Estudio de métodos de diagnóstico y evaluación de los parámetros nutricionales en sistemas de cultivo hortícola intensivo como base para un manejo más sostenible de la fertirrigación.Study of diagnostic methods and evaluation of nutritional parameters in the intensive horticulture cropping systems as basis for a sustainable management of the fertigation

Resumen

La producción hortícola bajo invernadero presenta gran importancia en la provincia de Almería. El desarrollo de la horticultura almeriense se debe en gran parte al cultivo en el sistema enarenado asociado a la fertirrigación con equipos automatizados de alta precisión, que repercuten en un ahorro de agua y de fertilizantes. Sin embargo, se han detectado importantes deficiencias en el manejo del fertirriego, asociadas con la excesiva aplicación de fertilizantes que no generan un incremento significativo en el rendimiento, pero tienen un impacto medioambiental negativo. La excesiva aplicación de fertilizantes está relacionada con la falta de conocimiento de la distribución de macro y micro nutrientes en el suelo enarenado y la implicación de la cobertura de arena. De la misma manera, es necesario profundizar en el estudio de distintos métodos de diagnóstico en planta y en suelo, para mejorar la producción (cantidad y calidad) y reducir al mínimo la aplicación de fertilizantes. En este contexto se plantea la siguiente hipótesis de trabajo: Un manejo adecuado del fertirriego, requiere un profundo conocimiento del sistema suelo-planta y un estudio pormenorizado de los métodos de diagnóstico nutricional contextualizado en los sistemas de producción hortícola bajo invernadero, desarrollados en suelo enarenado con riego localizado, mejorando la eficiencia de los nutrientes aplicados y disminuyendo la contaminación medioambiental. Para dar respuesta a esta hipótesis, los objetivos generales de esta Tesis Doctoral han sido profundizar en el conocimiento de la distribución de nutrientes en el suelo, y profundizar en el estudio de los métodos de diagnóstico nutricional del sistema suelo-planta como criterio básico para la optimización del manejo del fertirriego en sistemas sostenibles. Para desarrollar los objetivos generales se establecieron tres objetivos específicos: 1) determinar la movilidad y distribución de los macro y micronutrientes en el bulbo húmedo de dos suelos enarenados con diferente contenido de materia orgánica (apartados 4.1. y 4.2.), 2) determinar la variabilidad espacial y temporal de macronutrientes en un cultivo intensivo de tomate en invernadero en relación a distintos métodos de diagnóstico: solución de suelo, savia y foliar y determinar el número mínimo de muestras necesarias para conformar una muestra representativa según cada método de diagnóstico (apartados 4.3., 4.4, 4.5. y 4.6.), adicionalmente, se estudió la variabilidad de los nutrientes en savia en diferentes muestras de peciolo (apartados 4.5) y 3) determinar las Normas DRIS y los rangos de suficiencia para un cultivo de tomate en invernadero (apartado 4.7.). Para conseguir los objetivos se desarrollaron un total de 3 ensayos. El primer ensayo se realizó en dos invernaderos situados en la finca experimental del I.F.A.P.A. “La Mojonera” (Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. Junta de Andalucía). La realización de este ensayo fue para determinar la movilidad y distribución de los macro y micronutrientes en el bulbo húmedo de la planta de dos suelos enarenados con diferente contenido de materia orgánica (apartados 4.1. y 4.2.). Las determinaciones que se realizaron fueron los valores de pH y CE y las concentraciones de N-NH4, N-NO3, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu y Mn. El segundo ensayo se realizó en la finca experimental de la Fundación ANECOOP-UAL en un invernadero tipo Almería de “raspa y amagao”, donde se determinó la variabilidad espacial y temporal de macronutrientes en un cultivo intensivo de tomate para distintos métodos de diagnóstico, tales como savia de peciolo (apartado 4.3.), sonda de succión (apartado 4.4.) y foliares (apartado 4.6.). En este segundo ensayo, también se determinó la variabilidad de aniones y cationes en diferentes muestras de peciolo (hojas jóvenes, hojas maduras y hojas viejas) (apartado 4.5.). Las determinaciones que se realizaron en este segundo ensayo para fueron las concentraciones en el análisis de savia de Cl-, N-NO3-, P-H2PO4-, S-SO42-, Na+, K+, Ca2+ y Mg2+, en la solución de suelo de NO3-, H2PO4-, SO42-, Na+, K+, Ca2+ y Mg2+ y en foliares de N, P, K, S Cl y Na. El tercer ensayo se ha realizado a partir del banco de datos de análisis foliares de tomate obtenidos de invernaderos experimentales y comerciales localizados en Almería, donde se determinaron las normas DRIS en los diferentes estadios fenológicos y los niveles de suficiencia (apartado 4.7.). Los resultados del primer ensayo mostraron que la distribución en profundidad de N-NH4, N-NO3, P y Mg no se modificó en los dos tipos de suelo, sin embargo, las concentraciones de Ca y K si se modificó. Además, se observó una disminución de N-NO3, K y Ca y en consecuencia de la CE en la zona radicular. La incorporación de la capa de arena también contribuye a la distribución homogénea del N-NH4 y N-NO3 con respecto a la distancia al cuello de la planta. Además, se observó que el nivel de materia orgánica del suelo no modificó la distribución respecto a la distancia al cuello de la planta de ninguno de los parámetros estudiados. Con respecto a los micronutrientes, la materia orgánica no modificó la distribución en profundidad y en distancia al cuello de la planta de Fe, Zn, Cu y Mn. También se observó, un incremento de la concentración de todos los micronutrientes al final del cultivo que puede ser debido a la mineralización de la materia orgánica. Los resultados del segundo ensayo determinaron la variabilidad espacial y temporal de los distintos métodos estudiados. Con respecto a la savia de peciolo, se encontró que la variación de las concentraciones de N-NO3-, Na+, Ca2+ y K+ se ve más afectada por el lugar donde se encuentra la planta en el invernadero (distribución espacial), en cambio las concentraciones de S-SO42- y Ca2+ son más afectados por el tiempo (distribución temporal). El número de sub-muestras de peciolo requeridas para obtener una muestra representativa es de 25 a 113. En lo que respecta a la solución del suelo, los parámetros de pH, Cl-, H2PO4- y SO42- no mostraron variaciones significativas ni el tiempo ni en el espacio. Los parámetros de CE, NO3- y K+ mostraron una variación en el tiempo. La variación espacial de CE y las concentraciones de K+, Na+, Mg2+ y Ca2+ pueden estar influenciadas por la climatología y la topografía. El número sugerido de sondas de succión se encuentra en el rango de 1 a 10 dependiendo del nutriente estudiado. Por último, dentro del estudio de variabilidad espacial y temporal de muestras foliares, encontramos que las concentraciones de N, P, K, S, Cl y Na no mostraron variaciones en el tiempo. La variabilidad espacial de N, P y K, puede estar relacionada con la intensidad lumínica y el rendimiento del cultivo. El número sugerido de sub-muestras de hoja se encuentra en el rango de 25 a 126 dependiendo del nutriente estudiado. En el caso de la variabilidad de aniones y de cationes en diferentes muestras de peciolo, los resultados muestran que la selección de la muestra de peciolo no modificó las concentraciones de Ca2+, Cl-, S-SO42- y Na+, mientras que las concentraciones de N-NO3-, K+, Mg2+ y P-H2PO4- mostraron gran variabilidad en la selección del peciolo, por eso es necesario tener cuidado en la selección de la muestra y elegir el peciolo de hojas jóvenes recientemente maduras para la determinación de las concentraciones de N-NO3--N, P-H2PO4- y Mg2+ y de hojas viejas para la determinación de la concentración de K+. Los resultados del tercer ensayo demostraron que todos los ratios en estadio fenológico de floración y los de N/K, Mg/K and Mg/N en desarrollo del fruto mostraron un bajo CV, y por lo tanto, pueden jugar un papel fundamental en el desarrollo del cultivo de acuerdo con las normas DRIS calculadas. También es importante señalar que una pequeña modificación en la concentración de los nutrientes puede llevar a un gran cambio en el balance nutricional de la planta. Los rangos de suficiencia determinados para el cultivo del tomate fueron: N (25-48), P (2,6-4,7), K (16-31), Ca (23-36) y Mg (6,7-10 g kg-1). También se encontró, una alta variabilidad en el establecimiento tanto de las normas DRIS como en los rangos de suficiencia generales comparado con los niveles de suficiencia y normas DRIS por estadios fenológicos.