Spatial distribution and depth of the geothermometers in the ridges.
Antón Huber*; Andrés Contreras**
y Daniel Hettich.**
* Instituto de Geociencias, Facultad de Ciencias, Universidad Austral de Chile.
**Instituto de Producción y Sanidad Vegetal, Facultad de Ciencias Agrarias,
Universidad Austral de Chile.
1 Investigación financiada por el proyecto
FONDECYT 1940884.94.
Recepción originales febrero de 1997.
Importance of the ridges orientation of a potato (Solanum
tuberosum ssp. tuberosum)
cultivar, on its productivity, under Valdivia conditions, X Region, Chile.
Keywords: ridges orientation potato productivity.
Importance of the ridges orientation of a potato (Solanum tuberosum ssp. tuberosum)
cultivar, on its productivity, under Valdivia conditions, X Region, Chile.
The influence of the furrow orientation in a potato crop of cultivar Desireé,
on the temporal and spatial temperature, edaphic water content and its productivity
in a "Trumao" soil (Typic Hapludands), in the area of Valdivia, south
of Chile was studied. The planting was made in two orientations, north-South
and east-west. Temperature and humidity of the soil as well as foliar area and
productivity were measured. Phenology of the crop was also registered. Soil
temperature was measured with geothermometers located at 3 diferent depths (5,10
and 15 cm) and those, in turn, in 4 positions in the furrow. The days were classified
according to the daily average cloudiness by using a star-shaped piranometer.
Foliar area surface per plant was measured with an automatic device. Aerial
dry matter content was also measured. Soil humidity was determined by using
the gravimetric method at three depths (10, 20 and 30 cm) and the same location
as before. The soil temperature was higher in the east-west orientation. Significant
difíerences were found at different positions and depths. Soil humidity
was always higher in the east-west orientation, at every location and depth.
Phenology didn't show significant differences in time of emergence, stem and
leaves growth, florescence, etc. A greater foliar volume and dry matter was
observed in the east-west orientation in the last third of the growing cycle.
Yield of the cultivar was 202 qq/ha in the north-south ridges and 236 qq/ha
in the east-west oriented, being statistically different.
Se estudió la influencia que tiene la orientación de los camellones
de un cultivo de papa (Solanum tuberosum ssp. tuberosum), cultivar Desireé,
sobre la variación temporal y espacial de la temperatura y contenido
de agua edáfica, desarrollo y su productividad, en un suelo trumao (Typic
Hapludands), en la zona de Valdivia, sur de Chile.
La plantación se realizó en dos orientaciones, norte-sur y este-oeste,
determinándose en ellas la variación temporal y espacial de la
temperatura y humedad del suelo, desarrollo del área foliar, la biomasa
y el rendimiento de tubérculos.
Con geotermómetros, ubicados en tres profundidades (5,10 y 15 cm) y en
cuatro posiciones sobre el camellón, se determinó el perfil de
la temperatura del suelo. Para procesar los valores de la temperatura del suelo
se ordenaron estos valores de acuerdo a la nubosidad promedio diario. El área
foliar por planta fue medida con un medidor automático de área
foliar y a la variación de la biomasa a partir de la materia seca. La
humedad del suelo se determinó mediante el método gravimétrico,
en tres profundidades (10, 20 y 30 cm), y en las mismas posiciones del camellón
en donde se midió la temperatura del suelo.
La temperatura del suelo, en general, fue superior en la orientación
este-oeste. También hubo diferencias significativas entre las distintas
posiciones y profundidades del camellón. La humedad del suelo, en la
orientación este-oeste, fue superior en todas las profundidades y posiciones.
La fenología no mostró diferencias significativas durante el desarrollo
de tallos y hojas, sólo en el último tercio del período
de desarrollo del cultivo, se registró una mayor superficie foliar y
materia seca por planta en la orientación este-oeste.
El rendimiento de los tubérculos del cultivo de exposición norte-sur,
de 202 qq/ha, fue estadísticamente inferior al de la orientación
este-oeste, con 236 qq/ha.
El cultivo de la papa se encuentra distribuido en distintas latitudes, que tienen condiciones climáticas y edáficas muy diversas (HARRIS, 1978; CONTRERAS, 1991).
Las características climáticas y edáficas de un lugar son factores importantes para el desarrollo de este cultivo. En el clima importa, la radiación solar, la temperatura y las precipitaciones y en el suelo las características físicas, químicas y el contenido de agua aprovechable.
La radiación solar que alcanza el suelo varía en cantidad y duración, según la época del año, latitud del lugar, nubosidad y exposición de la superficie (STUVEN, 1968).
Cuando se aporca un cultivo de papa, cuya plantación fue hecha con distinta orientaciones, la superficie de cada camellón va a estar expuesta a un diferente régimen de radiación solar (EPSTEIN, 1966; DHINGRA et al. 1986; HOODA et al. 1986). La cantidad de radiación solar recibida va a estar regulada por la trayectoria solar (STUVEN, 1968), la forma y orientación del camellón y el estado de desarrollo del cultivo. Esta distribución hace suponer que se van a registrar diferentes temperaturas sobre el camellón, las que a su vez deberían generar disímiles condiciones que regulan la evaporación del suelo. Se puede presumir, por lo tanto, que la desigual orientación de los camellones va a generar distintas condiciones microclimáticas y disponibilidades de agua edáfica, situación que debería afectar la productividad del cultivo.
En este trabajo se determina la importancia que tiene la orientación de los camellones sobre la temperatura y humedad del suelo en un cultivo de papa (Solanum tuberosum L. ssp. tuberosum) plantado y aporcado con orientación norte-sur y este-oeste, respectivamente, y sus consecuencias sobre el desarrollo de las plantas y en la producción de tubérculos.
El ensayo se realizó en la Estación Experimental Santa Rosa, perteneciente a la Universidad Austral de Chile, ubicada a 6 Km al norte de la ciudad de Valdivia (latitud 39°46', longitud de 73°14', altitud 14 m s.n.m.). La zona tiene una topografía plana. El suelo pertenece a la serie Valdivia (INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN DE RECURSOS NATURALES y UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE, 1978), y corresponde a un Medial Mesic Typic Hapludand (SOIL MANEGEMENT SUPPORT SERVICES, 1990). El clima de la zona es templado húmedo con influencia mediterránea; la temperatura media anual es de 12ºC. La precipitación anual es abundante, sobrepasando los 2.200 mm, pero tiene una distribución temporal muy dispareja. Durante los meses estivales, en general, las pérdidas de agua por evapotranspiración sobrepasan a los aportes por precipitación.
Para la siembra se utilizó la especie Solanum tuberosum ssp. tuberosum, cultivar Desireé, que es semi-tardío, con un período vegetativo de 140 días, pero susceptible a la sequía (BANSE y KALAZICH, 1977).
La preparación del suelo se inició con dos rastrajes cruzados con rastra offset, seguido de una aradura con discos. Transcurrido un mes, se hicieron dos rastrajes más y finalmente una pasada con vibrocultivador.
El suelo fue fertilizado con 2.000 kg/ha de Fertiyeso antes de pasar el vibrocultivador. Los demás fertilizantes se aplicaron junto a la plantación en el surco, en forma manual.
La plantación se realizó en dos orientaciones; norte-sur y este-oeste. Para garantizar una buena homogeneidad de la plantación, ésta se hizo manualmente. La densidad de plantación fue de 50.000 plantas/ha (0,8 * 0,25 m).
Terminada la plantación se procedió inmediatamente a aporcar manualmente las hileras. Cinco semanas después, cuando el cultivo tenía aproximadamente cuatro centímetros de altura, se aplicó un herbicida (metribuzin 500 g/ ha). El cultivo no se regó. La temperatura del suelo se midió con 72 geotermómetros eléctricos conectados a un registrador, realizándose una medición cada seis minutos e integrando los valores de las temperaturas a un valor horario por sensor.
La ubicación de los geotermómetros sobre el camellón y sus respectivas profundidades se presentan en la Fig. 1. Cada situación tuvo tres réplicas, para cada una de los dos tratamientos.
La cantidad de agua edáfica se determinó en forma gravimétrica. Se extrajeron al azar, muestras de cuatro posiciones y de tres profundidades en el camellón (Fig. 2). Para cada situación se hicieron cuatro réplicas.
Durante el período de estudio, se determinó en tres ocasiones el contenido del agua edáfica. Las muestras de suelo siempre fueron extraídas en una fecha que estuvo precedido por un período de tiempo de al menos 7 días sin lluvia, con la finalidad de acentuar las diferencias que podían existir en el contenido de agua edáfica por exposición.
Para clasificar cada día según la cantidad de radiación solar recibida, se instaló un piranómetro. Esto permitió clasificar los días en despejados, parcial o nublado. Para hacer esta clasificación se consideró como día despejado, al que registraba entre 100-80 % de la radiación medida en un día totalmente despejado para el correspondiente mes; un día parcial entre 79-20 % y un día nublado menos de un 20 % de este valor.
La superficie foliar de las plantas se determinó en dos ocasiones con un medidor automático de área foliar marca HAYASHI DENKO Co. LTD. Para ello se extraían diez plantas al azar por tratamiento. El mismo material fue secado para determinar la materia seca promedio por plantas.
Para determinar la productividad de los tubérculos de las papas, una
vez que el cultivo tubo su madurez fisiológica y comercial, se procedió
a cosechar diez tramos de cinco metros de hilera (200 plantas por tratamiento).
Los tubérculos fueron seleccionados en comerciales (diámetro medio
superior a 4 cm) y de desecho. El diseño experimental utilizado para
los registros de temperatura y humedad fue de bloque completo al azar en un
arreglo factorial de 2*4*3 (orientación; posición; profundidad).
Igual diseño se empleó para los demás parámetros.
La información recolectada se analizó estadísticamente
por medio de la variancia de Fisher.
Los valores de la temperatura del suelo fueron previamente ordenados y clasificados
en tres períodos (octubre-noviembre, diciembre -enero y febrero-marzo)
y según la nubosidad diaria. Estos valores se promediaron en cuatro bloques,
de cuatro horas cada uno (06:00-9:59, 10:00-13:59, 14:00-17:59 y 18:00-21:59).
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| Figura 1. | Distribución y profundidad de los geotermòmetros
en el camellon. Spatial distribution and depth of the geothermometers in the ridges. |
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| Figura 2. | Distribución espacial de las muestras
de suelo tomadas en el camellon para determinar el contenido de agua edáfica. Spatial distibution of the soil samples utilized to determinate the soil moisture in the ridges. |
La precipitación total registrada para el período de estudio corresponde aproximadamente a la promedia para la zona, pero su distribución temporal fue totalmente anómala (Cuadro 1). Cabe resaltar la gran precipitación acaecida el mes de diciembre, que se registró durante los primeros 5 días del mes, y el déficit de lluvias para el resto de los meses de estío.
| Cuadro 1. | Precipitación promedio mensual (25 años)
y precipitación mensual del período. Monthly rainfall average (25 years) and monthly reinfall of the period. |
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Cuatro semanas después de la plantación (19 de noviembre), habían emergido el 5% de las plantas. Este valor ascendió al 40% el 26 de noviembre, 80% el 10 de diciembre y alcanzó su máximo una semana después con un 90%. Durante todo este tiempo no se observaron diferencias significativas en el desarrollo de las plantas de ambos tratamientos. A fines de diciembre el 40% de las plantas estaban en flor y el 17 de enero se registró el máximo de floración con más de un 90%.
El período vegetativo del cultivo fue de 120 días para ambas orientaciones, lo que es menos que el mencionado por BANSE y KALAZICH (1977), que determinaron un período vegetativo de 140 días para el cultivar Desireé. Este menor período vegetativo se podría deber al déficit de agua que hubo en los meses de enero a marzo (Cuadro l).Para analizar la temperatura del suelo entre ambos tratamientos, sólo se utilizaron los valores de las temperaturas correspondientes a días despejados. Se excluyeron las otras dos situaciones, porque con estas condiciones meteorológicas la radiación difusa predomina en la radiación solar total. La radiación difusa incide siempre en forma perpendicular sobre cualquier superficie, lo que minimiza la importancia de la exposición de los camellones sobre la cantidad total de radiación que llega a su superficie. Con estas condiciones es poco probable que se puedan producir mayores diferencias de temperatura en los camellones.
El análisis estadístico de las temperaturas del suelo, demostró que durante los días despejados, existen diferencias entre las orientaciones. Estas fueron significativamente superiores en la orientación este-oeste (p<0.05). También se pudo constatar diferencias significativas (p<0.05) entre los valores de temperatura tomados en disímiles posiciones y profundidades en el camellón de una misma orientación (Cuadro 2).
La temperatura del suelo a 5 y 10 cm de profundidad, entre las 10 y 18 horas, fueron superiores en los camellones con orientación este-oeste. Esta situación fue más acentuada en la posición 1, 2 y 3 (Cuadro 2), en las cuales, como consecuencia de la trayectoria solar, la radiación solar incide en forma más perpendicular. Las diferencias de temperatura entre los tratamientos no fueron constantes, tampoco lo fueron entre las réplicas, debido a la proyección de sombra de la biomasa aérea del cultivo sobre el suelo, que se va trasladando de acuerdo a la trayectoria solar y al desarrollo de las plantas. Para el mismo horario, se puede reconocer un claro descenso de la temperatura con la profundidad, como consecuencia de la lenta conductividad calórica del suelo. Esta situación, por la misma razón, no siempre se registró en la mañana y en la tarde.
| Cuadro 2. | Variación temporal de la temperatura promedio del
suelo (ºC) para días despejados, correspondientes a los períodos
de octubre-noviembre (I), diciembre-enero (II) y febrero-marzo (III), según
posición (Ps) y profundidad (Pr) en el camellón para las orientaciones
norte-sur y este-oeste. Temporal variation of the mean temperature of the soil (ºC) for clear days, corresponding to the october-november, december-january and february-march periods, according to position (Ps) and depth (Pr) for the north-south and east-west ridges orientation. |
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La variación espacial y temporal del contenido de agua del suelo se presentan en el Cuadro 3. Durante casi todo el período, la reserva de agua edáfica fue mayor en el cultivo de papa cuyos camellones tuvieron una orientación este-oeste, a pesar de que esta diferencia sólo fue estadísticamente significativa (<p0.05) para la medición del 4 de marzo. Esta distribución del contenido de agua edáfica estaría en contraposición con la mayor temperatura del suelo registrada para esta orientación, que debería haber activado las pérdidas de agua por evapotranspiración. Aparentemente, esta menor evaporación se debe a que el viento secante del sur, que predomina en los días de buen tiempo, no puede ingresar en las hileras este-oeste, reduciendo con ello la evapotranspiración. La situación concuerda con los resultados obtenidos por KLER et al. (1987), que señalan que la dirección de las hileras origina propiedades aerodinámicas que afectan los cambios de calor. También mencionan que las plantaciones orientadas en forma perpendicular a los vientos secantes o hechas en cruz, actúan como quiebres de viento lo que reduce la incidencia de la energía advectiva en el cultivo.
| Cuadro 3. | Variación temporal de la humedad del suelo (% en
relación a su peso seco), según profundidad (Pr) y posición
(Ps) en el camellón. Temporal variation of the soil moisture (% in relation to ist dry weight) according to depth (Pr) and position (Ps) in the ridge. |
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La variación temporal del área foliar determinada para 10 plantas por orientación de los camellones, se presentan en el Cuadro 4. La superficie foliar de las plantas con orientación este-oeste, para ambas fechas, es claramente mayor y estadísticamente significativa (p<0.05). Este resultado se podría explicar por la mayor disponibilidad de agua y temperatura del suelo. A este respecto, KIRK y MARSHALL (1992) mencionan que la temperatura del suelo influye en el desarrollo morfológico de la planta y de su follaje. Por su parte, RANDENI y CAESAR (1984a), en un estudio sobre el desarrollo de plantas de papa bajo la influencia de distintas temperaturas del suelo, encontraron diferentes áreas foliares.
| Cuadro 4. | Variación temporal del área foliar por planta
según orientación de los camellones. Temporal variation of the foliar area per plant according to orientation of the ridges. |
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La variación temporal de la materia seca por planta, para los dos tratamientos, está ordenada en el Cuadro 5. La orientación este-oeste, privilegió la cantidad de materia seca por planta, diferencia que fue estadísticamente significativa (p<0.05). Resultado similar también fue comunicado por RANDENI y CAESAR (1984a), en un estudio sobre el desarrollo de plantas de papa bajo la influencia de distintas temperaturas del suelo.
| Cuadro 5. | Variación temporal de la biomasa por planta (g),
para las orientaciones norte-sur y este-oeste. Temporal variation of the anhydrous biomas for plant (g), for the north-south and east-west orientation. |
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La producción promedia de tubérculos (qq/ha), según clase comercial, para las dos orientaciones se presenta en el Cuadro 6. El rendimiento de la papa comercial fue estadísticamente mayor en la. orientación este-oeste, no existiendo diferencia entre las papas de desecho. Con respecto a la. producción total, el cultivo con orientación este-oeste demuestra, ser más eficiente, debido a la mayor incidencia que tiene la papa comercial en la producción total. Esta diferencia puede ser consecuencia de las distintas condiciones microclimáticas y de la cantidad de agua edáfica registrada entre ambos tratamientos. Resultado distinto fue comunicado por HOODA et al. (1986), al señalar que los efectos de la dirección de las hileras en el rendimiento total de tubérculos (tubérculos comerciales, tubérculos semilla y tubérculos de desecho) no fueron significativos, durante dos años de estudio. Este mayor rendimiento de tubérculos se obtuvo por dichos autores en el primer año en plantaciones, con orientación este-oeste, mientras que la dirección de plantación norte-sur lo fue en el segundo año.
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Cuadro 6. |
Rendimiento final de tubérculos (qqm/ha) según
clase comercial y orientación de los camellones. Final yield of tubers (qqm/ha) according to commercial class and orientation of the ridges. |
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La temperatura del suelo fue mayor en los camellones con orientación
este-oeste, donde la radiación solar incide con mayor intensidad sobre
ellos.
El contenido del agua edáfica fue estadísticamente superior en
la orientación este-oeste. Al parecer, la mayor reserva de agua edáfica
en la orientación este-oeste se debe a que el viento secante del sur
no puede ingresar en los surcos, reduciendo con ello la evaporación.
En la orientación este-oeste las plantas tuvieron una mayor superficie
foliar y una mayor cantidad de materia seca.
El rendimiento final del cultivo, papa comercial y producción total,
fue superior en la orientación este-oeste.
El cultivo de papa de la variedad Desireé, para el año de estudio,
con orientación este-oeste, tuvo una productividad estadísticamente
superior a la orientación norte-sur.
BANSE, J., J. KALAZICH. 1977. Características de las variedades de papa que se certifican en Chile. Estación Experimental Remehue, Chile. Boletín divulgativo N° 7. 10 p.
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HARRIS, P. 1978. The potato crop. Chapman y Hall, London. 375p.
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RANDENI, G., K. CAESAR. 1984a. Development of the potato plant (Solanum tuberosum L.) under the effect of different soil temperatures. II. The leaf apparatus. Journal of Agron. Crop Sci. 153(2): 122-128.
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