Anales Cientícos, 79 (2): 341 - 345 (2018)
ISSN 2519-7398 (Versión electrónica)
DOI: http://dx.doi.org/10.21704/ac.v79i1.1162
Website: http://revistas.lamolina.edu.pe/index.php/acu/index
© Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima - Perú
Presentado: 15/06/2017
Aceptado: 18/08/2018
Efecto del tipo de substrato y fertilización inicial en el desarrollo foliar temprano
del maíz, fréjol y girasol bajo condiciones de invernadero
Effect of soil types and initial fertilisation on early leaf development of maize, bean and sunower
under greenhouse conditions
Aníbal Franco Cóndor Golec
1
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue evaluar el impacto de la fertilización de inicio en el crecimiento temprano en cultivos
de maíz, frijol y girasol crecidos en invernadero. Se usaron dos tipos de substratos (mezcla de 3:1 de quartz:arena y suelo
para macetas) y dos niveles de fertilización (5 y 50 % de aporte nutricional, asumiendo que el substrato aportaría el
remanente en cada nivel). Se utilizó un diseño de bloques completamente al azar con nueve repeticiones. Cada unidad
experimental estuvo conformada por una maceta de 5 L con 15 semillas. Se evaluó área foliar, peso seco de hojas y
concentración de materia seca en las hojas. Se muestran valores apreciables de área foliar y peso seco de hojas usando
suelo para macetas, al parecer porque tiene mayor capacidad de retención de humedad, comparado con el uso de la
mezcla de quartz:arena. Sin embargo, el tener gran área foliar condujo a una menor concentración de material seca en las
hojas. Con el nivel alto de fertilización independientemente del cultivo y substrato se obtuvo mayor área foliar mientras
que la concentración de materia seca en las hojas fue menor. Esto se puede deber a la gran interceptación de la radiación
solar por plantas muy jóvenes. La fertilización inicial no tiene efecto en el peso seco de hojas. Hubo un efecto por la
fertilización, con el nivel bajo, se observaron valores altos en la concentración de materia seca en las hojas en maíz y
frijol sembrados en la mezcla de quartz:arena.
Palabras clave: invernadero; substratos; fertilización inicial; desarrollo foliar temprano; maíz; frijol; girasol; suelo para
macetas; mezcla quartz; arena; niveles de fertilización; peso seco de hojas; materia seca de hojas; área foliar.
Abstract
The objective of the present work was to to assess the impact of the initial fertilization in the early crop development
on maize, bean and sunower grown on a greenhouse. Two soil types (quartz:sand mixture in a 3:1 ratio and pot soil)
and two nutrition levels (5 and 50 % nutrient supply, assuming that the soil supplied the remaining percentage on each
level). A completely randomised block design with nine repetition was carried out. The experimental unit was a pot of 5
litres with 15 seeds. Leaf área, leaf dry weight and dry matter concentration in the leaves were assessed. Using pot soil,
that has a higher water holding capacity, could be a preferable soil type above quartz:sand mixture for seedlings because
it resulted in appreciable leaf área and leaf dry weight values. Nevertheless, having a great leaf area led to a decrease
in the dry matter concentration in the leaves. In all crops and soil types, at a higher nutrient level more leaf area was
obtained while dry matter concentration in the leaves was lower. This may result in an enhanced interception of solar
radiation by very young plants. However, initial fertilisation had no effect on leaf dry weight. A nutrient effect occurred
when evaluating dry matter concentration in the leaves in maize and bean grown on quartz:sand mixture, with the lower
nutrient supply where higher values of this parameter were obtained.
Keywords: greenhouse; initial fertilisation; early leaf development; maize; bean; sunower; fertilizer levels; pot soil;
quartz sand mixture; leaf dry weight; leaf dry matter; leaf area.
1
Investigador agrario, MSc Plant Sciences, Ing. Agrónomo , dirección postal: Carrer de l’Equador 51, baixos, 08029 Barcelona, España. Email:
[email protected]
1. Introducción
Botwright (2002) armó que para obtener altos
rendimientos en cultivos es importante tener plantas
vigorosas en etapas iniciales. Para ello, se necesita un
cuidadoso manejo tanto para siembra directa como en el
trasplante. Holshouser y Whittaker (2002) hallaron que
para maximizar el rendimiento en la soya, se necesita
suelos de alta capacidad de retención de humedad con los
que se obtiene una gran área foliar en fases tempranas.
Jones et al. (2003) mencionan que el estrés por humedad
probablemente afecta la fase temprana de crecimiento
vegetativo y desarrollo del área foliar, especialmente
en suelos con baja capacidad de almacenamiento de
humedad, caracterizados por su textura gruesa. En el
trabajo de Gutiérrez- Boem y Thomas (2001), sobre frijol
soya de invernadero, mencionan que el área foliar es una
variable importante a estudiar porque reeja la cantidad
de radiación interceptada reejada en el desarrollo de
las plantas. Granier & Tardieu (2000) destacan que los
décits moderados de humedad causan un descenso de la
expansión foliar en girasol.
Efecto del tipo de substrato y fertilización inicial en el desarrollo foliar temprano del maíz, fréjol y girasol bajo condiciones de invernadero
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Según Tadesse et al. (2001) no hay efectos signicativos
al usar nitrógeno, en el peso seco de hojas y área foliar
al nal del trasplante de plántulas de papa propagadas
in vitro. Tal vez debido a la alta disponibilidad de
nitrógeno comparada a la necesitada en fases iniciales de
crecimiento. Sin embargo, Booij (1992) y Gray & Steckel
(1990) mostraron que los trasplantes alcanzaron una gran
desarrollo tiempo posterior de la fertilización nitrogenada.
Según el enlace de Iowa State University (2003), a n
de obtener un buen tamaño nal de hojas, mazorcas y otros
órganos en el maíz, se requiere una adecuada provisión de
nutrientes en su fase temprana.
De las experiencias anteriores, se tendría la hipótesis de
que un buen desarrollo foliar temprano podría indicar un
vigorosidad inicial en los cultivos, y se podría determinar
basándose en factores ambientales como tipo de suelo y
fuente de nutrición.
El objetivo del presente trabajo fue analizar si
el desarrollo foliar inicial (área foliar, peso seco y
concentración de materia seca de hojas) está afectado
por el tipo de substrato y si la adición de nutrientes en un
determinado suelo tuvo inuencia en esta fase inicial. Se
examinaron tipo de substratos, niveles de fertilización y
cultivos muy conocidos bajo condiciones de invernadero.
2. Materiales y métodos
El ensayo se realizó en un invernadero de Wageningen
University, Países Bajos por 13 días en el mes de Setiembre
del 2003. Los cultivos utilizados fueron: maíz (Zea mays L.)
cv. ‘Vitaro’ (cultivar pequeño), frijol (Phaseolus vulgaris
L.) cv. ‘Berna’ (cultivar no sensible al ozono), girasol
(Helianthus annus L.) cv. ‘Issanka’(cultivar pequeño).
Los substratos utilizados fueron: mezcla de quartz:arena
en una proporción 3:1 y suelo para substrato. Se desarrolló
un experimento en macetas usando el diseño de bloques
completamente randomnizado. El análisis de substratos
fue proporcionado por la jefatura del departamento Crop
and Weed Ecology de la universidad (Tabla 1).
Tabla 1. Análisis de substratos utilizados
Quartz:arena
Suelo
arenoso
Suelo para
maceta
pH
-KCl
5,6 5,4 5,9
Materia orgánica (%) 0,3 4,8 57,0
N-total (%) 0,11 0,14 0,69
P-total (%) 0,02 0,15 0,44
K
2
O (mg/100 g) 1 24 68
MgO (mg/kg) 9 96 182
El nivel de fertilización más alto fue proporcionado
50 % de los fertilizantes y 50 % del suelo, el nivel de
fertilización bajo fue proporcionado 5 % por el fertilizante
y el 95 % del suelo. El experimento tuvo nueve bloques. La
unidad experimental fue una maceta de 5 L con 15 semillas.
Se utilizó una mesa de 15 m de largo por 5 m de ancho. Los
tratamientos aplicados y diagrama del experimento puede
verse en el apéndice I y II respectivamente. Se usaron
macetas negras de plástico colocadas sobre macetas de
material blanco de loza, para seguridad del tratamiento en
caso de ruptura de las primeras. La mezcla quartz:arena se
preparó mezclando tres volúmenes de quartz y un volúmen
de suelo arenoso tamizado. Las macetas fueron llenadas
con el substrato hasta 4 cm debajo de su tope. Luego de
sembrar las semillas, se cubrieron con 2 cm de substrato.
En cada maceta se añadió 100 ml de solución según el
tratamiento de fertilización sea al 5 % o 50 %. Las macetas
se regaron dos veces al día. El invernadero tuvo a una
temperatura de 23
o
C y un fotoperiodo de 16 h/d, con el uso
de lámparas SON-T lamps con una intensidad de 80W/m
2
.
Las variables calculadas fueron: área foliar (cm
2
por
maceta), peso seco de hojas (g por maceta) y concentración
de material seca de hojas (%). La concentración de materia
seca se hizo en base a los valores de peso seco y fresco de
hojas. En la cosecha, las plantas se seccionaron en hojas y
tallos. Los peciolos fueron considerados como tallos, y no
se removieron de estos. Se evaluó el peso fresco de hojas.
El área foliar se midió con un medidor especial para esta.
Luego de esto las hojas se secaron a una temperatura de
105
o
C por 16 horas.
Tabla 2. Cálculo de nutrientes para cada nivel de fertilización
Nivel
Cantidad de solución stock por maceta (ml) Aplicación por elemento por
maceta (mg)
Ca(NO
3
)
2
1M
KH
2
PO
4
1
K
2
SO
4
0,5M
MgSO
4.
7H
2
O
1M
ZnSO
4
0,5M
Fe-
EDTA
35 g l
-1
Traza
Cu
1
, Mn
2
,
B
3
& Mo
4
N P K Mg
50 % 6,25 1,25 3,75 0,88 0,63 10 5 180 30 180 21
5 % 0,625 0,13 0,38 0,09 0,06 1 0,50 18 3 18 2,1
1
Cu SO
4
0,1g l
-1
2
Mn SO
4 .
H
2
O 2 g l
-1
3
H
3
BO
3
3 g l
-1
4
Na
2
MoO
4
.2H
2
O 0,1 g l
-1
Los niveles de fertilización fueron una provisión de
fertilización al 5 % y 50 % respectivamente. Para el cálculo
de fertilizantes (Tabla 2) se asumió un peso de planta de
12 g en materia seca por maceta en la cosecha con un
contenido de 3 % N= 0,36g N 0,5 % P=0,06 g P 3 % K=
0,36 g K y 0,35 % Mg= 0,042 g Mg.
Análisis estadístico
Se utilizó el programa Genstat (6
ta
edición) para hacer el
análisis ANOVA. Se hicieron pruebas LSD (0,05) para
comparar tratamientos con diferencia signicativa (P<0,5
%) de alguna variable principal o interacción.
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3. Resultados y discusión
Área foliar
Hubo una interacción signicativamente alta entre cultivos
y tipo de substratos (P<0,001). También hubo diferencias
signicativas entre tipo de suelos (P=<0,001) y entre
niveles de fertilización (P=0,002). El suelo para macetas
resultó en plantas con mayor área foliar por maceta que el
uso de la mezcla quartz:arena en todos los cultivos, pero
el efecto fue mayor en frijol (Tabla 3). En la secuencia de
girasol, maíz y frijol el área foliar fue ascendente. El rango
de área foliar fue mayor en suelos para maceta que en la
mezcla quartz:arena (Tabla 3). A una concentración de
50 % de fertilización el área foliar fue signicativamente
mayor que a 5 % (Tabla 4).
Tabla 3. Efectos de la interacción entre tipos de substrato
y cultivo en el área foliar (cm
2
por maceta)
Promedio de valores sobre dos niveles de fertilización
Tipo substrato Quartz: arena Suelo de maceta
Cultivo
Maíz 666 b
1
1095 d
Frijol 1539 e 3164 f
Girasol 413 a 866 c
1
Letras diferentes indican diferencias signicativas de acuerdo a prueba
LSD (LSD (0,05) =148).
Tabla 4. Efecto del nivel de fertilización en el área foliar
(cm
2
por maceta). Promedio de valores en dos tipos de
substrato y tres cultivos
Nivel fertilización
5 % 1225 a
1
50 % 1350 b
1
Promedio con diferentes letras indican diferencias signicativas de
acuerdo a prueba LSD (LSD (0,05) =148).
Peso seco de hojas
Hubo una interacción signcativamente alta (P<0,001)
entre tipos de suelos y cultivos.
No hubo interacción signcativa entre tipos de substrato
y niveles de fertilización (P=0,781). No hubo diferencias
signicativas entre niveles de fertilización (P=0,082).
El suelo para maceta resultó en un alto peso de hoja
seca que con la mezcla quartz:arena en todas los cultivos
(Tabla 5).
El frijol obtuvo un peso seco de hojas signicativamente
mayor que los otros dos cultivos con la mezcla quartz:arena
y que el suelo para maceta. El maíz y el girasol no dirieron
signicativamente con el uso de suelo para maceta. El
nivel de fertilización no tuvo efecto signicativo en el peso
seco de hojas.
Tabla 5. Efecto de la interacción entre tipos de substrato y
cultivo en el peso seco de hojas (g por maceta). Promedio
de valores sobre los dos niveles de fertilización
Tipo substrato Quartz: arena Suelo para maceta
Cultivo
Maíz 1,76 b
1
2,56 c
Frijol 4,30 d 6,99 e
Girasol 1,39 a 2,52 c
1
Letras diferentes indican diferencia signicativa de acuerdo a la prueba
LSD(LSD (0,05) = 0,3).
Concentración de materia seca de hojas
Para concentración de materia seca de hojas, hubo una
interacción tripartita entre cultivos, tipos de substrato y
niveles de fertilización (P<0,001). En la secuencia de
girasol, maíz y frijol la concentración de materia seca
se incrementó en suelos para maceta pero a un nivel 50
% de fertilización no hubo diferencia signicativa en
materia seca de hojas entre maíz y frijol (Tabla 6). El
nivel de fertilización no tuvo inuencia signicativa en
la concentración de materia seca en hojas con excepción
del maíz y frijol con la mezcla quartz:arena donde la
materia seca fue signicativamente mayor a un nivel de
5 % de fertilización (Tabla 6). El frijol cultivado con la
mezcla quartz:arena tuvo mayor concentración de materia
seca en hojas que en el maíz y girasol a un nivel de 5
% de fertilización. Todos los cultivos tuvieron mayor
concentración de materia seca de hojas con la mezcla
quartz:arena (Tabla 6). Según los resultados obtenidos, los
dos tipos de substratos examinados (mezcla de quartz:arena
y suelo para macetas) tiene un efecto signicativo en el
área foliar y por consiguiente en el peso seco de hojas,
mostrando altos valores con suelo para macetas en los tres
cultivos (Tabla 3, Tabla 5).
El área foliar es dependiente de la disponibilidad de agua
en el suelo, incrementándose si el suelo es de alta capacidad
retentora de humedad (Holshouser y Whittaker, 2002). Este
comportamiento ocurrió en el presente experimento pues
el suelo para macetas tuvo una alta capacidad retentora de
Tabla 6. Efectos de la interacción entre niveles de fertilización tipos de substrato y cultivo en la concentración de
materia seca de hojas (%)
Cultivo Maiz Frijol Girasol
Tipo substrato Quartz:arena Suelo para maceta Quartz:arena Suelo maceta Quartz:arena Suelo para maceta
Nivel fertilización
5 % 13,46 h
1
10,06 c 16,69 i 11,23 ef 9,04 b 8,18 a
50 % 11,80 f 10,27 cd 12,83 g 10,80 de 8,94 b 8,08 a
1
Promedios con las mismas letras no tiene diferencia signicativa con los niveles de fertilización (P<0,005), LSD (0,05) = 0,587).
Efecto del tipo de substrato y fertilización inicial en el desarrollo foliar temprano del maíz, fréjol y girasol bajo condiciones de invernadero
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agua (por su alto contenido en materia orgánica, nutrientes,
coloides y capacidad tampón) que la mezcla quartz:arena,
obteniéndose mayor área foliar. A mayor absorción de agua
habrá mayor área foliar, y la concentración de materia seca
en hojas decrecerá usando suelo para macetas (Tabla 6).
La razón por la baja área foliar en girasol con la mezcla
quartz:arena (Tabla 3) fue tal vez por la baja capacidad de
retención de humedad de esta mezcla como lo menciona
Granier & Tardieu (2000).
El suelo para macetas tiene mayor capacidad de
intercambio catiónico (CIC) que la mezcla quartz:arena. A
mayor CIC en el suelo, mayor sera la provisión de nutrientes
y también mayor disponibilidad de agua, obteniéndose así
mayor área foliar.
Los niveles de fertilización tuvieron una considerable
inuencia en el desarrollo foliar temprano usando cualquier
tipo de substrato (Tabla 4). Esto muestra que la expansión
de hojas temprana no solo es por la reserva en las semillas
sino por la fertilización inicial.
Los resultados de Booij (1992) y Gray & Steckel
(1990) tienen la misma tendencia pues sus transplantes
alcanzaron gran desarrollo de copa luego de la fertilización
nitrogenada.
Por el contrario, el peso seco de hojas no tuvo inuencia
en el nivel de fertilización, así la fertilización inicial no
fue relevante. Esto último concuerda con los resultados
de Tadesse et al. (2001) donde el peso seco de hojas en
plántulas de papa no fue afectado por la fertilización
nitrogenada.
Hubo un efecto con la fertilización al 5 %, obteniéndose
mayores valores en la concentración de materia seca de
hojas especialmente en cultivos con la mezcla quartz:arena
(Tabla 6).
Los tres cultivos dieren signicativamente en el
desarrollo foliar temprano debido a sus características
intrínsicas y extrínsicas de cada especie (Tabla 3; Tabla 5),
concordamente con el trabajo de Ayalew (2014) en maíz y
girasol. El girasol tuvo la menor concentración de materia
seca en hojas y no fue afectado por la fertilización en los
dos tipos de substratos (Tabla 6).
El hecho de tener mayor área foliar en estadios
tempranos en cultivos se reeja en un buen desarrollo de
planta porque se interceptaria mejor la radición solar y
por ende una producción nal promisoria. Según Jones
et al. (2003) y Granier & Tardieu (2000), con el uso de
suelo para maceta como medio de enraizamiento, se
evita el estrés por humedad, conduciendo a una adecuada
expansión foliar. Aportar más fertilizante tuvo un efecto
positivo en la obtención de una adecuada expansión
foliar, tal como la experiencia de Ayalew (2014), pero
la concentración de materia seca en hojas se puede ver
disminuida signicativamente en algunos cultivos.
4. Conclusiones
Para producir plantulas se debe utilizar mezcla quartz:arena,
pues resulta la planta resulta con gran área foliar y peso
seco de hojas. Sin embargo, una gran área foliar podria
afectar la concentración de materia seca en hojas. También
se concluye que los os niveles de fertilización no tienen
efecto en el peso seco de hojas, así la fertilización inicial
no es signicativa en esta última variable. Se recomienda
para un futuro ensayo seria adecuado asumir el nivel
adecuado de nutrientes por cultivo. También un estudio
de la solubilidad de los fertilizantes en estadios tempranos
de los cultivos. El secado de hojas en estufa deberia ser
a menor temperatura para evitar la desnaturalización de
proteínas por consiguiente perdida de materia seca.
5. Agradecimientos
Este experimento se realizó para cumplir un requisito del
curso Research Methods in Crop and Weed Ecology para
la maestria en Plant Sciences con mención en Organic
Plant Production en Wageningen University (WUR),
Países Bajos. Agradeciendo el apoyo en especial al staff
del departamento de Crop and Weed Ecology.
6. Literatura citada
Ayalew, T. 2014. Effect of soil types and nutrient levels on
early leaf development of maize, bean and sunower
crops. African Journal of Agricultural Research, 9
(25):1970-1975.
Booij, R. 1992. Effects of nitrogen fertilisation during
raising of cauliower transplants in cellular trays on
plant growth. Netherlands Journal of Agricultural
Science, 40: 43-50.
Botwright, T. 2002. Field evaluation of early vigour for
genetic improvement of grain yield in wheat. Australian
Journal of Agricultural Research, 53 (10): 1137-1145.
Granier, C & Tardieu, F., 2000. Sunower leaf growth
under changing environmental conditions. Oleagineux
Corps gras Lipides, 7 (2): 219-228.
Gray, D. & Steckel, J.R.A. 1990. Effects of temperature
of plant raising and nitrogen nutrition on growth and
owering of leek. Acta Horticulturae, 267: 235-240.
Gutiérrez-Boem, F. & Thomas,G. 2001. Leaf área
development in soybean as affected by phosphorus
nutrition, 1379-1385.
Hill, J., 1993. How a corn plant develops: special report
No.48. Iowa State University. Disponible en: Http://
www.extension.iastate.edu/pages/hancock/agriculture/
corn/corndevelop/CornGrowthNutrition.html
(30/12/2003).
Holshouser, D.L. & Whittaker, J.P. 2002. Plant population
and row spacing effects on early soybean production
systems in the mid-Atlantic USA. Agronomy Journal,
94: 603 - 611.
Iowa State University. 2003. Dsiponible en: www.
extension.iastate.edu/pages/hancock/agriculture/corn/
corn_develop/CornGrowthNutrition.html.
Johnson, J., 1999. Bulletin Extension 760:Soil testing. The
Ohio State University. Disponible en: Http:// ohioline.
A. F. Cóndor / Anales Cientícos 79 (2): 341 - 345 (2018)
345
osu.edu/b760/b760_7.html (26/12/2003).
Jones, B.; Holshouser, D.; Alley, M.; Roygard, J.K.F.
and Anderson-Cook, C. 2003. Double-crop soybean
leaf área and yield responses to mid-atlantic soils and
cropping systems. Agronomy Journal, 95: 436-445.
Tadesse, M., Lommen, W.J.M. & Struik, P.C. 2001. Effects
of nitrogen pre-treatment of transplants from in vitro
produced potato plantlets on transplant growth and
yield in the eld. Netherlands Journal of Agricultural
Science, 49: 67-79.
Apéndice II
Lugar del experimento: Departmento de Agronomía,
(WUR), invernadero # 2, Haarweg 333, Wageningen-
Países Bajos
1
X: maceta extra,
2
(n): número de maceta,
3
B(n): número
de bloque
Apéndice I
Tratamientos aplicados
Cultivo Maíz Frijol Girasol
Tipo substrato Quartz:arena
Suelo para
maceta
Quartz:arena Suelo maceta Quartz:arena
Suelo para
maceta
Nivel fertilización
5 %
50 %
5 %
50 %
5 %
50 %
5 %
50 %
5 %
50 %
5 %
50 %