Dinámica del sistema radical de la palma aceitera (Elaeis guineensis Jacq.) en respuesta a la fertilización mineral y orgánica en suelos de áreas afectadas por pudriciones del cogollo

ASD Oil Palm Papers, N°33, 33-47. 2009

Resumen

Se siguió la dinámica del sistema radical de palmas aceiteras jóvenes en suelos afectados por pudriciones de cogollo, los cuales fueron enmendados con fertilización orgánica o mineral. Se utilizó la metodología de sacos de muestreo, la cual consiste en enterrar, a aproximadamente 30 cm de profundidad, sacos de un material de lenta degradación dentro de los cuales se colocaron los tratamientos deseados. Los tratamientos usados en los sacos fueron: 1) suelo de una área con alta incidencia de PC (suelo 1) sin enmienda (testigo uno), 2) el mismo suelo enmendado con 100 g de fertilizante químico (18-5-15-6-0,2), 3) ese suelo enmendado con 10% (p/p) de compost hecho a partir de racimos vacíos de palma aceitera, y 4) suelo de un área con baja incidencia de PC (Suelo 2: testigo dos). Un grupo de sacos de cada tratamiento se extrajo del suelo a los 2, 4, y 6 meses después de iniciado el experimento para evaluar el sistema radical.

Durante el periodo experimental en 1999 se observó un incremento gradual en la cantidad total de raíces. El mayor aumento en la cantidad de materia seca de raíces totales se encontró en el tratamiento tres (alta incidencia de PC enmendado con compost), excepto en el segundo muestreo. Con respecto al sistema radical grueso, se encontraron resultados erráticos, los cuales pueden deberse a una variación estacional causada por el patrón de lluvias, y no a una respuesta a los tratamientos. El crecimiento del sistema radical fino (raíces IIl y lV) fue más constante en el tiempo. En todos los tratamientos se observó un aumento de este tipo de raíces con el tiempo. La enmienda del suelo 1 con fertilizante químico, promovió inicialmente un mejor crecimiento de raíces finas, pero ese efecto no fue duradero y luego la masa radical pareció reajustarse a las condiciones nutricionales intrínsecas del suelo usado. El efecto del tratamiento con compost fue más duradero, probablemente debido a que el compost acompleja parte de sus elementos nutricionales y se comporta como un fertilizante de lenta liberación. Aunque las diferencias en la cantidad de raíces entre tratamientos parecían bastante evidentes, las mismas no resultaron significativas, ya que la variabilidad en la cantidad de raíces entre plantas y tratamientos fue muy grande; lo cual es normal para esta variable en la que es común observar una variabilidad mayor a 20%. No obstante, el usar cada planta como un bloque o repetición ayudó a reducir dicha variabilidad. En forma complementaria se corrió un análisis de regresión entre el peso de la muestra de raíces (gramos) y la longitud de estas (milímetros), encontrándose un modelo lineal con un valor de R² de 0,76 y una probabilidad < 0,01 para la familia de datos del ámbito de muestras entre 0 y 7 gramos. La determinación del modelo que permita estimar el valor de la lre con el peso en gramos de muestras dentro del ámbito señalado, facilitará el análisis e interpretación de futuros experimentos en los que se contemplen éste tipo de variables.

Introducción

La investigación de los efectos de diferentes prácticas agrícolas sobre la dinámica del sistema radical de la palma aceitera es escasa, y la mayoría de los estudios se han enfocado en la descripción de la distribución espacial de las raíces (Forde 1972, Tinker 1976, Tan 1979, Agamuthu y Broughton 1986, Goh y Samsudin 1993, Jourdan y Rey 1997). Algunos de estos estudios han mostrado el efecto positivo del riego, la nutrición equilibrada y las prácticas de labranza, sobre el desarrollo saludable del sistema radical y la parte aérea de la planta. El beneficio de todos estos factores es mayor durante los primeros cinco años después del trasplante.

El problema fitosanitario más importante de la palma aceitera en el Pacífico central y la región Atlántica de Costa Rica es conocido como “flecha seca”, y corresponde con lo que en Suramérica se denomina "pudrición del cogollo" o PC. Existe evidencia de que este tipo de problema está relacionado con la salud del sistema radical de la planta (Chinchilla y Durán 1998, Albertazzi et al. 2005). El trastorno es de naturaleza no letal, y las plantas normalmente se recuperan luego de varios meses de sufrir amarillamiento, secamiento y pudrición de las flechas y otros tejidos del cogollo.

El desorden de la PC puede ser el producto acumulado de alteraciones fisiológicas que en presencia de un elemento disparador, como una fuerte sequía o anegamiento extremo, asociado a veces a una alta carga de racimos anterior, pueden conducir a un agotamiento de la planta y su exposición al ataque de organismos patógenos oportunistas. Este complejo ha sido asociado también con un deterioro del sistema radical (Chinchilla y Durán 1998).

Existen pocos estudios sobre el desarrollo del sistema radical en los suelos de áreas afectadas por la PC; por lo cual este trabajo tuvo como objetivo estudiar la dinámica del sistema radical de palmas aceiteras jóvenes en suelos en áreas afectadas por la PC, los cuales fueron enmendados con fertilización orgánica o mineral.

Materiales y Métodos

Se realizó un experimento en 1999 con palmas de 14 meses de edad en el campo, sembradas en la zona del Pacífico Central de la Provincia de Puntarenas, Distrito de Damas, Cantón de Aguirre. La siembra anterior había sido afectada por la PC y se resembró con la variedad Deli/Yangambi x Ekona. La zona es de topografía plana, con suelos de origen aluvial; clasificados mayormente como Inceptisoles (Pérez et al. 1978).

Se utilizó la metodología de sacos de muestreo descrita por Bhöm (1979), la cual consiste en enterrar sacos de un material de lenta degradación a 30 cm de profundidad. Dentro de los sacos se coloca un sustrato en el que se desea evaluar el desarrollo de las raíces. Se utilizaron sacos dobles confeccionados con cedazo de fibra de vidrio, con una capacidad de 12 litros; los cuales fueron identificados con una etiqueta marcada con el tratamiento, el grupo y la repetición correspondiente.

Se utilizaron dos tipos de suelo. El suelo 1 provenía de un sitio con alta incidencia de PC, y el suelo 2 de un sitio con baja incidencia. El suelo 1 fue enmendado con fertilizante químico (100 g de 18-5-15-6-0,2: tratamiento 2) o con compost (10% (p/p) de compost hecho a partir de racimos vacíos de palma aceitera: (tratamiento 3). Los controles fueron el suelo 1 sin enmiendas (tratamiento 1), y el suelo 2, también sin enmiendas (tratamiento 4). Cada tratamiento se repitió cinco veces.

Se emplearon 15 palmas dispuestas en tres grupos de cinco. En cada palma y en puntos equidistantes, se aplicaron los cuatro tratamientos, de modo que cada grupo de cinco plantas constituyó un diseño de bloques completos al azar con cinco repeticiones, en el que cada palma era un bloque. El sistema radical dentro de los sacos (método destructivo) fue evaluado a los 2, 4 y 6 meses después de iniciado el experimento. En total se colocaron 60 sacos provenientes de los cuatro tratamientos con cinco repeticiones y las tres fechas de evaluación.

Durante cada muestreo, se eliminaron las raíces que salían de los sacos, el contenido interno se colocó dentro de un recipiente plástico de 20 litros y se extrajeron las raíces manualmente. Posteriormente, se pasó el contenido de cada saco a través de un tamiz con perforaciones de 1 mm² para separar las raíces finas restantes.

Seguidamente, se separaron manualmente las raíces por categorías en gruesas (primarias y secundarias) y finas (terciarias y cuaternarias), de acuerdo con la clasificación del sistema radical de palma aceitera ( Cuadro 1). Luego de clasificadas, las raíces fueron colocadas en bolsas de papel y secadas en un horno a 65°C por 48 horas para determinar su materia seca.

Para determinar la longitud total de la muestra de raíces, se utilizó el análisis de imagen obtenida por medio del escaneo de la muestra. Para el análisis posterior de la imagen se utilizó el programa ROOTEDGE versión 2,2c (Kaspar y Ewing 1997). La longitud radical específica (lre) de la muestra de raíces se determinó a partir de la siguiente ecuación (Bhöm, 1979):

lre = longitud total de las raíces / materia seca de las mismas

Generalmente, la lre se refiere a la longitud total de un gramo de peso seco de raíces, por lo que se expresa en las unidades mm/g (Goh y Samsudin 1993).

Para realizar el análisis estadístico, la variable lre fue transformada a log (lre) para su ANDEVA. En el ANDEVA se consideró que al no haberse asignado las palmas en forma aleatoria a las tres fechas de muestreo, estas constituyeron experimentos individuales, de manera que se tenían tres experimentos (coincidentes con las tres fechas de evaluación), con los mismos tratamientos y el mismo diseño experimental (DBCA).

Las medias de tratamientos se compararon mediante contrastes: suelo 1 (con PC: tratamiento 1) vs suelo 2 (baja incidencia de PC: tratamiento 4), suelo 1 + fertilizante químico (tratamiento 2) vs suelo 1 (tratamiento 1) y suelo 1 + compost (tratamiento 3) vs suelo 1 (tratamiento 1).

Los resultados del análisis químico de los suelos y el compost utilizados como sustrato o complemento del sustrato con que se rellenaron los sacos, aparecen en el cuadro 2 y el cuadro 3. La lluvia acumulada por mes durante el periodo de cada muestreo se detalla en la figura 1.

Resultados y Discusión

Las observaciones se iniciaron durante el periodo menos lluvioso del año y finalizaron cuando las lluvias ya se habían establecido. Durante el periodo de menor humedad se registraron 232 milímetros en cuatro meses (Fig. 1).

Durante el periodo experimental se observó la tendencia de un incremento gradual en la cantidad total de raíces; excepto en el tratamiento con el suelo en donde la incidencia de la PC fue baja, y en el cual el incremento observado fue variable, notándose una disminución en el contenido de raíces en el segundo muestreo. En éste sentido, la tasa de mayor incremento en materia seca de raíces totales correspondió al tratamiento con el suelo 1 (alta incidencia de PC) enmendado con compost ( Fig. 2-C), aunque no hubo diferencias estadísticas significativas.

La variación en la cantidad de raíces primarias y secundarias fue errática ( Fig. 2-A). En el caso del tratamiento con el suelo 1, se observó una tendencia a un aumento constante en la cantidad de raíces gruesas conforme pasó el tiempo. No obstante, cuando este suelo fue enmendado con compost o fertilizante químico, se encontró una disminución en la cantidad de este tipo de raíces durante el segundo muestreo; lo cual también ocurrió en el suelo 2 (baja incidencia de PC). Durante el tercer muestreo la situación cambió, y se determinó un aumento importante en la producción de raíces gruesas, especialmente en el tratamiento con el suelo 1 enmendado con compost.

Los resultados erráticos encontrados con el desarrollo del sistema radical grueso pueden deberse a una variación estacional causada por el inicio de la temporada de lluvias, y no a una respuesta a los tratamientos (Hartley 1977, Ruer 1967, Alvarado y Sterling 1993).

La respuesta del sistema radical fino (raíces IIl y lV) fue un poco más constante en el tiempo ( Fig. 2-B), aunque no hubo diferencias estadísticas significativas. En todos los tratamientos se observó la tendencia a un incremento de estas raíces con el tiempo. La mayor tasa de incremento ocurrió a los seis meses, en donde el tratamiento con el suelo 1 (alta PC) enmendado con compost presentó en promedio la mayor cantidad de raíces, seguido por los tratamientos cuatro (suelo 2: baja incidencia) y dos (suelo 1 + fertilizante químico). En general, este último tratamiento presentó en los diferentes muestreos, los valores menores de materia seca, tanto de raíces gruesas como finas.

Fue aparente que la enmienda del suelo 1 (alto PC) con el fertilizante químico promovió inicialmente un mejor crecimiento del sistema radical fino (mayor lre), pero este efecto no fue duradero ( Fig. 3). En el resto de los tratamientos la lre fue similar. No obstante, durante el segundo muestreo, los valores de lre cayeron en este tratamiento. Al finalizar el experimento (tercer muestreo a los seis meses de iniciado), la mayor lre fue para el tratamiento con el suelo uno sin enmendar).

El efecto estimulante sobre el sistema radical del fertilizante químico fue relativamente de poca duración, y luego la masa radical disminuyó, por lo que pareció reajustarse a las condiciones nutricionales naturales del suelo dentro de los sacos de muestreo. Esta respuesta ha sido descrita en otros cultivos, en donde, cuando un sustrato es nutricionalmente variable, la planta invertirá menos recursos en la formación de nuevas raíces en las áreas más ricas; pues la mayor concentración de nutrientes le permitirá obtener lo que necesita con una menor masa radical (Van Noordwijk et al. 1996).

En palma aceitera se ha observado que, aunque el sistema radical es fuertemente influenciado por el clima, puede ocurrir que las raíces finas respondan con un crecimiento "instantáneo" hacia algún sitio en particular (Jourdan y Rey 1997). Sin embargo, la vida media de estas raíces puede ser muy corta, lo que implica un desgaste energético para la planta. Los autores anteriores encontraron que las raíces de tipo cuaternario presentaron una vida media de tres a cuatro semanas y se separaban de la raíz terciaria que las soportaba un mes después de muertas. Lo anterior implica que un lapso de dos meses podría ser muy prolongado para observar el efecto de un tratamiento; si lo deseado es cuantificar las raíces cuaternarias.

El mayor crecimiento de raíces en sitios con mejores condiciones (mayor fertilidad por ejemplo) se conoce como crecimiento en parches, en el cual las raíces absorbentes responden a la riqueza nutricional de un sitio con la producción de raíces finas, en procura de capturar los nutrimentos temporalmente disponibles.(Arnone 1997, Charlton 1997). Ruer (1967) utilizando fósforo marcado, encontró evidencia de que las raíces finas son las encargadas de la absorción de éste elemento.

El efecto del tratamiento con compost fue más duradero debido quizás al comportamiento del compost como un fertilizante de lenta liberación; cualidad que le otorgan sus componentes de más lenta degradación, y la capacidad de acomplejar parte de sus elementos nutricionales. La planta podría entonces mantener por más tiempo las raíces viables, dado que el sustrato en el cual se desarrollaron permanece brindándoles recursos (Grime et al. 1991). Esto podría explicar el porqué aún seis meses después de colocado el tratamiento, se observó un efecto del mismo. Durante la última fecha, el valor de la lre fue aproximadamente 35% menor con respecto a la primera evaluación ( Fig. 4).

Las diferencias en la cantidad de raíces entre tratamientos, aunque aparentemente bastante evidentes, no fueron significativas, ya que la variabilidad en la cantidad de raíces entre plantas y tratamientos fue muy grande; lo cual es normal para esta variable, en donde es común encontrar una variabilidad mayor a 20%. No obstante, la utilización de cada planta como un bloque o repetición ayudó a reducir esta variabilidad.

En forma complementaria se corrió un análisis de regresión entre el peso en gramos de la muestra de raíces y la longitud de éstas en milímetros, encontrándose un modelo lineal con valor de R² de 0,76 y una probabilidad < 0,01 para la familia de datos del ámbito de muestras entre 0 y 7 gramos ( Fig. 5).

Conclusiones

Es importante definir los beneficios netos para la planta, en términos de productividad, de la estimulación en la formación de nuevas raíces como respuesta temporal a la fertilización química (aumento de poca duración en la cantidad de nuevas raíces) vs la respuesta a mediano y largo plazo que parece lograrse con la aplicación de compost. En esta misma línea de pensamiento, se debe evaluar la capacidad de la planta para regenerar su sistema radical después de eventos fuertes como el estrés hídrico causado ya sea por exceso o falta de agua, la alternancia en condiciones hídricas extremas, anoxia e impedimento físico para el crecimiento.

La muestra de suelo tomada en el sitio en donde la incidencia de la pudrición de cogollo era mayor, aparentemente no tenía ninguna característica particular intrínseca que impidiera el mejoramiento de su fertilidad y condiciones físicas mediante enmiendas, tendientes a mejorar la cantidad y calidad del sistema radical y con ello ayudar a reducir la incidencia y severidad de este desorden.

La determinación de la lre en muestras de raíces finas de palma es tediosa y consume mucho tiempo y se requiere de equipo especial para ello, así como de personal entrenado para ese fin. Se determinó que un modelo lineal de regresión permitía estimar el valor de lre a partir del peso seco en gramos de una muestra. Este procedimiento facilita el análisis e interpretación de datos obtenidos de experimentos en donde se contemplen éste tipo de variables.

Literatura

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