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Introducción
El género Brassica abarca cultivos de importancia económica para la agricultura, como son algunas hortalizas, además de semillas oleaginosas que se utilizan en alimentos, así como de biocombustibles (Bayer et al., 2017; Gómez et al., 2018). La canola o colza (Brassica napus L.) es una planta que su semilla se aprovecha en la elaboración de aceite comestible en el mundo, ya que contiene de 36 a 40% de proteína y de 40 % de aceite que proviene del grano, siendo una especie para ser aprovechada, por sus propiedades nutricionales y organolépticas, así también se procesa como biodiesel y como fuente proteica para animales (harina). A nivel mundial Canadá, India, Alemania, Francia y China son los países lideres en la producción de canola (Al-Solaimani et al., 2015; Gill et al., 2015; Gómez et al., 2018). Mientras que, en México se siembra una superficie de 3,202.48 ha de canola, con una producción de 1,968.34 t de grano; siendo, los principales estados productores Tamaulipas, Estado de México, Jalisco, Tlaxcala e Hidalgo (SIAP, 2019).
Para que la canola pueda mostrar todas sus capacidades alimenticias y nutracéuticas, es necesario que se le proporcione los insumos indispensables para lograr la máxima expresión de su potencial productivo. Uno de esos requerimientos es el nitrógeno (N), elemento más demandado por la planta, ya que actúa sobre procesos metabólicos que ayuda a promover la productividad en el cultivo (Ferreira y Ernst, 2014; Escalante-Estrada et al., 2016; López et al., 2019). Además de que el cultivo de la canola está directamente relacionado con la fertilización nitrogenada, con demandas que van desde los 40 hasta 70 kg ha-1 de N (Burzaco et al., 2019). De acuerdo con Escalante-Estrada et al. (2016), el rendimiento y productividad del cultivo de canola esta influenciado por varios factores, entre ellos la fertilización nitrogenada y distribución poblacional.
Las plantas absorben el nitrógeno por la raíz en sus formas iónicas más solubles como son el nitrato (NO3-) y amonio (NH4 +). Sin embargo, la respuesta de la planta a la nutrición nitrogenada varía según la especie en estudio fuente de nitrógeno y método de aplicación (Larios-González et al., 2021).
Existen estudios en canola que se enfocan en los niveles de fertilización con nitrógeno, sin embargo, son muy pocos los estudios relacionados con el uso de diferentes fuentes de nitrógeno. Entre las fuentes más utilizadas son: la urea, sulfato de amonio y nitrato de amonio (Kaefer et al., 2015; Chamorro et al., 2017; López et al., 2019). Por lo que, el objetivo del estudio fue determinar la acción de diferentes fuentes de nitrógeno sobre el crecimiento, producción de biomasa total y rendimiento de grano en el cultivo de canola.
Materiales y métodos
Localización del estudio
La investigación se realizó en el campo experimental del Colegio de Postgraduados, en Montecillo, Texcoco, Estado de México (19° 29´ LN, 98° 53´ LO, a 2 250 msnm), bajo régimen de lluvia. El clima es templado (Cw) (García, 2004), con suelo de textura arcillosa, pH 6.9, 2% de materia orgánica, conductividad eléctrica 0.47 dS m-1, 9.5 mg kg-1 de nitratos, 11.6 mg kg-1 de amonio, 0.01 mg kg-1 de fósforo y 0.014 cmol kg-1 de potasio.
Tratamientos
La siembra de canola cultivar “Canorte 2010” se realizó de forma manual el 23 de mayo de 2017 en surcos distanciados a 80 cm, entre plantas a 10 cm con una densidad de población de 12.5 plantas m-2. Antes de la siembra se realizó un riego para asegurar la germinación de la semilla. Los tratamientos que se utilizaron en el estudio se muestran en la Tabla 1, los cuales fueron suministrado en dos etapas, 50% antes de la siembra y la otra mitad en la primera escarda.
Diseño experimental
El arreglo experimental fue en bloques completos aleatorios en cuatro replicaciones. La superficie de cada unidad experimental se conformó de cuatro surcos de 0.80 cm de ancho y 4 m de largo (12.8 m2), el tamaño de la parcela experimental fue de 204.8 m2.
Variables evaluadas
En el ciclo del cultivo se midió la temperatura máxima (°C), temperatura mínima (°C) y precipitación (mm), datos provenientes de la estación meteorológica del Colegio de Postgraduados, Campus Montecillos. Así mismo, se contabilizaron los días de las etapas fenológicas del cultivo (Carrie, 2017): E: emergencia, CT: crecimiento longitudinal del tallo principal, AOF: aparición del órgano floral, FL: floración (50% de las flores en el tallo abiertas), FF: formación del fruto, MF: madurez fisiológica (cuando las vainas presentan color paja).
Durante el crecimiento del cultivo, se realizó un muestreo destructivo de tres plantas tomadas al azar dentro de la parcela útil, en etapa de floración 82 días después de la siembra (dds), dentro de la cual se midió el área foliar (cm2) con el equipo electrónico LI-COR 3100 (EUA), por otro lado, se midió la altura de la planta (AP, cm) medida desde la base del tallo hasta el ápice de la planta.
A madurez fisiológica se realizó la cosecha del cultivo en donde se evaluó el rendimiento de grano (RG, g m-2), el número de racimos (NR, m2) y número de silicuas (NS, m2), asimismo, se determinó la biomasa total (BT, g m-2) con base en materia seca de las estructuras de la planta, para esto, las muestras se dejaron secar en una estufa a 80 °C hasta que se registró peso constante. Además, se calculó el índice de cosecha (IC, %), IC = (RG / BT) x 100 (Escalante-Estrada et al., 2016).
Análisis estadístico
Las variables medidas fueron procesadas mediante el paquete estadístico del SAS ver. 9.4, para posteriormente realizar el análisis de varianza y la prueba de comparación de medias Tukey (α = 0.05). Además, se realizó un análisis entre las variables de rendimiento y sus componentes con la prueba de correlación de Pearson (α = 0.05, 0.01 y 0.001) (SAS, 2013).
Resultados y discusión
Fenología y condiciones climáticas
Durante el desarrollo del cultivo las temperaturas máximas y mínimas oscilaron entre 24.8 y 11.9 °C. Es importante señalar, que la temperatura máxima estuvo por debajo del límite mínimo permisible que mencionan Panozzo et al. (2014) y Escalante-Estrada et al. (2016). La precipitación acumulada fue de 475 mm y la evaporación de 493 mm. Cabe destacar que de S a FL la acumulación de la precipitación fue de 316 mm, mientras que de FL a MF fue de 158 mm.
Los días a ocurrencia de las etapas fenológicas en el cultivo no fueron modificados por las fuentes de nitrógeno aplicado, ya que, presentaron días similares entre cada evento (Tabla 2). La emergencia se presentó a los 7 dds, mientras que el CT a los 44 dds, para la AOF fue a los 63 dds, FL a 82 dds, FF a 93 dds y la MF a los 130 dds. La duración de las etapas fenológicos fue mayor a la reportada por Panozzo et al. (2014) y Escalante-Estrada et al. (2016), posiblemente debido a las diferentes condiciones ambientales, épocas de siembra y variedad de cultivo de canola utilizada.
Tabla 2. Promedios decenales de la temperatura (mínima y máxima) y acumulación decenal de la precipitación en el ciclo del cultivo de canola.
Table 2. Decennial average of temperature (minimum and maximum) and decennial accumulation of precipitation in the canola crop cycle.
| Mes | Decenal | Precipitación (mm) | Temperatura máxima (°C) | Temperatura mínima (°C) | Fases fenológicas |
| Mayo | 3 | 59.6 | 24.8 | 16.2 | S - E |
| Junio | 1 | 14.5 | 23.4 | 16.5 | |
| 2 | 22.5 | 24.8 | 12.8 | ||
| 3 | 18.1 | 23.4 | 13.8 | ||
| Julio | 1 | 100.6 | 20.0 | 13.1 | CT |
| 2 | 31.8 | 21.4 | 12.4 | ||
| 3 | 24.7 | 22.2 | 12.1 | AOF | |
| Agosto | 1 | 29.1 | 22.8 | 13.3 | |
| 2 | 15.9 | 23.5 | 13.2 | FL | |
| 3 | 71.7 | 21.4 | 13.5 | FF | |
| Septiembre | 1 | 28.8 | 17.8 | 15.2 | |
| 2 | 34.7 | 21.5 | 13.4 | ||
| 3 | 18.4 | 21.2 | 15.0 | ||
| Octubre | 1 | 5.2 | 21.9 | 11.9 | MF |
S: siembra; E: emergencia; CT: crecimiento longitudinal del tallo principal; AOF: aparición del órgano floral; FL: floración; FF: formación del fruto; MF: madurez fisiológica.
S: sowing; E: emergency; CT: longitudinal growth of the main stem; AOF: appearance of the floral organ; FL: flowering; FF: fruit formation; MF: physiological maturity.
El análisis de varianza mostró efectos significativos debido a las fuentes de nitrógeno utilizadas en la AP, AF, BT, RG, NR y NS, no así, para el IC (Tabla 3).
Tabla 3 Análisis de varianza para altura de la planta (AP), área foliar (AF), biomasa total (BT), índice de cosecha (IC), rendimiento de grano (RG) y sus componentes del cultivo de canola en función de la fuente nitrogenada.
Table 3. Analysis of variance for plant height (AP), leaf area (AF), total biomass (BT), harvest index (IC), grain yield (RG) and its components of the canola crop as a function of the nitrogen source.
| Fuente de variación | BT | IC | RG | NR | NS | AP | AF |
| Tratamiento | ** | ns | ** | ** | ** | ** | ** |
| Pr > F | 0.0012 | 0.2394 | 0.0015 | 0.0001 | < 0.0001 | 0.0028 | < 0.0001 |
| Media general | 568 | 26 | 148 | 49 | 454 | 115 | 1912 |
| CV (%) | 12.1 | 6.7 | 11.4 | 6.5 | 2.1 | 3.1 | 6.5 |
NR = número de racimos; NS = número de silicuas.
NR = bunches number; NS = siliques number.
Altura de la planta (AP)
La AP fue favorecida por la aplicación de las diferentes fuentes de fertilización nitrogenada, las cuales no presentaron diferencias significativas entre fuentes, solo con respecto al testigo (P > 0.05). No obstante, la aplicación de FN generó un incremento del 20.3 %, seguido de SA y la urea, con un aumento del 19.9 y 17.9 % en relación con el testigo, respectivamente (Figura 1). Bybordi y Ebrahimian (2013) y Al-Solaimanii et al. (2015) encontraron que al aumentar los niveles de nitrógeno (urea) también se acrecentaba la altura de la planta de canola. La disponibilidad de nitrógeno en el suelo independientemente de la fuente utilizada promovió el alargamiento celular de tallo (Azcón-Bieto y Talón, 2008). Lo que también ha sido reportado por Kaefer et al. (2014) y Kaefer et al. (2015), quienes no observaron diferencias al aplicar SA y urea en la altura de la planta. Contrario a lo reportado por Öztürk (2010) al presentar una mejor respuesta con urea en comparación al SA.
Área foliar (AF)
El área foliar presentó un incremento con la aplicación de las fuentes nitrogenadas, en donde se registraron diferencias significativas respecto al testigo sin aplicar (P > 0.05) (Figura 2). Esto posiblemente se deba a la presencia de nitrógeno en el suelo, ya que es un nutrimento esencial en diferentes procesos metabólicos de la planta, debido a que, estimula el crecimiento del aparato fotosintético (Azcón-Bieto y Talón, 2008). Estos resultados concuerdan con Bybordi y Ebrahimian (2013) quienes reportaron un aumento en el área foliar con el uso de diferentes niveles de urea, respecto al testigo sin aplicación, en el cultivo de canola. No obstante, se puede apreciar que, entre las fuentes de nitrógeno aplicadas, la máxima expansión foliar se logró con SA, seguido de FN, el cual no presentó diferencias con relación a la urea. Por lo que, es evidente que el sulfato de amonio fue más eficiente que la urea y el fosfonitrato en la formación y expansión de hojas; al ser, el sulfato de amonio un fertilizante ácido, disminuye el pH del suelo, proporcionando condiciones adecuadas para la asimilación del nitrógeno por la planta, además de que aporta una importante cantidad de azufre, siendo un elemento adecuado para cultivos como las brasicáceas (Salgado y Núñez, 2010; Öztürk, 2010). Por su parte Kaefer et al. (2014), registraron un incremento en la producción de área foliar en plantas de canola, con la aplicación ascendente de nitrógeno (20 a 120 kg ha-1). Sin embargo, al evaluar dos fuentes de nitrógeno (Urea y SA) no observaron diferencias significativas, resultados contradictorios a los del presente estudio en donde el SA presentó una mayor AF en comparación a la urea.
Biomasa total, índice de cosecha, rendimiento y sus componentes
El comportamiento de la producción de biomasa total, rendimiento de grano y sus componentes fue diferente con aplicación de las fuentes de nitrógeno (Tabla 4). La biomasa total aumentó de manera significativa con la aplicación del SA, FN y urea respecto al testigo (P > 0.05). Por lo que se infiere, que el suministró de nitrógeno indistintamente de la fuente utilizada estimula la acumulación de biomasa en el dosel vegetal, ya que el N está relacionado en diferentes procesos metabólicos como la síntesis de proteína, aminoácidos y ácidos nucleicos (Kaefer et al., 2014; Al-Solaimani et al., 2015). En estudios realizados por Kaefer et al. (2015), Ma y Zheng (2016) y Chamorro et al. (2017), observaron un aumento en la biomasa total al evaluar Urea (100 kg ha-1 de N) y SA respecto a la nula fertilización. Por su parte López et al. (2019), quienes evaluaron diferentes fuentes de nitrógeno sobre la biomasa total encontraron diferencias significativas, principalmente con el uso de SA. Contrario a lo observado en el presente estudio.
Tabla 4. Biomasa total, índice de cosecha, rendimiento de grano (RG) y componentes del cultivo de canola en función de la fuente nitrogenada.
Table 4. Total biomass, harvest index, grain yield (RG) and components of the canola crop depending on the nitrogen source.
| Variables | Testigo | Urea (100 kg ha-1) | Sulfato de amonio (100 kg ha-1) | Fosfonitrato (100 kg ha-1) | Tukey (DMS) |
| Biomasa total (g m-2) | 312 b¶ | 544 a | 727 a | 691 a | 194.7 |
| Índice de cosecha (%) | 27 a | 28 a | 26 a | 25 a | 5.0 |
| RG (g m-2) | 86 b | 150 a | 188 a | 170 a | 52.1 |
| Número de racimos (m2) | 33 c | 46 b | 66 a | 50 b | 9.0 |
| Número de silicuas (m2) | 343 c | 428 b | 510 a | 535 a | 27.9 |
¶Valores con letra iguales en columnas indican diferencias no significativas de acuerdo con la prueba Tukey (P < 0.05)
Values with same letters in columns indicate differences are not significant according to Tukey’s test (P < 0.05).
Con relación al IC, este no presentó diferencias significativas entre las fuentes de nitrógeno y el testigo (P > 0.05) (Tabla 4). Lo que implica, una acumulación de materia seca hacia el grano, en una proporción similar. Efectos semejantes fueron reportados por Ma y Zheng (2016) quienes no registraron diferencias en el IC con el nivel y fuente de nitrógeno en el cultivo de canola. Mientras que Escalante-Estrada et al. (2016), observaron que la aplicación de N en forma de urea generó una reducción en el IC.
Para al rendimiento de grano se puede observar que la aplicación de SA, FN y Urea lograron incrementar en un 118, 97 y 74% la producción en relación con el testigo, respectivamente (Tabla 4). Es importante mencionar, que entre las fuentes de nitrógeno estadísticamente no hubo diferencias en el RG solo respecto al testigo (P > 0.05). Lo que recalca la importancia del uso del N, por influir de manera evidente en el rendimiento del cultivo. Sobre lo anterior Larios-González et al. (2021), mencionan que el SA genera una menor volatilización respecto a la urea; la urea al pasar tiempo en el suelo se pierde una porción de N al ocurrir un proceso de volatilización de amoníaco (NH3), por ende, se reduce su efecto nutrimental. Contrario a lo mencionado por diversos autores que han demostrado que la aplicación de N, generalmente en forma de urea con dosis ascendentes aumenta el rendimiento de grano (Kaefer et al., 2015; Ma y Zheng, 2016; Escalante-Estrada et al., 2016; Chamorro et al., 2017).
El número de racimos y silicuas fue mayor con la aplicación del SA y FN, respectivamente, que cuando se aplicó urea, los cuales presentaron diferencias respecto al testigo (P > 0.05) (Tabla 4). Al respecto Ma y Zheng (2016), resaltaron la importancia de la aplicación de SA en canola con el incremento en algunos componentes morfológicos, asociados a la producción del cultivo. Por su lado Al-Solaimani et al. (2015), señalan que la aplicación de urea logra incrementar de manera significativa el número de silicuas, contrario a lo observado en el presente estudio.
Análisis de correlación entre la biomasa total, rendimiento de grano y sus componentes
El análisis de correlación (Tabla 5), indica que el RG tiene asociación con la BT (r = 0.97) y NS (r = 0.89) al igual que con el NR (r = 0.85). Esto indica que, para modificar la RG con las fuentes de nitrógeno, es indispensable en primer lugar incrementar el peso de la BT seguido del NS y NR, lo anterior se puede lograr con el SA, ya que generó una mayor BT y NR, así como también con el FN que promovió el mejor NS. Testimonios similares fueron observadas por Escalante-Estrada et al. (2016), los cuales encontraron que la BT, NS y número de granos son los componentes de mayor relación con el RG.
Tabla 5. Análisis de los coeficientes de correlación de Pearson entre los componentes morfológicos, rendimiento de grano y producción de biomasa total en el cultivo de canola.
Table 5. Analysis of Pearson’s correlation coefficients between morphological components, grain yield and total biomass production in canola crop.
NR: número de racimos, NS: número de silicuas, BT: biomasa total, RG: rendimiento de grano; *, ** significativo (P < 0.05 y 0.01). NS: No significativo (P > 0.05).
NR: bunches number, NS: pods number, NGS: number of grains per pod, PG: individual grain weight, BT: total biomass, RG: grain yield; *, ** significant (P < 0.05 and 0.01). NS: non-significant (P > 0.05).
Conclusiones
El cultivo de canola cultivar Canorte 2010 no presentó diferencias en la altura de la planta, biomasa total, índice de cosecha, rendimiento de grano con la aplicación de las diferentes fuentes de nitrógeno. El sulfato de amonio generó una mayor área foliar y número de racimos respecto a los demás fertilizantes, mientras, que el número de silicuas también se incrementó por efecto del fosfonitrato. En general, las fuentes de nitrógeno promovieron un efecto positivo en el crecimiento de la planta, así como en el rendimiento de grano en el cultivo de canola. El componente que mayor relación presentó con el rendimiento fue la biomasa total.
