masterThesis
Evaluación del dispositivo portátil SPAD-502 como indicador de la concentración de nitrógeno en plantas de café "coffea arabica"
Autor
Díaz Marín, Carolina
Institución
Resumen
En la zona cafetera colombiana son escasos los estudios sobre indicadores para determinar la concentración de nitrógeno en árboles de café, en la actualidad para esta determinación se emplea la técnica de Kjeldahl la cual, requiere de un equipo especializado, excesivo gasto de reactivos y un alto costo de los análisis por lo cual esta técnica presenta impactos ambientales y económicos negativos. Para contribuir con este conocimiento el objetivo de la investigación fue determinar la factibilidad de utilizar un sensor portátil de índice espectral (SPAD-502) como indicador de la concentración de nitrógeno en árboles de café. Para esto se seleccionaron dos localidades de la zona cafetera Colombiana (Estación Experimental Naranjal en el municipio de Chinchiná- Caldas y Estación Experimental Paraguaicito en el municipio de Buenavista -Quindío) en las cuales se tenían lotes sembrados con café variedad Castillo® en etapa productiva a libre exposición solar. A los suelos de estos lotes se les aplicaron tres fuentes de nitrógeno [Urea, Nitrato de amonio y urea + DMPP (Inhibidor de la nitrificación)], y de cada fuente tres dosis (200, 300 y 400 kg.ha-1.año-1), además se contó con un testigo sin aplicación de N. El efecto de los tratamientos sobre la concentración de nitrógeno foliar (NF) y unidades SPAD se evaluó bajo el diseño experimental de bloques completos al azar. En los meses de Junio de 2011 y Mayo de 2012 en cada localidad, se tomaron las muestras compuestas de tejido foliar en las hojas que se encontraban en ramas productivas del tercio superior de los árboles, y en el cuarto par de hojas de cada rama, donde también se tomaron las mediciones con SPAD, y donde se encontraba concentrada la producción de café. En ambas localidades no se presentó efecto significativo de las fuentes de nitrógeno empleadas, ni de la interacción fuente por dosis sobre las lecturas con el SPAD, pero si se evidenció efecto significativo de las dosis de N empleadas. Con toda la información anterior se obtuvo un modelo explicativo de la relación entre las unidades SPAD y el nitrógeno foliar; en este sentido, se realizó regresión lineal simple entre la lectura SPAD y la concentración de NF para ambas localidades. En Naranjal el modelo presentó una tendencia cuadrática donde el valor mínimo estimado de NF (%) se encontró en el intervalo de predicción de 1,41:2.07 para una lectura SPAD de 61,9, en tanto el valor máximo estimado de NF (%) se encontró en un intervalo de 2,25 a 2,8 para una lectura SPAD de 74,6 unidades. En Paraguaicito el modelo presentó una tendencia lineal, con un coeficiente de determinación R2 muy bajo (0,08), por lo cual se interpretó que el modelo puede ser útil para conocer la tendencia de la respuesta del N foliar con respecto a la lectura SPAD, pero inapropiado para realizar predicciones estadísticas en esta localidad específicamente. En general se pudo concluir que para las condiciones del estudio, el SPAD tiene potencial para detectar deficiencias severas de N en ausencia o con aplicación de dosis bajas del mismo (˂ 200 kg.ha.-1año-1); pero impide predecir el consumo de lujo de la planta y si el nitrógeno es aplicado en exceso. In the Colombian’s coffee zone the studies about indicators to determine the concentration of nitrogen in trees of coffee are limited. Currently, to arrive to this determination, the Kjendahl technique is employed which requires specialized equipment, an excessive investment of reactives and a high cost of analyses, this is why this technic presents negative environmental and economic impacts. In order to contribute with this knowledge, the aim of this research was to determine the viability to use a mobile sensor of index spectral (SPAD-502) like indicator of nitrogen’s concentration in coffee trees. In this way, there were selected two regions of the Colombian’s coffee zone (Experimental Naranjal Station in the municipality of Chinchiná – Caldas, and the Experimental Paraguaicito Station in the municipality of Buenavista – Quindío) in which there were coffee plots cultured with Castillo® variety in productive phase over free solar exposition. In this lands there were applied three sources of nitrogen [Urea, Nitrate of ammonia and urea + DMPP (inhibitor of the nitrification)], and of each source three doses (200, 300 y 400 kg. kg.ha-1.año-1), in addiction it was a treatment without application of N. The effect of the treatments over the foliar nitrogen’s concentration (NF) and the unities SPAD was evaluated under the experimental design of randomized complete blocks. In the months of June 2011 and May 2012 in each locality, there were taken composite samples of foliar tissue in the leaves that were in productive branches of the upper third of the trees, and in the pair of leaves of each branch, where measurements were also taken with SPAD, and where coffee production was concentrated. In both locations, no significant effect of nitrogen sources used was presented, neither of the interaction source by dose on the SPAD readings, but significant effect of N dose employed was evident. With all the information above, it was obtained an explanatory model of the relationship between SPAD units and foliar nitrogen; in this sense, simple linear regression between SPAD reading and concentration of NF for both locations was performed. In Naranjal, the model presented a quadratic trend where the minimum estimated value of NF (%) was found in the prediction interval of 1.41:2.07 for a SPAD reading of 61.9, while the estimated maximum value of NF (%) was found in the range of 2.25 to 2.8 for a SPAD reading of 74.6 units. In Paraguaicito, the model presented a linear trend, with a coefficient of determination R2 very low (0.08), for that reason it was interpreted that the model can be useful to know the trend of foliar N response with respect to the SPAD reading, but inappropriate to make statistical predictions in this location specifically. Overall it was concluded that for the conditions of the study, the SPAD has potential to detect severe deficiencies of N in the absence or with application of low doses of the same (200 ˂ kg.ha.-1year-1); but impede predict the luxury consumption of the plant and if the nitrogen is applied excessively.