Bosques Latitud Cero Volumen 13(2)
RES UMEN
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julio - diciembre 2023
Vol.13 (2)
BOSQUES LATITUD CERO
R E V I S T A I N D E X A D A
Publicado por Editorial Universidad Nacional de Loja bajo licencia
Creative Commons 4.0
1. Docente de la carrera de la Carrera de Ingeniería Agrícola, Facultad Agropecuaria y
de Recursos Naturales Renovables, Universidad Nacional de Loja, Loja, Ecuador
2. Ingeniera agrícola. Loja, Ecuador.
Autor para correspondencia: edison.vasquez @unl.edu.ec
Edison Vásquez
1
*
Nohely Espinosa-Palacios
2
Efecto del nitrógeno bien expresado en la fase inicial del cultivo de café
Coffea arabica L. en La Argelia, cantón Loja
Effect of well-expressed nitrogen in the initial phase of coffee
cultivation Coffea arabica L. in La Argelia of the Loja canton
Recibido: 10/04/2023 Aceptado: 11/0 6 / 2 0 23
Páginas: 104- 117
En la actualidad debido al incremento de contaminación que existe por el uso de fertilizantes químicos y
la degradación continua de los sistemas productivos se requiere la utilización de alternativas amigables
con el ambiente; Azolla liculoides es un helecho acuático capaz de jar nitrógeno del aire en simbiosis
con la cianobacteria anabaena; además, constituye un valioso biofertilizante para la producción de
cultivos. Con el objetivo de medir el efecto del nitrógeno bien expresado en la fase inicial del cultivo
de café se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con tres réplicas y cinco tratamientos:
Testigo, Fertilizante convencional urea, aplicación foliar con NitrAgua, riego con NitrAgua y biomasa
de Azolla liculoides. Los mayores resultados se obtuvieron con la aplicación de biomasa de Azolla
liculoides, con incrementos durante los cinco meses de 19,3 cm para la altura de planta, 3,2 mm para
el diámetro de tallo, 66 g para el peso de la cereza de café, 11, 19, 72 para el número de ramas, hojas y
frutos respectivamente; Azolla liculoides evidenció ser un biofertilizante ecaz mediante el aporte
de nitrógeno bien expresado en el cultivo de Coffea arabica L. La aplicación de Azolla liculoides
como biofertilizante, es una alternativa para mejorar las propiedades físico-químicas del suelo, lograr
una buena producción y calidad del grano, por ser de fácil descomposición y con alto contenido de
nitrógeno disponible.
Palabras clave: biofertilizantes, nitrógeno, helecho acuático, cianobacteria, NitrAgua, agricultura
biogénica.
DOI: https://doi.org/10.54753/blc.v13i2.1867
julio - diciembre
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Vásquez, E.y Espinosa-Palacios, N.. (2023). Efecto del nitrógeno bien expresado en la fase inicial del cultivo de café Coffea arabica L.
en La Argelia, cantón Loja. Bosques Latitud Cero, 13(2):104 -117. https://doi.org/10.54753/blc.v13i2.1867
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In the present time, due to the increase in pollution caused by the use of chemical fertilizers and the
continuous degradation of productive systems, the use of environmentally friendly alternatives is required.
Azolla is an aquatic fern capable of xing nitrogen from the air in symbiosis with the cyanobacterium
Anabaena. In addition, it constitutes a valuable biofertilizer for crop production. To measure the effect of
well-expressed nitrogen in the initial phase of the coffee crop, an experimental design of random blocks
with three replicas and ve treatments: Control, Conventional fertilizer urea, Foliar application with
NitrAgua, Irrigation with NitrAgua, and Azolla biomass was used. The best results were obtained with
the application of Azolla biomass, with increases during a span of ve months. Including an increase
of 19.3 cm in plant height, 3.2 mm in stem diameter, 66 g in coffee cherry weight, and 11, 19, 72 for
the number of branches, leaves, and fruits respectively. Azolla proved to be an effective biofertilizer
through the contribution of well-expressed nitrogen in the crop Coffea arabica L. The application of
Azolla as a biofertilizer is an alternative that can be used to improve the physical-chemical properties
of the soil, as well as achieve good production and grain quality, due to its ease of decomposition and
high content of available nitrogen.
Keywords: biofertilizers, nitrogen, aquatic fern, cyanobacteria, NitrAgua, biogenic agriculture.
INTRODUCCIÓN
Desde hace más de dos siglos, el café se mantiene como uno de los cultivos más populares en el mundo; a
decir de Wagner (2011) “el grano de café es considerado como un producto básico que tiene importancia
para la economía de numerosos países productores, que en algunos casos, dependen en gran medida
de su exportación hacia los países consumidores para obtener divisas” (p. 12).
La producción de café está concentrada principalmente en América Latina, siendo Brasil el principal
productor a nivel mundial, seguido de Vietnam y Colombia. En total, de los 20 principales productores,
11 son latinoamericanos, tres asiáticos y seis africanos. Ecuador es el décimo noveno productor mundial
de café y el décimo en América Latina (Canet-Brenes y Soto-Viquez, 2016).
En el Ecuador, el cultivo del café se ha convertido en un producto tradicional que destaca dentro de las
exportaciones agrícolas, ha sido de gran importancia económica y social desde el siglo XVIII; aporta
divisas al país y benecios económicos para quienes lo cultivan, esto genera un efecto multiplicador
dentro de la cadena productiva, especialmente en la comercialización, transformación (industria), y
sobre todo, genera oportunidades de empleo a un importante segmento de la población rural (Vanegas-
Sánchez et al., 2018).
El nitrógeno es un elemento necesario en la composición de proteínas, ácidos nucléicos y otros componentes
celulares (Ortega et al., 2014). La deciencia de nitrógeno en los suelos, constituye uno de los problemas
más críticos para los cacultores. Por tal razón, se debe tomar diferentes alternativas para la producción
de café, entre ellas, la agricultura biogénica que signica generador de vida (Montaño-Armijos, 2010),
como opción viable para promover el desarrollo agrícola de forma sostenible, disminuyendo el uso y
dependencia de fertilizantes químicos, como la urea que provoca problemas ambientales y cambios en
la actividad microbiológica del suelo. El proceso por el cual los microorganismos reducen el nitrógeno
hasta formas asimilables, se conoce como jación biológica, permite usar el nitrógeno atmosférico y
reducir la degradación del suelo (Bianco, 2020); es decir, las plantas en general, no utilizan directamente
el abundante nitrógeno molecular atmósferico (78 %) sino que lo asimilan en formas orgánicas de
ABSTRACT
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nitrato (NO
3
-
) y amonio (NH
4
+
), excepto las leguminosas, que en simbiosis con bacterias del género
Rhyzobium son capaces de alcanzar alrededor de 90 kg N/ha (Cardenas-Navarro, 2004).
Según Montaño-Armijos (2020), las importaciones totales de fertilizantes nitrogenados al país superan
los 60 millones de dólares al año; se estima que solamente el sector arrocero consume nitrógeno químico
expresado como urea en un monto mayor a los seis millones de dólares anuales; además, destaca, Ecuador
utiliza 387 mil toneladas de nitrógeno al año, mientras que a nivel mundial se usan 120 millones de toneladas.
La asociación simbiótica entre el helecho Azolla liculoides y la cianobacterialamentosa Anabaena,
por su alta capacidad jadora de nitrógeno ha adquirido en los últimos tiempos mucha importancia para
la agricultura. Por tanto, Montaño-Armijos (2015) menciona que ecológicamente la Azolla liculoides
es responsable del aumento sustancial de este macroelemento en el ambiente debido a que durante su
vida ja nitrógeno.
En el Ecuador, se busca incrementar el uso de biofertilizantes por sus bondades en el incremento de la
producción, reducción de los niveles de químicos y protección del suelo. Esta forma de producción, se ha
vuelto esencial debido a la alta demanda de alimentos sanos y con bajo porcentaje de elementos nocivos
para la salud (Solis-Charcopa et al., 2017).
Por lo antes expuesto se desarrolló el presente trabajo, dirigido a evaluar el efecto del nitrógeno bien
expresado en la fase inicial del cultivo de café Coffea arabica L.
MATERIALES Y MÉTODOS
El ensayo se realizó en la Quinta Experimental La Argelia de la Universidad Nacional de Loja; ubicada
en la parroquia urbana Punzara del cantón Loja, a una latitud de 04° 02’ 09” Sur y longitud 79°12’ 00”
Oeste (Figura 1), altitud de 2 150 msnm, temperatura media anual de 16 °C, precipitación anual de
1 453 mm/año y humedad relativa media de 78 %.
Figura 1. Ubicación del ensayo, Punzara-Loja-Ecuador
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Para evaluar el nitrógeno bien expresado (N
be
) en la fase inicial del cultivo de Coffea arabica L., en un
diseño experimental de bloques al azar y tres réplicas se dispuso cinco tratamientos: Testigo, NitrAgua
de forma foliar, riego con NitrAgua, biomasa de Azolla liculoides y fertilización convencional con
Urea, con 150 unidades básicas (Figura 2). Se calculó la dosis para cada tratamiento con base a los
resultados del análisis químico y requerimientos del cultivo (Tabla 1); la aplicación de NitrAgua se
realizó de manera foliar y edáca, cada quince días, durante cinco meses (septiembre 2022 a febrero
2023). Se registraron datos de las variables agronómicas: altura de planta, diámetro del tallo, número
de hojas, ramas, frutos por planta y clorola; se aplicó el análisis de la varianza y para discriminar las
medias entre tratamientos, la prueba de rangos múltiples de Duncan a un nivel de signicación de 0,05
con el software InfoStat, versión estudiantil.
Tabla 1. Factores y dosis de los tratamientos
Código Descripción Dosis
T
0
Testigo
T
1
Aplicación foliar de NitrAgua 3,5 L/planta/15 días
T
2
Riego con NitrAgua 3,5 L/planta/15 días
T
3
Biomasa de Azolla liculoides 36,1 g/planta/15 días
T
4
Urea 2,4 g/planta/mes
Figura 2. Diseño de bloques al azar en el cultivo de Coffea arabica L.
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RESULTADOS
Las características del suelo Franco limoso del área experimental se presenta en la Tabla 2.
Tabla 2. Propiedades químicas del suelo (septiembre, 2022)
pH
MO CIC CE
N P B S K Ca Mg Mn Fe Cu
%
(meq 100 ml
-1
)
uS/cm ppm (meq 100 ml
-1
) ppm
5,1
1,61 11,2 170,8 55 22 0,31 7,8 0,05 2,41 0,41 16,3 323 5,4
FA
M B A M A B B B M M A A A
FA = fuertemente ácido, A = alto, M = medio y B = bajo
Fuente: Laboratorio de Suelos de la Universidad Nacional de Loja, 2022
El agua utilizada en el azollario tuvo pH ligeramente ácido, con valores bajos de conductividad eléctrica,
P, Na, B y Cl; dureza muy blanda y baja contenido de sales, por tratarse de agua potable (Tabla 3).
Tabla3. Propiedades químicas del agua potable (septiembre, 2022)
N P K Ca Mg Na B Cl
-
HCO
3
SO
4
-
CE pH RAS Dureza
ppm ms/cm
0,03 0,27 0,67 3,42 0,57 1,45
0,01
3,27 13,41 1,20 0,03 6,15 0,20 10
Fuente: INIAP, 2022
Efecto del nitrógeno bien expresado (Nbe) en la fase inicial del cultivo de café
Contenido de clorola en Azolla liculoides
El registro del contenido de clorola se realizó con el SPAD-502 en tres tonalidades de color de la parte
áerea del helecho acuático (Tabla 4).
Tabla 4. Contenido de clorola en Azolla liculoides en unidades SPAD
Unidades SPAD 19,4 7,9 0,9
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Variables respuesta en el cultivo de café
Incremento de altura de la planta
El modelo de regresión lineal (Figura 3), reportó un incremento de altura diario de 0,09 cm para el
Testigo; 0,12 cm con Urea, NitrAgua-Foliar y NitrAgua-Riego y 0,13 cm con aplicación de biomasa
de Azolla liculoides.
Figura 3. Modelo de regresión lineal para el incremento de altura de planta de café.
Se evidenció diferencia signicativa para el incremento de altura entre el testigo y la aplicación de
nitrógeno; es preciso anotar, que no existe diferencia considerable, al comparar la aplicación de urea
y nitrógeno bien expresado (Figura 4).
Figura 4. Incremento de altura de planta de café a los 150 días.
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Incremento del diámetro del tallo
El modelo de regresión lineal para el diámetro del tallo de la planta de café (Figura 5), muestra un
incremento diario de 0,015 mm en el testigo y 0,020 mm con la aplicación de biomasa de Azolla
liculoides.
Figura 5. Modelo de regresión lineal para el incremento de diámetro de planta de café.
Con la aplicación foliar de NitrAgua y biomasa de Azolla liculoides, se obtuvo mayor diámetro del
tallo (3,2 mm) en contraste con la aplicación de nitrógeno convencional o urea (2,8 mm) y riego con
NitrAgua y el testigo con 2,7 mm (Figura 6).
Figura 6. Incremento del diámetro del tallo de planta de café a los 150 días.
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Número de ramas
En la regresión lineal se observa valores similares para el incremento del número de ramas, en comparación
con el testigo no no existe diferencia signicativa; sin embargo, biomasa de Azolla liculoides destaca
entre los demás (Figura 7).
Figura 7. Modelo de regresión lineal del incremento del número de ramas en planta de café.
Con la incorporación de Azolla liculoides, sea en forma foliar, riego o biomasa, se obtuvo mayor
incremento para el número de ramas, en contraste con el testigo (Figura 8).
Figura 8. Incremento del número de ramas en planta de café a los 150 días.
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Número de hojas
El modelo de regresión lineal para el incremento del número de hojas (Figura 9), reere incrementos
diarios de 0,11 a 0,13; con biomasa de Azolla liculoides se obtuvo mayor crecimiento.
Figura 9. Modelo de regresión lineal del incremento del número de hojas en plantas de café.
Al igual que el indicador número de ramas, con la aplicación de Azolla liculoides, sea en forma foliar,
riego o biomasa, se obtuvo mayor incremento para el número de hojas, en contraste con el testigo
(Figura 10).
Figura 10. Incremento del número de hojas en planta de café a los 150 días.
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Número de frutos
El modelo de regresión lineal presentó un incremento diario del número de frutos por planta de 0,45
correspondiente a biomasa de Azolla liculoides; seguido de NitrAgua-Foliar con 0,27 y el testigo
con 0,20 (Figura 11).
Figura 11. Modelo de regresión lineal para el incremento del número de frutos por planta de café.
En los cinco meses de evaluación (Figura 12), se observa una diferencia signicativa con la incorporación
de biomasa de Azolla liculoides (72 granos) y el testigo (33 granos).
Figura 12. Incremento del número de frutos por planta de café a los 150 días.
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Peso de la cereza de café
En la Figura 13 se observa, con la aplicación de biomasa de Azolla liculoides en base seca se obtuvo
66 g/planta para el peso de la cereza de café, signicativamente diferente a la Urea (51), NitrAgua-
Foliar (47), NitrAgua-Riego (39) y testigo (37).
Figura 13. Peso del fruto en fresco por planta de café (septiembre, 2022 a febrero, 2023)
DISCUSIÓN
Efecto del nitrógeno bien expresado (N
be
) en el cultivo de café
Contenido de clorola
El contenido de clorola es un referente o método de diagnóstico de nitrógeno en las plantas, su
precisión puede ser inuenciada por la hora en que se registra la lectura o por la posición del foliolo; las
condiciones de nutrición de una planta estan estrechamente relacionadas con la presencia de clorola
y nitrógeno en sus hojas, en algunas especies, valores altos indican que la planta esta sana; para las
condiciones de La Argelia se registró 19,4 en el follaje de Azolla liculoides y 170,5 en las hojas de café
con aplicación foliar de NitrAgua; al respecto Cardoza-Silva (2015), reporta de 15 a 30 unidades en
tonalidades verde-claro y de 5 a 15 unidades con tonalidades de verde-rojizo para el helecho acuático;
para el café variedad robusta, López-Ramírez (2019), registra de 26,9 a 120,1 unidades en tonalidades
verde-claro a verde-osuro; además, expresa que la molécula de clorola es la determinante del proceso
fotosintético; es decir, de la producción de material orgánico a partir del dióxido de carbono; del mismo
modo, cuando hay suciente cantidad de nitrógeno se produce mayor cantidad de clorola, mayor
asimilación y síntesis de productos orgánicos.
Altura de la planta
En Santo Domingo de los Tsáchilas, Villacis-Junco y Aguilar-Bravo (2016) reeren 20,5 cm de altura
de planta con la aplicación de biol en la fase inicial del cultivo de café variedad Castilla y 30,9 cm en
variedad Sarchimor; sin embargo, Milla-Pino et al. (2019) en el sector La Maná (Cotopaxi) con abono
foliar (biol) registran un incremento de 5,8 cm, con abono edáco (vermicompost) 5,7 cm y con el
testigo 5,4 cm; también, Vargas-Humaginga (2020) en Manabí reportó una altura de 15,1 cm en variedad
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Catimor y 14,8 cm en variedad Geisha con la aplicación de urea; incrementos menores a 17,7 cm de
altura obtenidos con la aplicación de NitrAgua-Foliar y 19,3 cm con biomasa de Azolla liculoides; lo
que evidencia que la aplicación edáca presentan valores mayores a la aplicación foliar, en razón que
ésta es más efectiva cuando los estomas se encuentran abiertos.
Diámetro del tallo
Con la aplicación de biomasa de Azolla liculoides se obtuvo un incremento de 0,3 cm, resultado
que no dieren apreciablemente a 0,4 cm reportado por Milla-Pino et al. (2019) con abono edáco
(vermicompost) y abono foliar (biol) con 0,3 cm; además, Vargas-Humaginga (2020) registró en la
variedad Catimor un promedio de 0,2 cm seguido de variedad Geisha con 0,3 cm con la aplicación de
urea.
Número de ramas por planta
El incremento del número de ramas con aplicación de biomasa de Azolla liculoides fue de 11; es decir
18 ramas en la variedad Sarchimor; al respecto Meneses-Flores (2012) para la variedad Robusta reporta
valores mayores, 31 ramas con la aplicación de bocashi y con biol 27 ramas; Vargas-Humaginga (2020)
reere un incremento de 24 ramas en la variedad Catimor y 28 ramas en variedad Geisha aplicando urea.
Número de hojas por rama
El mayor incremento de 19 hojas/rama, equivalente a 37 hojas/rama, se observó con la aplicación de
biomasa de Azolla liculoides; Montaleza-Armijos (2020), con la aplicación de micorrizas, reporta un
valor menor (10 hojas) en las plantas de café de variedad Arábica evaluadas en Manabí; sin embargo,
Vargas-Humaginga (2020) aplicando urea obtuvo en variedad Catimor un promedio de 10 hojas y
menor número en variedad Geisha con 9 hojas.
Número de frutos
El mayor número de frutos se registró con el aporte de biomasa de Azolla liculoides con 72 granos/
planta de café; resultados mayores a los reportados por Andrade-Herrera y Pruna-Estrella (2022), de
54 granos/planta en variedad Catimor; a diferencia de Cortina-Guerrero et al. (2013) que obtuvo un
promedio de frutos de 51 granos/planta en variedad Caturra con la aplicación de urea.
Peso de la cereza de café
El peso de la cereza de café con la aplicación de biomasa de Azolla liculoides fue de 0,066 kg/planta;
resultados inferiores a 1,71 kg/planta de la variedad Robusta y 0,83 y 0,89 kg/planta en las variedades
Paraíso y Caturra, respectivamente, reportados por Condori (2019).
De investigaciones realizadas en Ecuador con la variedad Sarchimor, únicamente se reporta resultados
en la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas (Villacis-Junco y Aguilar-Bravo, 2016); esto es
en condiciones favorables para el cultivo, razón por la cual se presentan indicadores mayores a los
obtenidos en La Argelia. Además, se contrastó con otras variedades de café (Robusta, Arábica, Catimor,
Paraíso y Caturra) cultivadas en otros territorios (provincias Manabí, Cotopaxi y Santo Domingo de
los Tsáchilas) con condiciones ambientales; características físicas, químicas y biológicas del suelo
diferentes. Aspectos a tomar en cuenta en los resultados obtenidos en la presente investigación, al
parecer las condiciones ambientales y de suelo del sector “La Argelia” no son las más apropiadas para
el café variedad Sarchimor.
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CONCLUSIONES
La aplicación de Azolla liculoides como biofertilizante, es una alternativa para mejorar las propiedades
físico-químicas del suelo, lograr una buena producción y calidad del grano, por ser de fácil descomposición
y con alto contenido de nitrógeno disponible.
El cultivo de Azolla liculoides y el aprovechamiento del nitrógeno bien expresado como resultado
de la simbiosis entre el helecho acuático y la cianobacteria, constituye una solución nancieramente
sostenible, ambientalmente responsable y, al mismo tiempo, tener en cuenta las necesidades y derechos
de la comunidad local y las personas involucradas en las actividades de la agricultura familiar campesina.
En el cultivo de café variedad Sarchimor a los 150 días con la aplicación de biomasa de Azolla liculoides
las plantas alcanzaron un incremento de altura de 19,3 cm, diámetro del tallo de 3,24 mm, 11 ramas, 19
hojas, 72 granos y peso de la cereza de 0,066 kg/planta; lo que demuestra que este helecho puede ser
empleado como un biofertilizante y reemplazar a los fertilizantes comerciales que a más de perjudicar
la salud de los agricultores representan costos elevados.
Contribución de los autores
E.R.V.: Responsable del proceso de investigación, análisis de información y redacción del manuscrito.
N.C.E.P.: Recopilación de información, análisis de datos y redacción del manuscrito.
BIBLIOGRAFÍA
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