Artículos

 

Relación amonio / nitrato en la producción de hierbas aromáticas en hidroponía*

 

Ammonium / nitrate ratio in the production of aromatic herbs in hydroponics

 

José Luis González García¹, María de las Nieves Rodríguez Mendoza¹, Prometeo Sánchez García¹ y Elda Araceli Gaytán Acuña²

 

¹Posgrado en Edafología–Nutrición Vegetal, Colegio de Postgraduados. jlgonzalez@colpos.mx , promet@colpos.mx.

²Posgrado en Fruticultura–Recursos Genéticos y Productividad. Colegio de Postgraduados, Campus. Montecillo, km 36.5 carretera México–Texcoco. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. egaytan@colpo.mx.

 

Autora para correspondencia:
marinie@colpos.mx.

 

* Recibido: Enero, 2008
Aceptado: Febrero, 2009

 

RESUMEN

La producción de hierbas aromáticas puede ser una alternativa rentable bajo condiciones de invernadero. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de diferentes relaciones NH₄⁺ /NO₃^– en la solución nutritiva sobre el crecimiento y producción de tres hierbas aromáticas: cebollín (Allium schoenoprasum), albahaca (Ocimum basilicum L.) y eneldo (Anethum graveolens L.). El experimento se realizó en el Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Estado de México, México, durante los meses de enero–mayo de 2005 bajo condiciones de invernadero. Las hierbas fueron cultivadas en un sistema hidropónico con riego por goteo, el sustrato utilizado fue una mezcla de tezontle y fibra de coco (60:40), la solución nutritiva universal Steiner se modificó para obtener cuatro diferentes relaciones de NH₄⁺/NO₃^–(0/100, 20/80, 40/60 y 100/0) con las que fueron regadas las hierbas. Las variables determinadas fueron: altura de planta, área foliar y biomasa total. La relación 0/100, incrementó significativamente el área foliar y la producción de biomasa total en cebollín. En albahaca, la mayor altura, área foliar y biomasa total se obtuvieron con la relación 20/8 0. En eneldo no se observaron diferencias por efecto de las relaciones NH₄⁺ / NO₃^– estudiadas.

Palabras clave: Allium schoenoprasum, Anethum graveolens L., Ocimum basilicum L., relación NH₄⁺/NO₃^–.

 

ABSTRACT

The production of aromatic herbs could be a profitable alternative for greenhouse production. The objective of this research was to determine the effects of different NH₄⁺ /NO₃^– ratios on the growth and production of three aromatic herbs: chives (Allium schoenoprasum), basil (Ocimum basilicum L.) and dill (Anethum graveolens L.). The experiment was conducted in the Colegio de Postgraduados at Montecillo, Estado de Mexico, Mexico, from January to May 2005, under greenhouse conditions. The herbs were cultivated in a hydroponic system with drip irrigation. A mixture of volcanic rock, locally called "tezontle" and coconut fiber (60:40) was used as substrate; the universal Steiner's nutritive solution was modified to obtain four different NH₄⁺/NO₃^– ratios: 0/100, 20/80, 40/60 and 100/0. The studied parameters were: plant height, leaf area and total biomass. The 0/100–ratio significantly increased leaf area and total biomass production of chives. The greater height, leaf area and total biomass production of basil were observed with the 20/80 ratio. For dill, no significant differences were observed for the effects of the NH₄⁺ /NO₃^– ratios studied.

Key words: Allium schoenoprasum, Anethum graveolens L., Ocimum basilicum L., NH₄⁺/NO₃^–ratio.

 

INTRODUCCIÓN

La producción de hierbas finas (culinarias y aromáticas), pueden ser una alternativa de producción bajo condiciones de invernadero, especialmente en sistemas hidropónicos. Cabe mencionar que México es el principal proveedor de albahaca verde, cilantro (Coriandrum sativum) y perejil (Petroselinum sativum) a E.E. U.U. (Minero, 2004).

El nitrógeno es el cuarto elemento más abundante que se encuentra en el tejido vegetal después del carbono, oxígeno e hidrogeno, además éste es parte importante de un gran número de los constituyentes de las plantas, proteínas y clorofila, entre otros. Las plantas pueden aprovechar el nitrógeno en forma de NO₃^– o NH₄⁺, por lo que en hidroponía es posible utilizar nitrato y amonio en las soluciones nutritivas. Se ha argumentando que en cualquiera de las dos formas es benéfico o de igual forma puede causar desbalances nutrimentales en la solución nutritiva. Se ha demostrado que un adecuado balance entre el amonio y el nitrato es benéfico para el crecimiento de las plantas pero sólo bajo ciertas circunstancias y este efecto benéfico varia entre cultivos (Mengel y Kirkby, 1987).

En muchos cultivos se ha observado que la combinación de NO₃^– con bajas cantidades de NH₄⁺ produce un mayor crecimiento; sin embargo, la proporción óptima probablemente difiere entre las distintas especies y podría cambiar con la edad de la planta (Haynes, 1986). Por otro lado, Mengel y Kirkby (1987) reportaron que muchas especies vegetales crecen mejor cuando el nitrógeno se suministra en forma de NO₃^– comparado con NH₄⁺.

El nitrógeno en forma NO₃^– es preferentemente absorbido por la mayoría de las plantas vasculares, mientras que la forma NH₄⁺ resulta tóxica para muchas de ellas, incluso en bajas concentraciones cuando ésta es la única fuente de nitrógeno o en combinación con N–NO₃^– (Salsac et al., 1987).

El objetivo de la presente investigación fue determinar el efecto de cuatro relaciones NH₄⁺/NO₃^–en soluciones nutritivas, en la producción de tres hierbas aromáticas (cebollín, albahaca y eneldo).

 

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó durante los meses de enero a mayo de 2005, en un invernadero tipo túnel, con cubierta de polietileno UVII–720, y estructura de acero galvanizado, con ventilación lateral, presentándose una temperatura máxima de 38 °C y 9 °C la mínima, con una intensidad luminosa de 653.43 mmol m^–2 s^–1, localizado en el Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, el cual se ubica a 19° 29' latitud oeste y 98° 53' latitud norte a 2 250 m, en Montecillo, Estado de México. Para la germinación de las semillas de los tres cultivos se emplearon charolas de plástico de 200 cavidades (27.94 cm de ancho por 54.61 cm de largo). El trasplante se efectuó a las seis semanas después de la emergencia, cuando las plántulas tenían una altura de 5–7 cm, en charolas de fibra de vidrio con una superficie de 1 m² (1 m de largo x 1m de ancho) y 20 cm de altura; el sustrato utilizado fue una mezcla de 60% tezontle (granulometría de 1–3 mm) y 40% de fibra de coco. Las plántulas de las tres especies se colocaron a una distancia entre hileras de 15 cm y una separación entre plantas de 15 cm, en un arreglo de tresbolillo, obteniéndose un total de 45 plantas por charola. Se utilizó un sistema de riego por goteo, constituido por cuatro recipientes de 100 L cada uno (en los que se prepararon las cuatro diferentes soluciones nutritivas correspondientes a cada uno de los tratamientos), tubería de conducción de 16 mm de diámetro y estacas tipo gotero de 2 L h^–1 regulados por un distribuidor de cuatro salidas con un gasto de 8 L h^–1. El diseño experimental utilizado fue un factorial 4 X 3 distribuido como parcelas divididas; la parcela grande correspondió a las relaciones de NH₄⁺/NO₃^– y las parcelas chicas estuvieron constituidas por las tres especies; de esta combinación resultaron 12 tratamientos, cada uno de los tratamientos se constituyó por 45 plantas, cada planta se tomó como una unidad experimental, obteniéndose un total de 540 unidades experimentales.

La solución nutritiva base utilizada en el experimento fue la solución universal Steiner (Steiner, 1961) modificada. Las soluciones nutritivas se prepararon en tanques de 100 L de capacidad, en donde se agregaron las cantidades de fertilizantes requeridas de acuerdo al tratamiento, se mezcló y ajustó el pH en el rango de 5.5–6.0. La solución fue renovada cada ocho días para evitar deficiencias nutrimentales. El Cuadro 1 muestra, en general, los balances de cada nutrimento en relación con las concentraciones de NH₄⁺ y NO₃^–.

Las variables utilizadas para determinar el crecimiento y la producción de las hierbas aromáticas fueron: altura de planta (desde la superficie del sustrato, hasta el meristemo apical), área foliar (determinada con integrador de área foliar, LI–COR, LI–3300) y la biomasa total en donde se tomó en cuenta el peso del tallo (PT) + peso de las hojas (PH) + peso de la raíz (PR), a los 62 días después del transplante (DDT).

El análisis de varianza (ANAVA) se realizó en forma independiente para cada uno de los cultivos y así observar la respuesta de cada una de las variables con la utilización de diferentes relaciones amonio/nitrato, para l cual se utilizó el software estadístico (SAS Institute, 1996).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Cebollín

La variable altura de planta no mostró diferencias significativas, sin embargo, en el Cuadro 2 se observa que la mayor altura se alcanzó con la relación 0/100 (41.34 cm) superando en 6.45, 16 y 23%, respectivamente a las relaciones 20/80, 100/0 y 40/60. Cuando se utilizó NO₃^– únicamente como fuente de nitrógeno la altura del cebollín se incrementó, presentándose un efecto adverso con la adición de NH₄⁺ en la solución nutritiva. Resultados similares se han reportado al utilizar altas concentraciones de amonio debido a que una acumulación de éste en los brotes puede inducir una disminución en la fotosíntesis y provocar una reducción en el crecimiento y la producción del cultivo (Puritch y Barker, 1967; Goyal et al., 1982; Marques et al., 1983).

En el parámetro área foliar se observaron diferencias significativas (α= 0.05). El tratamiento 0/100 obtuvo 75.5 cm², mayor en 7, 13 y 53% en comparación con las relaciones 20/80, 100/0 y 40/60, respectivamente (Cuadro 2). Los resultados observados con la adición de NH₄⁺pudieron deberse a la disminución del pH en la rizosfera, lo cual tiene un efecto adverso sobre el crecimiento de la raíz y por lo tanto sobre el desarrollo vegetal (Ganmore–Neumann y Kafkafi, 1983). Además, la toxicidad por NH₄⁺ se ha atribuido a la acidificación de la zona radical (Maynard et al., 1968).

La producción de biomasa total en cebollín presentó diferencias significativas (α= 0.05) entre tratamientos. La relación 0/100 mostró los mejores resultados, superó en 8, 13 y 104% a las relaciones 20/80, 100/0 y 40/60, respectivamente, observándose la mayor producción de biomasa total al incrementarse la concentración de NO₃^–disminuyendo la de NH₄⁺ en la solución nutritiva.

El menor crecimiento y producción de biomasa observados en cebollín puede ser efecto de la toxicidad del NH₄⁺ por su acumulación en tejidos fotosintéticos, provocando con esto una disminución en el proceso de fotosíntesis (Marques et al., 1983) y al antagonismo que existe entre el NH₄⁺ y la absorción y translocación de cationes (Hamlin et al., 1999).

En cebollín la relación 0/100 produjo los mejores resultados que cualquier otra relación, como se observa en los datos antes expuestos de las variables agronómicas evaluadas (altura, área foliar y biomasa total) incrementándose por tanto el rendimiento, observando poca tolerancia a la utilización de NH₄⁺ como fuente de nitrógeno.

Albahaca

Los resultados observados en altura de planta fueron significativamente diferentes (α=0.05). El tratamiento 20/80 (58.2 cm) superó los tratamientos 40/60, 0/100 y 100/0 en 12, 15 y 14%, respectivamente (Cuadro 3); así mismo, se observó una mayor respuesta de la planta al ser nutrida con ambas fuentes de N (NH₄⁺ y NO₃^– ) a diferencia de los valores obtenidos en plantas tratadas con soluciones nutritivas que únicamente contenían alguna de la fuente individual de nitrógeno; esto concuerda con lo reportado con Zornoza et al. (1988) para el cultivo de pimiento, en donde la utilización de una relación 80/20 (NO₃^– / NH₄⁺) presentó un incremento de 10% en la altura de planta en comparación con plantas tratadas con la solución nutritiva que contenía NO₃^– como fuente única de N. Otros autores coinciden en que el crecimiento es mayor en plantas nutridas con ambas formas de nitrógeno de manera conjunta en comparación con la utilización de NH₄⁺ o NO₃^– de forma independiente (Greidanus et al., 1972; Goyal et al., 1982; Xu et al.,1992).

Los resultados observados por el efecto de las relaciones de amonio/nitrato no presentaron diferencias significativas en el área foliar producida en el cultivo de albahaca; sin embargo, los valores más altos se obtuvieron al utilizar la relación 20/80 con un incremento de 5, 21 y 34% con respecto a las relaciones 40/60, 100/0 y 0/100 (Cuadro 3). Los más altos valores de área foliar se observaron con la utilización de ambas fuentes de nitrógeno en comparación con el uso individual de NH₄⁺ o NO₃^– . De la misma forma, Kyunghwan y Yongbeom, (2004) reportaron un incremento en la producción de biomasa en albahaca al utilizar relaciones de amonio:nitrato 30:70 y 15:85. Estos resultados coinciden con lo reportado por Miyoung y Byoungryong (2001) quienes obtuvieron resultados similares con la utilización de una relación (NH₄⁺/NO₃^–) 25/75 en el cultivo de petunia.

De igual manera a los efectos producidos con la utilización de diferentes relaciones NH₄⁺ /NO₃^– en los resultados de área foliar, la producción de biomasa total no se vio modificada por los tratamientos; sin embargo, al igual que en las otras variables la presencia de ambas formas de nitrógeno en la solución nutritiva incrementó la biomasa total en comparación con aquellos obtenidos en plantas tratadas con NH₄⁺ o NO₃^– de forma separada, obteniéndose la mayor producción de biomasa total con la utilización de la relación 40/60, en contraste con las relaciones 20/80, 0/100 y 100/0 (Cuadro 3). Muñoz (1993) reportó una producción de biomasa total en albahaca de 10,000 a 15,000 kg ha^–1, la cual fue superada en esta investigación, ya que a los 62 DDT la producción fue de 35,478 kg ha^–1 al utilizar la relación 20/80. Esta relación, aunque no alcanzó la mayor producción de biomasa total, presentó las mejores características físicas para su consumo, en comparación con las plantas tratadas con la relación 40/60 las cuales presentaron un amarillamiento en las hojas, probablemente provocado por toxicidad de amonio.

En general, el cultivo de albahaca respondió mejor a la nutrición con la relación 20/80 obteniéndose los mejores resultados en las variables agronómicas evaluadas (altura, área foliar y biomasa total) que al utilizar NH₄⁺ y NO₃^– de forma separada (0/100 y 100/0); estos resultados coinciden con lo reportado por Cao y Tibbitts (1993) que al utilizar ambas fuentes de nitrógeno en la solución nutritiva con pequeñas proporciones de NH₄⁺ (8 a 20%), promovieron el crecimiento y desarrollo de tubérculos en el cultivo de papa, en comparación a la utilización de NH₄⁺ o NO₃^– de forma separada. Sandoval et al. (1992) reportaron en el cultivo de trigo (Triticum aestivum L.), que se puede obtener una mayor producción de grano y de materia seca al utilizar NH₄⁺ en porcentajes menores o iguales a 50% de la cantidad de nitrógeno aplicado que cuando la planta es suministrada exclusivamente con NO₃^–.

Eneldo

La altura de las plantas tratadas con las diferentes relaciones amonio/nitrato no presentaron diferencias significativas; no obstante, la mayor altura de planta se observó con la relación 100/0 en comparación con las relaciones en las cuales hubo presencia de NO₃^– en cualquier proporción (20/80, 40/60 y 0/100) (Cuadro 4). En cuanto a el área foliar en este cultivo tampoco se observó diferencia significativa entre tratamientos; sin embargo, se incrementó cuando se utilizó conjuntamente NH₄⁺ y NO₃^– en la solución nutritiva, en comparación con la utilización de NH₄⁺ o NO₃^– de manera independiente (0/100 y 100/0). Resultados similares fueron reportados por Kraus et al. (2002) en rudbeckia (Rudbeckia hirta), quienes al suministrar diferentes relaciones de NH₄⁺/NO₃^– (75/25, 50/50, 25/75) observaron mayor área foliar en comparación a la obtenida únicamente con NO₃^– como fuente de nitrógeno. Otros autores han observado en varios cultivos que cuando el amonio y el nitrato son utilizados de manera conjunta, el crecimiento y la producción mejoran en comparación cuando se adicionan éstos de manera separada (Barker y Mills, 1980; Edwards y Horton, 1982; Elmanin y Wilcox, 1986; Errebhi y Wilcox, 1990).

Los valores medios de biomasa total obtenidos no mostraron diferencias significativas entre tratamientos; sin embargo, los valores más altos se observaron en plantas nutridas con la relación 40/60 superando a los resultados observados por las relaciones 0/100, 20/80 y 100/0 (Cuadro 4). Osorio et al. (2003) y Chen et al. (1998) en plantas nutridas con mezclas de NH₄⁺:NO₃^– observaron una mayor producción de biomasa en comparación con plantas nutridas con amonio o nitrato de manera independiente.

 

CONCLUSIONES

Los cultivos de cebollín, albahaca y eneldo responden diferencialmente a la nutrición con NH₄⁺ /NO₃^– en diferentes relaciones.

En cebollín, la relación 0/100, de NH₄⁺/NO₃^– favorece el desarrollo del área foliar y la producción de biomasa total.

En albahaca la relación 20/80 de amonio/nitrato incrementa significativamente el rendimiento.

En el cultivo de eneldo no se observó diferencia en altura de planta, área foliar y biomasa total producida por efecto de las relaciones NH₄⁺ /NO₃^– estudiadas.

 

LITERATURA CITADA

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