elocation-id: e4138
La producción de arándano (Vaccinium corymbosum L.) en México se encuentra en rápida expansión; sin embargo, el manejo del nitrógeno y el estrés salino siguen siendo desafíos importantes. Este estudio evaluó los efectos de la fertilización con amonio (NH4+) y nitrato (NO3-), con o sin cloruro de sodio (NaCl, 30 mM), sobre el crecimiento, el rendimiento y la calidad del fruto del arándano ‘Biloxi’ cultivado en sustrato de fibra de coco. Se empleó un diseño factorial 3x3 completamente aleatorizado más un control, variando la fuente de nitrógeno, la concentración (75% y 100%) y la salinidad. El NH4+ incrementó significativamente la biomasa (121.2%), la producción de flores (316%), el número de frutos (231%) y el rendimiento (162.7%) en comparación con el NO3-. Una dosis de N del 100% mejoró los brotes (19.5%) y el conteo de frutos (43.4%), pero redujo el tamaño del fruto. La salinidad redujo el número de frutos (-70.3%) y el rendimiento (-53.1%) sin afectar el crecimiento vegetativo. Las interacciones significativas entre la fuente de nitrógeno, su concentración y la salinidad influyeron en la floración, la calidad y las características agronómicas. Los resultados indican que la fertilización con NH4+ mejora la productividad del arándano en condiciones salinas, lo que favorece estrategias de gestión del nitrógeno más eficientes.
amonio, calidad, estrés, nitrato, rendimiento, Vaccinium corymbosum L.
En la última década, México se ha convertido en uno de los cinco principales productores mundiales de arándanos (Vaccinium corymbosum L.), con un crecimiento anual en el área cultivada y un rendimiento superior al 15%, concentrado principalmente en Jalisco, Michoacán, Sinaloa, Baja California y Guanajuato (Trejo-Pech et al., 2024). Esta expansión está impulsada por la creciente demanda internacional y las reconocidas propiedades nutracéuticas de la fruta (Krishna et al., 2023), fomentando el cultivo en regiones con condiciones edafoclimáticas específicas: altitudes entre 1 500-4 700 m, temperaturas que oscilan entre 3-17 °C, suelos ácidos (pH 4-5) y conductividad eléctrica (CE) entre 0.25 y 1.5 dS m-1 (Meléndez-Jácome et al., 2021).
Como especie calcífuga, el arándano muestra una preferencia por el amonio (NH4+); no obstante, varios estudios informan que el nitrato (NO3-) puede mejorar la asimilación de nitrógeno y mejorar los rasgos fisiológicos y agronómicos (Alt et al., 2017; Anwar et al., 2024). Si bien el NH4+ puede estimular el crecimiento temprano, también aumenta la CE del sustrato, lo que puede inducir estrés salino y limitar el desarrollo de las plantas (Machado et al., 2014; Hirzel et al., 2024).
Por el contrario, se ha demostrado que la fertilización con NO3- promueve la fotosíntesis, la acumulación de compuestos antioxidantes y la tolerancia al estrés, particularmente en condiciones salinas (Leal-Ayala et al., 2021; Cárdenas-Navarro et al., 2024). Dado que el estrés salino interrumpe procesos fisiológicos clave, pero también puede inducir una síntesis antioxidante beneficiosa (Krishna et al., 2023), es crucial evaluar estrategias nutricionales que mitiguen sus efectos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de diferentes relaciones NO3-/NH4+, combinadas con NaCl, en el crecimiento y rendimiento del arándano, con el objetivo de optimizar el manejo del nitrógeno bajo estrés por salinidad.
El experimento se llevó a cabo en condiciones de invernadero de baja tecnología en Ascensión, Aramberri, Nuevo León, México (24° 20’ 14.96” N, 99°56’ 9.5” W; 1 961 msnm; temperatura media anual 15.6 °C). Las plantas de arándano (Vaccinium corymbosum L.), variedad Biloxi, propagadas in vitro y adquiridas en macetas de 1 L, se trasplantaron el 2 de octubre de 2023 en bolsas de plástico de 50 × 50 cm llenas con 20 L de fibra de coco prelavada de textura media. Durante la aclimatación, las plantas recibieron una solución nutritiva estándar (SN1) compuesta de K2SO4, KH2PO4, Ca (NO3)2 4H2O, MgSO4 7H2O, (NH4)2SO4 y micronutrientes, de acuerdo con Frías-Ortega et al. (2020).
Se utilizó un diseño completamente al azar con nueve tratamientos: ocho de una combinación factorial 3 × 3 de fuente de nitrógeno (NO3- o NH4+), concentración (75% o 100%) y salinidad (0 o 30 mM NaCl), y 50/50 NO3-/NH4+ (control). Los tratamientos fueron: T1: NH4+ 100%; T2: NH4+ 100% + NaCl; T3: NH4+ 75%; T4: NH4+ 75% + NaCl; T5: NO3- 100%; T6: NO3- 100% + NaCl; T7: NO3- 75%; T8: NO3- 75% + NaCl; T9: 50% NH4+ / 50% NO3-. Cada tratamiento tuvo 10 repeticiones (una planta por maceta), dispuestas en un área de 48 m², con hileras orientadas de norte a sur, con espaciamiento de 0.3 m entre macetas y 0.8 m entre hileras. Se utilizó malla antiáfidos para evitar el contacto con el suelo.
Los tratamientos comenzaron el 1 de abril de 2024. El riego fue manual y diario, utilizando soluciones nutritivas específicas para el tratamiento (Cuadro 1), con drenaje de 6-20%. Características del agua: CE 0.51 dS m-1, pH 6.95, y contenía Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, Cl- y SO42-.
Los fertilizantes incluidos fueron: A) K2SO4; B) Mg (NO3)2 6H2O; C) (NH4)2SO4; D) KH2PO4; E) KNO3; F) Ca (NO3)2 4H2O; G) CaSO4 2H2O; H) MgSO4 7H2O; I) (NH4)2SO4 y J) micronutrientes (Cuadro 1). Para los tratamientos de salinidad (T2, T4, T6 y T8), el riego una vez a la semana incluyó solo 30 mM de NaCl.
Cada 14 días durante 182 días, a dos tallos marcados por planta se les midió la longitud (cm), el diámetro (mm), el número de hojas, los brotes secundarios y las yemas. El recuento de flores incluyó corolas blancas completamente desarrolladas. Se contaron frutos con diámetro >5 mm. El 4 de marzo de 2025 se recolectó biomasa de brotes cortando tallos a 30 cm por encima de la corona, se cortó en trozos de 3-5 cm, se pesó en fresco y se secó a 28.3 ° C hasta un peso constante.
La cosecha comenzó 180 días después del inicio del tratamiento. Para cada cosecha, a un fruto aleatorio se le midió el diámetro polar y ecuatorial (mm). Para el análisis de rendimiento se consideraron todos los frutos con un diámetro de 8-13 mm, excluyendo los valores atípicos (Cortés-Rojas et al., 2016). Se registró el número total de frutos y el rendimiento acumulado (g) por planta. Se extrajo el jugo (0.5 mL) y se midió el contenido de sólidos solubles (°Brix) y la temperatura del jugo utilizando un refractómetro digital (HANNA HI96801).
Las plantas fertilizadas con NH4+ exhibieron valores significativamente más altos en todas las variables medidas en comparación con las tratadas con NO3-: longitud del tallo (18.1%), diámetro (21.3%), número de hojas (41.7%), brotes secundarios (70.6%), brotes totales (42.5%), flores (316%) y frutos (193.5%). La biomasa también aumentó un 121.2% (209.4 g vs 94.7 g con NO3- (Cuadro 2). Estos hallazgos se alinean con los informes que muestran que el NH4+ promueve el desarrollo de las raíces y la absorción de nutrientes (Arias et al., 2024), aunque el manejo adecuado del pH es fundamental para una asimilación efectiva (Jiang et al., 2019).
[i] LT= longitud del tallo (cm); DT= diámetro del vástago (mm); NH= número de hojas; BS= brotes secundarios; BT= brotes totales; Fo= número de flores; Fr= número de frutos; MS= materia seca; tipo de N (N); concentración (C) y NaCl (S, mM). Diferentes letras en las medias por columna en cada factor indican diferencias significativas (Tukey, p ≤ 0.05).
Por el contrario, la menor eficiencia del NO3- puede deberse a sus mayores demandas energéticas de reducción (Ali, 2020; Berger et al., 2020). No obstante, Alt et al. (2017) observaron que las plantas de arándano pueden adaptarse al NO3- y activar la nitrato reductasa, destacando su plasticidad metabólica. El aumento de la concentración de nitrógeno al 100% mejoró aún más el número de brotes (19.5%), flores (20.1%) y frutos (43.4%) en comparación con N al 75% (Cuadro 2). Estos resultados respaldan el papel del nitrógeno en la síntesis de aminoácidos, enzimas y hormonas esenciales para el desarrollo floral (Santiago y Sharkey, 2019; Cárdenas-Navarro et al., 2024). Cabe destacar que la producción de frutos aumentó un 43.3% en plantas con N al 100% vs 75% (Cuadro 2) y un 87.4% en frutos cosechados (Cuadro 3).
La salinidad a 30 mM de NaCl redujo los brotes secundarios (-30.4%), las flores (-28.8%) y los frutos (-28.9%), mientras que el crecimiento vegetativo (LT, DT, NH y BT) no se vio afectado (Cuadro 2). Estos efectos se atribuyen a que Na+ desplaza a K+, lo que inhibe las enzimas relacionadas con la floración (Wu, 2018; Atta et al., 2023). Los hallazgos se alinean con Molnar et al. (2024), quienes documentaron la supresión del crecimiento de brotes bajo estrés salino in vitro. Se observaron interacciones significativas entre la fuente de N × la concentración (N × C) para la mayoría de los rasgos agronómicos (LT, DT, NH, BT, Fo, Fr y MS (Cuadro 2). NH4+ al 100% mostró la respuesta más fuerte. Con un 75%, las diferencias entre las fuentes de N disminuyeron, pero el NH4+ aún superó al NO3- en términos de brotes, flores y materia seca. Esto sugiere una modulación iónica dependiente de la concentración (Cárdenas-Navarro et al., 2024).
Bajo salinidad, la fertilización con NH4+ redujo aún más la floración, mientras que el NO3- mantuvo la producción, probablemente debido a la acidificación apoplástica inducida por NH4+ que exacerba la entrada de Na+ y limita la absorción de K+ y Ca2+ (Shilpha et al., 2023). Por lo tanto, la forma y la concentración de nitrógeno deben optimizarse conjuntamente en condiciones salinas.
El NH4+ superó significativamente al NO3- en número total de frutos (231%) y rendimiento acumulado (162.7%) en comparación con el NO3- y 147.8% y 68% frente al control, respectivamente (Cuadro 3). Los tamaños de fruto 9-12 predominaron tanto en los tratamientos de NH4+ como en los de NO3-, aunque el NH4+ aumentó ligeramente la participación (81.4% vs 78.5%). Con N al 100%, el recuento de frutos por planta aumentó en un 87.2% vs N al 75% y en un 110.2% vs el control. El rendimiento acumulado aumentó un 35.7% sobre el control y un 40.8% sobre N al 75% (Cuadro 3). Los tamaños de fruto 9-12 también predominaron a un N más alto.
Estos resultados resaltan la importancia del N en la producción de clorofila y la fotosíntesis, mejorando la disponibilidad de energía para el desarrollo reproductivo (Zhang et al., 2023; Yang et al., 2023). Se han reportado puntos de saturación alrededor de 206-222 kg N ha-1 (Fang et al., 2020b), validando el 100% como óptimo. Doyle et al. (2021) enfatizaron la eficiencia de NH4+ en la translocación de carbohidratos sin causar estrés osmótico.
La salinidad (30 mM de NaCl) redujo la producción total de frutos en un 70.3% en comparación con las condiciones no salinas (116.9 vs. 68.6 frutos planta-1), y el rendimiento disminuyó un 53.1% (Cuadro 3). Los tamaños de los frutos disminuyeron, especialmente el tamaño 10 (-94.3%), lo que indica una restricción en la expansión del parénquima debido al estrés osmótico (Denaxa et al., 2022). La interacción N × C fue significativa para los tamaños de fruto 8-12, frutos totales y rendimiento. El NH4+ al 100% alcanzó los valores más altos, mientras que el NO3- se comportó mejor al 75%, lo que confirma la importancia de optimizar tanto la fuente como la concentración. Ni las interacciones C × S ni N × C × S mostraron diferencias significativas, excepto para el tamaño 8 (Cuadro 3), lo que indica que los efectos de la salinidad fueron en gran medida independientes de la fuente de N.
Los tratamientos con NH4+ y NO3- no mostraron diferencias significativas en el diámetro, peso, firmeza o sólidos solubles de la fruta (Cuadro 4), lo que es consistente con estudios previos (Petridis et al., 2018; Anwar et al., 2024). Estos rasgos están controlados principalmente por la genética y están vinculados a la dinámica fuente-sumidero (Ferrão et al., 2018).
Sin embargo, el NH4+ aumentó la temperatura del jugo en un 17.9%, probablemente debido a una mayor respiración y acumulación de azúcar (Shilpha et al., 2023; Duan et al., 2023). Los azúcares solubles aumentaron un 8.7% con NH4+ vs un 0.5% con NO3-. Con N al 100%, el tamaño y el peso de los frutos disminuyeron (-7.1% DE, -5.5% DP, -16.3% peso), probablemente debido a la dilución de recursos entre más frutos (Jorquera-Fontena et al., 2018; Doyle et al., 2021). Los sólidos solubles permanecieron estables, lo que indica un transporte homeostático de azúcares (Sellami et al., 2019). La temperatura del jugo aumentó en un 12.2% (100%) y un 10.6% (75%).
La salinidad (30 mM de NaCl) causó una reducción significativa en el DE, DP y el peso (-8%, -6%, -18.6% (Cuadro 4). Los sólidos solubles aumentaron ligeramente (7.9%) como respuesta al estrés, y la temperatura del jugo aumentó un 14%. La interacción N × S fue significativa para el DE, DP, la firmeza y los SST. La interacción combinada de N × C × S solo afectó la temperatura del jugo, lo que indica que la acumulación térmica es particularmente sensible a las interacciones entre nutrientes y salinidad (Cuadro 4). Los suministros moderados de N mejoran el transporte de NO3-, la actividad de GS/GOGAT y la osmoprotección (Nazir et al., 2023; Farvardin et al., 2020). Además, la señalización redox apoplástica explica la reducción de la floración bajo altos niveles de NH4+ y salinidad (Kesawat et al., 2023).
La fuente y concentración de nitrógeno, en interacción con la salinidad, influyó significativamente en el rendimiento vegetativo y reproductivo de las plantas de arándano. La fertilización con amonio promovió consistentemente un mayor vigor de los brotes, floración y cuajado de frutos en comparación con el nitrato, particularmente a concentraciones más altas de nitrógeno. Por el contrario, las condiciones salinas redujeron notablemente el desarrollo reproductivo, al tiempo que ejercieron efectos mínimos sobre el crecimiento vegetativo. Estos hallazgos resaltan la importancia crítica de optimizar la forma y la dosis de nitrógeno para mejorar la productividad y mitigar los efectos adversos de la salinidad. Las interacciones significativas entre la fuente de nitrógeno, la concentración y el estrés por salinidad refuerzan la necesidad de estrategias integradas de manejo de nutrientes adaptadas a ambientes salinos en el cultivo de arándanos.
Al personal investigador de apoyo de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) y a la beca para estudiantes de posgrado del CONACYT.
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