La dosificación de agua y nutrientes en el melocotón tardío de Calanda: una cuestión complicada

Autores:

R. Isla1, J.M. Mirás–Avalos1, E.T. Medina1, E. Castrillo1, M. Soler2, F. Camuñas2, J.M. Alonso1

(1) Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA). Zaragoza.
(2) Centro de Transferencia Agroalimentaria (CTA). Gobierno de Aragón.

RESUMEN

En el marco de una fruticultura sostenible se debe optimizar el uso de recursos, en especial el agua y los fertilizantes. En este estudio se evaluó la influencia de cuatro volúmenes de riego combinados con tres dosis de abonado nitrogenado sobre la respuesta vegeto–productiva y la calidad del fruto de melocotonero de Calanda (Aragón) durante cinco años. Se observó que los tratamientos aplicados afectaron en mayor medida al crecimiento vegetativo de los árboles y, en menor grado, a la producción. No se detectaron efectos de los tratamientos sobre los parámetros de calidad del fruto, ni sobre la incidencia de mancha vitrescente. Estos resultados sugieren que reducir las dosis de agua y fertilizante aplicadas puede ser una práctica viable a medio plazo para el manejo del melocotonero en la zona de estudio.

Palabras clave: Abonado, Aragón, Calidad del fruto, Riego deficitario.

ABSTRACT

Irrigation and nutrient management in Calanda late–peach orchards: a challenging issue. In the context of sustainable fruticulture, the use of resources must be optimized, especially in the case of water and fertilizers. In the current study, the effects of four irrigation amounts combined with three nitrogen fertilization doses on the vegetative–yield performance and fruit quality of Calanda peach trees (Aragón) were assessed over five years. The applied treatments affected, mainly, to tree vegetative growth, while yield was less affected. The effects of the treatments on the fruit quality parameters and on the incidence of Vitrescent Dark Spot were not significant. These results suggest that reducing the applied amounts of water and fertilizer can be feasible in the medium term for managing peach trees in the study area.

Key words: Fertilization, Aragón, Fruit quality, Deficit irrigation.

El melocotonero (Prunus persica L. Batsch) es uno de los frutales más extendidos en el mundo y el segundo en producción total por detrás del manzano. España es uno de los primeros productores mundiales de melocotón. En las 80.310 hectáreas (ha) dedicadas a este cultivo en 2018 se produjeron 1.443.777 toneladas (MAPA, 2020). El 95% de la superficie dedicada a este frutal se encuentra en regadío. Aragón es la Comunidad Autónoma con mayor superficie dedicada a este cultivo con 20.624 ha, de las que se obtiene el 29,8% de la producción nacional (MAPA, 2020). En Aragón, además, se produce y comercializa, el melocotón con maduración más tardía de España, el melocotón amarillo tardío del Bajo Aragón, comercializado desde mediados de septiembre hasta mediados de noviembre, el único tipo de melocotón amparado por una Denominación de Origen Protegida, el “Melocotón de Calanda”. La calidad de los frutos del Melocotón de Calanda se debe tanto a las características del material vegetal, como al manejo realizado, basado en la producción sobre árboles formados en vaso, un exigente aclareo de frutos, se retiran hasta el 70% de los frutos cuajados para obtener frutos de gran calibre, y el embolsado posterior de los frutos para prevenir la picadura de mosca mediterránea (Ceratitis capitata W.) y preservar la superficie de los frutos del contacto directo de los productos fitosanitarios y así proporcionar una impecable presencia exterior. En el melocotonero, como en el resto de frutales, la disponibilidad de agua y nutrientes a lo largo del ciclo vegetativo condiciona en gran medida la cantidad y la calidad de la producción. Actualmente, el sistema productivo tradicional del Melocotón de Calanda está dando paso a un sistema productivo altamente tecnificado. Esta transformación del cultivo está siendo posible en gran parte gracias una herramienta fundamental como es la fertirrigación, que permite optimizar el uso del agua y de los nutrientes de una forma racional y sostenible ambientalmente.

En la actualidad, la presión sobre los recursos hídricos está aumentando debido a la competencia por el agua entre los distintos usuarios, lo que conlleva una necesidad urgente de desarrollar técnicas de gestión del riego que permitan optimizar la producción del cultivo en la agricultura de regadío, que supone el 70–80% del consumo de agua total en zonas áridas y semi–áridas (Fereres y Soriano, 2007). La reducción del volumen de agua aplicado durante determinados períodos del año podría mejorar la eficiencia en el uso del agua, controlar el desarrollo vegetativo con nulo o escaso impacto sobre la producción (Girona et al., 2003).

En la mayoría de las investigaciones sobre la respuesta del melocotonero al riego deficitario, la restricción de agua se aplicó durante las Etapas I y II del desarrollo del fruto (Figura 1), así como en post–cosecha, mientras que el riego al 100% de las necesidades del cultivo se aplicó durante la Etapa III porque el riego deficitario en esta fase puede ocasionar una reducción de la producción debido a menores pesos de frutos (Abrisqueta et al., 2010; Ghrab et al., 2013). Estas investigaciones han sido realizadas sobre variedades de maduración temprana o media y no en extra tardías como el Melocotón de Calanda. Por otra parte, las condiciones ambientales y las características de los suelos y de las variedades de melocotonero empleadas en estas investigaciones han provocado que los resultados y conclusiones sean de relevancia local (Girona et al., 2005; MirásAvalos et al., 2016). Asimismo, los efectos combinados que produce un determinado nivel de riego con una dosis determinada de fertilizante no se han investigado.

Figura 1. Etapas de crecimiento del fruto del melocotón (Reginato Meza et al., 2011).

Por otra parte, y a pesar de la importancia del cultivo del melocotonero en Aragón, existe poca información dedicada al manejo del riego (Faci et al., 2014) y del fertirriego en esta región. También resulta relevante evaluar el efecto del riego y la fertilización nitrogenada en la incidencia de mancha vitrescente, una fisiopatía asociada a carencia de calcio en los frutos (Val y Fernandez, 2011), ya que representa un problema en dicho tipo de melocotón tardío debido a la fuerte depreciación que provoca su aparición. En este contexto, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de distintas dosis de agua de riego y de fertilizante nitrogenado sobre la producción y calidad del fruto de melocotón de Calanda.

Material y métodos

Descripción de la finca de estudio

El ensayo se llevó a cabo entre los años 2013 y 2017 en una parcela de la finca experimental gestionada por el Departamento de Agricultura (Gobierno de Aragón), localizada en Alcañiz, Teruel (41º 03’ 28.6’’ N, 0º 08’ 33.4’’ O). El material vegetal consiste en melocotoneros de la variedad ‘Jesca’ injertada sobre patrón ‘Cadaman’ plantados en 2009 a un marco de 6 m entre calles y 5 m entre árboles. Se han empleado 9 filas con 22 árboles cada una (198 árboles).

El suelo de la parcela de ensayo es de textura franco arcillosa, (25% arena, 42% limo y 31% arcilla) y es muy homogéneo en todo el perfil del suelo. La materia orgánica (MO), presenta valores normales–altos, descendiendo en profundidad, con un valor medio de 1,5% en los primeros 90 cm. El pH es básico (8,3) y los contenidos de P (18,2 ppm) y K (340,8 ppm) son elevados. Los valores de humedad del suelo a capacidad de campo (CC=33%), punto de marchitez (PM=16%) y agua útil (AU=17%) son típicos de un suelo franco arcilloso.

El clima de la zona es mediterráneo semi–árido, con precipitación y evapotranspiración potencial anual de 310 mm y 1.269 mm, respectivamente (datos recogidos entre 2004 y 2012 en la estación meteorológica de Alcañiz).

Diseño experimental (manejo del riego y del fertilizante)

Se plantearon 4 tratamientos de riego combinados con 3 dosis de fertilizante nitrogenado (si bien, la modificación de las dosis de este nutriente también altera las de potasio y fósforo). Los niveles de riego considerados fueron 60%, 80%, 100% y 125% de las necesidades hídricas netas del melocotón (NHn), calculadas semanalmente con datos de necesidades hídricas del cultivo proporcionados por la web de la Oficina del Regante (SARGA, Gobierno de Aragón; http://oficinaregante.aragon.es/). La dosis de riego en el tratamiento control (R100) se estimó utilizando la metodología FAO (Allen et al., 1998), obteniendo las necesidades hídricas netas a partir de la Oficina del Regante. A lo largo del ensayo el porcentaje de suelo sombreado máximo osciló entre 30 y 50%, por lo que se ajustó el coeficiente de cultivo máximo entre 0,6 y 0,94; dependiendo de los años. Se consideró una eficiencia del riego del 95%.

Las distintas dotaciones de riego se aplicaron modificando el número y caudal unitario de los goteros asignados a cada árbol en los distintos tratamientos (Cuadro 1, Figura 2). De esta forma la duración de los eventos de riego fue la misma en todos los sectores, obteniéndose distintas dosis mediante la instalación de goteros de distintos caudales (2, 4 y 8,5 L/h).

Cuadro 1. Número y caudal unitario de los goteros en cada uno de los 4 tratamientos de riego.

Figura 2. Disposición de los distintos goteros en los 4 tratamientos de riego.

Adicionalmente, se aplicaron 3 niveles de fertilizante (complejo N–P–K) de forma que cada uno de los tratamientos se corresponde con el 60% (N60), 80% (N80) y 100% (N100) de las necesidades teóricas de nitrógeno del melocotonero. La cantidad a aplicar en el tratamiento control (N100) se obtuvo cada año mediante una estimación temprana de la producción esperada y considerando un factor de extracción de 4,8 kg N por cada tonelada de producción de fruta. Se calcularon dosis de aplicación semanales teniendo en cuenta 4 fases del cultivo (brotación, endurecimiento del hueso, maduración y post–cosecha) con diferentes necesidades de N. La aplicación semanal del fertilizante se fraccionaba en dos días. La cantidad de fertilizante a aplicar en cada tratamiento se disolvió en un tanque de 100 L de agua, inyectándose en el riego diario de forma que posteriormente a la aplicación se regaba durante el tiempo suficiente para lavar las tuberías. Señalar que los 3 tratamientos de fertilizante difieren en N, P, y K, ya que en cada una de las distintas fases se deseaba mantener la misma proporción de los distintos macronutrientes en los 3 tratamientos. Por ello, si bien se hace referencia en las tablas a tratamientos de nitrógeno (N60, N80, N100), se trata de distintas dosis de N–P–K.

Por tanto, el experimento consistió en la interacción de dos factores: el nivel de riego aplicado (R60, R80, R100, R125) y la dosis de fertilizante (N60, N80, N100). La combinación de estos dos factores dio lugar a 12 tratamientos con diferentes dosis de fertilizante recibido por árbol en función de la cantidad de riego aplicada. No se trataba estrictamente de un diseño factorial ya que el fertilizante se aplicaba con el agua de riego, por lo que, para un mismo tratamiento de fertilización, la dosis aplicada de fertilizante varió según el nivel de riego.

Se consideraron 4 repeticiones por cada tratamiento, y cada parcela elemental estaba formada por 3 árboles. El número total de árboles usados en el ensayo fue de 144.

Medidas realizadas

El volumen de riego se midió empleando tres contadores volumétricos, uno por cada sector de riego. La dosis de fertilizante nitrogenado inyectado en el riego se registró en el cuaderno de campo.

Como estimación del crecimiento vegetativo de los árboles, se midió, con una cinta métrica, el perímetro de tronco (cm) en la base de cada árbol al inicio del ensayo y tras la cosecha de cada año. A partir de dicho valor se calculó la sección del tronco y el crecimiento relativo de cada árbol: [(Sección final–Sección inicial)*100]/Sección inicial.

En los años 2014 y 2015, mensualmente entre junio y septiembre, se determinó el estado hídrico del melocotonero a través del potencial hídrico de tallo a mediodía solar empleando una cámara de presión. Estas determinaciones se llevaron a cabo sobre 4 hojas de cada uno de los 16 árboles de la fila central del tratamiento N100.

El rendimiento productivo del melocotonero se determinó mediante la recolección de cada árbol en 2 pasadas, siguiendo el procedimiento habitual en el cosechado del melocotón de Calanda. Se obtuvo la producción de fruta recolectada (kg/árbol), número de frutos y peso medio del fruto.

En cada árbol se tomó una muestra de 10 frutos para determinar parámetros físico–químicos en fruto y en zumo. En fruto se midió el peso del fruto, calibre y firmeza de pulpa. Sobre el zumo se midió el pH, la acidez y el contenido en sólidos solubles (ºBrix).

Dada la importancia, desde el punto de vista de la comercialización y de su conservación, en los años 2014 y 2015 se realizó una evaluación visual de mancha vitrescente, una fisiopatía asociada al metabolismo del calcio, que aparece con cierta frecuencia en los frutos de melocotón tardío produciendo su depreciación (Figura 3). Para ello, se evaluó la incidencia sobre un total de 27 árboles, tres árboles en cada uno de los tratamientos de riego R60, R100 y R125 y para todas las dosis de nitrógeno. Tras la cosecha se guardaron entre 15 y 30 frutos/árbol en cámara frigorífica a 4ºC y se evaluó el porcentaje de frutos afectados por mancha vitrescente 20 días después de cosecha.

Figura 3. Frutos con y sin piel con mancha vitrescente tras 20 días en cámara frigorífica.

Análisis estadístico

Los parámetros determinados en campo y laboratorio se sometieron a un análisis de varianza de dos vías. Se consideraron el tratamiento de riego, la dosis de fertilizante y su interacción como factores. En caso de detectarse diferencias significativas entre tratamientos, las medias se separaron empleado un test de Tukey (p–valor < 0,05). Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software R, versión 4.0.5 (R CORE TEAM, 2021).

Resultados y discusión

Condiciones meteorológicas, dosis de riego y fertilizante

Durante los años de estudio (2013–2017), la precipitación total anual varió entre 223 mm en 2017 y 493 mm en 2013; mientras que el valor de la evapotranspiración potencial fluctuó entre 1192 mm en 2013 y 1271 mm en 2016. Estas variaciones en las condiciones meteorológicas de cada año hicieron que los volúmenes de agua aplicados a cada tratamiento difirieran entre campañas. En promedio para los 5 años, los volúmenes de riego fueron 308, 430, 523 y 645 mm para los tratamientos R60, R80, R100 y R125, respectivamente. Las dosis de riego aplicadas a los tratamientos R60, R80 y R125 fueron, respectivamente, 59%, 82% y 123% con respecto a R100. Estas dosis son del mismo orden de magnitud que las aplicadas en estudios sobre el riego deficitario controlado de melocotonero desarrollados en la Región de Murcia y que arrojaron valores de 800 mm para un riego al 120% de las necesidades, mientras que se aplicaron alrededor de 250 mm para un riego deficitario (Mirás–Avalos et al., 2016). Además, son inferiores, en términos generales a las apuntadas para riegos deficitarios en otra variedad de Melocotón de Calanda (Faci et al., 2014).

En la Figura 4 se muestran los valores anuales promedio de las dosis de fertilizante nitrogenado aplicadas a cada uno de los tratamientos considerados en este estudio. Se aprecia que el rango de dosis de N aplicadas fue amplio, variando entre 26,3 kg/ha y 92,3 kg/ha (Figura 4).

Figura 4. Dosis de fertilizante nitrogenado aplicado a cada uno de los tratamientos considerados en el presente estudio (datos promedio años 2013 a 2017).

Estado hídrico y crecimiento vegetativo

El potencial hídrico de tallo medido al mediodía solar ha permitido detectar diferencias significativas entre los tratamientos de riego (Figura 5), mostrando que los niveles de riego afectaron a la fisiología de los árboles. Si bien los valores de este indicador del estado hídrico variaron entre años, los árboles sometidos al tratamiento R60 presentaron potenciales significativamente más negativos que los del resto de tratamientos, como se pone de manifiesto en la Figura 5, correspondiente a 2014. Por otra parte, a finales de septiembre, no se observaron diferencias significativas en el potencial hídrico de tallo de los tratamientos R80 y R100 (Figura 5). De todos modos, los valores observados en este estudio fueron menos negativos que los presentados en otros trabajos sobre riego de melocotoneros (Mirás–Avalos et al., 2016) pero ligeramente más negativos a los observados en un estudio sobre otra variedad de Melocotón de Calanda (Faci et al., 2014). Los valores mínimos de potencial medidos en el presente trabajo fueron –1,01, –1,28, –1,39 y –1,66 MPa respectivamente para R125, R100, R80 y R60. Estos valores reflejan condiciones de ausencia de estrés hídrico en el caso de R125, un estrés hídrico ligero en el caso de R100 y R80, y un estrés moderado en el caso de R60.

Figura 5. Evolución del potencial hídrico de tallo a mediodía en melocotoneros sometidos a diferentes niveles de riego durante la campaña 2014. Los valores son promedios y desviaciones típicas de cuatro medidas para cada fecha. Las letras indican diferencias significativas entre tratamientos para una determinada fecha (p–valor < 0,05).

En cuanto al crecimiento vegetativo, al inicio del ensayo (2013) los árboles presentaban perímetros de tronco similares, independientemente del tratamiento al que habían sido asignados. Sin embargo, al final del ensayo (2017), la dosis de riego aplicada ejerció un efecto muy significativo en el crecimiento de la sección del tronco, tanto en términos absolutos como relativos (Figura 6). En términos absolutos, los árboles del tratamiento R125 presentaron el mayor crecimiento en sección del tronco y el menor fue observado en el tratamiento R60 (Figura 6). En términos relativos, no se observaron diferencias significativas entre R125 y R100, ni entre R100 y R80 (Figura 6). El incremento del crecimiento vegetativo de los melocotoneros a medida que se aumenta la dosis de riego coincide con estudios previos (Abrisqueta et al., 2010; Faci et al., 2014; MirásAvalos et al., 2016).

Figura 6. Crecimiento de la sección del tronco en términos absolutos y relativos en melocotoneros sometidos a diferentes niveles de riego entre 2013 y 2017. Los valores son promedios y errores estándar. Las letras indican diferencias significativas entre tratamientos (p–valor < 0,05).

Por el contrario, el efecto de la dosis de fertilizante aplicado no fue significativo en el caso del valor absoluto de crecimiento del tronco en sección, pero sí lo fue en términos relativos. En este caso, los árboles procedentes de las combinaciones R100 N100, R125 N60 y R125 N100 presentaron un mayor crecimiento relativo que los de las combinaciones R60 N60, R60 N80 y R80 N80.

Se ha detectado una correlación significativa entre la dosis de N total aplicada durante el ensayo y el crecimiento relativo anual de los árboles (Figura 7). Asimismo, existe una tendencia a la reducción de producción a medida que se incrementa la dosis de nitrógeno (Figura 7).

Figura 7. Relaciones entre el crecimiento relativo anual del tronco (izquierda) y la producción (derecha) con la dosis de fertilizante nitrogenado aplicada anualmente a melocotoneros sometidos a diferentes niveles de riego entre 2013 y 2017.

Producción

Para el conjunto de datos 2013–2017, tanto el riego como la fertilización han ejercido un efecto significativo sobre los componentes del rendimiento (Cuadro 2). Así, el número de frutos fue significativamente menor en los tratamientos R60 N100, R80 N100, R125 N60 y R125 N100, que en los tratamientos R60 N80, R80 N80 y R100 N80. Esto se ha visto reflejado en la producción obtenida (Cuadro 2). De hecho, a pesar de existir ligeras diferencias entre tratamientos en el peso medio del fruto, las diferencias en producción se deben al número de frutos por árbol existentes en cada tratamiento; lo que contrasta con el menor peso de frutos observado bajo riego deficitario sostenido en un ensayo anterior sobre otra variedad de Melocotón de Calanda (Faci et al., 2014).

La Figura 8 muestra una clara tendencia a la disminución de la producción a medida que se incrementa el crecimiento relativo anual del tronco de los melocotoneros. El coeficiente de regresión no es muy elevado, pero muestra una correlación negativa entre ambas variables y es significativo al 5%. Esto sugiere que la excesiva disponibilidad de agua y nutrientes en algunos tratamientos favorece el crecimiento vegetativo de los árboles frente a su rendimiento productivo.

Cuadro 2. Componentes de la producción en función del tratamiento de riego y de fertilización. Los valores son medias para el período 2013–2017. Letras diferentes en cada columna indican significancia estadística entre tratamientos.

Figura 8. Relación entre el crecimiento relativo anual del tronco con la producción en melocotoneros sometidos a diferentes niveles de riego y dosis de fertilizante nitrogenado entre 2013 y 2017.

Calidad física y química del fruto

El nivel de riego ha ejercido un efecto significativo sobre el peso y el calibre del fruto, pero no sobre su firmeza. Sin embargo, la dosis de fertilizante nitrogenado aplicada influyó de manera significativa sobre estos tres parámetros. En promedio, los frutos procedentes de los tratamientos R60 N80, R60 N100 y R80 N80 presentaron un menor peso y, consecuentemente, un menor calibre (Cuadro 3). Los frutos del tratamiento R60 N80 presentaron menor firmeza que los del tratamiento R80 N100, mientras que los frutos del resto de tratamientos presentaron valores de firmeza intermedios (Cuadro 3). Sin embargo, no se observa esa clara tendencia a menor peso y firmeza de frutos al emplear riego deficitario sostenido como se relata para otra variedad de Melocotón de Calanda (Faci et al., 2014).

A pesar de la amplia gama de dosis de N aplicadas, así como de los niveles de riego considerados, en el presente trabajo, no se observaron diferencias significativas entre tratamientos para los parámetros de calidad del zumo (Cuadro 4). Estos resultados contrastan con los obtenidos en otros estudios y que muestran que el empleo de un riego deficitario incrementa la concentración de sólidos solubles en el fruto y reduce su acidez (Faci et al., 2014; Mirás–Avalos et al., 2016).

Cuadro 3. Peso, calibre y firmeza del fruto en función del tratamiento de riego y de fertilización. Los valores son medias para el período 2013–2015. Letras diferentes en cada columna indican significancia estadística entre tratamientos.

Cuadro 4. Parámetros de calidad del fruto (contenido en sólidos solubles, pH, acidez, concentraciones de ácidos málico, tartárico y cítrico) en función del tratamiento de riego y fertilización. Los valores son medias para el período 2013–2015.

Mancha vitrescente

La Figura 9 muestra el porcentaje final de frutos afectados por mancha vitrescente en ambos años y en los distintos tratamientos. La incidencia de dicha fisiopatía fue elevada en 2014 (29%) y relativamente baja, aunque apreciable, en 2015 (8%). Sin embargo, los tratamientos de riego y nitrógeno no tuvieron un efecto significativo (p>0,05) en la aparición de la mancha vitrescente en ninguno de los dos años estudiados. Hay que señalar que, en ambos años, en el momento de la cosecha la incidencia de mancha vitrescente aparente fue mucho menor, apareciendo el problema días después de la recolección. Tampoco se encontró una correlación entre las dosis de riego o nitrógeno y el porcentaje de frutos afectados.

Figura 9. Efecto de los tratamientos de riego y fertilización nitrogenada sobre la incidencia de mancha vitrescente en 2014 y 2015. La barra vertical indica el error estándar (n=3).

Conclusiones

Los principales efectos de las diferentes dosis de fertilizante nitrogenado y de volúmenes de riego aplicados en este estudio se manifestaron a través de una reducción del crecimiento vegetativo de los melocotoneros, mientras que la producción y la calidad del fruto no mostraron una tendencia clara. La restricción del crecimiento vegetativo a bajas dosis de riego y nitrógeno puede ser de interés debido al menor coste esperado para las operaciones de poda (se reduce el tiempo de trabajo). Por otra parte, la producción parece haberse mantenido a pesar de la gran variabilidad entre dosis de riego y fertilizante aplicadas lo que, junto con el mantenimiento de la calidad del fruto, sugiere que, bajo las condiciones del presente trabajo, reducir los “inputs” es una práctica viable a medio plazo.

Agradecimientos

A todo el personal de campo y laboratorio de los Dptos. de Suelos y Riegos y Horto–fruticultura (CITA) que han colaborado en el ensayo. Al personal de la finca experimental de Alcañiz por su apoyo y mantenimiento de la plantación. Proyecto “Melocotón de Calanda: Mejora del material vegetal, la tecnología de la producción, la calidad del fruto y la tecnología post–cosecha”, financiado por el Fondo de Inversión de Teruel (FITE) durante el período 2013–2017.

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