilizantes sintéticos; razón por la cual, el productor convencional, no intenta ingresar al sistema de producción orgánica, ya que además que los rendimientos disminuyen, aún no se obtiene el sobre precio por concepto orgánico (Gómez et al., 1999; Gewin, 2004). Con el propósito de evitar dicho período una alternativa, sería la creación de un sustrato, obtenido a partir de materias primas aprobadas por la normatividad orgánica, antes mencionada, siendo una opción, mezclar en un contenedor, composta, por la alta cantidad de elementos nutritivos, con medios inertes, con el objetivo de mejorar las características físicas y químicas y evitar la hipoxia (Castillo et al., 2000; Hashemimajd et al., 2004).

De los principales elementos nutritivos presentes en la composta, de 70-80% de fósforo y de 80-90% de potasio están disponibles el primer año, mientras que el nitrógeno (N), todo es orgánico, es decir, debe mineralizarse para ser absorbido por las plantas, no obstante, en el primer año, sólo se mineraliza el 11%, generándose una defi ciencia de este elemento, si no es suplido apropiadamente (Eghball et al., 2000; Heeb et al., 2005; Rosen y Bierman, 2005). Rincón (2002) determinó que se necesitan 3, 1, 5, 2.5 y 1 kg de N, P2O5, K2O, Ca y Mg, respectivamente, por tonelada de tomate producida. Así, se tiene que para el caso de N, para obtener 100 t·ha-1, se requieren de 300 kg de N. Raviv et al. (2004) señalan que los nutrimentos contenidos en la composta satisfacen los requerimientos del tomate en los dos primeros meses después del trasplante; así mismo, Raviv et al. (2005) mencionan que la composta cubrió los requerimientos durante cuatro meses después del trasplante en tomate.

Márquez y Cano (2005) determinaron que los elementos nutritivos contenidos en la composta, fueron suficientes para obtener producciones aceptables en tomate cherry. Por otro lado, la producción orgánica nacional de tomate en 2004, se llevó a cabo en 380 ha con rendimientos promedio de 10 t·ha-1, con un precio 5.84 veces mayor que el convencional (SAGARPA, 2005). Según se ha observado, se obtiene mayores rendimientos bajo condiciones de invernadero, (Calvin y Cook, 2005; Castilla, 2005), es decir, producir orgánicamente en dicho sistema, aumentaría la relación benefi cio-costo. Por otro lado, Tuzel et al. (2003) encontraron rendimientos de tomate orgánico en invernadero de 90 t·ha-1 cuando se fertiliza con gallinaza.

Cabe señalar que la producción en invernadero elimina algunos de los problemas de la agricultura orgánica citados por Gómez et al. (1999), ya que se garantizarían frutos durante todo el año, se evitarían los contratiempos ambientales y sobre todo aumentarían las ganancias, debido a la sobreproducción con relación a la producción en campo.

El objetivo del presente trabajo fue evaluar mezclas de distintas compostas a diferentes niveles con medios inertes para la obtención de un sustrato que garantice buenos rendimientos y calidad de fruto, para cultivar tomate orgánico bajo condiciones de invernadero.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se estableció en las instalaciones del Campo Experimental La Laguna (CELALA) del INIFAP en Matamoros, Coahulila, México, en un invernadero de 250 m2, cubierto lateralmente por láminas de policarbonato y doble capa de plástico en el techo. El genotipo evaluado fue Bosky, tipo bola y de crecimiento indeterminado. La siembra se realizó el 14 de agosto y el trasplante el 11 de septiembre de 2003. La densidad fue de 4 plantas m2, una planta por bolsa.. Se utilizaron bolsas de plástico de 20 L, llenadas sobre la base de volumen. El sistema de cultivo fue a un tallo, con podas semanales y el control fitosanitario se realizó de manera preventiva, utilizando insumos aprobados por la normatividad internacional de producción orgánica. El sistema de riego utilizado fue por goteo y según la etapa fenológica varió de 0.5 a 2.0 L bolsa. Las temperaturas extremas medias dentro del invernadero fueron 13.5 y 32.1 °C.

Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con tres repeticiones con un arreglo trifactorial 2x2x4, en donde el primer factor fueron compostas: Biocomposta® (composta comercial) y Vermicomposta (lombricultura); el segundo factor, medios inertes: arena de río y perlita; y el tercer factor, niveles de composta: 12.5, 25, 37.5 y 50%. Lo anterior originó 16 tratamientos, regados únicamente con agua sin adición de fertilizantes; además, se utilizó un testigo, en arena con fertirrigación. En el Cuadro 1, se presentan las características de las compostas. El ciclo de cultivo fue de 135 días. Las variables evaluadas fueron altura de planta, floración, rendimiento y calidad de fruto (peso de fruto, diámetro polar, diámetro ecuatorial, número de lóculos, espesor de pulpa y sólidos solubles). Para determinar la dinámica de las variables altura y floración, evaluadas semanalmente, se realizó un análisis de regresión lineal. Para rendimiento y calidad de fruto se realizaron análisis de varianza y en su caso comparación de medias (DMS, 5%).

Cuadro 1. Composición química de las compostas evaluadas. INIFAP-CELALA, 2004

	N (%)	P (%)	K (%)	Ca (%)	Mg (%)	Na (%)	MO (%)	Fe (ppm)	Cu (ppm)	Zn (ppm)	Mn (ppm)
Biocomposta	1.17	1.19	1.76	1.76	1.87	0.39	29.2	7005	202	941	373
Vermicomposta	1.27	0.15	0.43	1.86	0.13	0.12	10.50	27.44	3.28	25.04	18.04

1MO= Materia orgánica

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Altura de planta

La dinámica de crecimiento longitudinal de las plantas de tomate en las diferentes mezclas evaluadas se muestra en las ecuaciones de regresión lineal, en el Cuadro 2. El ajuste lineal para todos los tratamientos fue aceptable considerando que el r2 más bajo fue el de vermicomposta al 37.5% + arena así como vermicomposta al 50% + perlita con 87% y el más alto fue el de biocomposta al 50% + perlita y el testigo con 98%. El tratamiento de mayor altura a través del ciclo de cultivo fue biocomposta al 37.5% más perlita mientras que el tratamiento de menor altura fue vermicomposta al 12.5% + arena. Los resultados contrastan a los obtenidos por Moreno et al. (2005) ya que mencionan que la altura de plantas de tomate no varía a diferentes porcentajes de compostas más arena.

Cuadro 2. Ecuaciones de regresión entre altura de planta y floración inicial de tomate orgánico en sustratos. (Se utilizaron 10 plantas). INIFAP-CELALA, 2004.

Composta	Medio inerte	Nivel de composta (%)	Altura		Floración
			Ecuacióny	r2	Ecuaciónz	r2
Biocomposta	Arena	12.5	y=58.363+1.67x	0.90	y=4.133+5.77x	0.98
Biocomposta	Arena	25	y=32.613+1.75x	0.90	y=8.133+7.34x	0.99
Biocomposta	Arena	37.5	y=24.131+2.12x	0.94	y=6.644+8.13x	0.99
Biocomposta	Arena	50	y=15.798+1.17x	0.93	y=10.37+12.59x	0.99
Biocomposta	Perlita	12.5	y=12.054+1.96x	0.94	y=4.355+10.29x	0.95
Biocomposta	Perlita	25	y=10.304+2.11x	0.95	y=11.86+8.44x	0.99
Biocomposta	Perlita	37.5	y=4.107+2.00x	0.97	y=8.244+10.72x	0.98
Biocomposta	Perlita	50	y=6.648+2.04x	0.98	y=13.2+8.01x	0.95
Vermicomposta	Arena	12.5	y=40.071+1.06x	0.91	y=-2.64+12.34x	0.99
Vermicomposta	Arena	25	y=49.399+0.92x	0.89	y=2.422+10.61x	0.98
Vermicomposta	Arena	37.5	y=50.025+1.80x	0.87	y=8.133+7.00x	0.98
Vermicomposta	Arena	50	y=46.619+2.43x	0.94	y=8.555+6.57x	0.98
Vermicomposta	Perlita	12.5	y=27.728+1.40x	0.90	y=10.267+8.92x	0.99
Vermicomposta	Perlita	25	y=39.048+1.96x	0.90	y=10.333+6.85x	0.98
Vermicomposta	Perlita	37.5	y=38.179+2.30x	0.93	y=9.377+7.30x	0.98
Vermicomposta	Perlita	50	y=53.143+1.64x	0.87	y=12.911+7.72x	0.98
Testigo			y=7.370+2.95x	0.98	y=8.422+7.30x	0.99

y= Días después del trasplante. DDT=x; Altura=y, DDT=x; Racimo=y.

3.2. Floración

La estimación (Cuadro 2) del inicio de la fl oración del primer racimo fluctuó entre 14.36 y 20.5 días después del trasplante (DDT). Los tratamientos fueron vermicomposta al 12.5% + arena y biocomposta al 25% + perlita, respectivamente. Para el quinto racimo, se obtuvieron valores extremos entre 51.14 y 69.66 DDT, en los tratamientos testigo y vermicomposta al 37.5% + perlita. Los resultados obtenidos concuerdan con Muñoz (2003) ya que menciona que el primer racimo fl oral aparece a las tres semanas, aproximadamente, después de la expansión cotiledonar, además añade que deben existir entre seis y once hojas debajo de la primera inflorescencia, ya que si son escasas éstas, los fotoasimilados serán insufi cientes para soportar las primeras flores y el desarrollo de los primeros frutos Cuadro 3.

Cuadro 3. Rendimiento de tomate en sustratos orgánicos. INIFAP-CELALA, 2004.

Composta	Medio inerte	12.5 (%)	25 (%)	37.5 (%)	50 (%)
Biocomposta	Arena	62.06 e*	55.61 efg	80.33 b	59.06 ef
Biocomposta	Perlita	58.45 ef	65.56 d	91.16 a	77.54 c
Vermicomposta	Arena	31.42 i	40.82 hi	49.59 fg	89.88 ab
Vermicomposta	Perlita	47.65 g	79.63 b	88.86 abc	95.78 a

* Valores con la misma letra, son iguales de acuerdo a la prueba de DMS con una p<0 .05="" p="">

El tratamiento testigo, registró una supremacía de 21.03% en relación al promedio de las cuatro mejores mezclas obtenidas, con un rendimiento de 115.78 t·ha-1. Sin embargo, el uso de fertilizantes inorgánicos, no está permitido en la normatividad para la producción orgánica certificada.

Las cuatro mezclas sobresalientes, e iguales estadísticamente, fueron: vermicomposta al 50% + arena así como vermicomposta + perlita al 37.5 y 50% además de biocomposta al 37.5% + perlita (Cuadro 3) con una media de 91.42 t·ha -1; es decir, 9.14 veces más, a lo obtenido en producciones de tomate orgánico en campo (SAGARPA, 2005). Los resultados obtenidos contrastan con los obtenido por Subler et al. (1998) estos autores mencionan que el mejor desarrollo del cultivo se da con pequeñas proporciones de vermicomposta, entre 10 y 20%. Aunado a lo anterior, Atiyeh et al. (2000a y 2000b) señalan que al usar más de 20% de composta en el sustrato, hay un decremento en el rendimiento de la planta. Es importante señalar que de acuerdo a la cantidad de nitrógeno en las compostas (Cuadro 1) y al transformarlo a nitrógeno por hectárea con una tasa de mineralización del 11%, la biocomposta tiene disponible 81.9, 163.8, 245.7 y 327.6 kg·ha-1 para los cuatro niveles evaluados; mientras que en el caso de la vermicomposta los valores respectivamente son: 88.9, 177.8, 266.7 y 355.6 kg·ha-1.

De acuerdo a Rincón (2002), los cuatro mejores tratamientos, para producir 91.42 t·ha-1 consumieron 274.36 kg de nitrógeno. Lo anterior pone de manifi esto que prácticamente, las mezclas de 37.5 y 50% contiene el nitrógeno necesario para producir dicho rendimiento. Probablemente factores como la lixiviación, una menor taza de mineralización, volatilización, adsorción, entre otras, pudieron influir para no obtener el rendimiento potencial en ambas compostas para 50%, que sería de 118.49 y 109.12 t·ha-1. En este estudio se observó, que la producción obtenida pone de manifi esto, las altas cantidades de elementos nutritivos contenidos en las compostas, a 37.5 y 50% (Cuadro 1) como lo menciona Handreck (1986), sin embargo, aún así, es necesario suplementar los elementos nutritivos (Hashemimajd et al., 2004), debido al agotamiento de los mismos, e inducir un mayor rendimiento.

3.4. Calidad

No se presentó diferencia signifi cativa para las siguientes variables: diámetro polar y ecuatorial, sólidos solubles y número de lóculos, con medias, respectivamente de 5.40 y 6.62 cm, 4.04 ºBrix y 4 lóculos.

Por otro lado, los mejores tratamientos para la variable peso de fruto fueron vermicomposta más arena al 50 y 37.5%, vermicomposta más perlita al 50 y 37.5% así como el testigo con una media de 238.4 g. Los resultados superan a lo citado por Cano et al. (2003) ya que mencionan valores en hidroponía para el mismo genotipo utilizado de 204.1 g en el caso de espesor de pulpa, se obtuvieron cuatro grupos de signifi cancia dentro de un rango de 0.70 y 0.89 cm, siendo los tratamientos, respectivamente, biocomposta más arena al 12.5% y vermicomposta más arena al 37.5%.

4. CONCLUSIONES
Las mezclas de 37.5 y 50% cubren las necesidades nutricionales del cultivo del tomate, para obtener alrededor de 100 t·ha-1 sin adición de fertilizantes.

El rendimiento obtenido en promedio de los cuatro mejores tratamientos, vermicomposta tanto con arena al 50% como con perlita al 37.5% y 50% así como la biocomposta más perlita al 37.5%, es de 91.42 t·ha-1, supera a los rendimientos obtenidos en campo en 9.14 veces sin demeritar la calidad. Lo anterior pone de manifiesto que producir orgánicamente tomate en invernadero, utilizando los sustratos antes mencionados, aumentan considerablemente los rendimientos. Así como la calidad no se ve afectada al utilizar los sustratos orgánicos.

Se identificó señalar que en estudios posteriores será necesario evaluar el suministro de composta periódicamente o bien fertilizar mediante algunas otras técnicas orgánicas para aumentar los rendimientos.

5. LITERATURA CITADA

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Autores:

Cándido Márquez Hernández (Biología, Universidad Juárez del Estado de Durango, Gómez Palacio, Durango).
Pedro Cano Ríos (Departamento de Horticultura, UAAANUL).Norma Rodríguez Dimas (Postgrado, UAAANUL).