DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y DE LA AGRICULTURA

CARRERA DE INGENIERA AGROPECUARIA

TESIS PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE

INGENIERO AGROPECUARIO

TEMA: RESPUESTA DEL FRJOL, VARIEDAD ROJO DEL VALLE, A LA FERTILIZACIN NITROGENADA Y POTSICA

EN LATACUNGA, ECUADOR

AUTOR: GUEVARA PEAHERRERA, RAL FERNANDO

DIRECTOR: ING. LANDZURI, PABLO A. CODIRECTOR: ING. PADILLA, FLAVIO G.

SANGOLQU

2015

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CERTIFICACIN

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AUTORA DE RESPONSABILIDAD

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AUTORIZACIN

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DEDICATORIA

A mi madre por su amor y apoyo incondicional, A mi padre por su apoyo en el transcurso de la Carrera,

A mi hermana por cada momento compartido, A mis tas Ins y Soraya, por convertirse en una madre ms,

A mis abuelos por demostrarme su cario con cada detalle, y A Gabriela por estar siempre conmigo y compartir sueos juntos.

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AGRADECIMIENTO A Dios por darme la oportunidad de tener una vida hermosa, una familia, y haber estudiado en esta prestigiosa Universidad. A la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, por haberme acogido durante este tiempo y darme la mejor educacin. A mis queridos profesores de la Carrera de Ingeniera Agropecuaria, por su perseverancia para desarrollar jvenes con slidos conocimientos y valores humanos. A Jos L. Pantoja, Ph.D. por su apoyo en el desarrollo de esta tesis y por ensearme la actitud de un verdadero maestro. Al Ing. Pablo A. Landzuri e Ing. Flavio G. Padilla, por ser gua y apoyo durante el proyecto de tesis. Al Ing. Norman A. Soria e Ing. lvaro B. Ypez, por cada sugerencia para mejorar la propuesta de investigacin.

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NDICE DE CONTENIDO CERTIFICACIN ....................................................................................................... ii AUTORA DE RESPONSABILIDAD ..................................................................... iii AUTORIZACIN ...................................................................................................... iv DEDICATORIA .......................................................................................................... v AGRADECIMIENTO ................................................................................................ vi NDICE DE CONTENIDO ....................................................................................... vii RESUMEN .............................................................................................................. xiii ABSTRACT .............................................................................................................. xiv CAPTULO I INTRODUCCIN ..................................................................................................... 15 1.1 Objetivos ....................................................................................................... 17 1.1.1 General .......................................................................................................... 17 1.1.2 Especficos .................................................................................................... 17 1.2 Hiptesis ....................................................................................................... 17 CAPTULO II REVISIN DE LITERATURA ................................................................................. 18 2.1 Frjol ............................................................................................................. 18 2.1.1 Taxonoma .................................................................................................... 18 2.1.2 Origen ........................................................................................................... 18 2.1.3 Preparacin del suelo .................................................................................... 18 2.1.4 Siembra ......................................................................................................... 18 2.1.5 Labores culturales ......................................................................................... 19 2.1.5.1 Riego ............................................................................................................. 19 2.1.5.2 Aporque y control de malezas ...................................................................... 19 2.1.5.3 Control fitosanitario ...................................................................................... 19 2.1.6 Fertilizacin .................................................................................................. 21 2.1.6.1 poca y forma de aplicacin de fertilizantes ................................................ 21 2.1.6.2 Nitrgeno ...................................................................................................... 21 2.1.6.3 Fijacin biolgica de nitrgeno .................................................................... 22 2.1.6.4 Potasio .......................................................................................................... 23 2.1.6.5 Otros nutrientes ............................................................................................. 23 2.1.7 Cosecha ......................................................................................................... 24 2.1.7.1 Manejo poscosecha del grano ....................................................................... 24

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CAPTULO III METODOLOGA ...................................................................................................... 25 3.1 Plan de ejecucin del proyecto ..................................................................... 25 3.2 Ubicacin del lugar de la investigacin ........................................................ 25 3.2.1 Ubicacin poltica ......................................................................................... 25 3.2.2 Ubicacin geogrfica .................................................................................... 25 3.2.3 Ubicacin ecolgica ..................................................................................... 25 3.2.4 Precipitacin y temperatura .......................................................................... 26 3.2.5 Anlisis inicial de suelo ................................................................................ 27 3.3 Materiales y mtodos .................................................................................... 29 3.3.1 Diseo experimental ..................................................................................... 29 3.3.2 Factores y tratamientos ................................................................................. 29 3.3.3 Caractersticas de la unidad experimental .................................................... 29 3.3.4 Variables evaluadas en el cultivo y metodologa de recoleccin de datos ... 29 3.3.4.1 Nmero de ndulos planta-1 y peso seco de ndulos .................................... 29 3.3.4.2 rea foliar ..................................................................................................... 30 3.3.4.3 Longitud de la planta .................................................................................... 30 3.3.4.4 Longitud y nmero de vaina planta-1, y nmero de granos vaina-1 .............. 30 3.3.4.5 Produccin de biomasa ................................................................................. 30 3.3.4.6 Produccin de grano ..................................................................................... 31 3.3.4.7 Contenido de protena ................................................................................... 31 3.3.4.8 Anlisis final de suelo ................................................................................... 31 3.3.5 Anlisis estadstico ....................................................................................... 31 3.3.6 Anlisis econmico ....................................................................................... 33 3.3.7 Mtodos especficos de manejo del sitio experimental ................................ 33 CAPTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIN ............................................................................... 35 4.1 Nmero de ndulos planta-1 y peso seco de ndulos .................................... 35 4.2 rea foliar ..................................................................................................... 36 4.3 Longitud de la planta .................................................................................... 37 4.4 Longitud y nmero de vaina planta-1, y nmero de granos vaina-1 .............. 37 4.5 Produccin de biomasa ................................................................................. 38 4.6 Produccin de grano ..................................................................................... 40 4.7 Respuesta a la fertilizacin nitrogenada ....................................................... 41

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4.8 Contenido de protena ................................................................................... 43 4.9 Anlisis final del suelo ................................................................................. 44 4.10 Costo beneficio-1 ........................................................................................... 48 CAPTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 49 5.1 Conclusiones ................................................................................................. 49 5.2 Recomendaciones ......................................................................................... 49 5.3 Bibliografa ................................................................................................... 50

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NDICE DE TABLAS

Tabla 1 Principales plagas del frjol en el Ecuador. ............................................... 20Tabla 2 Principales enfermedades del frjol en el Ecuador. ................................... 20Tabla 3 Anlisis de suelo previo al establecimiento del frjol, var. Rojo

del Valle. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014. ....... 28Tabla 4 Esquema del anlisis de varianza para las variables evaluadas ................. 32Tabla 5 rea foliar, longitud de planta, y longitud de vaina del frjol, var.

Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014 - 2015. ............................................................................................... 39

Tabla 6 Vainas planta-1, granos vaina-1, y produccin de biomasa den frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014 - 2015. ............................................................................................... 40

Tabla 7 Anlisis de varianza (ANDEVA) para evaluar la produccin de grano y su contenido de protena en el frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014 - 2015. ............................ 42

Tabla 8 Anlisis de suelo durante la cosecha del frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. ....................................... 46

Tabla 9 Correlacin entre las propiedades qumicas del suelo al terminar la investigacin de fertilizacin nitrogenada y potsica en frjol, var. Rojo del Valle. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. .......................................................................... 47

Tabla 10 Relacin costo beneficio-1 (US$ ha-1) en la produccin de frjol, var. Rojo del Valle. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. ........................................................................................... 48

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NDICE DE FIGURAS

Figura 1 Datos climatolgicos del sitio experimental en Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador durante el ciclo de cultivo del frjol, var. Rojo del Valle: a) precipitacin, y b) temperatura. Las flechas () indican la aplicacin de riego por gravedad durante el ciclo del cultivo debido a la limitada precipitacin en el sitio experimental. ............................................................................. 26

Figura 2 Respuesta de la produccin de grano de frjol, var. Rojo del Valle, a la fertilizacin nitrogenada. La lnea entrecortada indica la dosis ptima de N. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. ........................................................................................... 43

Figura 3 Contenido de protena en el grano de frjol, var. Rojo del Valle, con tres niveles de fertilizacin nitrogenada. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. ........................................................ 44

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ABREVIACIONES ANDEVA Anlisis de varianza DOF Dosis ptima de fertilizacin DON Dosis ptima de N FK Fertilizacin potsica FN Fertilizacin nitrogenada MO Materia orgnica PDOF Produccin con la dosis ptima de fertilizacin PDON Produccin con la dosis ptima de N

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RESUMEN

La produccin de frjol (Phaseolus vulgaris L.) es baja por la deficiente fertilizacin. Se evalu la respuesta del frjol, var. Rojo del Valle, a la fertilizacin nitrogenada (FN) con y sin fertilizacin potsica (FK), y la dosis ptima de N (DON). Esto se realiz en Latacunga, entre Sept. 2014 y Ene. 2015, con un diseo de parcelas divididas en un arreglo de bloques completos al azar (cuatro repeticiones), con FK (0 y 50 kg K ha-1) como parcela principal, y FN (0, 40, 80, 120, 160, y 200 kg N ha-1) como sub-parcela. Se us urea y muriato de K para los tratamientos. Muestras de grano de las parcelas con 0, 120, y 200 kg N ha-1 fueron analizadas para el contenido de protena. La produccin promedio fue 1.65 Mg ha-1, un valor alto en comparacin con el promedio nacional (0.28 Mg ha-1). Hubo una respuesta cuadrtica (P = 0.08) a la FN (P = 0.04). La DON fue 110 kg N ha-1 y la produccin con la DON fue 1.80 Mg ha-1. La FN afect el contenido de protena (P < 0.01), con incrementos de 1.7 y 0.8% con 120 o 200 kg N ha-1, en relacin a la no FN (24.9%). La FK no cambi la respuesta a la FN ni el nivel de produccin (P = 0.61), o el contenido de protena (P = 0.65). La FN aument la produccin y el contenido proteico del grano, lo que es importante para la cadena de valor del frjol. PALABRAS CLAVE: CONTENIDO DE PROTENA DOSIS PTIMA EFICIENCIA EN EL USO DE FERTILIZANTES FERTILIZACIN NITROGENADA REGRESIN

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ABSTRACT

Beans (Phaseolus vulgaris L.) yield is low in Ecuador due to poor fertilization. Beans, var. Rojo del Valle, response to nitrogen fertilization (FN), with and without K fertilization (FK), and the optimal N dose (DON) were evaluated. The research was established in Latacunga, between Sept. 2014 and Jan. 2015, with a split plot design in a complete randomized block design (four replicated), with FK (0 y 50 kg K ha-1) as main plot, and FN (0 to 200 kg N ha-1 in 40 kg increments) as sub-plot. Urea and K muriate were used for treatments. Grain samples of plots receiving 0, 120, y 200 kg N ha-1 were analyzed for protein content. The average yield was 1.65 Mg ha-1, which is higher than the national average (0.28 Mg ha-1). Grain yield showed a quadratic response (P = 0.08) to FN (P = 0.04). The DON was 110 kg N ha-1 and yield with the DON was 1.80 Mg ha-1. The FN had a positive effect on the protein content (P < 0.01), with increases of 1.7 and 0.8% when 120 or 200 kg N ha-1 was applied compared to no FN (24.9%). The FK did not changed the response to the FN or yield (P = 0.61), and protein content (P = 0.65). The FN increased crop yield and protein content in the grain, which is important to the beans value chain. KEYWORDS: EFFICIENT FERTILIZERS USE NITROGEN FERTILIZATION OPTIMAL DOSES PROTEIN CONTENT REGRESSION

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CAPTULO I INTRODUCCIN

El frjol (Phaseolus vulgaris L.) es importante para la alimentacin de millones

de personas a nivel mundial y el N es el nutriente que ms limita su produccin (Fageria et al., 2014). En Ecuador, el frjol es componente tradicional de los sistemas de produccin agrcola ya que se cultiva en asociacin, intercalado, en monocultivo, o en rotacin con otros cultivos (Peralta et al., 2010). Segn SINAGAP (2013) en Ecuador se siembran 65000 ha ao-1 de frjol, el 54% es para grano seco con una produccin promedio de 0.28 Mg ha-1. La provincia con ms produccin de frjol seco es Chimborazo (19%) con producciones de 0.49 Mg ha-1; mientras que Cotopaxi representa solo el 3% de la produccin nacional con un promedio de 0.17 Mg ha-1.

El N tiene un mayor efecto en el crecimiento, produccin, y calidad del frjol que cualquier otro nutriente (Ancn, 2011). En una investigacin de INTA y ATC (2009), la produccin de frjol se increment en 0.41 Mg ha-1 con la aplicacin de N, en comparacin con la no fertilizacin (1.45 y 1.04 Mg ha-1, respectivamente). En dicho trabajo, varios productores duplicaron la produccin con la aplicacin de N.

El INIAP (2001) menciona que los productores de frjol de Ecuador fertilizan el cultivo con 13, 26, y 4 kg ha-1 de N, P2O5, y K2O, respectivamente. Mientras que en Per los agricultores aplican dosis promedio de 80, 60, y 80 kg ha-1 de N, P2O5, y K2O, respectivamente (Ancn, 2011). En una encuesta realizada en la provincia de Cotopaxi se report que la produccin media de frjol de los agricultores que no usan fertilizantes es de 0.73 Mg ha-1 (Torres et al., 2013); mientras que una investigacin del INIAP (2001) concluye que los agricultores que aplican dosis bajas de fertilizante obtienen 1.14 Mg ha-1 de produccin; en cambio, Peralta et al. (2010) menciona que la produccin de frjol en la que se utiliza tecnologa INIAP (paquetes de fertilizacin y semilla certificada) permite obtener producciones de 1.50 - 2.00 Mg ha-1.

La baja produccin de frjol en Ecuador se debe a factores como: semilla de baja calidad, bajas densidades de siembra, plagas y enfermedades, mal uso de agroqumicos, y la nula o inadecuada aplicacin de fertilizantes por el desconocimiento de los agricultores en cuanto a los requerimientos del cultivo.

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En Ecuador se ha han realizado pocas evaluaciones de la dosis de N que permita mejorar la produccin de frjol porque se piensa que el frjol, al ser una leguminosa, fija N atmosfrico y no necesita N adicional. El inters de estudiar la fertilizacin nitrogenada (FN) es porque la aplicacin de N representa un costo importante para el sistema productivo, ms an cuando los agricultores no tienen informacin tcnica apropiada sobre el manejo de fertilizantes (Peralta et al., 2012). Por eso, en el pas faltan investigaciones que evalen la respuesta de los cultivos a la FN a fin de alcanzar los niveles de produccin esperados. La respuesta del cultivo a la FN depende del tipo y cantidad de fertilizante, clima y suelo, variedades y manejo del cultivo (Muchow, 1994). Las pocas evaluaciones sobre FN en frjol han sido pequeas y sus resultados se han generalizado para regiones extensas y con diferentes agro-climas. Adems, las conclusiones y recomendaciones han surgido de un anlisis de varianza (ANDEVA) que compara los tratamientos, pero un ANDEVA no determina de forma apropiada la respuesta del cultivo a la fertilizacin, ni la dosis ptima de fertilizacin (DOF) y la produccin que se puede alcanzar con esa DOF (PDOF).

La adecuada aplicacin de fertilizantes aumenta la produccin y la calidad del producto; adems, disminuye la incidencia de enfermedades y la contaminacin del medio ambiente (Stewart, 2007). Tambin, el manejo de fertilizantes que aportan N es importante por el costo ambiental que estos representan, pues el N puede perderse por lixiviacin, desnitrificacin, y volatilizacin durante el ciclo del cultivo, lo que genera contaminacin del suelo, agua, y aire (Perdomo y Barbazn, s.f).

En este contexto, este trabajo es importante porque se necesita desarrollar recomendaciones de fertilizacin para optimizar la aplicacin de N y cubrir las necesidades especficas del frjol en cada regin agroclimtica. Esto conlleva un uso ms eficiente de los fertilizantes que aportan N, mayor produccin, y menor impacto ambiental. Para evaluar la respuesta de un cultivo a la fertilizacin se puede utilizar un ANDEVA, pero es necesario complementar ese anlisis con otras tecnologas como el uso de modelos estadsticos o REGRESIONES (Cerrato y Blackmer, 1990). El uso de REGRESIONES permite determinar la DOF y la PDOF, algo que no es factible con un ANDEVA. Otra ventaja del uso de REGRESIONES es que permite incluir otras variables en la evaluacin de la respuesta de los cultivos a la fertilizacin, por ejemplo la aplicacin de otro nutriente. Por ello, en esta investigacin se incluy la fertilizacin

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potsica (FK), ya que en investigaciones previas indican que el K puede mejorar la respuesta del cultivo a la FN y la calidad del grano (Cummings and Wilcox, 1968).

La aplicacin de tecnologas i.e., REGRESIONES que permitan determinar la dosis que maximiza la produccin y la rentabilidad del sistema productivo, y a su vez reducen los problemas ambientales, debe ser una prctica de uso frecuente en las investigaciones de fertilizacin (Pagani et al., 2008). Al ser el N un nutriente cambiante en el sistema suelo-planta se necesita implementar estas tecnologas para evitar la sub- o sobre-fertilizacin, y optimizar el uso de fertilizantes que aportan N.

Para finalizar, este trabajo se encamina en los Obj. 7 y 10 del Plan Nacional del Buen Vivir de Ecuador, porque promueve el cuidado de la naturaleza a travs del uso eficiente de fertilizantes, y permite apoyar el cambio de la matriz productiva del pas al mejorar la produccin de frjol.

1.1 Objetivos 1.1.1 General

Evaluar la respuesta del frjol, var. Rojo del Valle, a la FN y FK en Belisario Quevedo, Latacunga, Ecuador.

1.1.2 Especficos Determinar la produccin mxima de frjol, var. Rojo del Valle, con FN, con

y sin FK. Determinar el nivel ptimo econmico de aplicacin de N (la DON) en la

produccin de frjol, en la var. Rojo del Valle. Evaluar si la FK altera la respuesta del frjol, var. Rojo del Valle, a la FN. Determinar si la FN y la FK afectan el contenido de protena del grano de frjol,

var. Rojo del Valle.

1.2 Hiptesis La FN aumenta la produccin del frjol, var. Rojo del Valle. La FK mejora la respuesta del frjol, var. Rojo del Valle, a la FN.

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CAPTULO II REVISIN DE LITERATURA

2.1 Frjol 2.1.1 Taxonoma

El frjol es el prototipo del gnero Phaseolus y su nombre cientfico es Phaseolus vulgaris L. Pertenece a la familia Fabaceae, subfamilia Papilionoidae, y se encuentra en el orden de los Rosales (Arias et al., 2007).

2.1.2 Origen

El frjol es originario de Mxico en Amrica del Norte, y algunas variedades tambin son originarias de Per y Chile en Amrica del Sur (Ros et al., 2003).

2.1.3 Preparacin del suelo

Peralta et al. (2010) recomienda diferentes procesos de preparacin dependiendo del tipo de suelo y la disponibilidad de recursos, por ejemplo: Rastra y surcado (tractor y animales): en suelos sueltos es suficiente con una o

dos pasadas de rastra. El surcado en reas bajo riego se hace con traccin animal y en funcin de la pendiente.

Arado, cruza y surcado: en suelos ms pesados siempre es necesario arar, cruzar y rastrar con tractor y el surcado con animales o tractor.

Labranza mnima o reducida, haciendo hoyos con espeque, pala o surcos superficiales. Tambin se puede usar herbicida previo a la labranza si la incidencia de malezas es alta.

2.1.4 Siembra Segn Peralta et al. (2010), la siembra del frjol en monocultivo se realiza en

poca diferente dependiendo de la localizacin del lugar de siembra (i.e., Feb.-Abr. y

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Sept.-Nov. (valles); Abr.-Jul. (laderas). La cantidad de semilla que se requiere va de 90 a 110 kg ha-1 para grano grande, y 50 kg ha-1 para grano pequeo (afro-andino). El espaciamiento entre surcos suele ser de 0.60 a 0.75 m, y el espaciamiento de siembra es de 0.25 a 0.30 m, con un promedio de 3 semillas por sitio.

2.1.5 Labores culturales 2.1.5.1 Riego

En promedio, el frjol requiere de 300 a 400 mm de agua durante todo el ciclo de cultivo, lo cual incluye riego y precipitacin (Rios et al., 2003). La demanda de agua es mayor durante la floracin y llenado de vainas (Hernndez, 2009).

2.1.5.2 Aporque y control de malezas

Durante el ciclo del frjol se necesita uno o dos aporques. Esta actividad, a ms de ayudar en el control de malezas y la incidencia de enfermedades y plagas, permite un mejor enraizamiento y crecimiento de la planta (Escoto, 2011). Esto es importante porque el frjol es muy susceptible a la competencia de malezas en los primeros 50 d de su ciclo (Lpez, 2004). Las malezas que ms afectan al frjol en Ecuador son: Amaranthus sp., Eragrostis sp., y Chenopodium sp. (Villacis et al., 1986). Por ello, a los agricultores se les recomienda hacer al menos un aporque en el periodo comprendido desde la primera hoja trifoliada hasta la prefloracin, pues de lo contrario puede existir una reduccin de hasta el 75% de la produccin (Hernndez, 2009). Se recomienda un aporque manual o control qumico de malezas de hoja ancha (en post-emergencia) con Fomesafen (Flex), 250 cm-3 ha-1, para evitar estos inconvenientes (Peralta et al., 2010).

2.1.5.3 Control fitosanitario

Mena y Vsquez (2010) mencionan que el control fitosanitario implica el reconocimiento de plagas y enfermedades en las zonas productoras, el conocimiento del ciclo biolgico de los insectos, bacterias, virus, y hongos dainos y benficos, los hospederos, la biologa, los hbitos, la ecologa, la distribucin y dinmica de las

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poblaciones, las pocas crticas de dao y su relacin con agentes abiticos y biticos. Segn estos autores, los mtodos ms comunes para el control fitosanitario son el control cultural, biolgico, qumico, y el uso de variedades resistentes. A continuacin se presentan las principales plagas y enfermedades del frjol en Ecuador (Peralta et al., 2010) (Tabla 1 y 2).

Tabla 1 Principales plagas del frjol en el Ecuador. Nombre comn Nombre cientfico Producto para el control Dosis Trozadores Agrotys sp. Deltametrina 400 mL ha-1 Mosca blanca B. tabasi Diafentiuron 1000 mL ha-1 Buprofezin 250 g ha-1 Lorito verde Empoasca kraemeri Dimetoato 200 mL ha-1 Imidacloprid 500 mL ha-1 Barrenador Epinotia aporema Clorpirifs 250 mL ha-1 Araita roja Tetranychus sp. Azufre 1 kg ha-1 Trips Thysanoptera: Thripidae Spinosad 100 a 150 mL ha-1

Tabla 2 Principales enfermedades del frjol en el Ecuador.

Nombre comn Nombre cientfico Producto para el control Dosis Roya Uromyces

appendiculatu Benomil 250 g ha-1

Bitertanol 200 a 250 mL ha-1 Antracnosis Colletotrichum lindemuthianu Benomil 250 g ha-1 Mancha angular Phaeoisariopsis griseola Clorotalonil 700 a 100 mL ha-1 Propineb 600 g ha-1

Bacteriosis comn Xanthomonas campestris pv.

Phaseoli CuOH 750 mL ha-1

Mancha de aceite Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola CuSO4.5H2O 750 mL ha-1 Mustia hilachosa Thanatephorus cucumeris Benomil 250 g ha-1

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2.1.6 Fertilizacin 2.1.6.1 poca y forma de aplicacin de fertilizantes

El mximo flujo de nutrientes del suelo hacia las races se produce en los primeros 20 d del ciclo del cultivo y luego decae de forma drstica, ya que la tasa de absorcin de N a los 30 d es 14% de la tasa a los 20 d, y a los 50 d es 5% (Yamada, 2003).

El frjol, al ser un cultivo de ciclo corto, requiere solo una aplicacin de fertilizante (excepto con el N), que por lo general se hace en la siembra. De esta manera se logra que los nutrientes estn disponibles para el cultivo cuando se inicie la etapa de mayor demanda (Arias et al., 2007). Con el N se recomienda fraccionar la aplicacin porque es un elemento de alta movilidad y solubilidad, y el frjol acumula las dos terceras partes o ms durante la floracin y formacin de vainas, por esto se debe aplicar el N antes del inicio de estas etapas (Cedano et al., 2000).

El frjol es sensible a las sales y el amonio de los fertilizantes. Esto es un problema cuando el fertilizante se coloca muy cerca de la semilla o la plntula, pues puede producir quemaduras (Franzen, 2013), en especial si no hay suficiente humedad en el suelo. Una aplicacin ideal consiste en colocar el fertilizante a 5 cm lejos de la semilla (alado y en profundidad) (Lpez, 2004). Para finalizar, la fertilizacin en bandas es ms eficiente que la aplicacin al voleo, en especial para los fertilizantes que contienen P porque este nutriente es no mvil en el suelo (Hergert y Schild, 2013).

2.1.6.2 Nitrgeno

Existen unos 84 millones de kg N ha-1 de atmsfera sobre la tierra, sin embargo, ese N no es disponible para los cultivos, por lo que el N atmosfrico debe fijarse al suelo y transformarse en NH4+ y/o NO3- mediante procesos microbiolgicos antes de que pueda ser absorbido por la planta (Dibb, 2002). El alto precio de los fertilizantes que aportan N y la concientizacin sobre la contribucin de la FN a la emisin de gases que producen el efecto invernadero (como el N2O) han incrementado el inters en evaluar la eficiencia en el uso de N con respecto a la respuesta de los cultivos a la FN (Chien et al., 2009). El mal manejo de la dosis, fuente, localizacin del fertilizante, poca de aplicacin, y la falta de balance con otros nutrientes esenciales pueden incrementar las prdidas de N (Snyder et al., 2008).

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El frjol fija gran parte del N que requiere para su desarrollo; sin embargo, el N adicional que la planta utiliza proviene del N residual, fertilizante nitrogenado, agua de riego, descomposicin de la materia orgnica (MO), o una combinacin de estas fuentes. De hecho, se estima que para obtener una produccin ptima de grano de frjol seco se necesita de 112 a 140 kg N ha-1 como fertilizante (Hergert y Schikd, 2013).

La fraccin disponible de N es baja en suelos andinos, y esto hace necesaria la FN en frjol, en especial en las etapas iniciales del cultivo (Portilla, 2012). Sin embargo, si la FN no se maneja de forma apropiada puede resultar en baja eficiencia en el uso del fertilizante y problemas ambientales relacionados con la lixiviacin y emisin de gases de N a la atmsfera; con el consecuente aumento de los costos de produccin.

La mineralizacin del N orgnico y la FN qumica aumentan el NH4+ y el NO3- en la solucin del suelo, que son esenciales para los cultivos. Estos compuestos son absorbidos por la planta mediante el flujo de masa (Portilla, 2012). Por ello, una adecuada fertilizacin permite lograr una disponibilidad ptima de NH4+ y NO3-.

2.1.6.3 Fijacin biolgica de nitrgeno

Al ser una leguminosa, el frjol establece una relacin simbitica con cepas de la bacteria Rhizobium sp. en los ndulos de las races y fija N atmosfrico (Hergert y Schikd, 2013). En presencia de la cepa apropiada de Rhizobium sp. y con un manejo adecuado del cultivo, la fijacin de N puede alcanzar 115 kg N ha-1 (Ballesteros y Lozano, 1994). Sin embargo, la prdida de la calidad del suelo, el uso de variedades poco aptas para cada zona, o la inoculacin deficiente de Rhizobium sp. puede limitar la fijacin de N; lo que hace que la planta dependa del N del suelo o de la FN para su crecimiento y produccin (Arias et al., 2007). El N fijado por la bacteria en primer lugar es utilizado en su metabolismo, pero al incrementarse la fijacin, el excedente pasa al metabolismo de la planta hospedadora (Portilla, 2012). Adems, el N acumulado en la biomasa del cultivo y que permanece en el campo luego de la cosecha del grano, constituye luego una fuente de N para el siguiente cultivo a travs de los procesos de mineralizacin (Schoenau and Campbell, 1996).

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2.1.6.4 Potasio El K es uno de los nutrientes que ms limita la produccin frjol en Sudamrica

(Fageria et al., 2001). Cuando la FK es ptima, hay un efecto positivo en el crecimiento de la raz, la fijacin de N, y el desarrollo de la planta (Sangakkara et al., 1996). Adems, el K facilita el transporte ascendente del NO3- de las races a la parte area y en el descendente con malato hacia las races (Yamada, 2003). Esto hace que las hojas y las vainas de frjol de desarrollen de forma ms saludable y vigorosa. El K tambin mejora el rgimen hdrico de la planta y aumenta su tolerancia a la sequa, heladas, y salinidad (FAO e IFA, 2002). Por eso, los beneficios de la FK (Garca, 2000) son: Mayor nodulacin y eficiencia en el uso de N. Mayor resistencia a condiciones de estrs y enfermedades. Mayor desarrollo y calidad de grano. El K es regulador en varios procesos fisiolgicos como (Ancn, 2011): Equilibrio cido-bsico intracelular y permeabilidad de membranas celulares. Formacin y acumulacin de sustancias de reserva. Regulador del estatus hdrico. Debido a que el K es esencial en el proceso de sntesis proteica, existe una alta

correlacin entre el contenido de K y de protenas en el grano de frjol (Yamada, 2003). Adems, el K desempea un papel vital en la activacin de ms de 60 enzimas que participan de la sntesis de carbohidratos y protenas (FAO e IFA, 2002).

2.1.6.5 Otros nutrientes

El P participa en la transferencia de energa, crecimiento de las races, floracin, maduracin, y formacin de semillas (INPOFOS, 2005). Segn Hergert y Schild (2013), el frjol responde a la aplicacin de P cuando el anlisis de suelo tiene niveles bajos. En una investigacin de Silva et al. (2001) se obtuvo una PDOF de 3.8 Mg ha-1 con una DOF de 98 kg P2O5 ha-1.

Los nutrientes secundarios son Mg, S, y Ca. El Mg es constituyente de la clorofila, el pigmento verde de las hojas que funciona como aceptador de la energa solar, el S es un constituyente de protenas y tambin est involucrado en la formacin de la

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clorofila, y el Ca es esencial para el crecimiento de las races y como constituyente del tejido celular de las membranas (FAO e IFA, 2002).

Los micronutrientes son Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, Cl, y B. Estos elementos se requieren en cantidades pequeas pero son indispensables para el crecimiento y produccin de las plantas (FAO e IFA, 2002). El Zn es el micronutriente ms comn en presentar deficiencias en el frjol (Hergert y Schild, 2013), y el que puede limitar la produccin de grano en mayor proporcin (Kaiser y Lamb, 2013).

2.1.7 Cosecha

La cosecha en vaina seca se realiza cuando las plantas alcanzan la madurez fisiolgica, es decir, cuando han completado la defoliacin. En ese estado las vainas secas presentan un color amarillo y tienen un contenido de humedad < 20% en las semillas (Peralta et al., 2010).

2.1.7.1 Manejo poscosecha del grano

Segn Hernndez (2009), el proceso de poscosecha consta de 5 etapas que son: Pre-secado: Las plantas se amontonan bajo el sol o en lugares con buena

ventilacin, en hileras con la raz hacia arriba, por 2 a 3 d mientras se secan para la trilla a temperatura ambiente.

Trilla: Se procura separar el grano de la vaina de forma manual, utilizando un manteado y golpeado con palos las plantas, o mediante una trilladora mecnica.

Secado: Se puede colocar los granos en manteados al sol hasta que alcancen la humedad requerida. En volmenes de alta produccin se utilizan secadoras que funcionan con lea o disel.

Limpieza: Se utilizan zarandas o mquinas limpiadoras para eliminar basura, terrones, y piedras.

Almacenamiento: Es recomendable hacerlo en silos metlicos para proteger el grano del ataque de insectos, roedores, y contaminantes.

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CAPTULO III METODOLOGA

3.1 Plan de ejecucin del proyecto

El planteamiento del proyecto se realiz entre Mayo y Jun. de 2014. En Ago. se realiz la preparacin del terreno y el 7 de Sept. se realiz la siembra. Durante el desarrollo del cultivo se realiz 4 riegos y 2 aporques. La cosecha se realiz entre el 19 al 21 de Ene. de 2015. La trilla y limpieza del grano se realiz en las 3 semanas posteriores a la cosecha. Estas actividades se resumen en el Anexo 1.

3.2 Ubicacin del lugar de la investigacin 3.2.1 Ubicacin poltica

Provincia: Cotopaxi Cantn: Latacunga Parroquia: Belisario Quevedo

3.2.2 Ubicacin geogrfica Latitud: 05924S Longitud: 783507O

3.2.3 Ubicacin ecolgica Altitud: 2800 msnm Temperatura media: 13 C Precipitacin anual: 470 mm Zona ecolgica: Estepa espinosa montano bajo Regin: Seco temperado (Caadas, 1983)

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3.2.4 Precipitacin y temperatura Los datos de precipitacin se recolectaron con un pluvimetro colocado en el

sitio experimental y se evalu la precipitacin despus de cada evento pluvial. En cambio, los datos de t se obtuvieron de la Estacin Meteorolgica de Rumipamba-Salcedo que pertenece al Instituto Nacional de Meteorologa e Hidrologa (INAMHI), y que se encuentra a 3 km del sitio experimental.

Los primeros 8 d despus de la siembra no se presentaron precipitaciones y en los siguientes 5 d las precipitaciones fueron frecuentes y se registraron 17 mm de lluvia. En Oct. y Dic. las precipitaciones fueron bajas en comparacin con los requerimientos del frjol; mientras que en Nov. fue media y en Ene. fue alta (INTA y ATC, 2009) (Fig. 1). De hecho, el exceso de humedad en Ene. result en un retras de tres semanas de la cosecha. En todo el ciclo del cultivo el total de precipitacin fue de 265 mm, siendo inferior al requerimiento del frjol (Seccin 2.1.5.1). Por ello, para cubrir la demanda de agua se realizaron dos riegos por gravedad en Oct. y dos ms en Dic.

Sept. Oct. Nov. Dic. Ene.

Temp

eratur

a (C

)

0.0

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

15.5

Sept. Oct. Nov. Dic. Ene.

Preci

pitaci

n (m

m)

0

40

45

50

55

60

65

70 (A) (B)

Fig. 1. Datos climatolgicos del sitio experimental en Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador durante el ciclo de cultivo del frjol, var. Rojo del Valle: a) precipitacin, y b) temperatura. Las flechas () indican la aplicacin de riego por gravedad durante el ciclo del cultivo debido a la limitada precipitacin en el sitio experimental.

En Sept. la t media fue de 13 C, la cual es considerada baja para la produccin

de frjol ya que segn Trevio y Rosas (2013) indica que la semilla de este cultivo requiere una t de 16 a 29 C para una ptima germinacin. Segn Cabrera y Reyes

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(2008), la t ptima para el desarrollo vegetativo del frjol es de 15 a 27 C. En esta investigacin, sin embargo, la t promedio durante el ciclo del cultivo fue de 14 C. Este factor tambin pudo influir en la prolongacin de tres semanas en la cosecha del cultivo, pues segn el INIAP (2012), la var. Rojo del Valle madura a las 14 a 16 semanas, mientras que en esta investigacin lo hizo a las 19 semanas. 3.2.5 Anlisis inicial de suelo

Se realiz un muestreo del suelo antes de iniciar la investigacin para conocer sus condiciones qumicas. Para ello se recolectaron 10 sub-muestras, de forma aleatoria en toda el rea experimental, a una profundidad promedio de 0.2 m. Esas sub-muestras se mezclaron para obtener una muestra homognea y 1 kg de esta muestra fue enviado para anlisis al laboratorio de suelos de AGROCALIDAD. Los anlisis incluyeron la evaluacin de la textura del suelo, para lo cual se utiliz el mtodo del hidrmetro de Bouyoucos (Bouyoucos, 1962), el pH fue evaluado con el potencimetro utilizando una relacin 1:1 suelo:agua. La MO y el N fueron evaluados mediante titulacin con el mtodo volumtrico. El P fue evaluado mediante colorimetra. El K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, y Zn fueron extrados mediante el mtodo de Olsen modificado, y analizados con el equipo de Absorcin Atmica (Carrera, 2008).

El anlisis inicial indic que el suelo tena una textura propensa a la lixiviacin de nutrientes, lo cual puede afectar la respuesta del cultivo a la FN en periodos lluviosos, puesto que se puede perder parte del N (y otros nutrientes) aplicado como fertilizante por lixiviacin (Tabla 3). La MO y el N estuvieron en los niveles medios y esto fue un referente para considerar que la FN tena potencial para incrementar la produccin de frjol porque hay investigaciones donde la FN present un efecto en la produccin del cultivo cuando el nivel de N en el suelo era bajo o medio (Cedano et al., 2000). El pH fue neutro y se consider ptimo para la produccin de frjol en esta zona del pas (Peralta et al., 2010).

El contenido de nutrientes minerales reflej concentraciones altas de P, K, Ca, Mg, y Fe; mientras que el Cu estaba en un nivel medio, y el Zn y el Mn se encontraron en niveles bajos. Por los altos niveles de Ca, Mg, Fe y Cu, no se incluy estos elementos en la fertilizacin del cultivo. En cambio, debido a que la baja movilidad hace que el P no sea disponible para la planta en las cantidades requeridas a pesar de sus altas

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concentraciones en el suelo debido (Lpez y Mendoza, 2008), se aplic una dosis uniforme de 50 kg P ha-1 (Seccin 3.4.9). En cuanto al Zn, en Ecuador el frjol responde bien a las aplicaciones de quelatos de Zn aplicados de forma foliar en la floracin y llenado de vainas (2 kg ha-1) (Peralta et al., 2010). Con respecto al Mn, Gonzlez (1980) indica que este nutriente puede ayudar al crecimiento del frjol con aplicaciones ptimas, pero si la aplicacin es > 0.125 mg kg-1 de suelo, puede presentarse una toxicidad que genera una disminucin en el crecimiento. En virtud de que el Zn y el Mn son micronutrientes que la planta requiere en mnimas cantidades, se decidi dar seguimiento al cultivo y realizar aplicaciones solo si se presentaban deficiencias foliares visuales. Segn Kumar et al. (1996), las deficiencias de Zn se manifiestan en las hojas nuevas de la planta con un color verde amarillento entre las nervaduras, mientras que las deficiencias de Mn se manifiestan con clorosis entre las nervaduras en su etapa inicial y despus se transforman en machas rojas. En esta investigacin el frjol no mostr estas deficiencias, por lo que no fue necesario aplicar Zn o Mn. Tabla 3 Anlisis de suelo previo al establecimiento del frjol, var. Rojo del Valle. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014.

Parmetro Resultado Rango ptimo pH (1:1) 6.96 6.50 - 7.50 Materia orgnica (%) 3.60 1.00 - 2.00 N (%) 0.18 0.16 - 0.30 K (cmol kg-1) 0.77 0.20 - 0.38 Ca (cmol kg-1) 8.20 1.00 - 3.00 Mg (cmol kg-1) 3.40 0.34 - 0.66 P (mg kg-1) 50.00 11.00 - 20.00 Fe (mg kg-1) 68.00 21.00 - 40.00 Mn (mg kg-1) 4.80 6.00 - 15.00 Cu (mg kg-1) 3.60 1.10 - 4.00 Zn (mg kg-1) 1.70 3.10 - 6.00 Textura (%) Franco arenosa - -

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3.3 Materiales y mtodos 3.3.1 Diseo experimental

Se utiliz un diseo de parcelas divididas en un arreglo de bloques completos al azar con cuatro repeticiones (Anexo 2).

3.3.2 Factores y tratamientos

Se utilizaron dos factores de fertilizacin: K y N. Los tratamientos incluyeron dos niveles de FK (0 y 50 kg ha-1) como la parcela principal, y seis niveles de FN (0, 40, 80, 120, 160, y 200 kg ha-1) como las sub-parcelas (Anexo 2). Se usaron urea y muriato de K para los tratamientos, y se aplic 50 kg P ha-1 con roca fosfrica (20% de P) para evitar deficiencias de P. Este fertilizante tambin aporta 25% de Ca y 1% de Mg. Todo el K y el P se aplicaron durante la siembra, mientras que el N se fraccion en 2 aplicaciones iguales para reducir las prdidas por lixiviacin y volatilizacin (50% a la siembra y 50% en el primer aporque).

3.3.3 Caractersticas de la unidad experimental Nmero total: 48 Nmero de surcos: 4 Largo y ancho de los surcos: 6.00 0.75 m Distancia entre sitios: 0.30 m Semillas por sitio: 3 rea de cada parcela: 18 m2 (6 3 m) rea de las 48 parcelas: 864 m2 rea de la investigacin: 1000 m2

3.3.4 Variables evaluadas en el cultivo y metodologa de recoleccin de datos 3.3.4.1 Nmero de ndulos planta-1 y peso seco de ndulos

Para las variables de nmero de ndulos planta-1 se realiza el conteo de los ndulos planta-1, y para el peso seco de ndulos planta-1 se secan todos los ndulos en la estufa

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por 48 horas a 70 C hasta alcanzar peso constante (Gutirrez et al., 2001).Para ello se seleccionan cinco plantas al azar tomadas al momento de floracin del cultivo. 3.3.4.2 rea foliar

Para evaluar est variable se utiliz cinco platas de cada parcela til recolectadas durante la cosecha, y se emple el mtodo de malla de puntos o planmetro, el cual consiste en contar todo los puntos que caen sobre la hoja y cada punto equivale a un cm2 (Padilla et al., 2005).

3.3.4.3 Longitud de la planta

Para conocer la longitud de la planta se utiliz la metodologa de Pagoaga (2003), que consiste en seleccionar 10 plantas tomadas al azar en la parcela til (dos surcos centrales de cada parcela) y medir desde la base de la planta hasta el pice final. La evaluacin suele hacerse al final de la floracin o al comienzo de la madurez fisiolgica (Muoz et al., 1993).

3.3.4.4 Longitud y nmero de vaina planta-1, y nmero de granos vaina-1

Para la longitud de vaina y nmero de vainas planta-1 se tomaron los datos de un total de 10 plantas parcela-1 recolectadas durante la cosecha, y se contaron las vainas que tenan por lo menos una grano viable, y en estas vainas tambin se cont el nmero de granos vaina-1 (Lara et al., 2002).

3.3.4.5 Produccin de biomasa

Se recolecto cinco plantas al azar de la parcela til al completarse el llenado de vaina, se pes la materia fresca y se procedi a secar. Despus se utiliz la metodologa de Garca (2000), para la cual se incluy el peso seco de todos los rganos del vstago y del sistema radical.

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3.3.4.6 Produccin de grano Para esta variable se estim la produccin con base en el grano recolectado en la

parcela til (surcos centrales eliminando 0.5 m en cada extremo en cada una de las parcelas). Los granos recolectados se secaron hasta obtener una humedad homognea del 10%, y luego se calcul la produccin en Mg ha-1 (Lara et al., 2002).

3.3.4.7 Contenido de protena

El anlisis del contenido de protena se realiz con base en la concentracin de N total en el grano. Para ello se tom una sub-muestra de 20 g de grano de las parcelas que recibieron 0, 120, y 200 kg N ha-1, la cual se envi a AGROCALIDAD para el anlisis bromatolgico mediante el mtodo Kjeldahl (Garca y Fernndez, s.f.). El contenido de N se multiplic por un factor de 6.25 para obtener el contenido de protena.

3.3.4.8 Anlisis final de suelo

Al final de la investigacin se hizo un muestreo en las parcelas que recibieron 0, 120, y 200 kg N ha-1 para evaluar los efectos de la FN y FK en las propiedades qumicas del suelo. Para este muestreo se recolectaron 8 sub-muestras de cada unidad experimental, tanto en el surco de siembra como en el espaciamiento entre surcos, a 0.2 m de profundidad. Las sub-muestras recolectadas se mezclaron para obtener una muestra homognea y 1 kg de esa mezcla se envi a AGROCALIDAD para anlisis.

3.3.5 Anlisis estadstico

Se realiz un ANDEVA para todas las variables evaluadas (Tabla 4). En virtud de que por la limitada disponibilidad de recursos para las variables de anlisis qumico del suelo al final del ciclo de cultivo y contenido proteico del grano se realiz el anlisis solo para las parcelas que recibieron 0, 120, y 200 kg N ha-1. Por eso, para estas variables solo se utilizaron 5 grados de libertad relacionados a los tratamientos y 15 grados de libertad relacionados con el error experimental.

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Tabla 4 Esquema del anlisis de varianza para las variables evaluadas Factores de variacin Grados de libertad.

Tratamientos 11 Potasio (K) 1 Nitrgeno (N) 5 K N 5

Bloques 3 Error 33

Los ANDEVA se realizarn con el PROC MIXED procedimiento del programa

estadstico SAS9.3 (SAS Institute, 2009). Para los ANDEVA, los tratamientos de FK y FN fueron considerados factores fijos, mientras que los bloques fueron considerados aleatorios. Las diferencias entre los tratamientos fueron determinadas con la opcin DIFF en el PROC MIXED procedimiento. Estas diferencias fueron consideradas significativas con un P 0.10, segn el Fisher Protected Least Significant Difference (FLSD) procedimiento.

Para evaluar la respuesta de la produccin de frjol a la FN se utiliz el PROG REG o PROC NLIN procedimientos de SAS9.3 y con ellos investigar si esa respuesta era lineal, cuadrtica, lineal platea, cuadrtica platea, o si no haba respuesta. Por lo general, los cultivos presentan una respuesta cuadrtica o cuadrtica platea. Si ese era el caso en la produccin de frjol, se utilizaron la Eq. 1 para el modelo cuadrtico, y las Eqs. 2 y 3 para el modelo cuadrtico platea. Estos modelos fueron considerados significativos cuando P 0.10. Si varios modelos eran significativos, el modelo con el coeficiente de determinacin (R2) ms alto fue seleccionado.

y = a + bx + cx2 [1]

y = a + bx+ cx2 if x < xo [2]y = a + bxo + cxo2 if x xo [3]

En estos modelos, y representa la respuesta de la produccin de frjol (Mg ha-1) a

la FN, x la dosis de fertilizacin (kg N ha-1), y a (intercepto), b (coeficiente lineal), c (coeficiente cuadrtico), y xo (dosis de fertilizacin con N en el punto de unin) son constantes de los modelos. Los lmites de confidencialidad altos y bajos (90%) de los

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parmetros de cada modelo fueron usados para comparar modelos entre las dosis de FN, donde los parmetros fueron considerados no significativos si sus valores estimados estaban dentro de los intervalos de confidencialidad de los modelos que se compararon. La DON y la produccin con la DON (PDON) fueron calculadas para cada modelo que explique la respuesta a la FN utilizando la metodologa propuesta por Cerrato y Blackmer (1990).

Para la produccin de grano se resolvi para x utilizando una relacin de 0.0013 $ kg-1 N a $ Mg-1 entre el precio del fertilizante y el precio del grano, respectivamente. Para ello se utiliz un precio referencial de US$ 35 por cada saco de 50 kg de urea y US$ 1185 por cada Mg de grano de frjol producido.

Para finalizar, con respecto a los resultados del anlisis final del suelo, tambin se establecieron correlaciones entre las propiedades qumicas evaluadas para identificar posibles patrones. Para ello se utiliz el PROC CORR procedimiento de SAS9.3.

3.3.6 Anlisis econmico

Este anlisis se realiz con base en la relacin costo beneficio-1 por unidad de rea, con base en los costos de la investigacin (Anexo 3).

3.3.7 Mtodos especficos de manejo del sitio experimental

A finales de Ago. de 2014 se realiz la preparacin del terreno. Esta preparacin incluy una arada, una rastra, y la surcada. La siembra y fertilizacin se realizaron el 7 de Sept. de 2014. Se intent depositar las semillas a una profundidad homognea de 4 cm, y en la parte media entre el lomo y el canal del surco.

En la fertilizacin se coloc el fertilizante en banda entre 5 y 10 cm al lado de la semilla (durante la siembra) o de la planta (segunda aplicacin de N) para evitar daos (Franzen, 2013). Para finalizar, se realiz un aporque para cubrir el fertilizante luego de cada fertilizacin.

El primer riego por gravedad se realiz 24 d despus de la siembra, y los siguientes riegos se realizaron 39, 96, y 108 d despus de la siembra.

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El primer deshierbe o rascadillo se realiz 3 d despus del primer riego (27 d despus de la siembra) y consisti en deshacer el lomo del surco y arrimar tierra a las plantas, formando un canal. En esta prctica se realiz la segunda FN. El segundo deshierbe o aporque se realiz a los 60 d despus de la siembra y consisti en la eliminacin de malezas y la colocacin de tierra junto a la planta.

La cosecha se realiz cuando el cultivo estaba defoliado por completo y las vainas presentaban un color amarillento. Antes de iniciar esta actividad se determin la humedad del grano por medio de una estufa calibrada a 72 C, y se procedi a la cosecha cuando el grano present una humedad promedio de 18 a 20%.

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CAPTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIN

4.1 Nmero de ndulos planta-1 y peso seco de ndulos

En esta investigacin la nodulacin fue baja en el frjol porque en la mayora de parcelas no se formaron ndulos. Solo en la repeticin 1 (bloque oriental del ensayo) se presentaron pequeos ndulos en no ms del 30% de las plantas, pero estos ndulos eran no podran ser funcionales porque no mostraban el color rosado o rojo que se produce por la presencia de leghemoglobina y su dimetro era < 1 mm (Gmez et al., 2013). La deficiente nodulacin no permiti evaluar el efecto de los tratamientos en cuanto a su nmero de ndulos planta-1, peso seco de estos, ni hacer el anlisis estadstico. Estos resultados contrastan con lo encontrado por Laynez (2008), quien al evaluar la respuesta del frjol a la inoculacin con diferentes cepas de Rhizobium sp. encontr un promedio de 9 ndulos planta-1. Los resultados de esta investigacin reflejan que existieron factores limitantes para el desarrollo de la simbiosis entre Rhizobium sp. y el frjol. Estos factores pudieron ser: Fertilizacin nitrogenada. Esta disminucin suele ser de tipo lineal (Rebeschini et al., 2014), y se debe a que la planta no se asocia con Rhizobium sp. porque tiene suficiente N disponible para su crecimiento. En una investigacin a campo abierto en Colombia la aplicacin de 100 kg N ha-1 result en una reduccin de la produccin, lo cual pudo deberse a una reduccin de la nodulacin y la actividad de la enzima nitrogenasa (Abdel Ghaffar et al., 1981). En cambio, en una investigacin bajo condiciones controladas de Pliego et al. (2003) la aplicacin de una solucin de 10 mmol de KNO3 result en una reduccin de la biomasa nodular y en menor fijacin de N atmosfrico. Estrs hdrico. Es otro factor que resulta en menor nodulacin en frjol, pero la aplicacin de riego cada 7 a 12 d resulta en una planta ms saludable, con la capacidad de fijar N atmosfrico e incrementar su produccin (Abdel Ghaffar et al., 1981). Exceso de humedad. La presencia de agua que satura el suelo durante todo el ciclo de cultivo puede afectar a la nodulacin (Npoles et al., 2014). En una investigacin de Ciotti et al. (2002), la nodulacin fue mayor en el tratamiento establecidos a capacidad de campo, mientras que en inundacin la nodulacin fue nula.

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Falta de la cepa apropiada. La nodulacin es deficiente cuando no hay la cepa efectiva de Rhizobium sp. en el suelo para infectar la raz del cultivo (Bouhmouch et al., 2005; Cruz, 2014). Segn Bernal y Graham (2011), el agricultor necesita mecanismos para identificar si la o las cepas de su suelo son las adecuadas para el frjol, caso contrario se debe inocular la semilla. Esto es importante porque la simbiosis bacteria-raz es especfica para cada especie de Rhizobium sp. y su cultivo hospedero. Sin embargo, para un agricultor comn es difcil identificar el tipo de cepa que tiene debido a la variacin espacial y temporal en el suelo, no solo del nmero de unidades microbianas por volumen, sino por la diversidad gentica de estas bacterias (Cruz, 2014). Baja disponibilidad de P. La disponibilidad de P tambin influye en el nmero y tamao de ndulos, inicio de la actividad de fijacin de N, y mejora la poblacin de Rhizobium sp. en el suelo (INPOFOS, 2005).

En esta investigacin se atribuye la falta de nodulacin a la falta de la cepa adecuada de Rhizobium sp. en el suelo para crear la simbiosis con la raz de frjol, porque el lugar donde se estableci la investigacin no haba sido sembrado este cultivo. Las mejores cepas de Rhizobium que se asocian con frjol son Rhizobium leguminosarum phaseoli, tropici, o etli (Azcn y Taln, 2000). 4.2 rea foliar

En promedio, el rea foliar de esta investigacin fue de 2560 cm2 planta-1; sin embargo, esta variable no fue afectada por la FK o la FN, ni la interaccin de estas (P > 0.10) (Tabla 5). El rea foliar fue similar a los promedios que reporta Reyes et al. (2014) en la var. Ejotero donde obtuvieron 2410 cm2 planta-1 cuando el suelo estaba a capacidad de campo. La falta de respuesta a la FK puede deberse al contenido inicial de K en el suelo, el cual fue alto en esta investigacin. En cuanto a la FN, no existi un efecto en el rea foliar pero existi una diferencia visual en el color, presentndose verde claro en las parcelas sin FN y un verde oscuro en las parcelas con FN. La FN no siempre resulta en una mayor produccin de biomasa, pero puede generar una mayor produccin de clorofila que se refleja en un color ms intenso del cultivo (Gutirrez et al., 2004). Esto es importante porque segn Carvhalo et al. (2003), en una investigacin donde aplic urea como fuente de N, obtuvieron una correlacin alta (>

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0.90) entre la FN, el contenido de clorofila, y la produccin de grano. Sin embargo, la aplicacin de fertilizantes tiene mejores resultados en el crecimiento del frjol cuando el suelo es pobre en cuanto a la disponibilidad de nutrientes. Por ejemplo, cuando se aplic una solucin de 10 mmol de KNO3 en un suelo pobre el rea foliar fue > 200% mayor en comparacin con el testigo (2420 vs 960 cm2 planta-1) (Pliego et al., 2003).

4.3 Longitud de la planta

La longitud de la planta de frjol, var. Rojo del Valle, va de 45 a 50 cm (INIAP, 2012), en cambio en esta investigacin se obtuvo un promedio de 58 cm (Tabla 5). La mayor longitud puede deberse a la baja cantidad de luz en el lugar experimental, puesto que se trata de una zona con alto grado de nubosidad. Cuando esto sucede, la planta genera una respuesta hormonal para buscar luz (fototropismo positivo) que se manifiesta en la mayor produccin de auxina, que es la hormono responsable del aumento en longitud del tallo (Galeano et al., 2014).

En lo que respecta a los tratamientos, la FK y la FN no tuvieron un efecto sobre la longitud de la planta (P > 0.10). Estos resultados son similares a los de Mosquera (2004), quien evalu 3 dosis de K (0, 40, y 80 kg ha-1) en frjol en La Chorrera, Honduras. En esa investigacin la dosis de K no afect la longitud de la planta y se obtuvo un promedio de 42 cm. Estos resultados corroboran que el alto contenido de K en el suelo limita la respuesta a la FK. En cuanto a la FN, en una investigacin de Meira et al. (2005) tampoco encontraron un efecto de FN sobre esta variable, obteniendo un promedio de 80 cm en la var. IAC Carioca. A veces la FN no produce un efecto en la longitud y produccin de biomasa de la planta, pero los beneficios de la FN se manifiestan al tener una planta ms saludable (Pagoaga, 2003). Sin embargo, se debe destacar que las diferencias de longitud entre estas investigaciones pueden deberse a la variedad utilizada.

4.4 Longitud y nmero de vaina planta-1, y nmero de granos vaina-1

El frjol, var. Rojo del Valle, tiene una longitud de la vaina de 11 a 13 cm (INIAP, 2012). En esta investigacin se encontraron longitudes de vaina menores a lo normal con valores de 10.0 - 10.7 cm, con un promedio de 10.5 cm. Adems, no hubo un

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efecto de la FK o la FN, ni la interaccin de estas, sobre esta variable (P > 0.10). Estos resultados pueden originarse por la baja t ambiental durante la formacin de vainas y llenado de grano (Hernndez, 2009).

La var. Rojo del Valle suele tener entre 10 a 12 vainas planta-1 (INIAP, 2012). En esta investigacin se obtuvo un promedio de 11.85, lo cual est dentro del rango de la variedad. Adems, se encontr que la interaccin K N tuvo un efecto positivo en el nmero de vainas planta-1 (P = 0.045) (Tabla 6), ya que hubo un aumento de esta variable debido a la FN hasta una dosis de 120 kg N ha-1 con FK, y hasta los 160 kg N ha-1 sin FK. Al superar esas dosis de FN el nmero de vainas planta-1 disminuy. Estos resultados contrastan con los de Meira et al. (2005), quienes encontraron un efecto positivo de la FN sobre el nmero de vainas planta-1 y una correlacin de 0.86 con la produccin de grano. Sin embargo, los resultados de esta investigacin permiten evidenciar la ley de los rendimientos decrecientes que indica que al incrementar la dosis de FN la produccin de grano puede disminuir puesto que el excedente de N se usa para la produccin de follaje y no de grano (Boaretto et al., 2008).

La var. Rojo del Valle suele presentar de 4 a 5 granos vaina-1 (INIAP, 2012). En esta investigacin se obtuvo un promedio inferior al normal (2.52 granos vaina-1), y esto pudo deberse a las bajas t durante la formacin de la vaina y llenado del grano (Hernndez, 2009). A pesar del promedio bajo de granos vaina-1, existi un efecto de la interaccin K N (P = 0.071) (Tabla 6), donde esta variable disminuy a medida que aument la FN con FK, pero no hubo cambio con la FN sin FK. Estos resultados indican cierta variabilidad espacial en cuanto a la disponibilidad de K en el campo experimental. Segn Meira et al. (2005), la nutricin apropiada del cultivo ayuda a que la formacin de grano sea ptima, pero los cambios en factores edficos o ambientales como la t y precipitacin pueden resultar en deficiente formacin y llenado de grano. 4.5 Produccin de biomasa

La produccin promedio de biomasa fue de 1.97 Mg ha-1. Esta produccin fue menor a lo que reportan Escalante et al. (2014), quienes obtuvieron una produccin de 4.53 Mg ha-1. Esta diferencia pudo deberse a la variedad utilizada y niveles de FN evaluados, puesto que Escalante et al. (2014) evaluaron la respuesta del frjol, var. Bayo, solo con dos niveles de FN (0 y 100 kg N ha-1). Tambin la baja germinacin

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observada en esta investigacin (solo 69%) (datos no incluidos) pudo resultar en una menor produccin de biomasa.

La interaccin entre K N afect la produccin de biomasa (P = 0.079) (Tabla 6). La mayor produccin se obtuvo al aplicar solo 120 kg N ha-1 (2.82 Mg ha-1) con FK, mientras que sin FK la mayor produccin se obtuvo con 200 kg N ha-1 (2.49 Mg ha-1). En una investigacin con frjol, var. Flor de Durazno, realizada en Montecillo, Mxico, se present un aumento de biomasa en base fresca con FN (0, 100, y 200 kg N ha-1), pues la aplicacin de 200 kg N ha-1 aument la produccin de materia fresca en 0.71 Mg ha-1 en comparacin a la no FN (10.03 vs 9.32 Mg ha-1) (Gutirrez et al., 2004). Estos resultados corroboran que la FN tiene un efecto sobre la produccin de biomasa, y que el K puede ayudar a que la planta haga un uso ms eficiente del N (Escalante et al., 2014). Sin embargo, el exceso de fertilizacin (i.e., la aplicacin de > 120 kg N ha-1 y 50 kg K ha-1) puede resultar en un estrs de la planta, el cual puede reflejarse en una menor produccin de biomasa (Cedano et al., 2000).

Tabla 5 rea foliar, longitud de planta, y longitud de vaina del frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014 - 2015.

Dosis de N rea foliar Longitud de planta Longitud de

vaina kg N ha-1 cm2 - - - - - - - - - - - cm - - - - - - - - - - - 0 2422 59.9 10.5 40 2501 57.9 10.7 80 2617 57.4 10.6 120 2259 58.6 10.2 160 2986 58.9 10.7 200 2588 56.1 10.0 Promedio 2560 58.1 10.5 Fuente - - - - - - - - - - - - - - - - P > F - - - - - - - - - - - - - - - - Potasio (K) 0.688 0.822 0.975 Nitrgeno (N) 0.273 0.493 0.334 K N 0.895 0.110 0.188

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Tabla 6 Vainas planta-1, granos vaina-1, y produccin de biomasa del frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014 - 2015. Dosis de N Vainas planta-1 Granos vaina-1

Produccin de biomasa

Con K Sin K Con K Sin K Con K Sin K kg N ha-1 - - - Mg ha-1 - - - 0 12.5 ab 10.2 b 3.53 a 2.56 a 1.88 b 1.82 bc 40 11.5 a 11.6 ab 2.26 b 2.45 a 1.37 b 1.58 c 80 12.9 a 12.3 ab 2.59 b 2.60 a 1.88 b 2.32 ab 120 14.3 a 12.3 ab 2.35 b 2.50 a 2.82 a 2.05 abc160 9.2 c 14.4 a 2.81 b 2.63 a 1.91 b 1.98 abc200 9.7 bc 11.1 b 1.61 c 2.34 a 1.49 b 2.49 a Promedio 11.7 12.0 2.53 2.51 1.89 2.04 Fuente - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - P > F - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Potasio (K) 0.811 0.941 0.614 Nitrgeno (N) 0.264 0.009 0.048 K N 0.045 0.071 0.079 Valores en una misma columna seguidos de la misma letra no son diferentes. Los valores de P 0.10 son significativos.

4.6 Produccin de grano

El promedio de produccin de frjol, var. Rojo del Valle, es 1.44 Mg ha-1 (INIAP, 2012), mientras que el promedio de la produccin nacional de frjol seco (todas las variedades) es 0.28 Mg ha-1 (SINAGAP, 2013). En esta investigacin se obtuvo un promedio de 1.65 Mg ha-1, siendo incluso mayor a la produccin nacional de Colombia y Per (1.03 y 1.13 Mg ha-1, respectivamente) (SINAGAP, 2013).

La produccin de grano de frjol no mostr una respuesta a la aplicacin de FK (P = 0.140) (Tabla 7), y esto puede deberse al nivel inicial alto de K en el suelo (Tabla 3). Existen investigaciones que muestran respuesta a la FK, por ejemplo, Mosquera (2004) evalu la var. Carrizalito con la aplicacin de 0, 50, y 100 kg K ha-1, y report una produccin mxima de 1.55 Mg ha-1 con la aplicacin de 50 kg K ha-1. Este autor manifiesta que el efecto de la FK es significativo cuando los suelos son deficientes en K. Esto evidencia que cuando el contenido de K disponible en el suelo es bajo (90 a 130 mg kg-1) o muy bajo (< 90 mg kg-1), puede presentarse una respuesta de la produccin a la FK (Hergert y Schild, 2014).

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El frjol tuvo una respuesta positiva a la FN (P = 0.045) (Tabla 7), pues la aplicacin de N hasta una dosis de 120 kg N ha-1 aument la produccin, siendo un 28% (0.55 Mg ha-1) mayor con 120 kg N ha-1 en comparacin a la no FN (1.90 vs 1.35 Mg ha-1, respectivamente). Cuando la dosis de N fue > 120 kg ha-1 se present un decrecimiento en la respuesta de produccin. Estos resultados son similares a los de Gutirrez et al. (2004), quienes encontraron que la aplicacin de 100 kg N ha-1 puede maximizar la produccin de grano y alcanzar un 22% (0.38 Mg ha-1) ms de produccin en comparacin con la no FN (2.13 vs 1.75 Mg ha-1, respectivamente). En cambio, en una investigacin de Cedano et al. (2000) no encontraron un efecto de la FN sobre la produccin de frjol. Estos autores afirmar que la falta de respuesta del frjol a la FN puede deberse al alto contenido de MO, y por ende de N, en el suelo.

Los resultados muestran que, a pesar de tratarse de una leguminosa, el frjol muestra una respuesta positiva a la FN hasta los 120 kg N ha-1, por lo que los agricultores deberan considerar aplicar N a sus sistemas de produccin de frjol. El INIAP recomienda aplicar hasta 36 kg N ha-1 (Peralta et al., 2010), lo que significa que, si un agricultor de Belisario Quevedo sigue esa recomendacin para producir frjol, estara aportando 74 kg N ha-1 menos que el requerimiento necesario para lograr una mxima produccin. Sin embargo, se debe tener cuidado en no sobre-fertilizar el cultivo con dosis > 120 kg N ha-1, puesto que esto no representa una mejora en la produccin y puede generar problemas ambientales por el exceso de N residual.

4.7 Respuesta a la fertilizacin nitrogenada

En esta investigacin el frjol tuvo una respuesta de tipo cuadrtica a la FN (P = 0.076), logrndose la mayor produccin (1.91 Mg ha-1) con la dosis de 120 kg N ha-1 (Fig. 2). Meira et al. (2005) tambin obtuvieron una respuesta cuadrtica cuando evaluaron 7 niveles de FN (0, 40, 80, 120, 160, 200, y 240 kg N ha-1), donde la mxima produccin (3.64 Mg ha-1) se logr con la dosis de 160 kg N ha-1. En cambio, en una investigacin de Da Silva (2004) donde evalu la respuesta del frjol a la FN con 5 niveles de N (0, 25, 50, 75, y 100 kg N ha-1) se obtuvo una respuesta de tipo lineal, donde la mayor produccin (1.88 Mg ha-1) se obtuvo con a dosis de 75 kg N ha-1. La diferencia de la respuesta entre estas investigaciones puede deberse a los diferentes niveles de FN utilizados en cada una de ellas.

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La REGRESIN de esta investigacin permiti determinar una DON de 110 kg N ha-1 y una PDON de 1.80 Mg ha-1. Estos resultados difieren de lo encontrado por Meira et al. (2005), quienes obtuvieron una DON de 164 kg N ha-1 y una PDON de 3.65 Mg ha-1. En cambio, Da Silva (2004) obtuvo una DON de 85 kg N ha-1 y una PDON de 1.80 Mg ha-1. Las diferencias en la DON y PDON reportadas en estas investigaciones se puede deber a las variedades utilizadas (Argumedo y Guardia, 2011), cultivos anteriores (Da Silva, 2004), o al contenido inicial de MO y N inorgnico en el suelo (Meira et al., 2005). Adems, una DON de 110 kg N ha-1 es mayor que la dosis recomendada por el INIAP (36 kg N ha-1) (Peralta et al., 2010). Este cambio es un indicativo de que el frjol, a pesar de ser una leguminosa con potencial para la fijacin de N atmosfrico, requiere de FN, en especial en suelos carentes de la cepa adecuada de Rhizobium sp. (Acua y Uribe, 1996).

La importancia de obtener est DON es la de optimizar la FN y lograr la produccin ms rentable para evitar la sub- o sobre-FN que disminuya los ingresos del agricultor o genere contaminacin (Salvagiotti et al., 2010). Sin embargo, se debe recalcar que la DON reportada en esta investigacion es aplicable para Belisario Quevedo y no para otras regiones del pas. Esto es porque la DOF con N puede variar entre sitios especficos debido a la fertilidad del suelo, nivel de precipitacin, contenido de MO y N inorgnico, cultivo anterior, o produccin meta (Kaiser y Lamb, 2013).

Tabla 7 Anlisis de varianza (ANDEVA) para evaluar la produccin de grano y su contenido de protena en el frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2014 - 2015. Fuente Produccin de grano Contenido de protena - - - - - - - - - - - - - - - - - - P > F - - - - - - - - - - - - - - - - - - Potasio (K) 0.140 0.650 Nitrgeno (N) 0.043 0.002 K N 0.462 0.440 El ANDEVA para el anlisis de contenido de protena en el grano se hizo solo para

las parcelas con 0, 120, y 200 kg N ha-1. Los valores de P 0.10 son significativos.

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Dosis de N (kg ha-1)0 40 80 120 160 200

Prod

uccin

de fr

jol (M

g ha-1

)

0.0

1.21.31.41.51.61.71.81.92.0

y = 1.20 + 0.0068x - 0.0000258x2 R2 = 0.82 P = 0.076Dosis ptima = 110 kg N ha-1 Produccin a la dosis ptima = 1.80 Mg ha-1

Fig. 2. Respuesta de la produccin de grano de frjol, var. Rojo del Valle, a la

fertilizacin nitrogenada. La lnea entrecortada indica la dosis ptima de N. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015.

La menor produccin de grano con dosis > a 120 kg N ha-1 puede deberse a que la

planta acumula follaje, pero ese aumento no tiene un efecto positivo sobre la formacin de vainas y llenado de grano (Boaretto et al., 2008; (Frazen, 2013). Incluso, segn Garca (2000), la excesiva fertilizacin puede resultar en toxicidades de la planta y desbalance en la disponibilidad de nutrientes del suelo. 4.8 Contenido de protena

Segn el INIAP (2012), la var. Rojo del Valle tiene un contenido promedio de protena en el grano de 25.5%. En esta investigacin el contenido de protena en el grano fue similar a lo que reporta el INIAP, con un promedio de 25.8%. Sin embargo, el contenido de protena no fue afectado por la FK (P = 0.650), y esto pudo resultar del alto contenido inicial de K en el suelo. En cambio, la FN si tuvo un efecto en el contenido de protena en el grano (P = 0.002), puesto que la aplicacin de 120 kg N ha-1 aumento el contenido protena en 1.8% en comparacin con la no FN (26.7% vs 24.9%, respectivamente) (Fig. 3). Esto se debe a cuando la planta asimila N, combina este elemento con compuestos producidos por el metabolismo de carbohidratos para formar aminocidos, protenas, y clorofila (FAO e IFA, 2002). La obtencin de

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productos agrcolas con alto contenido de protena es importante para el agricultor, pues genera productos de mayor calidad, pero tambin para la industria agroalimentaria (cuentan con mejor materia prima) y el consumidor (obtiene una mejor nutricin). Por ello, para obtener un grano con alto valor nutricional (alto contenido de protena) se debe cubrir los requerimientos de N con FN (Arias et al., 2007).

Dosis de N (kg ha-1)0 120 200

Conte

nido d

e prot

eina (

%)

0.0

24.0

24.5

25.0

25.5

26.0

26.5

27.0

b

a

c

Barras con la misma letra no son diferentes (P = 0.10).

Fig. 3. Contenido de protena en el grano de frjol, var. Rojo del Valle, con tres niveles

de fertilizacin nitrogenada. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015.

4.9 Anlisis final del suelo

En esta investigacin no hubo un efecto de la FK sobre las variables qumicas del suelo (P > 0.10). En lo que respecta a la FN, esta no tuvo un efecto sobre la MO ni la mayora de nutrientes. Sin embargo, hubo un efecto de la FN en el pH (P = 0.004), pues un incremento en la dosis de N result en menor pH, porque la aplicacin de 200 Kg N ha-1 disminuy el pH en 0.40 en comparacin con la no FN (7.01 vs 7.41). La acidificacin del suelo con la aplicacin de fertilizantes nitrogenados puede deberse a la liberacin de H+ durante la trasformacin del NH4+ a NO3- (Chien et al., 2008). Segn Bordoli (1998) la acidificacin puede afectar la nodulacin e influir en la disponibilidad de nutrientes (en especial el P), lo cual influye en la produccin. Por

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ejemplo, en una investigacin de Villa (2000) se determin que un suelo cido puede disminuir la produccin del frjol hasta en 0.70 Mg ha-1. Por eso, Espinosa y Molina (1999) recomiendan neutralizar la acidez del suelo con la aplicacin de carbonatos, xidos, hidrxidos, y silicatos de Ca y Mg, aunque la cantidad de material aplicado depende del tipo de suelo y el nivel de precipitacin para cada sitio especifico.

Existe un efecto de la FN en el contenido de K en el suelo (P = 0.085), pues al aumentar la dosis N disminuye el contenido de K, lo que refleja una mayor asimilacin de K en la planta. Estos resultados confirman el sinergismo entre el K y el N, debido a que el K es un catin que favorece la asimilacin de N, y que hay un acompaamiento durante la absorcin y translocacin de estos nutrientes (Snchez et al., 2006).

Los resultados muestran un efecto de la interaccin K N en el contenido de Mg en el suelo (P = 0.007); sin embargo, esta respuesta puede ser como resultado de la variabilidad espacial de este nutriente en el campo experimental.

Los resultados de correlacin entre las variables qumicas del suelo evaluadas al final de la investigacin muestran tendencias que han sido reportadas con anterioridad. Por ejemplo, una disminucin en el pH puede resultar del mayor contenido de MO en el suelo, pues la mineralizacin de esta genera no solo nutrientes minerales, sino H+ que producen la acidificacin (FAO, 2000). Incrementos en el pH resultan en mayor disponibilidad de Ca, mientras que disminuye la disponibilidad de los micronutrientes (Turati y Rivero, s.f.). Para el K y el P, los cambios leves de pH que se obtuvieron en esta investigacin no afectaron su disponibilidad, y esto puede deberse a la variabilidad espacial de estos nutrientes en el sitio experimental.

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Tabla 8 Anlisis de suelo durante la cosecha del frjol, var. Rojo del Valle, como resultado de la fertilizacin nitrogenada y potsica. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. Dosis de N pH Materia orgnica N total K Ca Mg P Fe Mn Cu Zn kg ha-1 - - - % - - - - - - cmol kg-1 - - - - - - - - - - - - - mg kg-1 - - - - - - - - - 0 7.41 a 3.58 a 0.18 a 0.67 a 11.1 a 5.55 b 25 a 75 a 12 a 11 a 0.41 a 120 7.09 b 3.64 a 0.18 a 0.62 ab 10.9 a 5.73 a 22 a 82 a 14 a 11 a 0.56 a 200 7.01 b 3.58 a 0.18 a 0.55 b 10.6 a 5.56 b 24 a 80 a 15 a 11 a 0.49 a Fuente - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - P > F - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Potasio (K) 0.438 0.876 0.736 0.229 0.500 0.480 0.780 0.838 0.876 0.458 0.553 Nitrgeno (N) 0.004 0.887 0.778 0.085 0.132 0.011 0.422 0.331 0.289 0.768 0.382 K N 0.324 0.929 0.943 0.311 0.768 0.007 0.432 0.835 0.945 0.482 0.300 Valores en una misma columna seguidos de la misma letra no son diferentes. Los valores de P 0.10 son significativos.

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Tabla 9 Correlacin entre las propiedades qumicas del suelo al terminar la investigacin de fertilizacin nitrogenada y potsica en frjol, var. Rojo del Valle. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015.

Materia orgnica N total K Ca Mg P Fe Mn Cu Zn pH -0.697 -0.683 0.304 0.435 -0.691 0.171 -0.730 -0.763 -0.501 -0.578 < 0.001 < 0.001 0.150 0.034 < 0.001 0.423 < 0.001 < 0.001 0.013 0.004 Materia orgnica

0.991 -0.119 0.001 0.625 -0.447 0.919 0.884 0.367 0.672 < 0.001 0.580 0.963 0.001 0.029 < 0.001 < 0.001 0.077 0.001

N total -0.156 0.022 0.596 -0.442 0.918 0.596 0.368 0.671 0.466 0.918 0.002 0.031 < 0.001 < 0.001 0.076

48

4.10 Costo beneficio-1 La mejor relacin costo beneficio-1 se present con la dosis de 120 kg N ha-1 sin

FK, la cual representa que por cada US$ 1.00 invertido el agricultor obtendr US$ 0.46 de ganancia, mientras que la FK reduce este ingreso a US$ 0.15 con 120 kg N ha-1. Sin embargo, este resultado corresponde al promedio de las repeticiones establecidas en el estudio, mas no a un modelo estadstico o REGRESIN, por lo que la variabilidad espacial puede tener una alta influencia en este valor. En tanto que la aplicacin de la DON que resulta de una REGRESIN genera un ingreso para el agricultor de US$ 0.39 por cada US$ 1.00 invertido. Los resultados comprueban que la aplicacin de la DON no solo incrementa la produccin del cultivo y mejora la eficiencia en el uso del fertilizante que aporta N, sino que se logra la mayor rentabilidad del sistema. Con respecto a la FK el agricultor debe realizar aplicaciones solo cuando los niveles de K en el suelo sean bajos y se espere una respuesta del cultivo a esta fertilizacin. Esto es porque la FK con la dosis ms alta de N (200 kg ha-1) origin prdidas econmicas para el agricultor de US$ 0.11 por cada US$ 1.00 invertido. Por esta razn, no se recomienda una dosis de fertilizacin por sobre la DON, pues al hacerlo disminuye la rentabilidad del sistema productivo e incluso se pueden generar prdidas econmicas. Tabla 10 Relacin costo beneficio-1 (US$ ha-1) en la produccin de frjol, var. Rojo del Valle. Belisario Quevedo, Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. 2015. FK FN Costo de produccin Precio de venta Costo beneficio-1 0 0 1300 1343 1.03 0 40 1431 1774 1.24 0 80 1492 1861 1.25 0 120 1552 2274 1.46 0 160 1613 2183 1.35 0 200 1674 1971 1.18 50 0 1405 1580 1.12 50 40 1466 1602 1.09 50 80 1527 1587 1.04 50 120 1587 1832 1.15 50 160 1648 1799 1.09 50 200 1709 1525 0.89

DON 1538 2133 1.39

49

CAPTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones El frjol mostr una respuesta cuadrtica a la FN. La FK no afect la respuesta del frjol a la FN ni el nivel de produccin, lo

cual pudo deberse a los niveles altos de K en el suelo del sitio experimental. El modelo cuadrtico o regresin permiti determinar una DON de 110 kg N

ha-1 y una PDON de 1.80 Mg ha-1. Esta DON es 74 kg N ha-1 ms alta que la recomendacin del INIAP.

La FK no afect el contenido de protena en el grano; sin embargo, la aplicacin de 120 kg N ha-1 result en 1.8% ms de protena en comparacin con la no FN. Esto es importante porque incrementa el valor nutritivo del grano de frjol.

5.2 Recomendaciones Con los precios actuales de urea y grano, los productores de frjol de Belisario

Quevedo deberan aplicar 110 kg N ha-1 para optimizar el uso del fertilizante y maximizar sus ingresos.

Si el contenido de K en el suelo es alto, no se recomienda la aplicacin de este nutriente.

Si es posible, realizar evaluaciones con semilla inoculada para mejorar la nodulacin del cultivo y verificar si se mantiene o no la respuesta del frjol a la FN.

50

5.3 Bibliografa Abdel Ghaffar, A.S., H.a. El Attar, M.H. El Halfawi, and A.A. Abdel Salam. 1981.

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