como se cultivan las papas
RESUMEN
El manejo tradicional del cultivo de papa es cada vez menos funcional debido a la alta variabilidad climática en las zonas productoras del noroeste de México, provocando aplicaciones excesivas de insumos, contaminación y baja rentabilidad. Para mejorar lo anterior, se generó una metodología que ayuda a acoplar la demanda nutrimental al clima, mediante funciones autoajustables basadas en el concepto grado día (oD) derivadas de las curvas de extracción. El trabajo se desarrolló en el norte de Sinaloa durante dos ciclos agrícolas otoño-invierno (OI): 2008-2009 y 2009-2010, en el INIFAP-CIRNO-CEVAF. En el primer ciclo se obtuvieron curvas base de extracción nutrimental (CB) para la variedad Alpha en riego por goteo; durante el segundo, se validaron las CB con la variedad Fianna en riego por superficie, mediante un experimento con tres tratamientos (T) en un arreglo en bloques completos al azar. El T1 fue la fertilización NPK de acuerdo a CB (245, 30, 350 kg ha-1), en el T2 se fertilizó usando CB+20% (294, 36, 420 kg ha-1) y el T3 consistió en CB-20% (196, 24, 280 kg ha-1). La extracción total de nutrimentos fue similar en los tres tratamientos, sin embargo, la tasa de absorción fue diferenciada en las etapas iniciales del cultivo. Debido a que en el rendimiento y calidad del tubérculo fue significativa la diferencia en el T2, en este se generaron las funciones matemáticas, obteniendo R2 mayores al 0.8. La metodología se probó con éxito en dos parcelas comerciales.
Palabras clave: funciones autoajustables, fertilización, grados día crecimiento.
Abstract
The traditional management of potato cultivation is becoming less functional due to the high climatic variability in the production areas of northwestern Mexico, which provoke an excessive application of inputs, pollution and low profitability. In order to improve this, we generated a methodology that helps to bind the demand of nutrients to the climate through self-adjusting functions based on the concept of degree-day (°D), derived from the extraction curves. The work was carried out in the north of Sinaloa during two autumn-winter agricultural cycles (AW), 2008-2009 and 2009-2010, in the INIFAP-CIRNO-CEVAF. In the first cycle we obtained base curves of nutrient extraction (BC) for the Alpha variety under drip irrigation; in the second cycle we validated the BC with the Fianna variety under surface irrigation by an experiment with three treatments (T) in a randomized complete block arrangement. T1 was fertilization with NPK according to BC (245, 30, 350 kg ha-1) while T2 consisted of fertilization using BC+20% (294, 36, 420 kg ha-1) and T3 consisted of BC-20% (196, 24, 280 kg ha-1). Total nutrient extraction was similar in all treatments; however, the absorption rate was different in the initial stages of cultivation. Because the difference at T2 was significant with respect to tuber yield and quality, the mathematical functions were generated from it, obtaining R2 values greater than 0.8. The methodology was successfully tested on two commercial plots.
Key words: growing degree-days, fertilization, self-adjusting functions.
INTRODUCCION
La papa (Solanum tuberosum L.) es una de las principales fuentes de alimentación a nivel mundial después del trigo, maíz y arroz (FAO, 2012). En México los estados de Sinaloa y Sonora son los principales productores de este cultivo llegando a establecerse tan solo en Sinaloa 14 000 ha-1 anualmente (22% de la superficie nacional) (SIAP-SAGARPA, 2010). A partir de la aplicación del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN) en México, los productores de papa han tenido la necesidad de ser más eficientes para mejorar su competitividad, reducir sus costos de producción y adaptarse a la volatilidad del mercado (Morales-Hernández et al., 2011).
El cultivo de papa demanda grandes cantidades de nutrimentos, principalmente nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) durante todo su ciclo (White et al., 2007) y es una de las hortalizas de mayor rentabilidad con altos costos de producción que genera excesiva aplicación de insumos (pesticidas, agua y fertilizantes).
Bertsch (2003) reporta que este cultivo absorbe 220, 20, 240, 60 y 20 kg ha-1 de N, P, K, Ca y Mg respectivamente para una producción de 20 t ha-1, lo que evidencia los altos requerimientos nutrimentales que presenta el cultivo. De acuerdo a Horneck y Rosen (2008) la mayoría del N absorbido por la planta se presenta antes del periodo de máximo crecimiento y desarrollo del tubérculo, lo cual significa que antes del llenado de tubérculos la planta consume más de 50% con una demanda diaria de 7 kg ha-1-día, para el caso del P la demanda fluctúa entre 0.4 a 0.9 kg ha-1-día a mitad del ciclo dependiendo de la variedad y clima. Para el K la absorción es de 5 a 14 kg ha-1-día.
Aunado a lo anterior, el continuo incremento en el precio de fertilizantes como urea (46-00-00) y fosfato monoamónico (11-52-00), están afectando su rentabilidad, en 2008 los costos de estos se duplicaron, comparados con los tres años anteriores y representaron más de 25 del costo total de producción en la mayoría de los cultivos, proporción que se ha mantenido actualmente (SAGARPA, 2008).
La fertilización tiene la función de suministrar nutrimentos a los cultivos que no son aportados de manera natural por el suelo. Para una buena producción en términos de cantidad y calidad, usualmente los macronutrimentos NPK, son aplicados al cultivo de papa cuando las reservas del suelo son limitadas (Ierna et al., 2011), pero además, deben acoplarse con sus demandas, debido a ello, es importante conocer las curvas de absorción nutrimental (Bertsch, 2003).
Un manejo adecuado requiere además de conocer la fertilidad actual del suelo, asociarla con la demanda total y la tasa diaria de acumulación nutrimental del cultivo, las cuales están en función de la tasa de crecimiento, etapa fenológica, variedad, condiciones ambientales y meta de rendimiento; pero también, debe considerarse la rentabilidad y el impacto ambiental que causan los fertilizantes en suelo, agua y aire.
Antes de generar una curva de absorción se debe realizar una curva de crecimiento del cultivo en términos de peso seco para asociar la absorción con la producción de biomasa. Para el caso de la papa, cuando la planta emerge, el crecimiento de la parte aérea y el de las raíces es sincronizado, dos a cuatro semanas después de la emergencia inicia el crecimiento de los tubérculos y continúa durante un largo periodo de tiempo asociándose un retraso en el crecimiento de los tubérculos con un crecimiento excesivo de la biomasa aérea (Alonso, 2002). Al inicio la planta distribuye los productos de la fotosíntesis hacia todos los tejidos y al final hacia los tubérculos (Villalobos, 2001).
La acumulación total de materia seca es más rápida en el periodo de 40 a 100 días después de la siembra que corresponden a los periodos de inicio de tuberización y desarrollo del tubérculo; al final de la temporada los tubérculos registran hasta un 90 por ciento del peso seco total.
La fertilización no solo influye en el rendimiento sino también en la calidad del tubérculo; se ha encontrado que la gravedad específica (índice del contenido de almidón) del tubérculo depende del porcentaje y densidad de la materia seca así como del porcentaje del aire en tejidos (Talburt y Smith, 1967), pero disminuye al aumentar los niveles de NPK ya que esta es la que determina el contenido y la calidad del tubérculo (Kunkel y Holstad, 1972). Por otro lado, el contenido proteico del tubérculo incrementa al aumentar la dosis de N mientras que la dosis de P afecta la tasa de absorción de aceite utilizado para papas fritas (Ozturk et al., 2010); por lo anterior, se puede decir que el enfoque nutricional de los cultivos debe considerar el cómo, cuándo, cuánto y que fuentes de fertilizantes son las más apropiadas y evitar el manejo de una forma generalizada.
OBJETIVOS
Cumplir con los requisitos para la aprobación de la materia introducción a la comunicación cientifica
Mejorar el manejo automatizado del cultivo de papas
Mejorar la producción de este tubérculo ya que es un de las principales fuentes de alimentación a nivel mundial.
MARCO TEORICO
La papa es un alimento versátil y tiene un gran contenido de carbohidratos, es popular en todo el mundo y se prepara y sirve en una gran variedad de formas. Recién cosechada, contiene un 80 por ciento de agua y un 20 por ciento de materia seca. Entre el 60 por ciento y el 80 por ciento de esta materia seca es almidón. Respecto a su peso en seco, el contenido de proteína de la papa es análogo al de los cereales, y es muy alto en comparación con otras raíces y tubérculos.
Además, la papa tiene poca grasa. Las papas tienen abundantes micronutrientes, sobre todo vitamina C: una papa media, de 150 gramos, consumida con su piel, aporta casi la mitad de las necesidades diarias del adulto (100 mg). La papa contiene una cantidad moderada de hierro, pero el gran contenido de vitamina C fomenta la absorción de este mineral. Además, este tubérculo tiene vitaminas B1, B3 y B6, y otros minerales como potasio, fósforo y magnesio, así como folato, ácido pantoténico y riboflavina. También contiene antioxidantes alimentarios, los cuales pueden contribuir a prevenir enfermedades relacionadas con el envejecimiento, y tiene fibra, cuyo consumo es bueno para la salud. (fao, s.f.)
Remoción de micronutrientes
A pesar de consumirse en cantidades mucho menores que los macronutrientes, un equilibrio correcto de micronutrientes es imprecindible para un cultivo de buena calidad.
Absorción de principales nutrientes
La absorción de nutrientes varía con la fase de desarrollo del cultivo. Potasio es el elemento más consumio por el cultivo de la papa.
Absorción de principales nutrientes - Tubérculos
Las plantas de las papas necesitan tanto potasio como nitrógeno durante todo el desarrollo vegetativo, y durante formación y llenado de los tubérculos.
Remoción de los principales nutrientes
Mientras la remoción difiere de un campo a otro y depende del rendimiento, el cultivo de la papa puede consumir 50% más potasio que nitrógeno.
Remoción de micronutrientes
A pesar de consumirse en cantidades mucho menores que los macronutrientes, un equilibrio correcto de micronutrientes es imprecindible para un cultivo de buena calidad.
Absorción de principales nutrientes
La absorción de nutrientes varía con la fase de desarrollo del cultivo. Potasio es el elemento más consumio por el cultivo de la papa.
Macronutrients
La absorción de nutrientes varía con la fase de desarrollo del cultivo (vea gráficos arriba). Mientras la remoción es diferente de un campo a otro y depende del rendimiento, las plantas de la papa pueden consumir 50% más potasio que nitrógeno. Una cosecha de 70 t/ha podrá remover más de 200 kg/ha de potasio y 120 kg/ha de nitrógeno. Tanto el potasio como nitrógeno son nutrientes necesarios durante todo el crecimiento vegetativo, la producción de tubérculos y el subsiguiente llenado de los mismos.
Nitrógeno es importante para el crecimiento de follaje y tubérculo. Igual como con el potasio, mucho nitrógeno se recicla de las hojas al tubérculo durante el llenado de este.
Fósforo también se requiere en cantidades relativamente grandes, sobre todo durante el crecimiento temprano, para fomentar el desarrollo radicular y la iniciación de tubérculos, y luego tarde en la temporada para su llenado.
El potasio es particularmente importante para rendimientos altos pero también para mantener la integridad del tubérculo. Una "absorción de lujo" es típica para la papa.
Un suministro constante de calcio es crítico para asegurar un crecimiento del follaje sin estrés . Cantidades relativamente grandes de calcio son necesarios en la fertilización para conseguir la cantidad en el tubérculo que es crítico para la calidad de la cosecha.
El magnesio tiene más importancia en fases más avanzadas de desarrollo, sobre todo durante el llenado (ver los gráficos), donde tiene un papel importante en el mantenimiento de la calidad de los tubérculos.
El azufre es necesario para todas las fases de desarrollo y sobre todo es importante para reducir la Sarna común. (yara, s.f.)
Micronutrientes
Mientras se requieren en cantidades muy menores que los macro, un equilibrio correcto de micronutrientes es esencial para una cosecha de calidad.
De los micronutrientes, el boro es el que se requiere en cantidades más grandes para asegurar que varios procesos claves en las plantas se desarrollen sin problemas. También es importante para optimizar la utilización del calcio.
Mientras se consume cantidades significantes de cobre, carencia de este elemento no es común como la mayoria de los suelos contienen suministros adecuados para abastecer a largo plazo.
Manganeso y zinc son importantes para una buena cosecha. Zinc juega un papel importante en la asimilación de nitrógeno, en el metabolismo y en la formación de almidones.
El molíbdeno puede ser importante en suelos con pH bajo. (yara, s.f.)
Los cambios climatológicos de los últimos años están obligando a los productores de papa a replantear la estrategia para obtener el máximo rendimiento.
Para ello, se requiere conocer el tipo de crecimiento de la variedad, ya sea temprano o tardío, así como los factores del clima que se relacionan con el mismo.
Papas tempranas y tardías
El crecimiento temprano se caracteriza por variedades con poco desarrollo del follaje; proviene de papas de siembra y brotes fisiológicamente viejos, que requieren días cortos, alta luminosidad, temperaturas bajas, poco nitrógeno y baja humedad.
Por el contrario, las variedades tardías presentan un fuerte desarrollo del follaje, que proviene de brotes y papa de siembra jóvenes. Estas variedades se desarrollan adecuadamente cuando el fotoperiodo es mayor (días largos), con baja luminosidad, temperatura elevada, mucho nitrógeno y humedad elevada.
Para efectos prácticos, se deberá seleccionar entre variedades de día corto (tempranas) y de día largo (tardías), evaluando el origen y la edad de las semillas, así como las necesidades de aportación de nitrógeno.
Si alguno de los factores mencionados presenta un cambio, se deberán hacer los ajustes necesarios. Para darles un ejemplo podemos mencionar unos casos.
Ajuste de nitrógeno
Si se ha observado un cambio en los periodos de crecimiento, con días más largos y temperaturas más elevadas, será necesario ajustar la dosis de nitrógeno para lograr el máximo rendimiento, siempre y cuando las semillas tengan el potencial para ello, y eso depende de que sean jóvenes o no.
En caso de haber plantado semillas viejas, bajo condiciones de días largos y temperaturas elevadas, entonces será mejor reducir la dosis de nitrógeno y la humedad para lograr un balance entre la producción de follaje y los tubérculos.
De acuerdo con los especialistas, los cultivos de montaña, al recibir una mayor radiación, requieren la siembra de variedades tardías (semillas jóvenes) con mayores aplicaciones de nitrógeno y elevada humedad. Para efectos de calcular la radiación captada por la planta, es necesario determinar la proporción del suelo cubierto por follaje, la duración del periodo vegetativo y la radiación total.
En este caso, la radiación fotosinteticamente activa (PAR, por sus siglas en ingles), puede ser aproximadamente la mitad de la radiación solar.
En un cultivo de montaña, se pueden captar de 900 a 1,200 megajulios por metro cuadrado (MJ/m2), mientras que en las zonas de los valles la captación de PAR de un cultivo de papa podría ser de 700 a 900 MJ/m2.
Nutrición balanceada
En los estudios más recientes, se ha encontrado que la nutrición del cultivo de papa deberá estar relacionada con las condiciones del medio ambiente y el promedio de rendimientos que se obtienen en la región. Algunos especialistas, elaboran sus recomendaciones sobre la base de las extracciones de nutrientes que realiza el cultivo, mientras que otros prefieren establecer un volumen determinado en la relación de N-P-K, que es de 2.6-1-4 respectivamente.
Es decir, que en el primer caso se deberán realizar los análisis del suelo y foliares para determinar la dosis de nutrientes, mientras que en el segundo, la fertilización puede basarse en la aplicación de 4 kilogramos de nitrógeno, 1.5 kilogramos de fósforo y 6 kilogramos de potasio por cada tonelada de papa.
Esto significa que para un cultivo de 45 toneladas se requiere de la aplicación de 180 kilogramos de nitrógeno, 67.5 kilogramos de fósforo y 270 kilogramos de potasio por hectárea. Sin embargo, como se ha mencionado líneas arriba, cada elemento deberá aplicarse conforme a las necesidades reales del cultivo y para ello, se requiere hacer un análisis de las condiciones de cultivo. (Santiago, 2008)
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