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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA (Creada por Ley N° 25265) FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE AGRONOMÍA TESIS LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: PRODUCCIÓN AGRÍCOLA PRESENTADO POR: Bach. Abimelex Abel, LAPA HUAMAN PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO AGRÓNOMO HUANCAVELICA, PERÚ 2022 “EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN NPK Y MICROORGANISMOS EFICIENTES EN LA PRODUCCIÓN DE ESPINACA (Spinacia Oleracea L)” iii Título “EFECTO DE LA FERTILIZACION NPK Y MICROORGANISMOS EFICIENTES EN LA PRODUCCION DE ESPINACA (Spinacia Oleracea L)” iv Autor Bach. Abimelex Abel, LAPA HUAMAN v Asesor Ph.D. Agustín, PERALES ANGOMA https://orcid.org/0000-0001-7865-6948 DNI. 20421692 https://orcid.org/0000-0001-7865-6948 vi Tabla de Contenido Acta de sustentación ..................................................................................................... ii Título ........................................................................................................................... iii Autor ........................................................................................................................... iv Asesor ........................................................................................................................... v Tabla de Contenido ..................................................................................................... vi Resumen ..................................................................................................................... xv Abstrac ...................................................................................................................... xvi Introducción ............................................................................................................. xvii CAPITULO I ............................................................................................................ 19 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 19 1.1. Descripción y formulación del problema ....................................................... 19 1.1.1. Descripción del problema .......................................................................... 19 1.2. Formulación del problema ............................................................................. 19 1.2.1. Problema general ........................................................................................ 19 1.2.2. Problemas específicos ................................................................................ 19 1.3. Objetivos ........................................................................................................ 20 1.3.1. Objetivo general ......................................................................................... 20 1.3.2. Objetivos específicos ................................................................................. 20 CAPITULO II .......................................................................................................... 21 MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 21 2.1. Antecedentes .................................................................................................. 21 2.1.1. Experiencias del uso de microorganismos eficientes (EM) en el cultivo de espinacas y otros. ................................................................................................ 21 vii 2.1.2. Experiencias de fertilización NPK en el cultivo de espinaca y otros. ........ 26 2.2. Bases teóricas ................................................................................................. 28 2.2.1. Generalidades de la fertilización NPK ....................................................... 28 2.2.2. Aspectos generales de los microorganismos eficientes (EM) .................... 29 2.2.2.1 Que son los microorganismos eficientes EM ................................. 29 2.2.2.2 Grupos microbianos que componen los EM .................................. 30 2.2.3. Generalidades del cultivo de espinaca ....................................................... 33 2.2.3.1 Origen e historia ............................................................................. 33 2.2.3.2 Clasificación taxonómica ............................................................... 33 2.2.3.3 Requerimientos de clima y suelo ................................................... 34 2.3. Definición de Términos.................................................................................. 35 2.4. Formulación de la hipótesis ........................................................................... 36 2.4.1. Hipótesis planteada (Ho) ............................................................................ 36 2.4.2. Hipótesis alternante (Ha)............................................................................ 36 2.5. Variables ........................................................................................................ 36 2.5.1. Variables independientes ........................................................................... 36 2.5.2. Variable dependiente .................................................................................. 36 2.6. Operacionalización de variables .................................................................... 37 CAPITULO III ......................................................................................................... 39 MATERIALES Y MÉTODOS................................................................................ 39 3.1. Materiales ....................................................................................................... 39 3.1.1. Lugar de Investigación ............................................................................... 39 3.1.2. Material Vegetal ......................................................................................... 39 3.1.3. Característica del suelo .............................................................................. 40 3.1.4. Características climatológicas .................................................................... 40 3.1.5. Materiales de campo .................................................................................. 40 3.1.6. Materiales de gabinete................................................................................ 40 viii 3.2. Tipo de Investigación ..................................................................................... 40 3.3. Nivel de Investigación.................................................................................... 41 3.4. Método de Investigación ................................................................................ 41 3.5. Diseño de la Investigación ............................................................................. 41 3.5.1. Diseño Experimental .................................................................................. 41 3.5.2. Diseño estadístico....................................................................................... 42 3.6. Población, Muestra y Muestreo ..................................................................... 45 3.7. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ........................................... 45 3.8. Técnicas de procesamiento y análisis de datos .............................................. 46 CAPÍTULO IV ......................................................................................................... 47 DISCUSION DE RESULTADOS ........................................................................... 474.1 Presentación e interpretación de datos ........................................................... 47 4.1.1 Altura de Plantas ........................................................................................ 47 4.1.2 Número de hojas por Planta ....................................................................... 50 4.1.3 Longitud de raiz ......................................................................................... 53 4.1.4 Peso de raíz ................................................................................................ 56 4.1.5 Rendimiento ............................................................................................... 58 4.2 Discusión de Resultados ................................................................................ 61 4.2.1 Altura de plantas ........................................................................................ 62 4.2.2 Numero de hojas por planta ....................................................................... 63 4.2.3 Longitud de raiz ......................................................................................... 64 4.2.4 Peso de raiz ................................................................................................ 65 4.2.5 Rendimiento ............................................................................................... 66 Conclusiones .............................................................................................................. 67 Recomendaciones ....................................................................................................... 68 ix Referencias bibliográficas .......................................................................................... 69 Apéndice .................................................................................................................... 76 x Tabla de contenidos de tablas Tabla 1. Análisis de Varianza (ANVA) de la altura de plantas (cm) de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza ................... 47 Tabla 2. Comparación de promedios de altura de planta de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05) ................................ 48 Tabla 3. Comparación de promedios de altura de planta de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05).......................................... 48 Tabla 4. Comparación de promedios de altura de planta de espinaca por efecto combinado o de interacción de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05) ...................................................................................................................... 49 Tabla 5. Análisis de Varianza (ANVA) del número de hojas por planta de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza .......... 50 Tabla 6. Comparación de promedios del número de hojas por planta de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05) ....... 51 Tabla 7. Comparación de promedios del número de hojas por planta de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05) ................. 51 Tabla 8. Comparación de promedios de altura del número de hojas por planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05). ............................................................................................................ 52 Tabla 9. Análisis de Varianza (ANVA) de la longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5- K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza ...................................................................................................................... 53 Tabla 10. Comparación de promedios de altura de la longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05). ......................................................................................................... 54 Tabla 11. Comparación de promedios de la longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0.05) .......... 54 xi Tabla 12. Comparación de promedios de la longitud de raíz de planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05)........ 55 Tabla 13. Análisis de Varianza (ANVA) del peso de raíz (g) de plantas de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza .......... 56 Tabla 14. Comparación de promedios del peso de raíz de plantas de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05). ................. 57 Tabla 15. Comparación de promedios del peso de raíz de plantas de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05)............................ 57 Tabla 16. Comparación de promedios del peso (g) de raíz de planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05)........ 58 Tabla 17. Análisis de Varianza (ANVA) del rendimiento (g) por planta de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza. ......... 59 Tabla 18. Comparación de promedios del rendimiento (g) por planta de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05). ...... 60 Tabla 19. Comparación de promedios del rendimiento por planta de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05) ................. 60 Tabla 20. Comparación de promedios del rendimiento por planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05)........ 61 xii Tabla de contenidos de cuadros Cuadro 1. Operacionalización de variables ................................................................ 37 Cuadro 2. Factores y tratamientos .............................................................................. 42 Cuadro 3. Croquis del experimento ........................................................................... 43 Cuadro 4. Componentes del análisis de varianza (ANVA)........................................ 44 xiii Tabla de contenidos de figuras Figura 1. Imagen satelital de las instalaciones del Instituto de Desarrollo de la Agricultura Familiar Sustentable (IDAFS) .................................................. 39 Figura 2. Altura de plantas de espinaca (g) por efecto de los tratamientos ............... 49 Figura 3.Número de hojas por planta de espinaca por efecto de los tratamientos. .... 52 Figura 4. Longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca por efecto de los tratamientos. .................................................................................................................................... 55 Figura 5. peso de raíz (g) de plantas de espinaca por efecto de los tratamientos. ...... 58 Figura 6. Rendimiento por planta (g) de espinaca por efecto de los tratamientos. .... 61 xiv Tabla de contenidos de apéndice Apéndice 1. Matriz de Consistencia........................................................................... 76 Apéndice 2. Testimonio Fotográfico ......................................................................... 79 xv Resumen La espinaca (Spinacia oleracea L.) es un cultivo de corto periodo vegetativo y se produce todo el año, desde elnivel de mar hasta los 3,000 msnm. Por lo que exige, disponibilidad inmediata y equilibrada de nutrientes en el suelo. Se realizó un trabajo de investigación en el diseño de parcelas divididas conducido en el diseño de bloques completos aleatorizados (DBCA) con seis tratamientos y cuatro repeticiones, para determinar el rendimiento, peso fresco de hojas, peso fresco de raíz, número de hojas por planta, altura de planta y longitud de raíz en plantas de espinaca bajo dos dosis de fertilización (50N-50P2O5-50K2O y 100N-100P2O5-100K2O) y tres dosis de microorganismos eficientes (1.0, 2.0 y 3.0 %)). Las variables peso fresco de follaje (hojas) y peso fresco de raíz tuvieron respuestas diferentes por efecto estimulante de la acción combinada de dosis de N-P2O5-K2O y dosis de microorganismos eficientes (EM); las características biométricas número de hojas por planta, altura de planta y longitud de raíz fueron superiores por efecto de las dosis incrementales de N-P2O5- K2O y dosis de EM. Palabras clave: Espinaca, fertilización química, microorganismos eficientes, Nitrógeno, Fósforo y Potasio. xvi Abstract Spinach (Spinacia oleracea L.) is a crop with a short vegetative period and is produced all year round, from sea level to 3,000 meters above sea level. For what it requires, immediate and balanced availability of nutrients in the soil. A research work was carried out in the design of divided plots conducted in the randomized complete block design (DBCA) with six treatments and four repetitions, to determine the yield, fresh weight of leaves, fresh weight of root, number of leaves per plant, plant height and root length in spinach plants under two doses of fertilization (50N-50P2O5-50K2O and 100N-100P2O5-100K2O) and three doses of efficient microorganisms (1.0, 2.0 and 3.0%)). The variables fresh weight of foliage (leaves) and fresh weight of root had different responses due to the stimulating effect of the combined action of doses of N- P2O5-K2O and doses of efficient microorganisms (EM); the biometric characteristics of the number of leaves per plant, plant height and root length were higher due to the effect of the incremental doses of N-P2O5-K2O and EM doses. Keywords: Spinach, chemical fertilization, efficient microorganisms, Nitrogen, Phosphorous and Potassium. xvii Introducción La aplicación de nutrientes al suelo (concretamente NPK) con la finalidad de incrementar la capacidad productiva no es una práctica reciente en absoluto. En todo caso, se puede mencionar que se ha modificado profundamente la forma y la capacidad para realizar ese aporte. Esta práctica, ha tenido indudables efectos positivos al posibilitar la obtención de alimentos para una población en rápido crecimiento; sin embargo, también se han ido manifestando los riesgos ambientales y sanitarios y que deben ser corregidos y prevenidos para mantener los recursos, fundamentalmente del agua y del suelo. (Andreu et al. 2006). La actividad intensiva de la agricultura en monocultivo y uso creciente de fertilizantes y agroquímicos ha generado un deterioro acelerado de los suelos por lo que constituye uno de los principales problemas ambientales generado por el sector agrícola. La necesidad de cubrir la alta demanda de alimentos hace que los agricultores quieran por cualquier mecanismo (siendo el más usado el de tipo químico) acelerar los procesos de germinación, crecimiento y producción sin considerar el perjuicio que se causa a los suelos y sobre todo a los consumidores finales. Es en esta consideración que surge la urgente necesidad de reemplazar para el proceso de germinación, procesos de tipo biológico que remplacen y representen una alternativa frente a los métodos químicos hasta ahora usados, estas acciones permitirá mejorar la calidad del alimento lo cual se verá reflejado en la salud de los usuarios, también traerá consigo la disminución del acelerado proceso de contaminación del suelo y en consecuencia, el incremento económico del agricultor será mayor puesto que el uso de alternativas biológicas como el uso microorganismos eficientes abaratara los costos, comparado con la inversión que se hace con el uso de fertilizantes químicos (Arias, 2010). La espinaca Spinacia oleracea L. es una especie de importancia fundamental en la dieta alimenticia de la población, y su versatilidad en la preparación de platos derivados del uso de su hoja permite consumir en torrejas, guisos, ensaladas y sopas; También en la industria se utiliza como congelados, condimentos, deshidratados entre otros. xviii Apreciado por su alto contenido en vitaminas y minerales que sobrepasa a la de la mayoría de verduras. Además de su alta productividad y tolerancia a las heladas débiles, es un cultivo de corto periodo vegetativo (60 a 90 días) y constituye una buena alternativa para un programa de rotación y diversificación de cultivos (Maqquerhua, 2019). En el presente estudio se pretende evaluar el efecto de la fertilización NPK y microorganismos eficientes (EM) en la producción de espinaca. 19 CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Descripción y formulación del problema 1.1.1. Descripción del problema Con la finalidad de incrementar las cosechas, los horticultores del Valle del Mantaro cada vez más utilizan fertilizantes sintéticos, trayendo como consecuencia la degradación de los mismos, incremento de sus costos y contaminación del medio ambiente entre otros. Si bien, se han desarrollado en el mundo, muchos trabajos de investigación en diferentes cultivos sobre fertilización sintética y orgánica, y teniendo en cuenta que, es el suelo el lugar donde se almacenan los nutrientes y que cada unidad productiva tiene sus propias características físicas, químicas y biológicas. Resulta relevante comparar el efecto sobre el rendimiento de la espinaca, de diferentes dosis de NOK y los Microorganismos eficientes (EM). 1.2. Formulación del problema 1.2.1. Problema general ¿Cuál es el efecto de las dosis de NPK y los microorganismos eficientes en el rendimiento y los parámetros biométricos de la espinaca? 1.2.2. Problemas específicos ¿Cuál es el efecto de las dosis de NPK y los microorganismos eficientes en el peso fresco de hojas y raíces de la espinaca? ¿Cuál es el efecto de las dosis de NPK y los microorganismos eficientes en el número de hojas por planta, la altura de planta y longitud de raíz de la espinaca? 20 1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo general Evaluar la producción de espinaca por efecto de la aplicación de fertilización NPK y microorganismos eficientes en condiciones de campo en el Valle del Mantaro. 1.3.2. Objetivos específicos Determinar el rendimiento peso fresco de hojas y peso fresco de raíz de la espinaca. Cuantificar las características biométricas número de hojas por planta, altura de planta y longitud de raíz de la espinaca. 21 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes 2.1.1. Experiencias del uso de microorganismos eficientes (EM) en el cultivo de espinacas y otros. Se evaluó lactofermentos enriquecido con sulfato de zinc, sulfato de manganeso, y bórax en tres dosis y dos testigos (fertilización al suelo y sin fertilización), en el cultivo de espinaca (Spinacea oleracea). Se utilizó un arreglo factorial de 3x3 + 2 tratamientos, con cuatro repeticiones, conducido en el diseño de bloques completos al azar. Las variables evaluadas fueron: largo de la hoja, ancho de la hoja, incidencia de insectos y enfermedades, altura de plantas, rendimiento comercial y análisis financiero. De los resultados obtenidos, se infieren que la fertilización foliar complementaria (b1) presentó la mejor respuesta para todas las variables estudiadas. La mayor longitud de largo de hoja (17,77 cm)se obtuvo con la dosis baja (246 cm3/litro) de biofermentos, con 52,58 g/planta de peso promedio y rendimiento comercial con 2,74 kg/pn. La mejor interacción fue b1 en las variables: largo de la hoja a la cosecha con 18,37 cm, peso promedio por planta con 60,76 g y rendimiento comercial con 2,38 kg. la mayor relación beneficio/costo con 4,17 se obtuvo con el tratamiento b1 y con la rentabilidad más alta (Guapás, 2013). Se condujo un experimento para determinar la dosis óptima y rentabilidad del guano de isla y microorganismos eficaces en el rendimiento de espinaca cv. Viroflay. Los niveles de estudio del factor guano de isla fueron: (g1 = 1,0 t.ha-1 ; g2 = 2,0 t.ha-1 ) y los niveles del factor dosis de EM fueron: (d1 = 0 %; d2 = 2 %; d3 = 4 %; d4 = 6 %; y d5 = 8 %). Resultando de la combinación 10 tratamientos que se condujo en un arreglo factorial 2x5 en el diseño de bloques completos randomizados, con 3 repeticiones. De los 22 resultados se desprende que los días a la madurez comercial de espinaca se incrementa con 2,0 t.ha-1 de guano de isla. Con las dosis 8 y 6 % de EM se alcanzaron los mayores rendimientos, con 8,11 y 8 t.ha-1 respectivamente; Los niveles de guano de isla no influenciaron significativamente en estas variables.. Con el nivel de 2,0 t.ha-1 de guano de isla se obtuvo 7,58 t.ha-1 y el mayor contenido de materia seca con 52,11 kg.ha-1. Los índices de rentabilidad de 1,39, 1,18 y 1,12 se logró con los tratamientos, 1,0 t.ha-1 de guano de isla y 8,0 % de EM, 2,0 t.ha-1 de guano de isla con 4 % de EM y 1.0 t.ha-1 de guano de isla con 6 % de EM (Jayo, 2018). Calero et al. (2018) al evaluar el efecto de la aplicación foliar de cuatro concentraciones de microorganismos eficientes (0, 50, 100 y 200 mg L-1) en el comportamiento morfológico y productivo (promedio de hojas por plantas, materia seca g plantas-1, número de vainas, granos por vainas, masa de 100 granos y el rendimiento (t ha-1) de dos cultivares de frijol común (Velazco largo (VLR) y Cuba cueto (CC-25-9-N) determinaron que la aplicación foliar de EM propició los parámetros morfológicos y productivos evaluados. El cultivar CC-25-9-N presentó mayores respuestas a la aplicación foliar respecto al VLR y en ambos cultivares, los mejores resultados fueron obtenidos con la concentración de 100 mg L-1, porque incrementó la productividad en 1,13 t ha-1 y 1,15 t ha-1 en el cultivar VLR y CC-25-9-N respectivamente, con respecto al testigo. Se desarrolló un experimento para evaluar la asociación entre diferentes formas de aplicación de EM y la inoculación con Rhizobium en el comportamiento morfológico y productivo de frijol común cv. Cuba Cueto. Para lo cual se evaluaron dos factores: el primero fue la utilización de Rhizobium (sin y 1 kg/46 kg de semilla) y el segundo fue cuatro formas de aplicación de EM, sin (0), al surco (100 mg/L), foliares (100 mg/L) y la asociada (surco más la foliar). De los resultados se infiere que la aplicación 23 foliar de microorganismos eficientes asociada al surco incrementó los parámetros morfológicos y productivos evaluados, como la producción de hojas, la altura de la planta, las legumbres por planta, los granos por legumbre, la masa de 100 semillas y el rendimiento del grano en 153,23%, respecto a cuándo no fueron inoculadas con Rhizobium, y 100%, con la inoculación en relación con el testigo (Calero et al. 2019a). En plantas de cebolla (Allium cepa L.) en la etapa de semillero, se evaluó el efecto de Trichoderma harzianum Rifai y la aplicación de microorganismos eficientes sobre algunos índices de crecimiento (altura de las plántulas, número de hojas, diámetro del falso tallo, longitud radical, peso del sistema radical y área foliar). Se estudiaron seis tratamientos conducido en el diseño experimental fue bloques completos al azar y las evaluaciones se realizaron a los 55 días post germinación de las semillas. De los resultados se desprende que la aplicación de EM y T. harzianum incrementaron la producción de plantas de cebolla con mayor calidad, resultando el tratamiento (24 kg.m-2 de estiércol de vacuno + 30 g.m-2 de T. harzianum + 15 mL.m-2 de microorganismos eficientes a los 15 y 30 días de germinada la semilla) con los mejores resultados en las variables evaluadas (Gonzales et al. 2015). Tuz, (2018) realizó el trabajo de investigación en el cual evaluó el efecto del biocarbón y microorganismos eficientes en la calidad fitosanitaria del cultivo de banano, con la finalidad de disminuir el daño de Sigatoka negra. Utilizó el diseño de bloques completos al azar con seis tratamientos y 30 repeticiones. Las variables estudiadas fueron: fluctuación evolutiva de Sigatoka negra; porcentaje de masa radicular viva, días post siembra hasta la cosecha, N° de hojas sanas, peso del racimo, peso del raquis, ratio, látex en dedo, altura del hijuelo, G° de la última mano, G° de la mano del sol, N° de manos/racimo, la relación G° brix/hoja y G° brix/fruto. Los 24 resultados que obtuvo muestran que en los tratamientos donde estuvieron juntos el biocarbón y los EM repercutió en un mejor estado fitosanitario y un crecimiento foliar más uniforme; encontró diferencias significativas en el porcentaje de masa radicular sano, demostrando que el efecto del biocarbón mejora el estado fitosanitario del sistema radicular. Como conclusión afirma que el uso del biocarbón favorece la calidad fitosanitaria del cultivo e incrementa el rendimiento; en cuanto al contenido nutricional los grados brix en hoja demostró que el uso de fertilizantes de síntesis aplicado solos al suelo también incide en la carga química de la planta, pero no sucede esto cuando aplicó en conjunto el biocarbón con el EM; económicamente resulta más rentable el manejo con biocarbón y EM antes que el uso de insecticidas y fungicidas. Para evaluar el efecto de efluente de planta de biogás y EM, como biofertilizantes en el cultivo de la cebolla (Allium cepa L.) cv. Caribe-71. López et al. (2017) realizaron un experimento bajo el diseño de cuadrado latino, con cuatro tratamientos: mezcla de efluente y ME al 5 %; mezcla de efluente y ME al 10 %; mezcla de efluente y ME al 15 % y tratamiento control con (NPK). Evaluaron los parámetros: altura de la hoja principal, número de bulbos, diámetro del seudotallo, diámetro del bulbo, número de bulbos y masa fresca de las plantas. Demostraron que la aplicación foliar del efluente de planta de biogás y los microorganismos eficientes en mezcla tuvieron efecto diferencial sobre el cultivo de la cebolla comparado con la fertilización química. Demostraron además la posibilidad de incorporar la fertilización orgánica durante el cultivo de la cebolla, en concordancia con los principios de la agroecología en el marco del desarrollo agrícola sostenible. Se desarrolló un trabajo de investigación, con el objetivo de evaluar diferentes formas de aplicación de microorganismos eficientes en la 25 producción de plántulas de tres variedades de tomate (Amalia, Rilia y Seen- 2). Para lo cual se utilizó el diseño de bloques al azar, en un esquema factorial 4x3 con tres repeticiones. Los tratamientos estudiados fueron aplicaciones de EM: sin (0), inoculación de semillas a 100 ml.L -1 (S), aplicaciones foliares a 100 ml L -1 (F) y la combinación de inoculación de semillas con aplicaciones de follaje (S + F). Se estudiaron los indicadores: porcentaje de emergencia (%), diámetro del tallo (cm), altura de la planta (cm), número de hojas, rendimiento (plántas m -2) y periodo vegetativo (días). Los resultados demostraron que, en las tres variedades de tomate, el tratamiento combinado de inoculación de semillas con aplicaciones foliares de microorganismos eficientes incrementó en 26% el diámetro del tallo, altura de planta, número de hojas y rendimiento en las variedades Amalia y Rilia, ySeen-2 en un 25% con relación al control y el ciclo de producción de plántulas se redujo en las variedades Amalia y Seen-2 en un 24% y Rilia en un 22% (Calero et al. 2019b). El trabajo de investigación se realizó con el objetivo de evaluar la efectividad de la aplicación de los microorganismos eficientes en el rendimiento del cultivo de repollo. Se utilizó el diseño de bloques completamente aleatorizados, con 4 tratamientos (T1=100 ml de EM + 3 L de agua; T2=150 ml de EM + 3 L de agua; T3=200 ml de EM + 3 L de agua; T0= Testigo) y 4 repeticiones. Los resultados obtenidos evidenciaron la existencia de respuestas diferenciales, en el crecimiento de las plantas y en el enriquecimiento con nutrientes en el suelo. No se encontró diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos; sin embargo, el T3=200 ml de EM + 3 L de agua, presentó los mejores resultados en el crecimiento de la planta de repollo, con un rendimiento de 10915,38 Kg/Ha. Del mismo modo los parámetros físico químicos del suelo, como la materia orgánica, potasio, fósforo y carbonato de calcio se incrementaron notablemente (Núñez, 2020). 26 2.1.2. Experiencias de fertilización NPK en el cultivo de espinaca y otros. Para realizar las funciones bioquímicas y fotosintéticas que influyen en la biomasa o en la reproducción de los cultivos, las plantas necesitan los nutrientes necesarios; en el caso de la espinaca el nitrógeno es esencial en la calidad (vigor y fortaleza en la manipulación durante la cosecha) como en el color (clorofila) (Aqueel et al. 2015; Xing et al. 2015; Muchecheti et al. 2016). Al respecto Domínguez Vivancos (1993) citado por (Balcaza, 2003), menciona que las necesidades nutricionales del cultivo de espinaca son: nitrógeno entre 1,6 y 4,5; fósforo 0,5 a 1,5 y potasio de 3 a 5 según expresados en kilogramo de nutriente extraído por tonelada de espinaca. Sin embargo, a pesar de la importancia de la fertilización nitrogenada que es esencial en el desarrollo y crecimiento de las plantas Cease et al. (2012) mencionan que las dosis elevadas pueden traer problemas en los cultivos; al modificar el valor nutritivo de las plantas haciéndolas susceptibles a daños de insectos fitófagos e incrementar sus poblaciones (Yardim y Edwards, 2003; Lu et al. 2007; Aqueel et al. 2015). Muchos investigadores, han sustentado la hipótesis, de que altas dosis de nitrógeno puede resultar perjudicial y provocar grandes niveles de daños por los herbívoros (Altieri y Nicholls, 2007). Al respecto, Esclapez, (2017) realizó un estudio comparativo de diferentes proporciones de fertilización orgánica e inorgánica en un cultivo de espinaca (Spinacia oleracia). Comprobando el mayor rendimiento con los fertilizantes de origen orgánico ya que el contenido de nitrato en hoja, así como las propiedades de valor añadido como actividades antioxidantes, donde los fertilizantes orgánicos han estado al nivel de los productos comerciales convencionales, o con índices ligeramente superiores. 27 Se estudió el efecto de diferentes dosis y fuentes de nitrógeno en el comportamiento de variables fisiológicas e índices de crecimiento en espinaca en condiciones bajo cubierta. Los tratamientos fueron tres dosis de fertilización: 50, 100 y 150%, de la recomendación del análisis de suelo. El nitrato de amonio a la dosis más alta generó la mayor área foliar, la mayor masa fresca total y el mayor índice de área foliar (IAF) a los 45 días después del trasplante (ddt). El nitrato de amonio fue la fuente con la cual se obtuvo mayor incremento en la salinidad del suelo. La masa seca de hojas y total de la planta presentaron los mayores valores con las dos fuentes en las dosis más altas. La tasa relativa de crecimiento (TRC), en general, fue decreciendo en el tiempo, donde el nitrato de amonio al 50% tuvo los valores más altos. La relación de área foliar (RAF) y el área foliar específico (AFE) disminuyeron sistemáticamente donde la urea al 150% presentó el mayor decremento. La tasa de crecimiento de cultivo (TCC) tuvo un leve aumento en el tiempo, en la cual la urea al 150%, nitrato de amonio al 100% y 150% presentaron las mayores tasas. La tasa de asimilación neta (TAN) disminuyó significativamente a través del tiempo, a los 7 ddt nitrato de amonio al 100% obtuvo el mayor valor (Hoyos et al. 2009). Rojas (2019) realizó un trabajo de investigación con el objetivo de determinar el efecto de cuatro dosis de nitrógeno en la producción de espinaca (Spinacea oleracea L.). Utilizó el diseño de Bloques Completamente al Azar con cinco tratamientos y cinco repeticiones. Los parámetros que evaluó fueron: número de hojas y altura de planta a los 25, 40 y 55 días después de la siembra. El mayor número de hojas y altura de planta, obtuvo con el tratamiento 100 kg de N/ha., en todas las evaluaciones realizadas, superando a todos los tratamientos, en especial al tratamiento control. El mayor rendimiento (t/ha) que obtuvo fue con 100 kg de N/ha (20,45 t/ha)., superando al control que ocupó el último lugar con 6.13 t/ha. 28 2.2. Bases teóricas 2.2.1. Generalidades de la fertilización NPK Una de las características de las hortalizas es su requerimiento de grandes cantidades de nutrientes motivado por su rápido desarrollo y su corto ciclo vegetativo. En este sentido, los fertilizantes adecuados y las cantidades necesarias, están condicionadas por las reservas y disponibilidad de nutrientes contenidas en el suelo, y dependiendo del tipo de hortaliza que se va a cultivar. Entre los fertilizantes más importantes se encuentran el nitrógeno, el fósforo, el potasio como macronutrientes y micro elementos (FAO, 2011). Nitrógeno (N): Una de las funciones de este elemento es la estimulación del desarrollo de las plantas, esta característica lo hace indispensable sobre todo en las plantas jóvenes, en hortalizas de fruta y hoja y en las primeras fases del desarrollo. Las plantas que no reciben suficiente cantidad de nitrógeno tienen hojas amarillentas, no crecen y pierden la turgencia Por otro lado, el exceso de nitrógeno retrasa la maduración, mientras que (FAO, 2011). Fósforo (P): El fósforo (P) Es un macronutriente que forma parte de las nucleoproteínas, lipoides y fosfolípidos; cumple un papel importante en el metabolismo, en la respiración y fotosíntesis (fosforilación), en el almacenamiento y transferencia de energía (NAD, NADP y ATP) y en la división y crecimiento celular de las plantas (Becerra et al. 2007). El requerimiento de fósforo para el óptimo crecimiento está dentro del rango de 0,3- 0,5 % de la materia seca vegetal durante la etapa vegetativa de crecimiento (Marschner, 1995). El P se acumula en partes de la planta en crecimiento y en las semillas; es determinante para el desarrollo de las raíces y de los tejidos meristemáticos (Bernal y Espinosa, 2003). Potasio (K): El potasio es un activador de muchas enzimas esenciales en la fotosíntesis y la respiración, activas enzimas reguladoras como el 29 piruvato quinasa y las fosfofructoquinasas, necesarias para formar almidón y proteínas (Bhandal y Malik, 1988 citado por Salisbury y Ross, 1994). Después del nitrógeno, el potasio es el nutriente mineral requerido en mayor cantidad por las plantas. Las necesidades del potasio para el óptimo crecimiento y desarrollo vegetal están comprendidas en el rango de 2- 5 % del peso seco vegetal de las partes vegetativas (Marschner, 1995). El potasio contribuye de manera importante al potencial osmótico de las células y, por consiguiente, a su presión de turgencia. Su alta movilidad permite que se traslade rápidamente de célula a célula, de tejido viejo a tejido nuevo en desarrollo, o a los órganos de almacenamiento (Marschner, 1995). Microelementos: Son elementos que las plantas requieren en muy pequeñas cantidades: como hierro, cobre, zinc,que estimulan las funciones fisiológicas en las hortalizas (FAO, 2011). 2.2.2. Aspectos generales de los microorganismos eficientes (EM) 2.2.2.1 Que son los microorganismos eficientes EM Los microorganismos eficientes o EM (del inglés Efficient Microorganism) son concentraciones líquidas que contienen más de 80 especies de microorganismos (algunas de ellas son especies aeróbicas, anaeróbicas e incluso fotosintéticas) y pueden coexistir como comunidades microbianas e incluso pueden complementarse (Hoyos et al. 2008; Cueva 2015). Quispe y Chávez (2017) mencionan que los microorganismos eficientes datan desde la década de los años 60, aunque los mayores resultados comienzan con los estudios del profesor de horticultura Teruo Higa, en 1970. Este investigador se motivó por la búsqueda de alternativas naturales en la producción agrícola, ya que había sufrido 30 efectos tóxicos de plaguicidas químicos en sus primeros años de ejercitar su profesión. Entre otras experiencias, los EM han mostrado resultados beneficiosos para el tratamiento de aguas negras y su utilización en la producción de alimentos orgánicos, en el manejo de desechos sólidos y líquidos generados por la producción agropecuaria, en la industria de procesamiento de alimentos, fábricas de papel, mataderos y municipalidades (Feijoo, 2016). 2.2.2.2 Grupos microbianos que componen los EM Los EM se componen de cinco grupos microbianos generales: a. Las bacterias acido lácticas (BAL) Las bacterias ácido lácticas son microorganismos que poseen múltiples aplicaciones, siendo una de las principales la fermentación de alimentos como la leche, carne y vegetales para obtener productos como el yogur, quesos, encurtidos, embutidos, ensilados, bebidas y cervezas, entre otros (Torres et al. 2015). Son considerados como cocos o bacilos gram positivos, microaerofílicos o aerotolerantes, anaeróbicos, no móviles, no esporulados; carecen de citocromos, no reducen el nitrato a nitrito y producen ácido láctico como el único o principal producto de la fermentación de carbohidratos (Soto et al. 2017). Algunas pueden crecer a valores de pH tan bajos como 3.2; otras a valores tan altos como 9,6; y la mayoría crece a pH entre 4 y 4,5. Estas características le permiten sobrevivir naturalmente en medios donde otras bacterias no lograrían sobrevivir (Souza et al. 2015). 31 Pueden ser aisladas a partir de alimentos fermentados, masas ácidas, bebidas, plantas y los tractos respiratorio, intestinal y vaginal de animales homeotérmicos entre otros (Tanya y Leiva, 2019). También pueden presentar efecto antagónico frente a diferentes agentes fitopatógenos del suelo, debido fundamentalmente a la disminución del pH (Londoño et al. 2015). b. Las bacterias fotosintéticas Este grupo utiliza como fuente de carbono moléculas orgánicas producidas por los exudados de las raíces de las plantas y como fuente de energía utilizan la luz solar y la energía calórica del suelo (Su et al. 2017). Entre las bacterias fotosintéticas que forman parte de los EM, R. palustris es una bacteria fototrófica facultativa clasificada como una bacteria púrpura no de azufre. Esta especie es capaz de producir aminoácidos, ácidos orgánicos, hormonas, vitaminas y azúcares, donde todos ellos pueden ser utilizados por microorganismos heterótrofos para su crecimiento (Feijoo, 2016). c. Levaduras Estos microorganismos necesitan como fuente de nitrógeno el amoníaco, la urea o sales de amonio y mezcla de aminoácidos. No están capacitados para asimilar nitratos ni nitritos. Las levaduras son un grupo microbiano presente en la preparación de los EM capaces de utilizar diversas fuentes de carbono (glucosa, sacarosa, fructosa, galactosa, maltosa, suero hidrolizado y alcohol) y de energía (Fayemi y Ojokoh, 2014). d. Actinomicetes 32 Los actinomicetos son bacterias filamentosas con cierta similitud con los hongos. Algunas especies de actinomicetes pueden ser endófitos en tejidos vegetales. Muchos actinomicetos son de vida libre (particularmente en el suelo). Se destacan por su papel principal en la solubilización de la pared celular o componentes de las plantas, hongos e insectos (Vurukonda et al. 2018). Varias especies de actinomicetos, principalmente las que pertenecen al género Streptomyces, son excelentes agentes de control biológico debido a su amplio repertorio para producir compuestos antifúngicos que inhiben el crecimiento micelial de varios hongos fitopatógenos (Chaurasia et al. 2018). e. Hongos fermentadores Dentro de los principales representantes de estos hongos encontramos a las siguientes especies: Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn, Penicillium sp, Trichoderma sp y Mucor hiemalis Wehmer. A. oryzae es un hongo microscópico, aeróbico y filamentoso. Esta especie ha sido utilizada milenariamente en la cocina china, japonesa y de otros países de Asia Oriental especialmente para fermentar soja y arroz, aunque también se refiere actividad celulolítica (El-Gendy et al. 2017). Las especies pertenecientes al géneroTrichodermasp. se caracterizan por ser hongos saprófitos, que sobreviven en suelos con diferentes cantidades de materia orgánica, los cuales son capaces de descomponerla y en determinadas condiciones pueden ser anaerobios facultativos, lo que les permite mostrar una mayor plasticidad ecológica. Pueden ejercer diferentes mecanismos biocontroladores como: 33 competencia por espacio y nutrientes, el micoparasitismo, la antibiosis y la inducción de resistencia (Horwath, 2017). También contribuyen con los procesos de mineralización del carbono orgánico del suelo; además una gran cantidad de los hongos son antagónicos de especies fitopatógenas. Poseen requerimientos relativamente bajos de nitrógeno, lo cual les brinda una ventaja competitiva en la descomposición de materiales como la paja y la madera (Yang et al. 2017). 2.2.3. Generalidades del cultivo de espinaca 2.2.3.1 Origen e historia Salunkhe y Kadam (2004) indican que la espinaca procede de las regiones asiáticas y fue introducida en Europa alrededor de los años 1000 y se establecieron cultivos para su explotación, principalmente en Holanda, Inglaterra y Francia; se cultivó después en otros países y más tarde paso a América. Maroto (2002) menciona en su trabajo que la espinaca fue introducida en España por los árabes en los siglos XI y posteriormente a Europa, que su origen cabe centrar en el oeste asiático. Por otro lado, Castagnino (2009) menciona que la espinaca es originaria del sudeste asiático, desde donde fue introducida en Europa por los árabes en los siglos XVI y XVII, y desde allí habría sido traída a América. 2.2.3.2 Clasificación taxonómica Engler Lineo, citado por Solano (2015) indica la siguiente clasificación taxonómica: Reino: Vegetal 34 División: Angiospermae Clase: Dicotyledoneae Orden: Centrospermales Familia: Chenopodiaceae Género: Spinacia Especie: Spinacia oleracea L 2.2.3.3 Requerimientos de clima y suelo a) Altitud. Se adapta a las condiciones agroecológicas comprendidas entre 1.430 y 2.800 msnm (Calvo, 2018). b) Clima. Para la germinación requiere temperatura óptima de 15 a 25ºC durante el desarrollo vegetativo temperatura óptima de 15 a 18 ºC. Esta planta es de día largo, cuando la duración del día está comprendida entre 10 y 12 horas, se obtiene el máximo rendimiento de cosecha (Serrano, 1979). Se logra un ritmo de crecimiento óptimo durante un tiempo relativamente frío; resistente a las heladas cuando estos no son de gran magnitud. Las temperaturas medias para el crecimiento son las siguientes: óptimo de 15-18ºC. Máximo de 24ºC y mínimo 5ºC. La floración de espinaca es foto y termo dependiente, en cuanto a su requerimiento en suelo, es una planta sensible a la acidez, no es muy exigente en agua yaque tolera un poco la sequía, se requiere días en alargamiento (más de 14hr.) y temperaturas mayores a los 15-18ºC (Vigliola, 2003). c) Luz. Las condiciones de iluminación y temperatura influyen decisivamente sobre la duración del estado de “roseta”. La producción se reduce si el calor es excesivo y a lo largo del 35 fotoperiodo, dado que las plantas permanecen en la fase de roseta muy poco tiempo, con lo que no se alcanza un crecimiento adecuado. Las espinacas que se han desarrollado a temperaturas muy bajas (5-15ºC de media mensual), en días muy cortos, típicos de los meses invernales, florecen más rápidamente y en un porcentaje mayor que las desarrolladas también en fotoperiodos cortos, pero con temperaturas más elevadas (15-26ºC). También las lluvias irregulares son perjudiciales para la buena producción de espinacas y la sequía provoca una rápida “elevación”, especialmente si se acompaña de temperaturas elevadas y de días largos (Serrano, 1979). d) Suelo. La espinaca es altamente sensible a condiciones de saturación de aluminio, prefiere suelos livianos con alto contenido de materia orgánica (sobre 12%), pH de 6,5 - 7,0, a pH inferiores existe mala respuesta de las plantas, es de arraigamiento superficial y el ciclo de crecimiento es de 45 a 55 días dependiendo de la época del año (Kehr et al. 2014). 2.3. Definición de Términos Fertilización edáfica: Relacionado a la aplicación de fertilizantes al suelo para su aprovechamiento por un cultivo cualquiera (Finca y Campo, 2021). Microorganismos eficientes (EM): son un grupo muy grande de organismos, que cumplen multitud de funciones en el suelo y mantienen en orden los ciclos normales de múltiples sustancias. Estos organismos viven naturalmente en el suelo (bacterias, hongos, actinomicetos) y cumplen múltiples funciones, especialmente degradando y/o transformando diversos materiales para que sean aprovechados en la nutrición de las plantas. (Fundases, 2014). Rendimiento: Expresado en g o kg por planta o hectárea del producto cosechado de un cultivo vegetal. Es la relación de la producción total de un cierto cultivo 36 cosechado por hectárea de terreno utilizada. Se mide usualmente en toneladas métricas por hectárea (T.M. /ha.) (FAO, 2014). Características biométricas: Referido a las características cuantitativas que están relacionadas directa o indirectamente con los componentes de rendimiento de una especie vegetal. Estas pueden ser; altura de planta, índice de cobertura foliar, número de frutos, número de flores, número de tallos, N° de vainas, etc. 2.4. Formulación de la hipótesis 2.4.1. Hipótesis planteada (Ho) Ho. -La aplicación de microorganismos eficaces al cultivo de espinaca incrementa los rendimientos respecto a la aplicación de fertilización NPK. 2.4.2. Hipótesis alternante (Ha) Ha.- Las dosis de EM tienen efectos diferentes en el crecimiento y desarrollo de plantas de espinaca. Ha.- Las dosis de NPK EM tienen efectos diferentes en el crecimiento y desarrollo de plantas de espinaca. 2.5. Variables 2.5.1. Variables independientes ❖ Niveles de NPK ❖ Niveles de EM 2.5.2. Variable dependiente ❖ Altura de planta ❖ Largo de hoja ❖ Ancho de hoja ❖ Número de hojas por planta ❖ Longitud de raíz ❖ Rendimiento. 37 2.6. Operacionalización de variables Cuadro 1. Operacionalización de variables Variable Definición conceptual Definición operacional Dimensión Indicador V. independientes Niveles de NPK Niveles de EM Aplicación de fertilizantes a las plantas que contienen nitrógeno, fósforo y potasio. Aplicación de solución de microorganismos eficientes a las plantas. Al momento de la siembra de la espinaca se aplicará 2 dosis de NPK. A 30 días después de la siembra de espinaca se aplicará 3 dosis de solución de microorganismos eficaces. A nivel de parcela: a1 = 50 gr de NPK a2 = 100 gr de NPK. A nivel de sub- parcela: b1 = 10 ml de EM b2 = 20 ml de EM b3 = 30 ml de EM. V. dependientes Altura de planta Número de hojas por planta Largo de hoja Referido al tamaño de planta a la madurez fisiológica. Cantidad de hojas por planta a la cosecha. Longitud del largo del limbo de la hoja Longitud del ancho del limbo de la hoja. Se evaluará y registrará los parámetros de crecimiento y desarrollo de las plantas de espinaca al momento de la cosecha cm Promedio cm Tamaño de planta Cantidad de hojas Largo de hoja 38 Ancho de hoja Rendimiento Peso por planta cm Kg. Ancho de hoja Rendimiento 39 CAPITULO III MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Materiales 3.1.1. Lugar de Investigación El trabajo de investigación se realizará durante los meses de mayo a setiembre del 2021 en condiciones de campo en el Instituto de Desarrollo de la Agricultura Familiar Sustentable (IDAFS), ubicado en la provincia de Chupaca, región Junín, correspondiente a la latitud 12°06'35" S y longitud 75°14'43" O, a una altitud de 3180 m.s.n.m. Figura 1. Imagen satelital de las instalaciones del Instituto de Desarrollo de la Agricultura Familiar Sustentable (IDAFS) Fuente: www.maps.google.com 3.1.2. Material Vegetal En el trabajo de investigación se utilizará semilla botánica híbrida de espinaca variedad “Seminis SV1714VC”. Se adapta a condiciones de otoño, invierno y primavera; es de ciclo corto, de porte erguido, de http://www.maps.google.com/ 40 crecimiento uniforme y resistente a mildiu (Peronospora farinosa). Se distingue por tener hoja grande, plana, redondeada y de muy buen espesor. 3.1.3. Característica del suelo En general los suelos del valle del Mantaro por su textura, varían desde franco arcillo arenosos a franco arenosos; en cuanto a materia orgánica se puede considerar que muestran un contenido medio; respecto al pH, tienen tendencias de ser ácidos en los suelos de Jauja y Huancayo, en un rango de 4.5 a 6.5. Sin embargo, en las provincias de Chupaca y Concepción los suelos tienden a ser ligeramente alcalinos (Garay y Ochoa, 2010). 3.1.4. Características climatológicas El valle del Mantaro presenta una temperatura media anual de 11.7 °C y una precipitación aproximada de 750 mm al año, siendo los sistemas de alta presión atmosférica generados por el anticiclón del Atlántico sur y Pacífico sur, que se ubica cerca de las costas de Brasil y Chile, las corrientes oceánicas que influyen en las condiciones ambientales de la zona (Arroyo, 2011). La provincia de Chupaca, donde se ubica el IDAFS, se clasifica como una zona de vida Bosque Húmedo Montano. La información climatológica del lugar experimental y del periodo experimental será obtenida de la estación meteorológica ubicada en la localidad de Huayao. 3.1.5. Materiales de campo Los materiales empleados fueron: Picotas, palas, rastrillo, carretilla, estacas, clavos, letreros, flexómetro, guantes, botas, botellones, embudo, balanza analítica, atomizador, entre otros. 3.1.6. Materiales de gabinete Los materiales utilizados fueron: Computadora, cámara digital fotográfica, material de escritorio (hojas bond, planillas de registro, lápiz, etc.). 3.2. Tipo de Investigación El trabajo de investigación es considerado de tipo experimental. Este tipo de investigación se basará en la manipulación de variables (dosis de NPK y EM 41 activado) en condiciones de campo, replicando un fenómeno concreto y observando el grado en que las variables implicadas y manipuladas producen un efecto determinado (características biométricas de la espinaca). 3.3. Nivel de InvestigaciónPor el nivel de conocimiento a generar, la investigación es considerado de nivel aplicada, toda vez que en base a los resultados de experimentación se podrá realizar recomendaciones prácticas a los agricultores. 3.4. Método de Investigación Para el trabajo de investigación se utilizará el método inductivo, el mismo que sugiere obtener conclusiones generales a partir de premisas particulares. 3.5. Diseño de la Investigación 3.5.1. Diseño Experimental Muestreo de suelo: Una vez delimitado el terreno experimental, se procederá a la limpieza de rastrojos y malezas; luego se extraerá una muestra de suelo de acuerdo al protocolo de muestreo de suelos. La muestra uniformizada de suelo se enviará al laboratorio del INIA – Santa Ana (Huancayo) para un análisis de rutina. Preparación del terreno: las labores de roturado, nivelado y preparación de camas será realizado en forma manual de acuerdo a las características experimentales. Siembra del cultivo: Una vez terminado la preparación de camas, se realizará la siembra al boleo (10 g de semilla por cama). Luego se procederá al tapado de las semillas con un rastrillo (aproximadamente 1.0 cm de profundidad). Seguidamente, se regará las camas hasta capacidad de campo. Manejo agronómico: Las labores culturales de manejo agronómico (control de malezas, riego, control de plagas y enfermedades) se realizará de acuerdo a los requerimientos del cultivo y se realizará manualmente. 42 3.5.2. Diseño estadístico Para el desarrollo del experimento se utilizará el diseño de parcelas divididas (Split-plot), en bloques al azar con cuatro repeticiones y 6 tratamientos. Se medirá el efecto de dos niveles de NPK (en parcelas) y tres niveles de EM (sub-parcelas) sobre el rendimiento y sus componentes de la espinaca. a) Modelo aditivo lineal del diseño Donde: Yijk = Observación de la unidad experimental μ = Media general del ensayo. βk = Efecto de los bloques. Ai= Efecto de tratamientos de la parcela. (βA)ki = Error de la parcela (a). Bj = Efecto de tratamientos de la sub-parcela (AB)ij = Efecto de la interacción de los tratamientos de la parcela y sub-parcela. Eijk = Error de la sub-parcela (b). b) Factores y tratamientos Cuadro 2. 43 Factores y tratamientos c) Croquis del experimento Cuadro 3. Croquis del experimento d) Características del experimento Bloques: Número de bloques : 4 44 Largo de bloque : 6,0 m Ancho de bloque : 2,0 m Área de bloque : 12,0 m2 Parcelas: Número de parcelas : 2 Largo de parcela : 3,0 m Ancho de parcela : 2,0 m Área de parcela : 6,0 m2 Número de camas por parcela : 3 Sub-parcelas: Número de sub-parcelas : 3 Largo de sub-parcela : 2,0 m Ancho de sub-parcela : 1,0 m Área de sub-parcela : 2,0 m2 Número de camas por sub-parcela : 1 e) Análisis de varianza Se realizará el análisis de varianza (ANVA) para determinar si habrá diferencias estadísticas significativas (p < 0.05) entre tratamientos (Tabla 3) y se utilizará la prueba de comparación múltiple de Tukey. Cuadro 4. Componentes del análisis de varianza (ANVA) 45 3.6. Población, Muestra y Muestreo Población. Estará constituida por 200 plantas por cada unidad experimental. Muestra. Para la evaluación de las variables se utilizará 10 plantas por cada tratamiento en cada unidad experimental. Los datos se obtendrán de muestras aleatorizadas, de manera que la muestra será representativa de la realidad. Muestreo. Se utilizará el muestreo aleatorio simple, el mismo que indica que cada planta en la unidad experimental tendrá la misma posibilidad de ser elegido e incluido en la muestra. 3.7. Técnicas e instrumentos de recolección de datos Técnicas de recolección de datos. Se utilizará la técnica de observación experimental, en condiciones relativamente controladas por el investigador. Para lo cual se evaluará los siguientes parámetros: a. Longitud de hoja (cm) Con la ayuda de la regla metálica graduada se medirá el largo de las hojas de cada planta muestreada por tratamiento al momento de la cosecha, midiendo desde la base de la hoja hasta el ápice. Los resultados se expresarán de promedio. b. Ancho de hoja (cm) Se medirá el ancho de las hojas de cada planta muestreada al momento de la cosecha con la ayuda de una regla metálica graduada, midiendo la parte media del limbo de la hoja. Los datos se expresarán en promedio. c. Números de hojas En el momento de cada cosecha, se cuantificará el número total de hojas comerciales cosechada de cada planta muestreada por tratamiento. Los resultados se expresarán en promedio. d. Altura de la planta (cm) 46 Se medirá desde el cuello al ápice terminal de las plantas muestreadas por cada tratamiento al momento de la cosecha, luego se obtendrá un promedio de altura de las plantas de cada tratamiento. e. Rendimiento de biomasa verde (kg/ha) Se pesarán en una balanza analítica las hojas cosechadas de las plantas muestreadas de cada tratamiento; los resultados se expresarán en (g/m2) y convertidos a kg/ha. 3.8. Técnicas de procesamiento y análisis de datos Técnicas de procesamiento Para el procesamiento de datos se utilizará herramientas y programas estadísticos Excel e Infostat versión 20.0. Técnicas de análisis de datos Los datos obtenidos al final del trabajo, se someterán a un análisis de varianza, y prueba de comparación de medias de Tukey (P ≤ 0.05), utilizando el paquete estadístico Infostat versión 20.0. 47 CAPÍTULO IV DISCUSION DE RESULTADOS 4.1 Presentación e interpretación de datos 4.1.1 Altura de Plantas En la Tabla 1 se muestra los resultados del análisis de varianza de la altura de plantas de espinaca por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de EM, a los 60 días después de la siembra. Se puede apreciar que, para la fuente de variación de bloques no se encontró diferencias significativas, paralelamente para la fuente de variación dosis de N- P2O5-K2O (parcelas) y dosis de EM (sub-parcelas) se ha encontrado diferencias estadísticas significativas (α = 0,05). No se ha encontrado variación diferencial en la altura de plantas por el efecto de interacción de dosis de N-P2O5-K2O por dosis de EM. Asimismo, se puede observar que se ha obtenido un coeficiente de variabilidad (CV = 8,79 %) y un coeficiente de determinación (R2 = 0,87). Tabla 1. Análisis de Varianza (ANVA) de la altura de plantas (cm) de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5- K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza CV: Coeficiente de variación 48 R2 = Coeficiente de determinación Al realizar la comparación de promedios de altura de plantas de espinaca entre las dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcelas (Tabla 2), se observa que en promedio a la dosis 100-100-100 de N-P2O5-K2O se obtuvo mayor crecimiento de plantas con 33,79 cm, estadísticamente diferente respecto al crecimiento de plantas por efecto de la dosis 50- 50-50 de N-P2O5-K2O con 31,33 cm. Tabla 2. Comparación de promedios de altura de planta de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05) Al realizar la comparación de promedios de altura de plantas de espinaca entre las dosis de EM a nivel de sub-parcelas, se observa en orden de mérito que, por efecto de las dosis de 3,0, 2,0 y 1,0 % presentaron 39,33, 30,04 y 28,30 cm de altura de plantas respectivamente (Tabla 3). Tabla 3. Comparación de promedios de altura de planta de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05) 49 En la Tabla 4 y Figura 2, se presenta los resultados de comparación de promedios de altura de plantas de espinaca por efecto combinado de dosisde N-P2O5-K2O (parcelas) y dosis de EM (sub-parcelas). La mayor altura de plantas se presentó por efecto combinado a la dosis de 100-100-100 de N-P2O5-K2O y 3,0 % de (EM) con 41,57 cm. Contrariamente, la menor altura se obtuvo a la dosis de 50-50-50 de N- P2O5-K2O y 1,0 % de (EM) con 27,66 cm. El resto de efectos combinados de dosis de N-P2O5-K2O y dosis de EM, presentan valores comprendidos entre estas alturas de planta. Tabla 4. Comparación de promedios de altura de planta de espinaca por efecto combinado o de interacción de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05) Figura 2. Altura de plantas de espinaca (g) por efecto de los tratamientos 50 4.1.2 Número de hojas por Planta Según el resultado del análisis de varianza para el carácter número de hojas por planta, no se observa variación significativa entre bloques. Para el efecto de dosis de N-P2O5-K2O (parcelas), dosis de microorganismos eficientes (sub-parcelas) e interacción de parcela x sub-parcela se observa diferencias al nivel de 0,05 de probabilidad a los 60 días después de la siembra (Tabla 5). Asimismo, se puede observar que se ha obtenido un coeficiente de variabilidad (CV = 10,14 %) y un coeficiente de determinación (R2 = 0,87). Tabla 5. Análisis de Varianza (ANVA) del número de hojas por planta de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza CV = Coeficiente de Variación R2 = Coeficiente de determinación En la Tabla 6 se muestra la comparación de promedios mediante la prueba de Tukey al 95,0 de confianza, del número de hojas por planta de espinaca por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcelas. Del cual se desprende que existe diferencias estadísticas significativas entre dosis de N-P2O5-K2O, y que por efecto de la dosis 100-100-100 de N-P2O5-K2O se presentó mayor cantidad de hojas (18,50) respecto 51 al efecto de la dosis 50-50-50 de N-P2O5-K2O con 16,14 hojas por planta. Tabla 6. Comparación de promedios del número de hojas por planta de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05) La comparación de medias del número de hojas por planta mediante la prueba de Tukey al 0,05 de probabilidad por efecto de las dosis de microorganismos eficientes (EM), indica que existe diferencias significativas entre las dosis de EM, y que conforme disminuye la dosis de EM de 3,0, 2,0 y 1,0 % disminuye la cantidad de hojas por planta con 19,29, 17,51 y 15,16 respectivamente (Tabla 7). Tabla 7. Comparación de promedios del número de hojas por planta de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05) En la Tabla 8 y Figura 3, se presenta los resultados de comparación de promedios del número de hojas por planta de espinaca por efecto 52 combinado de dosis de N-P2O5-K2O (parcelas) y dosis de EM (sub- parcelas). La mayor cantidad de hojas por planta se presentó por efecto combinado a la dosis de 100-100-100 de N-P2O5-K2O y 3.0 % de EM con 20,59. Contrariamente, el menor número de hojas se obtuvo a la dosis de 50-50-50 de N-P2O5-K2O y 1,0 % de EM con 13,96 cm. El resto de efectos combinados de dosis de N-P2O5-K2O y dosis de EM, presentan valores comprendidos entre estas cantidades. Tabla 8. Comparación de promedios de altura del número de hojas por planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05). Figura 3. Número de hojas por planta de espinaca por efecto de los tratamientos. 53 4.1.3 Longitud de raiz Al realizar el análisis de varianza (Tabla 9), se observa que se encontró significación estadística al nivel del 95,0 % de confianza para la fuente de dosis de N-P2O5-K2O (parcela), dosis de EM (sub-parcela) y para la interacción. El coeficiente de variación fue de 6,82 % y el coeficiente de determinación (R2) igual a 0,89. Tabla 9. Análisis de Varianza (ANVA) de la longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza CV = Coeficiente de Variación R2 = Coeficiente de determinación Al realizar la prueba de medias (Tabla 10) mediante la prueba de Tukey de la longitud de raíz de plantas de espinaca, se encontró que la dosis 100-100-100 de N-P2O5-K2O con 10,21 cm, superó estadísticamente a la dosis 50-50-50 de N-P2O5-K2O (9,06 cm). En cuanto al efecto de los niveles de microorganismos eficientes (Tabla 11), para la longitud 54 de raíz se apreció significación estadística de los tratamientos evaluados. Tabla 10. Comparación de promedios de altura de la longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05). Tabla 11. Comparación de promedios de la longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0.05) En la Tabla 12 y Figura 4, se presenta los resultados de comparación de promedios de la longitud de raíz de plantas de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O (parcelas) y dosis de EM (sub- parcelas). La mayor longitud de raíz de plantas se presentó por efecto combinado a la dosis de 100-100-100 de N-P2O5-K2O y 3,0 % de EM con 12,06 cm. Contrariamente, la menor longitud de raíz se obtuvo a la dosis de 50-50-50 de N-P2O5-K2O y 1,0 % de EM con 8,12 cm. El 55 resto de efectos combinados de dosis de N-P2O5-K2O y dosis de EM, presentan valores comprendidos entre estas alturas de planta. Tabla 12. Comparación de promedios de la longitud de raíz de planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05). Figura 4. Longitud de raíz (cm) de plantas de espinaca por efecto de los tratamientos. 56 4.1.4 Peso de raíz Según el resultado del análisis de varianza para el carácter peso de raíz por planta, no se observa variación significativa para la fuente de bloques. Para la fuente de variación de dosis de N-P2O5-K2O (parcelas), dosis de microorganismos eficientes (sub-parcelas) y de interacción de parcelas x sub-parcelas, se observa diferencias al nivel de 0,05 de probabilidad a los 60 días después de la siembra (Tabla 13). Asimismo, se puede observar que se ha obtenido un coeficiente de variabilidad (CV = 4,96 %) y un coeficiente de determinación R2 = 0,92. Tabla 13. Análisis de Varianza (ANVA) del peso de raíz (g) de plantas de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza CV = Coeficiente de Variación R2 = Coeficiente de determinación Considerando los valores medios del peso de raíz de plantas de espinaca, por efecto de las dosis de N-P2O5-K2O (Tabla 14), la prueba de Tukey (α= 0,05) arrojó diferencias significativas entre estas dosis; correspondiendo el mayor valor 25,58 g a la dosis 100-100-100 de N- 57 P2O5-K2O y el menor valor a la dosis de 50-50-50 de N-P2O5-K2O con 21,92 g respectivamente. Tabla 14. Comparación de promedios del peso de raíz de plantas de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05). El peso promedio de raíz de plantas de espinaca observada a nivel de dosis de microorganismos eficientes (EM), difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba Tukey (α= 0,05). Siendo las dosis 3,0, 2,0 y 1,0 % que en orden decreciente presentaron 26,0, 24,0, y 21,25 g respectivamente (Tabla 15). Tabla 15. Comparación de promedios del peso de raíz de plantas de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05). En la Tabla 16 y Figura 5, se presenta los resultados de comparación de promedios del peso de raíz de plantasde espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O (parcelas) y dosis de EM (sub-parcelas). El mayor peso de raíz se presentó por efecto combinado a la dosis de 100- 58 100-100 de N-P2O5-K2O y 3,0 % de EM con 28,25 g. Contrariamente, el menor peso se obtuvo a la dosis de 50-50-50 de N-P2O5-K2O y 1,0 % de EM con 19,25 g. El resto de efectos combinados de dosis de N- P2O5-K2O y dosis de EM, presentan valores comprendidos entre estos pesos. Tabla 16. Comparación de promedios del peso (g) de raíz de planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05) Figura 5. peso de raíz (g) de plantas de espinaca por efecto de los tratamientos. 4.1.5 Rendimiento 59 El análisis de varianza realizado para la variable rendimiento (peso de biomasa foliar) por planta (g), muestra que no existe diferencias significativas para la fuente de bloques; en contraste, para la dosis de N-P2O5-K2O, dosis de EM y para la interacción de parcela x sub- parcelas si se ha detectado variación diferencial (Tabla 17). Por otro lado, se ha calculado un coeficiente de variación de 6,12 % y coeficiente de determinación R2 = 0,81. Tabla 17. Análisis de Varianza (ANVA) del rendimiento (g) por planta de espinaca a los 60 días después de la siembra, por efecto de 2 dosis de N-P2O5-K2O y 3 dosis de Microorganismos Eficientes (EM), al 95,0 % de confianza. CV = Coeficiente de variación R2 = Coeficiente de determinación En la Tabla 18 se presenta la comparación múltiple de medias para el rendimiento por planta de espinaca con el test de Tukey (α = 0,05), por efecto de los niveles de N-P2O5-K2O conducidos a nivel de parcelas, dónde la dosis 100-100-100 de N-P2O5-K2O presenta mayor 60 rendimiento significativo (37,35 g), respecto a la dosis 50-50-50 de NPK con 34,14 g. Tabla 18. Comparación de promedios del rendimiento (g) por planta de espinaca por efecto de dosis de N-P2O5-K2O a nivel de parcela (Tukey, α = 0,05). El peso promedio de rendimiento de plantas de espinaca observada a nivel de dosis de microorganismos eficientes (EM), difieren estadísticamente de acuerdo a la prueba Tukey (α = 0,05). Siendo las dosis 3,0, 2,0 y 1,0 % que en orden decreciente presentaron 37,57, 37,23, y 32,43 g respectivamente (Tabla 19). Tabla 19. Comparación de promedios del rendimiento por planta de espinaca por efecto de dosis de EM a nivel de sub-parcela (Tukey, α = 0,05) En la Tabla 20 y Figura 6, se presenta los resultados de comparación de promedios del rendimiento por planta de espinaca por efecto combinado de dosis de NPK (parcelas) y dosis de EM (sub-parcelas). El mayor rendimiento por planta se presentó por efecto combinado a la 61 dosis de 100-100-100 de N-P2O5-K2O y 3,0 % de EM con 40,24 g. Contrariamente, el menor rendimiento se obtuvo a la dosis de 50-50-50 de N-P2O5-K2O y 1,0 % de EM con 30,25 g. El resto de efectos combinados de dosis de N-P2O5-K2O y dosis de EM, presentan valores comprendidos entre estas cantidades. Tabla 20. Comparación de promedios del rendimiento por planta de espinaca por efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O y EM (Tukey, α = 0,05). Figura 6. Rendimiento por planta (g) de espinaca por efecto de los tratamientos. 4.2 Discusión de Resultados 62 4.2.1 Altura de plantas La altura de planta como variable de medición del crecimiento de plantas de espinaca, está influenciado en primer lugar por su carga genética; y por otro lado por las condiciones experimentales (ambientales) que afectan ese crecimiento. En el presente experimento se utilizó una sola variedad de espinaca, por lo que cualquier variación existente en la altura de plantas será explicada por las fuentes de variación a que fue sometido. Así; por el efecto de bloqueo de las unidades experimentales no se mejoró el experimento, toda vez que no se detectó diferencias significativas (Tabla 1), también se puede inferir que el error experimental fue controlado satisfactoriamente, expresado a través del coeficiente de variación (CV = 8,11 %), el mismo que indica que los resultados obtenidos son muy confiables (Calzada, 1982). Finalmente, el coeficiente de determinación (R2 = 0,90), indica que el 90,0 % de la altura de plantas se les atribuye a los efectos de los tratamientos en estudio. De los resultados expresados de la comparación de medias de dosis de N-P2O5-K2O (Tabla 2), se desprende que a mayores dosis de nitrógeno, fósforo y potasio se obtuvo mayor altura. Resultados similares fueron reportados por Martínez (2018), quién menciona que encontró diferencias altamente significativas para la variable altura de plantas, entre las diferentes dosis de nutrientes que aplicó a las plantas de espinaca. Por otro lado, Chang (2003) menciona que la aplicación de N aumentó el crecimiento y área foliar, la combinación de N y fósforo (P) incrementó la absorción nutrimental, que solo con aporte del P. Al comparar las medias de altura de plantas por efecto de las dosis de EM, se infiere que, a mayor porcentaje de concentración de los microorganismos eficientes, también se incrementa la altura. Al respecto Jayo (2018) al evaluar dosis de microorganismos eficaces en la altura de plantas de espinaca reportó la existencia de alta significación. También Soles (2019) 63 encontró diferencias estadísticas en la altura de plantas de espinaca por efecto de bloques y dosis de biol. Finalmente, se puede apreciar que por efecto combinado de las dosis de N-P2O5-K2O y dosis de microorganismos eficientes se encontró diferencias estadísticas significativas (Tabla 1). Lo que significa que las dosis de N-P2O5-K2O y microorganismos eficaces en conjunto, tuvieron influencia diferencial en la altura de plantas de espinaca. 4.2.2 Numero de hojas por planta La variable número de hojas por planta presentó diferencias significativas por efecto de dosis de N-P2O5-K2O, dosis de EM y por el efecto combinado de estos dos factores; sin embargo, no hubo efecto significativo para la fuente de variación de bloques (Tabla 5). Asimismo, el coeficiente de variación igual a 10,14 % indica que los datos obtenidos son confiables y el coeficiente determinación R2 = 0,83 significa que la cantidad de hojas por planta de espinaca, está influenciada en 83,0 % por los tratamientos en estudio. Al comparar las medias del número de hojas por efecto de la fertilización mineral (Tabla 6), se infiere que a la dosis de 100-100-100 de N-P2O5-K2O las plantas de espinaca presentaron mayor cantidad de hojas respecto a la dosis de 50-50-50 de N-P2O5-K2O esta situación se propició posiblemente por el mayor diferencial de nitrógeno disponible en la primera dosis arriba mencionada. Confirmando este resultado Perzabal et al. (2018), refieren que la fertilización de los cultivos, sobre todo de N, tiende a aumentar la biomasa y el área foliar. También Estrada (2003) refiere que, con la incorporación fraccionada de Nitrógeno y una buena dosis de abono líquido obtuvo gran cantidad de hojas/planta, y que el cultivo de espinaca requiere mayor cantidad de N para un mayor desarrollo en cuanto a número de hojas. En la Tabla 7 se observa en primer lugar que a la dosis de 3,0 % de EM se presentó el mayor número de hojas por planta (19,29), estadísticamente superior a las dosis de 1,0 y 2,0 % de 64 EM que no tuvieron efectos diferentes en el número de hojas; y que conforme se incrementa las dosis de EM, también se incrementa la producción de hojas por planta. Al respecto, Jayo (2018) al realizar el análisis de varianza encontró variación significativa por efecto de las dosis de EM, y no encontró significación en las otras fuentes de variación, y afirma que, los microrganismos aplicados al cultivo tienen influencia en el número de hojas por planta. En cuanto al efecto combinado de dosis de N-P2O5-K2O
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