Revista ITTPA VOL. 01 No. 02 (2019)
RESPONSE OF THREE VARIETIES OF RICE (Oryza sativa l.) TO THE APPLICATION OF EARTHWORM FERTILIZER IN IRRIGATION CONDITIONS IN MONTERÍA - COLOMBIA RESPUESTAS DE TRES VARIEDADES DE ARROZ (Oryza sativa l.) A LA APLICACIÓN DE LOMBRIABONO BAJO CONDICIONES DE RIEGO EN MONTERÍA - COLOMBIA Heiner Noriega Arrieta1 , Eliecer Cabrales Herrera2 , Victor Degiovanni Beltramo3 ABSTRACT With the purpose of contributing to food segurity with environmentally friendly practices, three improved rice varieties (FEDEARROZ 2000, 174 and 473) were evaluated with the application of organic fertilizers (earthworm fertilizer) versus conventional fertilization, with flood irrigation in soil and climate conditions Cordoba Montería. Five fertilization formulas were used (F1: 1.0 ton / ha of earthworm fertilizer; F2: 0.75 ton / ha of earthworm fertilizer; F3: 0.5 ton / ha of earthworm fertilizer; F4: kg / ha of NPK; and F5: kg / ha NPK of NPK + 0.5 ton / ha of earthworm fertilizer) in the three rice varieties, there are fifteen treatments in total. The yield components were evaluated: number of tillers, grains per panicle, percentage of vain grains, weight of 1.000 grains and yield. The investigation was established in a completely randomized block design (DBCA) in to divided plots, where the main plots were the fertilization formulas (F1, F2, F3, F4 and F5) and the subplots the rice varieties. With the statistical program SAS version 9.0 made ANAVA and comparisons of means (Duncan) were with a probability of 5%. The best yield was obtained with the FED-2000 variety and the best fertilization formula was F5 (NPK + 0.5 ton / ha of earthworm fertilizer) in the same variety. It was concluded that the rice varieties evaluated responded to earthworm fertilizer, conventional fertilization and the combination of both.
Keywords: Rice nutrition, rice production, rice fertilization, rice irrigation. Received: 19 - 05 - 2019 Accepted: 07 - 10 - 2019
RESUMEN Con el propósito de contribuir en la seguridad alimentaria con prácticas amigables con el medio ambiente, se evaluaron tres variedades mejoradas (FEDEARROZ 2000, 174 Y 473) a la aplicación de abonos orgánicos (lombriabono) versus fertilización convencional, con riego por inundación en condiciones edafoclimáticas Montería Córdoba. Se emplearon cinco fórmulas de fertilización (F1: 1,0 ton/ha de lombriabono; F2: 0.75 ton/ha de lombriabono; F3: 0.5 ton/ha de lombriabono; F4: kg/ha de NPK; y F5: kg/ha NPK de NPK + 0,5 ton/ ha de lombriabono) en las tres variedades de arroz, lo que equivale a quince tratamientos. Se evaluaron los componentes de rendimiento: número de macollas, granos por panícula, porcentaje de granos vanos, peso de 1.000 granos y rendimiento. El ensayo se estableció en un diseño en bloques completamente al azar (DBCA) con arreglo en parcelas divididas, donde las parcelas principales fueron las fórmulas de fertilización (F1, F2, F3, F4 y F5) y las subparcelas las variedades de arroz. Con el programa estadístico SAS versión 9.0 se hizo ANAVA y comparaciones de medias (Duncan) con una probabilidad del 5%. Se obtuvo el mejor rendimiento con la variedad FED-2000 y la mejor fórmula de fertilización fue F5 (NPK + 0,5 ton/ha de lombriabono) en la misma variedad. Se concluyó que las variedades de arroz evaluadas respondieron al lombriabono, a la fertilización convencional y a la combinación de ambos.
Palabras claves: Nutrición en arroz, producción de arroz, fertilización de arroz, riego en arroz. 1
I.A. Asistente técnico e investigador Grupo Agricultura Sostenible
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PhD. Docente titular área Suelos, Universidad de Córdoba
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MSc. Docente asistente área Cultivos, Universidad de Córdoba
Introducción El cultivo del arroz (Oryza sativa L.) como tal, tiene sus inicios quizás hace más 10.000 años, localizado posiblemente en regiones húmedas de Asia tropical y subtropical (Gonzáles, 2010).
Se prevee que fue en la India el país donde se cultivó por primera vez este cereal debido a que en ella abundaban los arroces silvestres. Como planta alimenticia se sabe que empezó a utilizarse en el año 3.000 A.C. de ahí fue adaptándose como cultivo y posteriormente se multiplicó en todo el mundo. 29
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El IV Censo Nacional Arrocero (DANE, 2016), reporta que el área sembrada fue de 570.802 hectáreas, con una producción de 2.971.975 toneladas y un rendimiento de 5,2 ton/ha, la zona con mayor participación fue los Llanos con 45,3 % (258.292 ha), seguida de la zona Centro con 26,5 % (151.067 ha) y Bajo Cauca con 15,9 % (90.751 ha). De los cuales 257.567 ha con sistema de riego con una producción de 1.663.982 correspondiente al 55,9% de la producción nacional colombiana. En la zona del Bajo Cauca y el departamento de Córdoba hubo un área cosechada de 10.594 ha de las cuales 258 ha corresponden a Montería, una producción de 47.184 toneladas, alcanzando un rendimiento de 4,5 ton/ha (DANE - FEDEARROZ, 2017). En el departamento de Córdoba, las zonas productoras de arroz se dividen en dos grandes regiones: la región de arroz con riego (distritos de riego Mocarí y La Doctrina) la cual presenta la mayor área de siembra, y la región de arroz con el sistema de secano favorecido, mecanizado y manual, ubicada al sur del departamento de Córdoba dedicada al cultivo de arroz realizado por pequeños y medianos productores (Pérez y Saavedra, 2011). Son muchos los problemas que enfrentan los productores de arroz en el departamento de Córdoba: altos precio de fertilizantes, semilla y agroquímicos, alto grado de contaminación de aguas, entre otros. Sin embargo, el mercado sigue con las crecientes exigencias de calidad, altos niveles de tecnificación, y de protección ambiental, contrapuestos a un buen manejo de arvenses, nutrición, plagas y enfermedades; siendo esta última, una de las mayores limitantes en la siembra de arroz en todo el departamento e incluso en el resto del país (Vásquez, 2010). Además, en los últimos años los productores de arroz se han visto enfrentados a uno de los problemas más grandes, luego de un descenso en la tasa de rendimiento de los cultivos como resultado, de la variabilidad climática y otros factores como disminución de calidad de los suelos, variedades sembradas, entre otros (Estrella, 2015). Datos de FEDEARROZ (2016), plantean que en los últimos cinco años el rendimiento bajó en promedio una tonelada por hectárea. Por otra parte, Degiovanni et al., (2010), señalan que las plagas y enfermedades son cada día más difícil de manejar debido al rompimiento del equilibrio eco-biológico natural, causada por el deterioro de los suelos y el desequilibrio nutricional de los mismos, por pérdida progresiva de la fauna microbiana y por el aumento de aplicaciones de abonos de síntesis. Esto originado hace muchos años, y se le atribuye a lo ocurrido por efecto directo de la Revolución Verde, en donde la fertilización al suelo se concentraba en aplicar fertilizantes químicos o de síntesis sin ningún control, marginando a los abonos orgánicos, que fueron la base y sustento de la agricultura por siglos (López et al., 2001). La agricultura se centraba en producir más por la demanda de alimento que en ese momento preocupaba al mundo. Pese a esto se vieron en la necesidad de utilizar indiscriminadamente fertilizantes químicos y poco a poco fueron degradando y empobreciendo los suelos; el impacto se ha visto reflejado en la actualidad, debido a que hay preocupación por los bajos rendimiento en los cultivos. En la actualidad los fertilizantes químicos se han vuelto muy costosos, además, tienen la posibilidad de perderse por lixiviación o lavado y contaminar corrientes y acuíferos subterráneos, afectando así fuentes de agua y el medio ambiente. Los abonos 30
orgánicos en cambio son de bajo costo, no son una fuente contaminante, es decir, son amigables con el medio ambiente, ya que, por sus propiedades de mejorar el suelo fisco-químicamente, también trae consigo microorganismos capaces de ayudar a la descomposición de la materia orgánica y a contrarrestar microorganismos patógenos. El proyecto ha propuesto la aplicación de tecnologías para el cultivo de arroz utilizando agricultura orgánica (lombriabono) comparándola con fertilización convencional (nitrógeno N - fósforo P2O5 - potasio K2O, NPK), lo cual nace como preocupación frente a la baja producción que se ha registrado en los últimos años en el cultivo del arroz, como consecuencia del deterioro del suelo y del medio ambiente, siendo la causa directa de la aparición de nuevas plagas y enfermedades tales como bacteria-hongo por efecto del uso indiscriminado de pesticidas y un mal manejo agronómico del cultivo. Con base en lo anterior, se ha planteado la presente investigación cuyo objetivo fue evaluar distintas dosis de un abono orgánico (lombriabono) en los rendimientos de tres variedades de arroz en condiciones edafoclimáticas del Medio Sinú, en la cual se combinaron con planes de fertilización convencional, investigación que se realizó en condiciones del Caribe húmedo.
Metodología Ubicación La investigación se desarrolló en el área experimental de la Universidad de Córdoba (Montería - Colombia), ubicada a una altura de 13 m.s.n.m., con coordenadas geográficas de 8° 48’ de latitud N y 75° 52’ de longitud O, en la zona Caribe, perteneciente a una transición entre bosque seco y húmedo tropical, según la clasificación de Holdrige, con precipitación anual de 1346,1 mm, temperatura media del aire de 27°C, humedad relativa de 84% y brillo solar anual de 2108,2 horas (Palencia et al. 2006). Manejo del ensayo El manejo agronómico de las parcelas en cuanto a las dosis de fertilización (lombriabono y NPK) se hizo con base en los resultados de los análisis de suelos (Tabla 1).
Tabla 1. Resultados análisis de suelos del lote del ensayo (fuente: Laboratorio de suelo Universidad de Córdoba)
Establecimiento del ensayo La preparación de suelo se hizo con un pase de rastra pesara (Rome) y uno de nivelación (Land Plane), seguidamente se realizó el caballoneo con Taipa y se establecieron parcelas de 3 x 4 m con una separación entre estas de 0,8 m. Se hizo un semillero de cada una de las variedades, en un área de 5 m2, con un total de 400 gramos de semilla por variedad, a los 17 días después de emergencia (dde), se trasplantó una plántula por sitio, con distanciamiento de 25 cm entre surco y 25 cm entre plantas para un total de 16 plantas/ m2, el semillero se mantuvo con riego con una lámina de 10 mm.
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A los 17 de se realizó el trasplante y la parcela se mantuvo con una lámina de 20 mm hasta finalizar el experimento. Solamente se hacía drenaje para realizar las prácticas agronómicas del ensayo. El lombriabono se aplicó 15 días antes del trasplante. La fertilización NPK (nitrógeno N, fósforo P2O5 y potasio K2O) se hizo con N (150 kg/ha), P2O5 (60 kg/ha) y K2O (150 kg/ha), utilizando como fuente Urea, DAP y KCl, respectivamente. El fósforo se aplicó en su totalidad en pre-trasplante. El N y el K2O se mezclaron y se aplicaron fraccionados: 1/6 al inicio del macollamiento, 2/6 durante el máximo macollamiento, 2/6 al inicio del primordio floral y 1/6 al inicio del embuchamiento. Tratamientos La descripción de los tratamientos se puede apreciar en la tabla 2, las cuales se aplicaron en las tres variedades de arroz.
Tabla 2. Descripción de los tratamientos (lombriabono en ton/ha; NPK 150-60-150 kg/ha).
Manejo de plagas, enfermedades y arvenses El manejo de arvenses se realizó de manera manual tres veces durante todo el ensayo, y para el manejo de plagas y enfermedades, se evaluaron los parámetros de incidencia y severidad para cada patógeno y se midió de acuerdo a los estándares internacionales de medidas 0 a 9 (0 el valor mínimo y 9 el valor de máximo de daño). No fue necesario el manejo agronómico para plagas y enfermedades, no llegaron a umbrales económicos. La cosecha de hizo de forma manual.
Diseño estadístico. Se utilizó un diseño en bloques completos al azar (DBCA) con arreglo en parcelas divididas donde las parcelas principales fueron los sistemas de fertilización fórmula F1: 1,0 ton/ha lombriabono; F2: 0.75 ton/ha lombriabono; F3: 0.5 ton/ha de lombriabono; F4: NPK y F5: NPK + 0,5 ton/ha lombriabono y las subparcelas las variedades: FED-2000, FED-174 y FED-473. Para un total de 15 tratamientos y cuatro repeticiones.
Resultados y discusión Número de macollas El análisis de varianza para esta variable muestra diferencia estadística significativa (p≤0,01), es decir que hay respuesta positiva a los efectos independientes de la variedad y el tipo de fertilizante. En el caso de las variedades, a pesar de su diferencia altamente significativa, las diferencias entre las medias no superaron los valores críticos de la prueba de Duncan, razón por la cual no hubo diferencias entre las variedades, los valores oscilaron entre 11.5 y 12.8 macollas/planta. Al respecto, Degiovanni et al., (2010) señalan que la principal función del macollamiento en los cultivos es llenar los espacios dejados por las pérdidas de población durante el establecimiento del cultivo. En este caso las plantas tenían el espacio suficiente (25 x 25 cm) para explorar y emitir las macollas necesarias, a diferencia de los cultivos que se siembran al voleo o en surcos. Lo dicho anteriormente, explica el número de macollas que se dieron en el experimento en las variedades. Dando soporte a la misma idea, este mismo autor señala que el tipo de siembra influye mucho en la emisión de macollas en la planta de arroz, por lo tanto, al sembrar el arroz trasplantado, se produce más macollas que cuando se siembra de forma directa (Figura 1 y 2).
Parámetros evaluados Se evaluaron los componentes del rendimiento: número de macollas, número de granos totales y vaneamiento, peso de 1000 granos, y rendimiento, todos se midieron al final de la cosecha y se hizo con base en una cuadricula de 1 x 1 m en el centro de cada parcela. Toma de información La información fue tabulada en tablas Excel y se procesó con el programa estadístico SAS versión 9.0, se hizo análisis de varianza, se consideró P<0,05, como diferencia significativa, además se aplicó la prueba de comparación de medias Duncan (P<0,05) para las variables que mostraron significancia.
Figura 1. Masa de mil granos y número de macollas de las variedades de arroz FEDEARROZ 2000, 174 y 473, con aplicaciones de lombriabono y NPK en condiciones edafoclimáticas de Montería - Colombia. Letras distintas indican diferentes estadísticamente según la prueba de Duncan (p=0,05).
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el endospermo a partir de los carbohidratos solubles producidos en las hojas durante esa fase, los cuales fluyen hacia el ovario por los tejidos conductores, esto se da gracias a la buena disponibilidad de nutrientes principalmente el nitrógeno. Granos por panícula
Figura 2. Efecto de las dosis de lombriabono y NPK en la Masa de mil granos y número de macollas de las variedades de arroz FEDEARROZ 2000, 174 y 473 en condiciones edafoclimáticas de Montería - Colombia. Letras distintas indican diferentes estadísticamente según la prueba de Duncan (p=0,05).
Sin embargo, cuando se analizan las dosis por separado, se observa que las variedades responden a esta variable, siendo mejor la fórmula F5 (NPK + 0,5 ton/ha lombriabono) y la dosis de menor favorabilidad fue la fórmula F3 (0.5 ton/ha de lombriabono), lo que refleja que la cantidad de minerales que aporta el lombriabono al suelo, no son suficientes para la satisfacción metabólica del cultivo de arroz, por ende se requiere de planes suplementarios de fertilizantes minerales y de síntesis, dado que las variedades de arroz evaluadas son de alto rendimiento y exigen un alto contenido de elementos disponibles en la solución del suelo (Figura 1 y 2), así lo afirma Morejón et al (2001), quienes sugieren que para lograr altos rendimientos se requiere de altas dosis de fertilizantes disponibles en el suelo. Peso de 1000 granos La variedad FEDEARROZ-2000 fue la de mayor peso (28,45 g), superando a las otras dos variedades, siendo la menor respuesta FEDEARROZ-473 con 25,56 g (Figura 1). En cuanto a la influencia de la fertilización, el mayor peso de granos se obtuvo con la fórmula 5 (NPK + 0,5 ton/ha de lombriabono) con una media de 27,34 g, es decir que tuvo mejor respuesta con la aplicación de lombriabono y NPK, lo cual refleja la importancia de los planes de fertilización para los cultivos de alto rendimiento como lo son las variedades de arroz que produce la Federación de Arroceros de Colombia. Estas afirmaciones son coherentes con las afirmaciones de Morejón et al (2001), quien sostiene que para lograr altos rendimientos de variedades mejoradas genéticamente, se debe disponer de excelentes planes de fertilización. En este sentido, el lombriabono posee riquezas en micro y macro elementos, como también microorganismos, esto explica el porqué de la efectividad de este tipo de abono combinado con fertilización química en las variedades estudiadas. El alto contenido de nitrógeno del lombriabono contribuye a mejorar las funciones esenciales en la planta de arroz, en este sentido Degiovanni et al., (2010) exponen que el buen suministro de nitrógeno conlleva a incrementar el contenido proteico de los granos, aumentando su peso, corroborando así positivamente los resultados en el peso de los mil granos. Este mismo autor complementa diciendo que el grano vano pierde peso según la cantidad de almidón que haya sintetizado en 32
El tratamiento que mayor número de granos tuvo, fue el T10 (0,5 ton/ha lombriabono + NPK en la variedad FED-174) con un total de 195,53 granos. En este sentido Agroforestal San Remo (2011), explica que el lombriabono contiene altos contenidos de minerales esenciales que libera lentamente al suelo, los cuales pueden ser aprovechados en su mayoría por las plantas, sin embargo, estos pueden ser insuficientes para la nutrición, el llenado y formación del grano del cultivo de arroz cuando se utilizan variedades de alto rendimiento. En este sentido Cooke (2002), explica que la liberación lenta de estos nutrientes es un mérito para que la planta lo asimile de una forma más equilibrada, en una tasa equiparable a la de absorción por las plantas; de igual manera Degiovanni et al., (2010) también plantean que la liberación lenta de estos minerales, permite que la planta los asimile de forma fraccionada y más eficientemente, lo que contribuye a un mejor crecimiento y desarrollo que finalmente va a permitir aumentar el rendimiento (Figura 3). Vaneamiento El análisis de varianza arrojó diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos, en el cual se obtuvo que el menor porcentaje se presentó en el T15 (0,5 ton/ha lombriabono + NPK en la variedad FED-473) con 5,16 % del total de los granos (Figura 3), es decir que la aplicación conjunta de lombriabono y fertilización de síntesis tienen gran influencia en el llenado del grano. Resultados que fueron menores a lo que reporta Herrera et al., (2008) en Ibagué con un vaneamiento promedio de 34% y en El Guamo que fue de un 12%. Esto puede estar originado debido a las temperaturas entre el día y la noche, ya que en las zonas en donde la temperatura es menor o fría, el llenado del grano se ve afectado negativamente (Vargas, 2010). En Montería las temperaturas son cálidas, condición que ayuda al llenado del grano al igual que la buena nutrición; así mismo, la velocidad de los procesos bioquímicos en la planta es mayor cuando la temperatura es cercana a los 30ºC, es decir, que una mayor temperatura va a incrementar la tasa fotosintética y el llenado de granos. También es atribuido el llenado del grano a las condiciones de riego, según Vargas (2010) existen diferencias entre el tipo de arroz (riego y secano), a mayor riego, el porcentaje de vaneamiento es mucho menor que cuando se cultiva el arroz en secano.
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Conclusiones El cultivo de arroz responde a la aplicación de abonos orgánicos (lombriabono), pero su resultado es mucho más visible, cuando este va acompañado con planes de fertilización complementaria con fertilizantes de síntesis o químicos. Las variedades de arroz responden a las condiciones edafoclimáticas de Montería, siendo la variedad FEDEARROZ-2000 la que mejores resultados tiene en los componentes del rendimiento. Con la variedad FEDEARROZ-473 y el plan de abonamiento combinado (NPK y 0,5 ton/ha de lombriabono), se logra reducir el porcentaje de grano vano del arroz. Figura 3. Número de granos totales por panícula y porcentaje de vaneamiento de las variedades de arroz FEDEARROZ 2000, 174 y 473 sometidas a 15 tratamientos combinando dosis de aplicación del fertilizante y lombriabono.
Rendimiento Al hacer el análisis para la interacción variedad y fertilización, la mejor respuesta se observa en el tratamiento T5 (0,5 ton/ ha de lombriabono + NPK en la variedad FED-2000) con un rendimiento de arroz paddy de 8,09 ton/ha el cual es significativamente superior que los demás tratamientos. Es decir, que hubo una mayor respuesta al mezclar la fertilización de síntesis con el lombriabono al igual que en las demás variedades. Cabe resaltar que hubo un mayor rendimiento en las demás variedades con esta misma fertilización (Figura 4). Claramente se puede decir que la aplicación conjunta de fertilizantes y abono orgánico son una buena fuente de nutrición para los cultivos de arroz, ya que sus nutrientes están más disponibles para las plantas (Játiva, 2001). Resultados similares reporta Pérez y Saavedra (2011), consideran que aplicaciones de lombriabono en el cultivo de arroz irrigado, incrementan los rendimientos, siendo una práctica amigable con el medio ambiente. Además, este autor indica que el uso de los abonos orgánicos resulta una alternativa factible para la nutrición del cultivo del arroz, al igual que el uso combinado con fertilización química. Así mismo, otros autores como Travieso et al. (2013), encontraron que el lombriabono tuvo una mayor efectividad en el arroz, el cual los componentes del rendimiento fueron mayores a la fertilización convencional. Nuestros resultados superan los reportados por Petro et al. (2015) en suelos del Casanare y Tolima por Petro et al. (2015) con mismas variedades (FED-2000 y FED-174), estos autores alcanzaron rendimientos de 6.0 ton/ha con fertilización convencional.
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