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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA “EVALUACIÓN DE PRODUCTOS DE LA FERMENTACIÓN ANAEROBIA COMO BIOFERTILIZANTES EN EL CULTIVO DE CANOLA EN CONDICIONES DE INVERNADERO” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE B I Ó L O G O P R E S E N T A FLORÍN RAMÍREZ KARLA SAINOZ AGUIRRE URIEL Director de Tesis: M.C. Ángel Montero Pineda Director interno de Tesis: Biól. Elvia García Santos Ciudad de México, octubre de 2018 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “ZARAGOZA” CARRERA DE BIOLOGÍA “EVALUACIÓN DE PRODUCTOS DE LA FERMENTACIÓN ANAEROBIA COMO BIOFERTILIZANTES EN EL CULTIVO DE CANOLA EN CONDICIONES DE INVERNADERO” Realizada en el Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala (ITAT) Área: Invernadero/Laboratorio de Agua y Suelo Cualquier sistema que permita a los hombres elegir su propio futuro terminará eligiendo la seguridad y la mediocridad, y en tal realidad las estrellas están fuera de su alcance... Isaac Asimov Sentir gratitud y no expresarlo es como envolver un regalo y no darlo. William Arthur Ward AGRADECIMIENTOS A mi Universidad Nacional Autónoma de México y a mi FES Zaragoza porque es un honor y orgullo ser parte de ella, porque me ha dado tanto, porque su lema y sus colores están grabados de por vida en mi corazón. Agradezco a mi director de tesis por su increíble paciencia y apoyo, por confiar en mí. Admiro sus conocimientos, su profesionalismo y su calidad humana. Agradecimiento especial a mi estimada asesora interna Biól. Elvia García Santos, por su apoyo incondicional en la elaboración de éste trabajo. Agradezco de igual forma, la oportunidad que tuve de haber sido su alumno, fue un honor para mí, porque su trayectoria profesional es altamente reconocida, así como su calidad humana. A mis amigos queridos, Alex, Pepe, Luis Fisher, Moy, Miguel (padrino), Felina, Aby, Johan, Victor, Elba, Carlos Larch, Xico y familia. A los amigos de la Uni, que recuerdo con mucha alegría: Rober (bober), Chapa, Bere, Carlitros, Pilar, Edith, Mario, Alfredo (bailongo), Lelia, Karlita, Champy, Kenia. Todos ustedes lograron de alguna manera, en sus diferentes áreas o disciplinas (ja!) hacerme muy feliz! DEDICATORIA Dedicatoria y agradecimiento especial a mi Padre Eduardo Sainoz, por el enorme e invaluable apoyo que me ha brindado en todos los temas, por ser ejemplo de persona y de profesional, por el orgullo descomunal que siento de que sea mi papá, porque siempre sin importar qué, cuento con él, porque me dio lo que necesité para desarrollarme y en el camino me compartió su gusto por la lectura que hoy veo como un tesoro y buena herencia, por eso y mucho más, te dedico éste trabajo, que bien sabes lo que costó. A mi madre, que desde algún lugar me mira. A mis hermanas que quiero tanto, Amanda y Mara, por su apoyo, consejos y regaños. A mi esposa amada Blanca, por ser gran apoyo, por darme ánimos siempre, por estar conmigo, por preparar el café cuando me desvelaba, porque disfrutamos la vida juntos, porque lloramos y reímos, porque jugamos y peleamos, porque te amo. A mis abuelos y abuelas, tíos y tías, primos y primas, sobrinos y sobrinas. A mi cuñado y amigo Dr. Luis M. Guevara, por brindarme siempre sus consejos y apoyo de manera incondicional. Mención especial a mi tía Rebeca, porque siempre me apoyó como pudo durante la carrera, porque insistió tanto en que terminara mis estudios universitarios cuando dudé, porque quería celebrar en grande mi titulación; hoy no estás para verlo, hoy y siempre te extraño demasiado. El trabajo de tesis que hoy se presenta, es el resultado de un esfuerzo conjunto, en el cual participaron directa o indirectamente familiares, amigos, profesores, conocidos, aportando y nutriendo este trabajo de diferentes maneras, ya sea leyendo, opinando, con aportaciones técnicas, o dándome ánimos. Hoy me siento profundamente agradecido con todos ustedes pues la conclusión de éste trabajo sería imposible sin alguno de ustedes. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza i ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE CUADROS ---------------------------------------------------------------------------- III ÍNDICE DE FIGURAS ----------------------------------------------------------------------------- III RESUMEN ------------------------------------------------------------------------------------------- IV 1. INTRODUCCIÓN --------------------------------------------------------------------------------- 1 2. MARCO TEÓRICO -------------------------------------------------------------------------------- 3 2.1 Agricultura ------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.2 Nutrimentos en el suelo ------------------------------------------------------------------------------------------4 2.2.1 Macroelementos primarios -----------------------------------------------------------------------------------4 2.2.2 Macroelementos secundarios --------------------------------------------------------------------------------5 2.2.3 Micronutrientes --------------------------------------------------------------------------------------------------6 2.3 Fertilización en suelos agrícolas ------------------------------------------------------------------------------8 2.3.1 Fertilización inorgánica ----------------------------------------------------------------------------------------8 2.3.2 Fertilización orgánica ------------------------------------------------------------------------------------------9 2.4 La canola------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 2.4.1 Variedades de canola ---------------------------------------------------------------------------------------- 17 2.4.2 Descripción botánica de la canola ------------------------------------------------------------------------ 18 3. JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO ------------------------------------------------------------- 22 4. HIPÓTESIS -------------------------------------------------------------------------------------- 23 5. OBJETIVOS -------------------------------------------------------------------------------------- 24 5.1 General --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 5.1.1 Específicos ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza ii 6. MATERIAL Y MÉTODO ----------------------------------------------------------------------- 25 6.1 Área de estudio ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 6.2 Diseño experimental --------------------------------------------------------------------------------------------- 27 6.2.1 Descripción del experimento ------------------------------------------------------------------------------- 29 6.3 Variables a evaluar ----------------------------------------------------------------------------------------------- 41 6.4 Análisis estadístico de los datos ---------------------------------------------------------------------------- 46 7. RESULTADOS ---------------------------------------------------------------------------------- 47 7.1 Discusión de resultados ---------------------------------------------------------------------------------------- 48 8. CONCLUSIONES -------------------------------------------------------------------------------- 56 8.1 Recomendaciones ------------------------------------------------------------------------------------------------ 57 REFERENCIAS ------------------------------------------------------------------------------------- 58 ANEXO A -------------------------------------------------------------------------------------------- 65 ANEXO B -------------------------------------------------------------------------------------------- 67 ANEXO C -------------------------------------------------------------------------------------------- 69 ANEXO D-------------------------------------------------------------------------------------------- 76 Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza iii ÍNDICE DE CUADROS CUADRO 1. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL BOCASHI 13 CUADRO 2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL BIOL PROVENIENTE DE ESTIÉRCOL (BE) Y DE ESTIÉRCOL + ALFALFA (BEA). 14 CUADRO 3. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA DE LA CANOLA. 20 CUADRO 4. NÚMERO DE TRATAMIENTO Y TIPO DE FERTILIZACIÓN 27 CUADRO 5. APLICACIÓN Y DOSIFICACIÓN DE FERTILIZANTES EN EL ENSAYO 28 CUADRO 6. POSICIÓN DE LOS TRATAMIENTOS Y SUS REPETICIONES POR MEDIO DE SORTEO NUMERADAS DEL 1-40. 29 CUADRO 7. INSUMOS PARA LA ELABORACIÓN DEL BOCASHI 31 CUADRO 8. INSUMOS PARA LA ELABORACIÓN DE BIOL 33 CUADRO 9. METODOLOGÍAS EMPLEADAS PARA EL ANÁLISIS DE SUELO 35 CUADRO 10. METODOLOGÍAS EMPLEADAS PARA EL ANÁLISIS DEL BOCASHI 36 CUADRO 11. METODOLOGÍAS EMPLEADAS PARA EL ANÁLISIS DE BIOL 37 CUADRO 12. DETERMINACIÓN DE VARIABLES 41 CUADRO 13. RESULTADOS DEL ANÁLISIS ESTADÍSTICO 47 CUADRO 14. PESO DE 1,000 SEMILLAS Y NÚMERO DE SEMILLAS POR KILOGRAMO 53 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1. FOTOGRAFÍA SATELITAL DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL ALTIPLANO DE TLAXCALA (ITAT) 25 FIGURA 2. TIPO DE CLIMA EN EL ÁREA DE ESTUDIO 26 FIGURA 3. DETERMINACIÓN DE LA ALTURA DE LA PLANTA 42 FIGURA 4. DETERMINACIÓN DE PESO HÚMEDO DE LA PLANTA 43 FIGURA 5. SECADO DE PLANTAS EN ESTUFA PARA DETERMINACIÓN DE BIOMASA 43 FIGURA 6. ASPECTO DE LAS SILICUAS EN PLANTA DE CANOLA 43 FIGURA 7. DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD RADICAL 44 FIGURA 8. DETERMINACIÓN DEL PESO DE 1,000 SEMILLAS 45 FIGURA 9. DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ACEITE 45 Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza iv RESUMEN En la presente investigación, se evaluaron tres tipos de fertilización contra un testigo, 1) foliar con biofertilizante líquido biol, 2) al sustrato con biofertilizante sólido bocashi y 3) fertilización química convencional 100-46-00 (N,P,K), determinando comparativamente el efecto de los biofertilizantes y fertilizantes inorgánicos en cultivos de canola variedad Hyola 401 en condiciones de invernadero. Se empleó un diseño experimental en bloques completos al azar con cuatro (4) tratamientos y 10 repeticiones. Cada repetición estuvo constituida por 10 plantas (400 plantas/2.24 m2). La evaluación consideró parámetros morfofisiológicos (altura de la planta, biomasa seca, número de silicuas, longitud radical) así como indicadores del rendimiento (producción de aceite y rendimiento de la semilla kg ha-1). Los resultados de la evaluación a los parámetros morfofisiológicos, mediante el análisis de varianza ANOVA (nivel de significación 0.05), indicó que existen diferencias estadísticas entre tratamientos, excepto en la variable altura de la planta, dónde el valor de significancia (P) resultó mayor a 0.05 para todos los tratamientos. En términos generales, el tratamiento de mejor desempeño fue el bocashi, obteniendo los mejores resultados en el experimento con un rendimiento promedio de 1,420 kg ha-1, aceite de semilla el 41.72% y un peso de 0.40 g/1,000 semillas. En segundo lugar, el tratamiento con fertilización química convencional que obtuvo valores de rendimiento promedio de 1,227 kg ha–1, aceite de semilla del 35.45% y peso de 0.38 g/1,000 semillas. El tratamiento biol aplicado vía foliar, obtuvo resultados similares al testigo, excepto en la variable peso de 1,000 semillas, dónde mostró diferencia significativa. Los resultados obtenidos concluyen que la aplicación del biofertilizante bocashi produce efectos positivos como alternativa a la fertilización química convencional añadiendo menores costes de producción. Palabras clave: canola, oleaginosas, abonos orgánicos, fertilización química. . Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 1 de 78 1. INTRODUCCIÓN El costo de los combustibles y de los fertilizantes en México representa un alto porcentaje de inversión en el cultivo de granos básicos, los precios de los productos agrícolas crecen menos que los precios pagados por los insumos utilizados. Por ello es necesario evaluar alternativas que permitan la obtención de recursos a menor precio y con tecnologías sencillas (Ávila, 2001). Hoy en día, es una preocupación constante, para todos los agricultores, el incrementar la calidad y cantidad de sus cosechas; asimismo, mejorar y aumentar su ingreso económico. El uso de fertilizantes sintéticos para aumentar la producción y los rendimientos de diferentes cultivos, afecta de manera directa a las poblaciones humanas tanto productores como consumidores, en términos de salud humana, contaminación del agua, suelo y aire (Hernández, 1990). En la actualidad el costo de los fertilizantes minerales obliga a la búsqueda y evaluación de alternativas para la nutrición vegetal; dentro de los más destacados y de mayor acceso para los agricultores, está el reciclado de nutrimentos a partir de fuentes como el compostaje, el uso de estiércol de origen animal y otras fuentes propias de los sistemas productivos como la pulpa de café y los residuos de cosecha, que se constituyen en las materias primas del proceso (Ramírez-Builes y Duque, 2010). La utilización de productos de la fermentación (biol, bocashi, caldos minerales, etc.), como fertilizantes orgánicos constituyen una opción viable como sustitutos de fertilizantes químicos convencionales, puesto que son económicos y amigables con el ambiente (Maroto, 2000). Además, ejercen efectos multilaterales sobre las propiedades agronómicas de los suelos y en caso de su utilización correcta elevan de manera acusada la cosecha de los cultivos agrícolas (Yágodin et al., 1982). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 2 de 78 De la Paz et al., (2002) mencionan que la mineralización de la materia orgánica implica procesos metabólicos catalizados por enzimas. La aplicación de materia orgánica aumenta la actividad de las fosfatasas al estimular la biomasa microbiana y la secreción de las raíces (Purakayastha et al., 2006). La actividad enzimática es un indicador de cambios en la calidad del suelo por sus relaciones con la microflora. La ureasa y las fosfatasas han recibido más atención por sus implicaciones en los ciclos biogeoquímicos y de nutrición, estas enzimas tienen una función fundamental en el ciclo del fósforo al liberar el ion ortofosfato de compuestos orgánicos e inorgánicos, el cual queda disponible para las plantas (Makoi y Ndakidemi, 2008). El uso de abonos orgánicos no sólo constituye un sistema de producción agrícola orientado a la producción de alimentos de alta calidad nutritiva sin el uso de insumos de síntesis comercial, sino, como un producto, que aporta materia orgánica, nutrimentos y microorganismos, lo cual favorece la fertilidad del suelo y la nutrición de las plantas. Los productos obtenidos bajo éste sistema de agricultura tienen un sobreprecio por su mejor calidad nutritiva e inexistencia de contaminantes nocivos para la salud (Suquilanda, 2003). La canola es un cultivo que a nivel mundial tiene un gran valor como planta oleaginosa, por su alto contenido de aceite en su semilla (40-44%) y de la cual la industria aceitera extrae uno de los aceites vegetales considerados de mayor calidad; gracias a su bajo nivel de ácidos grasos saturados, un nivel relativamente alto de ácido oleico, y un nivel intermedio de ácidos polinsaturados (Martínez, 2010). En Tlaxcala, la experimentación y validación de regiones de climas fríos para cultivar canola ha demostrado que es un cultivo viable (Moreno y Muñoz, 1999). Este proyecto tiene como objetivo evaluar los efectos de los biofertilizantes (abonos orgánicos) en un cultivo de canola y comparar su rendimiento a través de fertilización química convencional. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 3 de 78 2. MARCO TEÓRICO 2.1 Agricultura La agricultura comprende todo un conjunto de acciones, técnicas y conocimientos humanos para transformar el ambiente natural, con el fin de hacerlo más apto para el crecimiento de cultivos vegetales (Altieri, 2002). Dentro de este concepto se encuentran dos tipos de prácticas culturales, la agricultura convencional, que se define como un sistema de producción artificial, basado en el alto consumo de insumos externos, sin considerar los ciclos naturales. Convirtiéndose en una agricultura de producción agropecuaria de alto rendimiento, basada en el uso intensivo de capital, debido al uso de maquinarias e insumos externos, como el uso de plaguicidas, fertilizantes sintéticos y semillas con alto potencial de rendimiento, se le conoce también como agricultura “moderna” (Cáceres, 2002) y la agricultura orgánica que el Codex Alimentarius define como un sistema holístico de producción que promueve y mejora la salud del agroecosistema, incluyendo la biodiversidad, los ciclos biológicos y la actividad biológica del suelo, prefiriendo el uso de prácticas de manejo dentro de la finca al uso de insumos externos a la finca, tomando en cuenta que condiciones regionales requieren de sistemas adaptados a las condiciones locales. Esto se logra utilizando en lo posible métodos culturales, biológicos y mecánicos en oposición a materiales sintéticos para satisfacer cualquier función específica dentro del sistema (Codex, 1999). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 4 de 78 2.2 Nutrimentos en el suelo En suelos con vegetación natural, los nutrimentos se reciclan continuamente, ya que la materia orgánica es degradada liberando los nutrimentos al suelo, en un estado asimilable para la vegetación. En suelos sometidos a la agricultura convencional, sin embargo, no existe reposición de los nutrimentos al suelo, lo que conlleva a la pérdida por lavado de los iones de la solución, imperando la necesidad de abonar para mejorar el desarrollo de los cultivos (Silva, 2001). Los elementos nutritivos se clasifican según la cantidad utilizada por la planta y la frecuencia con que en la práctica es necesaria su aportación al cultivo. Según este criterio se agrupan en: macroelementos primarios, macroelementos secundarios y microelementos. 2.2.1 Macroelementos primarios Nitrógeno (N) Forma parte de numerosas biomoléculas de las plantas, como proteínas, ácidos nucleicos, porfirinas y alcaloides. Las plantas pueden obtener el N por absorción del suelo en forma de NO3– y NH4+, o bien por reducción del N2 atmosférico estableciendo asociaciones simbióticas con diversas bacterias Azcón-Bieto y Talón (2000). La principal función del nitrógeno es generar un alto índice de área foliar y prolongar el período útil de las hojas a través del tiempo (Beltrán-Morales, 2004). Fósforo (P) El fósforo es un nutrimento primario, se encuentra disponible para la planta como ion fosfato, y se absorbe preferentemente como H2PO4 – teniendo un papel clave en la fotosíntesis, en la respiración, y en todo el metabolismo energético (Azcón-Bieto y Talón, 2000). De acuerdo a Suquilanda (2003), el fósforo suele ser deficiente en Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 5 de 78 la producción agrícola y los cultivos lo requieren en cantidades relativamente grandes, asimismo menciona que el fósforo ayuda a la formación, desarrollo y fortalecimiento de las raíces, permite un rápido y vigoroso crecimiento en las plantas, es necesario para la división celular y es un constituyente del ADN. Potasio (K) La absorción del catión potasio es altamente selectiva. El potasio se caracteriza por su alta movilidad en las plantas, entre células, tejidos y en su transporte por xilema y floema. Es el catión más abundante en el citoplasma y contribuye al potencial osmótico de las células. Se encuentra en cloroplastos y vacuolas facilitando los procesos de transporte celular (Silva, 2001). 2.2.2 Macroelementos secundarios Son elementos indispensables de nutrición, su presencia en los tejidos vegetales es siempre superior al 0.1% del peso seco y cumplen importantes funciones en los procesos de la actividad vital ya que son elementos constituyentes de las biomoléculas estructurales, tales como proteínas, lípidos, hidratos de carbono, ácidos nucleicos o actúan como osmolitos. Se consideran macronutrientes secundarios el magnesio, el calcio y el azufre (Azcón-Bieto y Talón, 2000). Magnesio (Mg) En las plantas se absorbe como ion divalente, Mg2+, y se comporta como un elemento muy móvil, tanto en la planta como en la célula donde activa enzimas tan importantes como la rubisco, la fosfoenol-piruvato carboxilasa y la glutamato sintasa. La asignación fotosintética del carbono y el nitrógeno depende, en gran medida, de la concentración de Mg2+ en el cloroplasto. También interviene en el metabolismo energético de la planta, al formar complejos con el ATP (Azcón-Bieto y Talón, 2000). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 6 de 78 Calcio (Ca) El Calcio es un constituyente de las paredes celulares en forma de pectato cálcico, necesario para la mitosis (división celular) normal. Contribuye a la estabilidad de las membranas y mantenimiento de la estructura de los cromosomas, participa en los procesos enzimáticos y hormonales (Hernández, 1990). Azufre (S) Jiménez (2011), menciona que éste elemento es parte esencial de la proteína del cloroplasto, provoca la absorción y la translocación del fósforo, mejora la eficiencia del nitrógeno y ayuda a mantener el color verde intenso de las plantas. Azcón-Bieto y Talón (2000) afirman que la absorción de azufre de la solución del suelo por las plantas se realiza en forma de anión sulfato (SO4 2–) y, en esta forma, se transporta por el xilema. También puede ser absorbido por las estomas de las hojas bajo la forma de dióxido de azufre (SO2). 2.2.3 Micronutrientes Taiz y Zeiger (2006), mencionan que los micronutrientes resultan tan esenciales como cualquier macroelemento y, en consecuencia, deben cumplir los mismos requisitos que éstos. La mayor parte de estos micronutrientes son constituyentes enzimáticos y, en consecuencia, sólo son necesarios en cantidades muy pequeñas su nombre hace referencia a la baja concentración en la que se encuentran en los tejidos, inferior al 0.1% (menos de 3 μmol g–1 de peso seco ó 0.1-100 ppm). Cobre (Cu) El cobre se absorbe del suelo en forma de Cu+1 o Cu+2, éstos iones son atraídos por el sistema radicular de las plantas, así como complejos solubles de cobre. Las funciones del cobre son esencialmente catalíticas en procesos bioquímicos, en la formación de lignina, proteína, de la vitamina A y en el metabolismo de Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 7 de 78 carbohidratos, Hernández (1990) expresa que el cobre es un constituyente del citocromo oxidasa (enzima asociada a la respiración mitocondrial) y componente de muchas enzimas y que es necesario para la formación de clorofila, también es considerado como un regulador del transporte electro-fotosintético y disminuye la toxicidad del molibdeno. Boro (B) El boro pertenece al grupo de los micronutrientes esenciales y afecta numerosos procesos metabólicos ya que se ha relacionado con los principales procesos de la fisiología vegetal: división y crecimiento celular, germinación y regulación hormonal. La deficiencia del boro se manifiesta en la inhibición en el crecimiento y desarrollo de las raíces, tanto primarias como secundarias. La división celular en los tallos y en las hojas jóvenes cesa, y a ello le siguen la necrosis y la muerte de los meristemos, lo que se relaciona con su posible papel en la síntesis de uracilo precursor del RNA (Azcón-Bieto y Talón, 2000). Hierro (Fe) Suquilanda (2003), expone que la deficiencia de hierro es un factor limitante en el crecimiento de las plantas. El hierro está presente en grandes cantidades en los suelos, pero su disponibilidad para las plantas es generalmente muy baja, el hierro cataliza diversas reacciones enzimáticas en las plantas que actúan en los procesos de respiración, además, actúa como un transportador de oxígeno, así como también es necesario para la formación de la clorofila. Manganeso (Mn) El manganeso se absorbe en forma de ion Mn2+ constituye un conjunto de enzimas implicadas en la defensa de la planta contra la presencia de radicales superóxido formados en diversas reacciones enzimáticas. El Mn está igualmente implicado como activador de muchas enzimas respiratorias del ciclo de Krebs (descarboxilasas y deshidrogenasas). El síntoma más significativo de la deficiencia Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 8 de 78 de manganeso es la clorosis intervenal asociada con el desarrollo de pequeñas manchas necróticas (Taiz y Zeiger, 2006). Molibdeno (Mo) Los requerimientos de Molibdeno en los cultivos son muy bajos, su función en las plantas deriva principalmente de su participación en las reacciones de tipo redox como constituyente de sistemas enzimáticos esenciales para las plantas superiores, algas y cianobacterias. El Mo forma parte de una enzima clave en la asimilación del nitrato, la nitrato reductasa, responsable de la reducción de los nitratos a nitritos. Asimismo, forma parte de la enzima nitrogenasa, fundamental en la fijación biológica del nitrógeno (Taiz y Zeiger, 2006). Zinc (Zn) El zinc es absorbido como catión divalente (Zn2+), la mayoría de las veces probablemente en forma de quelato. Su disponibilidad es mayor a un pH bajo (ácido). Se ha relacionado con un papel estabilizador del Zn sobre la molécula de clorofila. Las alteraciones más típicas son la disminución en el crecimiento de las hojas y el acortamiento en la longitud de los entrenudos, especialmente en las especies leñosas (Taiz y Zeiger, 2006). 2.3 Fertilización en suelos agrícolas 2.3.1 Fertilización inorgánica De acuerdo con Ruíz (2009), los fertilizantes inorgánicos se elaboran a partir de materias primas importadas y su procesamiento es altamente dependiente de energía, ya que se fabrican mediante procesos químicos o mecánicos. Estos fertilizantes están destinados a abastecer y suministrar los elementos químicos al Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 9 de 78 suelo para que la planta los absorba, por lo tanto, se considera como un aporte artificial o reposición de nutrimentos. La fertilización inorgánica ofrece ventajas debido a la elevada concentración de nutrimentos y la baja humedad en los fertilizantes químicos, estos dos factores generan una reducción de los costos para el transporte, su aplicación y manejo de forma general, asimismo, los fertilizantes químicos son de rápida absorción, su solubilidad permite que los nutrimentos estén más rápidamente disponibles para las raíces de las plantas favoreciendo su desarrollo y crecimiento (Ruíz, 2009). Por otra parte, tiene como desventaja que las materias primas para su elaboración, están en manos de unas pocas empresas a nivel mundial, lo que crea una dependencia un tanto riesgosa para los agricultores y en última instancia para el país que basa su desarrollo agrícola en estos insumos. En condiciones de exceso de agua en el suelo, gran cantidad de los nutrimentos puede ser desaprovechados, ya sea por su erosión o por lixiviación por lo que son fuente de contaminación del suelo y agua, además de que, si se utilizan en exceso pueden ser tóxicos para las plantas (Ruíz, 2009). 2.3.2 Fertilización orgánica La finalidad de la fertilización orgánica es generar los aportes necesarios para que el suelo sea capaz de proporcionar a las plantas una nutrición suficiente y equilibrada que incremente su rendimiento además de obtener alimentos de calidad, con costos reducidos y residuos ambientalmente amigables (Eghball et al. 2004). De acuerdo con Ruíz (2009), la fertilización orgánica presenta ventajas al obtener productos libres de residuos químicos, actualmente hay elevada demanda mundial al consumo de productos orgánicos. Estos fertilizantes propician la regeneración de Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 10 de 78 suelos por acción de los agentes naturales y economizan la producción de productos agropecuarios (Ruíz, 2009). Por otra parte, tiene como desventaja el abasto de biofertilizante para cultivos de gran extensión, a corto plazo se obtiene menor productividad que los cultivos con fertilización inorgánica además de problemas para un buen almacenamiento de los abonos orgánicos y su transportación (Ruíz, 2009). Materia orgánica Proviene de la materia animal o vegetal en descomposición y de microorganismos vivos (bacterias, hongos u otros elementos unicelulares), constituye una importante fuente de energía y nutrimentos en el suelo. La materia orgánica influye sobre algunos aspectos fisiológicos de las plantas que al degradarse y transformarse libera compuestos nutritivos que generalmente inducen su desarrollo, a medida que se degradan los residuos y la materia orgánica, los nutrimentos en exceso (nitrógeno, fósforo y azufre) son liberados dentro del suelo en formas asimilables para las plantas. Por otra parte, la materia orgánica ayuda a compensar a los suelos contra cambios químicos rápidos en los pH causados por la adición de fertilizantes sintéticos, al mismo tiempo que, mejora las características físicas y biológicas del suelo (Restrepo y Hensel, 2009). Abonos orgánicos El abono orgánico o biofertilizante es el término utilizado para el producto que se obtiene a partir de la mezcla, degradación y mineralización de residuos orgánicos de origen animal, vegetal e industriales y cuyo propósito al ser aplicados a los suelos, es mejorar las características químicas, físicas y biológicas del mismo, incrementando la actividad microbiana y aportando nutrimentos asimilables para las plantas (Romero-Lima et al., 2000). Existen diversos tipos de abonos orgánicos, cada uno de ellos con sus ventajas y desventajas en cuanto a su elaboración y a las propiedades benéficas que aportan Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 11 de 78 a las plantas y al suelo, la mayoría de estos abonos se fabrican de acuerdo a las características y disponibilidad de insumos que, de manera particular, cada sitio presenta (Restrepo y Hensel, 2009). De acuerdo con Paneque y Calaña (2004), entre los abonos orgánicos más utilizados en la agricultura contemporánea, se encuentra el compost o composta, el humus de lombriz, las cenizas, el abono verde, el estiércol, la turba, el guano, el bocashi y el biol. La composta Es el resultado de la descomposición de residuos orgánicos en presencia de oxígeno, humedad y altas temperaturas y cuyo producto ayuda a la regeneración de la vida microbiana del suelo, mejorando la textura y composición química del mismo. Humus de lombriz El vermicompostaje es un método complementario con el compostaje del cual se obtiene el humus de lombriz resultante del transformación digestiva y metabólica de las lombrices que mejora las propiedades de la composta. Las cenizas Las fertilizaciones mediante el uso de cenizas aportan altos niveles de calcio, magnesio y potasio, son muy útiles para corregir suelos con pH muy ácidos por su ligero efecto alcalino y se obtiene mediante la combustión de leña o madera no tratada. Abono verde consiste en sembrar especies ricas en nitrógeno como las leguminosas y posteriormente se cortan y se añaden a la tierra como si fueran abono. El abono verde es muy útil para proteger los suelos erosionados y facilitar el proceso de recuperación de terrenos que hayan sido sometidos al uso de agrotóxicos. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 12 de 78 El estiércol Proviene de las excretas fermentadas de animales, razón por la cual cada estiércol pueda presentar diferentes niveles de nutrimentos dependiendo del animal del que provenga. Adicionalmente al aporte de nutrimentos, el estiércol favorece la proliferación de los microorganismos que actúan directamente en la fertilidad del suelo. La turba son restos de vegetales cuya degradación se lleva a cabo con alta humedad y poco oxígeno. La turba es una materia esponjosa y fibrosa que estimula el crecimiento radical de las plantas y mejora la estructura del suelo. El guano se conforma por las excretas de murciélagos y de aves marinas, por lo tanto, es un tipo de estiércol, contiene altos niveles de nitrógeno, potasio y de fósforo. El fertilizante orgánico sólido conocido como “bocashi” y el fertilizante orgánico líquido llamado “biol” serán objeto de evaluación en el presente trabajo de investigación y se describen a continuación. El bocashi Ramírez-Builes y Duque (2010) y Ramos y Terry (2014), describen al bocashi como un abono orgánico sólido fermentado, que se obtiene procesando materiales residuales de actividades agrícolas y pecuarias convenientemente mezcladas y que resulta de la descomposición anaeróbica-aeróbica y al que se puede agregar elementos de origen mineral para enriquecerlo (cal, roca fosfórica, etc.) y microorganismos para activar el proceso fermentativo. El bocashi mejora las características físicas del suelo, como su estructura, lo que facilita una mejor distribución de las raíces e incrementa la aireación y la absorción de agua. Su alto grado de porosidad beneficia la actividad macro y microbiológica, al mismo tiempo que funciona con el efecto tipo “esponja sólida”, el cual consiste en la capacidad de retener, filtrar y liberar gradualmente nutrimentos útiles a las plantas, disminuyendo la pérdida y el lavado de éstos en el suelo (Ramos y Terry, 2014). Según Restrepo y Hensel (2009), la calidad del bocashi está en función del adecuado proceso de elaboración, de fermentación y descomposición de los Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 13 de 78 desechos orgánicos de origen vegetal y animal; así como, de los insumos utilizados. La composición química del bocashi elaborado por Álvarez-Solís et al., (2016), se presenta en el Cuadro 1. Cuadro 1. Composición química del bocashi ELEMENTO [mg/kg] Nitrógeno 9500 Fósforo 105.8 Potasio 4844.5 Calcio 18538 Magnesio 8431.4 Sodio 1971.1 Cobre 224.9 Hierro 234.8 Manganeso 3038.2 Zinc 137.7 Fuente: (Álvarez-Solís, et al., 2016) Restrepo y Hensel (2009), expresan que se debe tener cuidado durante la aplicación del biofertilizante, verificando que el bocashi no quede en contacto directo con la raíz o el tallo de las plantas, porque puede causarle quemaduras, se recomienda un espaciado de 10 o 15 centímetros del tallo y bien mezclado con el sustrato. El biol Es un abono orgánico líquido resultado de la descomposición de los residuos animales y vegetales como estiércoles, rastrojos, ceniza, leguminosas troceadas, sangre, orín, leche, etc., en condiciones anóxicas. La aplicación puede ser directamente al suelo, por vía foliar o ambas. La composición del biol, contiene numerosos nutrimentos que son asimilados fácilmente por las plantas haciéndolas más vigorosas y resistentes a las plagas (Pino, 2005). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 14 de 78 Rodríguez-Mendoza et al., (1997) indica que la fertilización foliar, es la nutrición a través de las hojas, se emplea de forma agregada al suministro de nutrimentos vía suelo. Es la manera más rápida de corregir deficiencia particularmente de micronutrientes como: boro, cloro, cobre, hierro, molibdeno, níquel y zinc. La fertilización foliar se absorbe mediante la cutícula, los estomas y el tejido epidérmico (ectodesmos) (Robles y Jansen 2008). El proceso de biofermentación para la elaboración del biofertilizante biol, aporta vitaminas, enzimas, aminoácidos, ácidos orgánicos, antibióticos y una gran riqueza microbiana que contribuyen a equilibrar dinámicamente el suelo, la aplicación foliar a los cultivos proporciona capacidad para la autorrecuperación de la arquitectura del suelo (Robles y Jansen 2008). Bakach (2000), subraya la vigilancia puntual los parámetros de control del proceso, para obtener un biofertilizante con alto contenido nutrimental y de buena calidad. El Cuadro 2, presenta la composición química del biol elaborado por Suquilanda, (1996), citado por (Alava, 2015). Cuadro 2. Composición química del biol proveniente de estiércol (BE) y de estiércol + alfalfa (BEA). COMPONENTE U BE BEA Sólidos totales % 5.6 9.9 Materia orgánica % 38 41.1 Fibra % 20 26.2 Nitrógeno % 1.6 2.7 Fósforo % 0.2 0.3 Potasio % 1.5 2.1 Calcio % 0.2 0.4 Azufre % 0.2 0.2 Ácido indol acético ng/g 12 67.1 Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 15 de 78 COMPONENTE U BE BEA Giberelinas ng/g 9.7 20.5 Purinas ng/g 9.3 24.4 Tiamina (B1) ng/g 187.5 302.6 Riboflavina (B2) ng/g 83.3 210.1 Piridoxina (B6) ng/g 33.1 110.7 Ácido nicotínico ng/g 10.8 35.8 Ácido fólico ng/g 14.2 45.6 Cisteina ng/g 9.2 27.4 Triptofano ng/g 56.6 127.1 Fuente: Suquilanda, (1996), citado por Alava, (2015). El biol, puede ser utilizado en una gran variedad de plantas, sean de ciclo corto, anual, bianual o perenne, con aplicaciones dirigidas al follaje, al suelo, a la semilla y/o a la raíz, (Echeverría, 2002), citado por Jiménez (2011). 2.4 La canola Entre las oleaginosas cultivadas, la canola (Brassica napus) ocupa actualmente el tercer lugar en el mundo en cuanto a producción de aceite de alta calidad alimenticia. La canola fue derivada de variedades de colza que generalmente contienen de 20 a 55 % de ácido erúcico, tóxico para los humanos. El término canola (Can-Oil Low Acid) fue registrado en 1979 por The Canola Council of Canada para diferenciarla de las variedades de colza, con bajo contenido de ácido erúcico (menos de 2 %) en su aceite, así como glucosinolatos (Ortegón et al., 2006). La canola fue mejorada genéticamente para reducir el contenido de ácido erúcico en el aceite y de glucosinolatos en la pasta, para ser aprovechada en la alimentación Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 16 de 78 humana y animal. El ácido erúcico en una grasa monoinsaturada que se encuentra en el aceite de colza representando del 20 al 50% de los ácidos grasos totales. Desde el año 1949 se sabe que este ácido graso puede ser perjudicial para la salud. Mediante el proceso de selección vegetal se ha conseguido reducir el contenido de ácido erúcico en las semillas de algunas variedades de canola a niveles casi de cero. El ácido erúcico en contenidos altos (mayor al 2%) causa un desarrollo anormal de corazón en las ratas y se considera dañino para los seres humanos. Además, experimentos a largo plazo en ratas demostraron que este ácido graso provoca fibrosis del miocardio, y modificaciones en las glándulas suprarrenales. Por esta razón, se recomienda que los aceites para consumo humano deban tener un porcentaje de ácido erúcico ≤5% (de Zambrano & Isabel, 2012). Los glucosinolatos, químicamente son glucósidos que contienen 1-D-Thioglucosa, al hidrolizarse dan lugar a productos tóxicos antitiroideos e inhibidores del crecimiento, por ello en la industria de fabricación de alimento, es considerado como un agente antinutritivo. Los glucosinolatos provocan un olor y sabor picante al forraje que es la pasta resultante una vez extraído el aceite de canola y es utilizada como alimento para animales pecuarios, los glucosinolatos mayores a 30 micromoles por gramo que se encuentran en la pasta es perjudicial para pollos y cerdos. La presencia en altas concentraciones de estos compuestos en las semillas de colza, hace el aceite extraído de ellas no apto para el consumo animal ni humano. En 1985, la canola fue reconocida como GRAS (Generally Recognized as Safe) por Food and Drug Administration (FDA) y como una especie diferente a la colza (de Zambrano & Isabel, 2012). Actualmente la explotación comercial de canola se cubre principalmente con las especies B. napus y B. rapa. En ambas especies se dispone de dos grupos de variedades, uno adaptado para el ciclo de invierno y otro para siembras de primavera (Ortegón-Morales et al., 2006). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 17 de 78 De acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), los principales países productores de canola son la Unión Europea, Canadá, China e India que representaron el 87.1% de la producción mundial, La alta calidad de su aceite ha motivado que las principales regiones productoras del mundo estén desarrollando tecnología propia de producción (Ortegón, 2018). En cuanto al aceite extraído de las semillas de canola contiene de 40-44 % de aceite de alta calidad para el consumo humano, con características similares al aceite de oliva. El aceite contiene 60% de grasas monoinsaturadas y muy bajo contenido de grasas saturadas, lo que está definido por un excelente balance de ácidos grasos, por lo que se considera un buen extracto oleoso con excelentes beneficios para nuestro organismo (Pantoja y Maldonado, 2012). 2.4.1 Variedades de canola Durante los últimos años se han realizado estudios de adaptación de variedades introducidas de Canadá, Europa, Australia y Estados Unidos, resultando sobresalientes las siguientes: Hyola 401, Hyola 61, Monty, Scoop, SP Armada e IMC-205, las cuales se han sembrado a nivel comercial. A excepción de IMC-205 cuyo aceite es alto oleico para exportación, el resto son convencionales y procesadas por la industria nacional (Castillo, 2011). Variedades mexicanas de canola México no cuenta con variedades mexicanas de canola, ya que es un cultivo introducido, lo que ha limitado la siembra de está oleaginosa, por éste motivo a partir del ciclo 2003-2004 se inició el programa de mejoramiento genético de canola en el INIFAP, con el objetivo de desarrollar variedades mexicanas adaptadas a las condiciones agroecológicas del país. En el 2007 se identificaron las líneas elite de Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 18 de 78 canola propuestas para su liberación como las primeras variedades mexicanas de canola AZTECAN CANOMEX Y MEXICANO, actualmente estas semillas están en proceso de registro ante el Servicio Nacional de Inspección y Certificación (Castillo, 2011). Variedad canola HYOLA 401 La variedad de canola HYOLA 401, es de ciclo precoz resistente al acame y contiene 42.7 % de aceite en su semilla, del cual el 64.14% es ácido oleico y el 17.88% es ácido linoleico. La canola es una especie que, por su origen, necesita cierto número de horas-frio, sobre todo durante la etapa de formación de roseta, y de esta cantidad de frio dependerá en mayor o menor grado la expresión del rendimiento, la floración inicia a los 65 días y la madurez a cosecha ocurre entre los 120 y 130 días. La altura promedio de la planta es de 120 centímetros y se necesita de 2 a 3 kilogramos de semilla/ha dependiendo de la preparación del terreno, se sugiere fertilizar a la siembra con la fórmula 100-46-00, para lograr el rendimiento promedio más alto posible que es de 3,000 kg/ha. La semilla de esta especie se puede conseguir a través del sistema producto oleaginosas (CONASIPRO) o a través del mismo INIFAP (Ortegón, 2018). 2.4.2 Descripción botánica de la canola Brassica napus subsp. oleifera es una planta crucífera, puede superar la altura de 150 cm, según la variedad y condiciones en las que se desarrolle, es una planta anual que alcanza de 0,3 a 1 metro de altura, las hojas tienen de 5 a 40 cm, la floración se produce a principios de primavera con flores amarillas, el fruto es una silicua de 5 a 7 cm con varias semillas de 1,5 a 2 mm de diámetro (Guerrero, 1992). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 19 de 78 Hojas Las hojas son vegetaciones del tallo, las inferiores son dentadas y rizadas y las superiores acorazonadas y abrazadoras que nacen de los nudos de éstos órganos de color verde y con simetría bilateral, las hojas intermedias son menos lobuladas (Guerrero, 1992). Raíz Tiene raíz pivotante, con tendencia natural a profundizar, con gran capacidad de desarrollar raíces secundarias, con lo que mejora la estructura y el drenaje del suelo. La inflorescencia es en forma de racimos, con los colores amarillentos típicos de las crucíferas, y los frutos maduros tienen un color entre el rojizo y el negro (Guerrero, 1992). Flores Las flores son vegetaciones del tallo que se originan de las yemas florales, cuando las plantas llegan a su estado adulto (120 días). Las flores de la canola son pequeñas y amarillas y constan de cuatro sépalos, cuatro pétalos dispuestos en cruz, seis estambres (cuatro de ellos más alargados que los otros dos) y el pistilo (Guerrero, 1992). Tallo El tallo de la inflorescencia permanece corto y las flores emergen en grupos sobre la yema terminal (Guerrero, 1992). Fruto (silicua) Se clasifica como fruto seco dehiscente, al fruto de la canola se le conoce como silicua; es alargada, cilíndrica, comprimida a trechos y con el extremo puntiagudo. En la madurez alcanza una longitud de 5 a 10 cm y son de color marrón claro. El número de granos por silicuas varía de 10 a 25 según la variedad (Guerrero, 1992). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 20 de 78 Semilla La semilla es el óvulo fecundado, transformado y maduro de las plantas fanerógamas; estas se encuentran dentro del fruto, unidas al mismo por el funínculo, filamento delgado y pequeño que une el óvulo a la placenta. Las semillas de la canola se forman adheridas a una lámina o septo central, en medio de las dos valvas que forman el pericarpio del fruto, son esféricas de 2 a 2.5 mm de diámetro una vez madura tienen un color castaño rojizo o negro, las cuales contiene alrededor del 40% de aceite (Loza et al, 2003). En el Cuadro 3, se presenta la clasificación taxonómica de la canola que describe el Código internacional de la nomenclatura botánica ICBN (2000). Cuadro 3. Clasificación taxonómica de la canola. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA Reino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Brassicales Familia Brasicaceae Género Brassica Especie Napus Nombre binomial Brassica napus L. Fuente: Regnum Vegetabile, ICBN (2000). Nombre común: canola, colinabo, colza, jábena, jenabe, jenable, jenape, mostaza negra, naba, nabieyo, nabilla, nabillo, nabina, nabiza, nabo, nabo agreste, nabo blanco de Granada, nabo común, nabo de Castilla, nabo de Fuencarral, nabo forrajero (Guerrero, 1992). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 21 de 78 Requerimientos edafoclimáticos de la canola La planta de la canola es una herbácea anual, la cual se adapta principalmente a los climas de tipo templado, donde la precipitación sea entre los 300 a 500 mm durante su desarrollo (Loza et al., 2003). Temperatura Los cultivares de primavera de canola Brassica napus y Brassica rapa se adaptan mejor en las regiones de clima frío o templado; no obstante, al cultivarlos en regiones de clima caliente, pueden alcanzar rendimientos favorables. En la mayoría de las regiones productoras de canola, ocurren temperaturas mayores a los 27 °C durante la etapa de floración y dichas temperaturas impactan negativamente en el rendimiento de grano (Díaz y Ortegón, 2006). Suelo La colza prefiere suelos profundos con texturas arcillo-limosas con buena aireación y drenaje. El intervalo de pH deseable es de 5,5-7 aunque puede cultivarse en cualquier tipo de suelo, soportando incluso una cierta acidez (Díaz y Ortegón, 2006). Necesidades hídricas La canola se puede desarrollar a partir de precipitaciones de 300 mm si están bien distribuidas. Es un cultivo que resiste la sequía invernal y que sufre con los encharcamientos. Para alcanzar rendimientos de 2000 a 3000 kg/ha se necesitan unos 300 a 400 mm de agua, durante el ciclo (Díaz y Ortegón, 2006). Riego Se recomiendan de 2 a 3 riegos con un total de agua aplicada entre 300-400mm para un máximo rendimiento del grano. Aproximadamente el 30% del agua debe ser aplicada desde la nacencia hasta el inicio de la floración y el 70% restante, desde el inicio de la floración hasta la maduración (Díaz y Ortegón, 2006). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 22 de 78 3. JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO La agricultura es uno de los principales motores de la economía mundial, es el sustento de una gran cantidad de personas y es vital para el desarrollo rural, la disminución de la pobreza y para la producción de alimentos, por lo que un estudio de un cultivo con fertilización alternativa proporciona información valiosa. La introducción de la canola como un nuevo cultivo en México representa una ventaja económica comparativa con el trigo y el maíz, cultivos que tradicionalmente se han sembrado en México. Por su capacidad para adaptarse a condiciones climáticas extremas, ciclo de cultivo relativamente corto, bajos costos de producción y mercado seguro del grano, el cultivo de la canola se presenta como una excelente alternativa para la reconversión de cultivos en México (Ortegón-Morales et al., 2006). La importancia de los abonos orgánicos surge de la imperiosa necesidad que se tiene de mejorar las características físicas, químicas y biológicas del suelo, lo que redunda en el aumento de su fertilidad, así como la reducción en la aplicación de fertilizantes y plaguicidas sintetizados artificialmente, cuyo uso frecuente o excesivo ocasiona problemas graves de contaminación de suelo y agua (Suquilanda, 2003). Por lo tanto, el presente trabajo de investigación arrojará por un lado, información importante que se espera contribuya a la conservación de los suelos agrícolas, brindando una opción fertilizante amigable con el ambiente y por otro lado, información acerca de un cultivo que en la hoy en día se presenta como una opción viable debido a que actualmente México importa millones de toneladas de canola, lo que indica el tamaño del mercado interno, por lo que podría representar grandes beneficios económicos para los agricultores de la región o del país. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 23 de 78 4. HIPÓTESIS La aplicación de biofertilizantes en el cultivo de canola variedad Hyola 401 bajo condiciones de invernadero incrementa el crecimiento de la planta, el rendimiento de la semilla y la producción de aceite, comparados con la fertilización convencional. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 24 de 78 5. OBJETIVOS 5.1 General Evaluar comparativamente el efecto de biofertilizantes y fertilizantes inorgánicos en el cultivo de la canola variedad Hyola 401 en condiciones de invernadero. 5.1.1 Específicos 1) Evaluar el crecimiento, la biomasa, el número de silicuas, la longitud radical y peso de semilla de la canola Hyola 401 bajo condiciones de invernadero. 2) Determinar la producción de aceite de la canola Hyola 401 en cada uno de los tratamientos. 3) Calcular el rendimiento de la semilla de canola Hyola 401 (kg ha-1) para cada uno de los tratamientos. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 25 de 78 6. MATERIAL Y MÉTODO 6.1 Área de estudio La investigación se realizó en las instalaciones del Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala ubicado en el Km 7.5 de la carretera federal San Martín–Tlaxcala, en la comunidad de San Diego Xocoyucan perteneciente al municipio de Ixtacuixtla de Mariano Matamoros en el estado de Tlaxcala. El instituto se encuentra ubicado en las coordenadas UTM 14Q 564674.70 m E 2135158.50 m con una altitud de 2150 msnm (Figura 1). Figura 1. Fotografía satelital del Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala (ITAT) Fuente: Google Earth, 22/ene/2018 Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 26 de 78 El clima de San Diego Xocoyucan según Koppen modificado por Enriqueta García es: C (w1”) y C (w2”) es templado subhúmedo con lluvias en verano, con dos máximos de lluvias separados por dos estaciones secas, una larga en la mitad fría del año y una corta en la mitad de la temporada lluviosa (canícula) con un porcentaje de lluvia invernal menor de 5 de la anual, con un verano fresco, temperatura del mes más caliente menor de 22°C y con poca oscilación entre 5 y 7°C. Frecuencia de heladas en un rango de 40-60 días. Temperatura media anual (TMA) de 10-12°C y con una precipitación (PMA) de 800-1000 mm (Figura 2). Figura 2. Tipo de clima en el área de estudio Fuente: CONABIO, 2018 Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 27 de 78 6.2 Diseño experimental Para la realización del experimento se utilizó un diseño de bloques completos al azar (Castañeda, 1981) con 4 tratamientos y 10 repeticiones por tratamiento (Cuadro 4), por lo que se emplearon 40 unidades experimentales (macetas) de 5 kg de capacidad útil y 25 cm de diámetro, bajo condiciones de invernadero. El material biológico utilizado fue semilla de canola variedad Hyola 401, con un mínimo de germinación del 90% (ANEXO A). Cuadro 4. Número de tratamiento y tipo de fertilización TRATAMIEN TO FERTILIZACI ÓN ABREVIATU RA REPETICION ES No. DE PLANTAS/TR ATAMIENTO T1 BIOL BI 10 100 T2 FERTILIZACI ÓN QUÍMICA F 10 100 T3 TESTIGO T 10 100 T4 BOCASHI BO 10 100 Tratamientos Tratamiento 1: Cultivo de canola Hyola 401 en suelo empleando biofertilizante líquido (biol) en 10 unidades con 10 plantas por unidad. Tratamiento 2: Cultivo de canola Hyola 401 en suelo empleando fertilización química: nitrato de amonio NH4NO3 y superfosfato triple de calcio Ca(H2PO4)2 en 10 unidades con 10 plantas por unidad. Tratamiento 3: Cultivo de canola Hyola 401 en suelo sin fertilizar (Testigo) en 10 unidades con 10 plantas por unidad. Tratamiento 4: Cultivo de canola Hyola 401 en suelo empleando biofertilizante sólido (bocashi) en 10 unidades con 10 plantas por unidad. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 28 de 78 Aplicación y dosificación En el Cuadro 5, se muestran los diferentes tipos de fertilización y dosificaciones aplicados como tratamientos al cultivo de canola Hyola 401, de acuerdo a lo recomendado por INIFAP (2010). Cuadro 5. Aplicación y dosificación de fertilizantes en el ensayo FERTILIZANTE 1ra DOSIS 2da DOSIS 3ra DOSIS 4ta DOSIS Nitrato de amonio Antes siembra Semana 1 X X (0.228 gr) (0.228 gr) Superfosfato triple de calcio Antes siembra X X X (0.247 gr) Bocashi Antes siembra X X X (96 gr) Biol Antes siembra Semana 2 Semana 4 Semana 6 biol al 100 % (Dilución 1:2) (Dilución 1:2) (Dilución 1:2) Fuente: Elaboración propia. Una vez determinados los tratamientos a aplicar y el número de repeticiones por tratamiento, mediante un sorteo se dispusieron las macetas en fila y se etiquetaron con nombre del tratamiento y el número de repetición. El Cuadro 6, muestra el tratamiento aplicado a cada una de las macetas numeradas del 1 al 40 y su disposición aleatoria dentro del invernadero del Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 29 de 78 Cuadro 6. Posición de los tratamientos y sus repeticiones por medio de sorteo numeradas del 1-40. BO F F BO F BI BI T T T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 BO F F BO T BI F BO BI BI 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 T F F BO T BO BI BO BO T 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 T BO F BI F T BI BI BI T 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Fuente: Elaboración propia. 6.2.1 Descripción del experimento La investigación se realizó en tres fases que a continuación se indican. Primera fase: Se realizó mediante documentación bibliográfica del tema de estudio, visitas al instituto (biblioteca, laboratorios y área de invernaderos) y entrevistas con personal docente de la institución. Las actividades durante este periodo se enlistan a continuación. a) Revisión bibliográfica, b) Selección y caracterización fisicoquímica del suelo empleado en el experimento. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 30 de 78 c) Elaboración de abono orgánico sólido tipo bocashi. d) Elaboración de abono orgánico líquido tipo biol. Segunda fase: La segunda fase se realizó en el Laboratorio de Suelos y Aguas perteneciente al Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala y el área de invernaderos. Las actividades durante este periodo se enlistan a continuación. a) Caracterización del suelo y biofertilizantes en laboratorio. b) Preparación e Instalación del experimento. c) Aplicación de tratamientos (fertilización). d) Siembra de canola variedad Hyola 401. Tercera fase: La tercera fase se realizó en el Laboratorio de Suelos y Aguas perteneciente al Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala y el área de invernaderos. Las actividades durante este periodo se enlistan a continuación. a) Obtención de datos de las variables a evaluar. Desarrollo de las fases del experimento Una vez seleccionada el área y delimitado el lote del cual se extrajo el suelo necesario para el experimento, se procedió a muestrear. Las muestras de suelo fueron colectadas 20 días antes de iniciar el experimento, recolectando 15 muestras simples del lote a una profundidad de 20 cm utilizando el método de zigzag, para luego realizar la mezcla en un costal de plástico; del cual, se tomó, mediante cuarteo, una muestra compuesta de suelo homogenizada (1.5 kg), para su caracterización en el laboratorio de Suelo y Agua del Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala (ITAT), lo anterior en concordancia con lo Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 31 de 78 descrito en la NOM-021-RECNAT-2000, que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudios, muestreo y análisis. Elaboración de biofertilizante sólido tipo bocashi De acuerdo a lo mencionado por Ramos y Terry (2014), se prepararon dos mezclas una sólida y una líquida, homogenizando adecuadamente los siguientes insumos presentados en el Cuadro 7. Cuadro 7. Insumos para la elaboración del Bocashi INSUMOS CANTIDAD [kg] Estiércol de bovinos 7 Estiércol de porcinos 7 Gallinaza 1.5 Aserrín de madera 2 Rastrojo de cereal 2 Cal agrícola 0.5 Roca fosfórica 0.5 Ceniza vegetal 0.5 Humus 7 Carbón molido 7 Piloncillo 0.3 Levadura para pan 0.2 Tierra común 15 Agua [L] 10 Fuente: Elaboración propia, de acuerdo a lo recomendado por Ramos y Terry (2014). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 32 de 78 Procedimiento de elaboración del bocashi La elaboración del fertilizante orgánico tipo bocashi se realizó 2 meses antes de iniciar con el establecimiento del cultivo lo que permitió la madurez del mismo para su aplicación Se mezclaron los insumos de acuerdo a las cantidades descritas en el Cuadro 7, para la mezcla sólida se utilizó estiércoles de bovino y porcino, aserrín, rastrojo, gallinaza, cal agrícola, roca fosfórica, ceniza vegetal, humus, carbón molido y tierra común. Paralelamente se preparó una mezcla líquida con 0.30 kg de piloncillo, 0.20 kg de levadura para pan en 10 litros de agua limpia, se agregó la preparación líquida sobre el preparado sólido, mezclando firmemente para lograr la homogenización de los insumos. Se ajustó el porcentaje de humedad (40%) mediante la incorporación de agua a la mezcla, verificando el porcentaje con un higrómetro de uso agrícola. Posteriormente se vertió el preparado final sobre una cubierta plástica, dejando una capa de no más de 50 cm de espesor, lo que permitió elevar la temperatura de la masa y acelerar el proceso de fermentación, finalmente, se cubrió el preparado con un plástico y se colocó a la sombra. Se empleó una pala para voltear el material extendido, dos veces al día, una vez en la mañana y otra vez en la tarde, por los primeros 7 días, posteriormente, el volteo se realizó 3 veces por semana. Se monitoreó durante todo el proceso la temperatura, ésta no excedió los 50 ºC. Al cabo de 38 días el abono orgánico tipo bocashi se encontró maduro y listo para ser utilizado. Elaboración de biofertilizante líquido tipo biol De acuerdo al Instituto Nacional de Investigación Agraria (INIA, 2008) y lo expresado por Pino (2005), los insumos descritos en el Cuadro 8, deberán ser reunidos y mezclados siguiendo las recomendaciones, para la obtención de un producto de calidad. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 33 de 78 Cuadro 8. Insumos para la elaboración de biol INSUMOS CANTIDAD [kg] Estiércol de bovinos 4.1 Estiércol de porcinos 4.1 Gallinaza 0.81 Alfalfa troceada 0.2 Rastrojo de avena 0.2 Cal agrícola 0.42 Roca fosfórica 0.42 Ceniza vegetal 0.42 Ajo 0.05 Piloncillo 0.1 Levadura para pan 0.1 Sangre [L] 0.5 Agua [L] 15 Orín de animales pecuarios [L] 0.5 Leche de vaca [L] 1 Fuente: Elaboración propia de acuerdo a las recomendaciones de la INIA, (2008) Procedimiento de elaboración del biol La elaboración del fertilizante líquido tipo biol inició 3 meses antes de iniciar el experimento lo que permitió la madurez del mismo para su aplicación al cultivo. En un recipiente de 50 litros de capacidad se vertieron los insumos en las cantidades descritas en el Cuadro 8, los insumos utilizados fueron: estiércol fresco de bovino y porcino, gallinaza, alfalfa finamente troceada, rastrojo de cereal finamente troceado, cal agrícola pulverizada, roca fosfórica pulverizada, ceniza vegetal pulverizada, ajo finamente picado, piloncillo pulverizado, levadura para pan en pequeños trozos, Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 34 de 78 sangre, orín y leche de vaca. Se adicionó 13.5 litros de agua limpia, y se mezcló vigorosamente por un lapso de 15 minutos, hasta asegurar la homogenización de los materiales. Con un tubo de ½” caliente, se perforó un garrafón de 20 litros de capacidad en la parte superior a un lado del cuello y se conectó un niple terminal de ½” y flare de ½” con espiga campana flare de ½” hembra, conectando a una manguera plástica transparente de 2.5 m de longitud, sellando la perforación y la manguera con silicón frío, en la parte inferior se instaló una llave de inserción doble para garrafón, con la finalidad de permitir el drenado del contenedor. Se colocó un globo grande de plástico en el extremo final de la manguera a manera de reservorio para los gases formados durante la fermentación (biogás). Posteriormente, se vertió el preparado en el garrafón y se mezcló el contenido dentro del recipiente. Se colocó el garrafón con el preparado a la intemperie por espacio de 7 días con la finalidad de acelerar la actividad microbiana y la descomposición de los insumos, por acción del incremento de temperatura. Al cumplirse los 7 días a la intemperie, se trasladó el garrafón a un lugar sombreado para continuar el proceso, agitándolo con suavidad una vez por semana. Al cabo de 90 días el abono líquido orgánico biol se encontró con las características de un producto maduro y listo para ser utilizado. Caracterización del suelo y biofertilizantes en laboratorio Las caracterizaciones se realizaron en el laboratorio de Suelos y Agua de la institución (ANEXO B). Caracterización del suelo empleado en el experimento El Cuadro 9, presenta los parámetros de suelo que se determinaron empleando las metodologías descritas en la NOM-021-REC-NAT-2000, para pH, conductividad eléctrica (C.E.), textura, materia orgánica (M.O.), densidad aparente (Da), nitrógeno total, fósforo, y potasio (soluble). Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 35 de 78 Cuadro 9. Metodologías empleadas para el análisis de suelo PARÁMETRO NORMATIVA APLICADA Determinación de pH. Método Potenciométrico AS-02; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de la conductividad eléctrica. Método del Conductímetro AS-18; NOM-021-REC-NAT-2001 Determinación de textura. Método Bouyoucos AS-09; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de materia orgánica. Método Walkley and Black (combustión húmeda) AS-07; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de la densidad aparente. Método de campo AS-03; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación del nitrógeno total microKjeldahl. Por arrastre de vapor destilación AS-25; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación del fosforo. Método de Bray por colorimetría AS-11; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de potasio. Método espectrofotométrico AS-19; NOM-021-REC-NAT-2000 Fuente: Diario Oficial de la Federación Fecha de publicación: 31 de diciembre de 2002 Caracterización fisicoquímica del bocashi El Cuadro 10, muestra los métodos aplicados descritos en la NOM-021-REC-NAT- 2000, para la determinación de los parámetros fisicoquímicos pH, Conductividad eléctrica, Materia orgánica, Nitrógeno total, Fósforo, Potasio. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 36 de 78 Cuadro 10. Metodologías empleadas para el análisis del bocashi PARÁMETRO NORMATIVA APLICADA Determinación de pH. Método Potenciométrico AS-02; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de la Conductividad eléctrica. Método del Conductímetro AS-18; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de Materia orgánica. Método Walkley and Black. AS-07; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación del Nitrógeno Total microKjeldahl. Por arrastre de vapor destilación AS-25; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación del Fósforo. Método de Bray por colorimetría. AS-11; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de Potasio. Método Espectofotométrico. AS-19; NOM-021-REC-NAT-2000 Fuente: Diario Oficial de la Federación (DOF), Fecha de publicación: 31 de diciembre de 2002 Caracterización fisicoquímica del biol El Cuadro 11, muestra los métodos aplicados descritos en la NOM-021-REC-NAT- 2000, la NMX-AA-026-SCFI-2001 y la NMX-AA-051-SCFI-2001 para la determinación de los parámetros fisicoquímicos pH, Conductividad eléctrica, Nitrógeno total, Fósforo y Potasio. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 37 de 78 Cuadro 11. Metodologías empleadas para el análisis de biol PARÁMETRO NORMATIVA APLICADA Determinación de pH. Método potenciométrico AS-02; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación de la Conductividad Eléctrica. Método del conductímetro AS-18; NOM-021-REC-NAT-2000 Determinación del Nitrógeno Total microKjeldahl. por arrastre de vapor destilación NMX-AA-026-SCFI-2001 Determinación del fósforo. Método cloruro estagnoso NMX-AA-029-SCFI-2001 Determinación de Potasio. El método por espectrofotometría de absorción atómica NMX-AA-051-SCFI-2001 Fuente: Diario Oficial de la Federación (DOF), Fecha de publicación: 31 de diciembre de 2002 Los resultados obtenidos de las caracterizaciones en el laboratorio de Agua y Suelo de la institución, se presentan en el ANEXO B. Preparación e instalación del experimento Se acondicionaron 40 cubetas plásticas de 16.5 L de capacidad como macetas para la siembra de semillas de canola, por ello, con un taladro con broca de ¼ de pulgada se realizaron 10 perforaciones distribuidas en el fondo de cada una de las 40 cubetas, en seguida, se agregó al fondo de las cubetas, una cama de 700 gr de tezontle de ¾”. Las actividades descritas, facilitaron el drenaje del exceso de agua en las macetas. Una vez concluida la preparación física de la maceta, con la ayuda de una balanza granataria, se agregó a cada maceta 5 kg de suelo, previamente seleccionado, Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 38 de 78 cernido, homogenizado y caracterizado en laboratorio de la institución, de ésta manera, las macetas quedaron listas para la siembra. Posteriormente las 40 cubetas plásticas fueron colocadas dentro de un invernadero perteneciente al Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala donde se aplicará cada uno de los tratamientos. De acuerdo a las recomendaciones del INIFAP (2010), para el caso de los cultivares de canola en México, principalmente se emplean los siguientes fertilizantes inorgánicos, mismos que serán evaluados en el presente trabajo de investigación y que se describen a continuación. Nitrato de amonio El nitrato de amonio (NH4NO3), se utiliza principalmente como fertilizante por su alto contenido en nitrógeno. Este fertilizante es aprovechado directamente por las plantas mientras que el amonio es oxidado por los microorganismos presentes en el suelo a nitrito o nitrato y sirve de abono de larga duración (Ávila, 2001). Superfosfato triple de calcio El Súper Fosfato Triple de Calcio o también conocido como 0-46 es uno de los fertilizantes fosforados más utilizado en el mercado, contiene 46% de fósforo en forma de pentóxido de fósforo (P2O5) y 24.5 % de Calcio en forma de CaO. La acidulación de roca fosfórica con ácido fosfórico genera el Súper Fosfato Triple de Calcio Ca(NH2PO4)2. Éste fertilizante estimula la producción de flores y frutos de plantas, provoca el fortalecimiento de tallos y hojas. El alto contenido de fósforo promueve el crecimiento y desarrollo de raíces. En suelos con pH neutros el fósforo presenta una disponibilidad inmediata (Ávila, 2001). Aplicación de tratamientos (fertilización) La fertilización química que se aplicó en el cultivo de canola para éste estudio, se llevó a cabo de acuerdo a lo recomendado por los especialistas del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias, INIFAP, misma que Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 39 de 78 fue avalada por especialistas agrónomos pertenecientes al Instituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala y consistió en suministrar nitrato de amonio y superfosfato triple de calcio, se empleó la fórmula 100-46-00 (N, P, K), aplicada según lo recomendado por INIFAP (2010). Para la aplicación de los abonos orgánicos, se consideraron las recomendaciones de agricultores locales y las recomendaciones del personal técnico del ITAT en adición a lo revisado en la bibliografía. Procedimiento del fertilizado Para las 10 macetas designadas al tratamiento con fertilizante químico convencional, se agregaron 2 compuestos a cada una de las macetas; superfosfato de calcio triple y nitrato de amonio (1 día antes de la siembra). Se aplicó una dosis única de 0.247 gr de superfosfato triple de calcio, más una primera dosis de 0.228 gr de nitrato de amonio a cada maceta, al cabo de 8 días se aplicó la segunda y última dosis de 0.228 gr de nitrato de amonio, para una fertilización total de 0.456 gr de éste último por maceta. Para el tratamiento bocashi se agregó una dosis única de 96 gr de bocashi (1 día antes de la siembra) a cada una de las 10 macetas designadas para el tratamiento y se aplicó el primer riego. Para el tratamiento biol se aplicaron 4 dosis durante las 10 semanas del experimento a cada una de las 10 macetas, la primera dosis se aplicó antes de la siembra directamente al suelo en una concentración de 100% de biol, posteriormente se realizaron 3 aplicaciones vía foliar por espacio de 15 días entre aplicación, en dilución de 1:2 de biol + agua, es decir, biol al 50%. Para las 10 macetas designadas como Testigo, no se aplicó ningún tipo de fertilización. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 40 de 78 Siembra de canola variedad Hyola 401 La Instalación del cultivo de canola en condiciones de invernadero consistió en emplear semillas de canola Hyola-401, por ser la variedad utilizada en cultivares del norte del país y cuyo rendimiento es conocido. La siembra se realizó de acuerdo a Loza et al., (2003), por lo que se sembraron 12 semillas repartidas en cada maceta a 2 cm de profundidad y se suministró el riego a cada maceta con agua potable de la red pública, utilizando un aspersor con boquilla de rocío. Una vez dada la emergencia de las plántulas se igualaron en todas las macetas a 10 plántulas por maceta, lo que equivale a 400 plantas/2.24 m2. Para asegurar el correcto desarrollo del cultivo se aplicaron las siguientes labores culturales: Aporcado En la semana 2, cuando las plantas de canola alcanzaron los 20-25 cm de altura, se aporcó, adicionando 750 gr del mismo suelo seleccionado para el experimento a cada una de las macetas de los 4 tratamientos (40 macetas), con la finalidad de sustentar los tallos y evitar el acame del cultivo. Riego Durante las primeras tres semanas del cultivo (antes de la floración), se regó cada dos días a cada maceta con 0.5 L de agua potable de la red pública. Al inicio de la floración cuando el cultivo de canola tuvo mayor exigencia de humedad el volumen de los riegos se incrementó hasta 1.5 L de agua hasta el final de su ciclo (semana 10). Temperatura El registro de temperatura se realizó con un termómetro ambiental y un termómetro al sustrato, con la finalidad de registrar cualquier variación en la temperatura dentro del invernadero que pudiera afectar al cultivo. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 41 de 78 6.3 Variables a evaluar Durante el ciclo del cultivo se determinaron y registraron los parámetros de evaluación al cultivo. La determinación de las variables y la metodología empleada para la obtención de datos se muestran en el Cuadro 12. Cuadro 12. Determinación de variables VARIABLES MÉTODO Crecimiento (altura) Medición de altura utilizando regla graduada en cm Biomasa Peso húmedo/peso seco Número de silicuas Conteo en planta Longitud radical Medición de la longitud utilizando regla graduada en cm Peso de 1,000 semillas Determinación de peso por lote de 1,000 semillas Producción de aceite Método de extracción etérea Soxhlet Rendimiento de la semilla Método de peso de 1,000 semillas Crecimiento (altura de la planta) La primera lectura en la altura de las plantas se realizó a los 25 días después de la emergencia, utilizando un flexómetro graduado en cm. Se midieron 10 plantas de cada maceta, desde la parte basal, hasta la parte apical de la planta como se muestra en la Figura 3. Las subsecuentes lecturas se realizaron una vez por Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 42 de 78 semana, para un periodo de 10 semanas en total que fue ciclo del cultivo. Los datos obtenidos se registraron en cm en una bitácora de trabajo. Figura 3. Determinación de la altura de la planta Determinación de biomasa Durante el ciclo del cultivo, se realizaron 3 sesiones de extracción de 2 plantas por maceta. la primera extracción se realizó en la semana 1, la segunda en la semana 5 y la tercera en la semana 8. El total de las extracciones por sesión proporcionó 80 plantas por los 4 tratamientos. Las plantas extraídas fueron pesadas en una balanza analítica para conocer su peso húmedo (Figura 4), posteriormente fueron puestas a secar en estufa durante un lapso de 3 días a 60°C (Figura 5), a fin de conocer su peso en seco y determinar por diferencia de pesos, la biomasa de la planta. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 43 de 78 Número de silicuas Durante el ciclo vegetativo de la canola y posterior a la floración, se realizaron 3 conteos silicuas para cada tratamiento y sus 10 repeticiones. El conteo fue directo y para ello se empleó un contador mecánico de golpe, registrando el número total de silicuas de cada planta por cada una de las 40 macetas. El primer conteo se realizó en la semana 5, que correspondió al mes de octubre, el segundo conteo en la semana 8 durante el mes de noviembre y el tercer conteo en la semana 10 (mes de diciembre). La Figura 6, muestra la morfología de las silicuas de canola a punto de maduración. Figura 6. Aspecto de las silicuas en planta de canola Figura 4. Determinación de peso húmedo de la planta Figura 5. Secado de plantas en estufa para determinación de biomasa Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 44 de 78 Longitud radical La determinación se realizó en dos plantas extraídas de cada maceta (40 macetas totales) y corresponden a las plantas extraídas para la determinación de biomasa. Las raíces de las 80 plantas se extendieron en una mesa y con un flexómetro graduado (Figura 7) se registró la longitud radical. La medición se efectuó desde el cuello de la raíz (unión con el tallo) hasta el ápice de la raíz, los datos registrados se expresan en centímetros. Figura 7. Determinación de la longitud radical Peso de semilla Las semillas cosechadas por tratamiento fueron colocadas en una bolsa de plástico y de ellas se extrajo una muestra aleatoria de 200 gr por cada uno de los tratamientos. Se contabilizaron 1,000 semillas de cada tratamiento (Figura 8), para ser pesadas en una balanza analítica, registrando el dato como peso de 1,000 semillas. Este conteo y pesaje se hizo por triplicado. Universidad Nacional Autónoma de México FES Zaragoza Página 45 de 78 Figura 8. Determinación del peso de 1,000 semillas Producción de aceite El contenido de aceite se determinó
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