INTRODUCCIÓN
La camelina (Camelina
sativa L. Crantz) de la familia Brassicaceae, aunque es un antiguo cultivo
que se conocía desde la época de los romanos(1) es una planta cuyo
cultivo se está incrementando estos últimos años en España(2) y
otros países europeos como Rumania(3,4), Dinamarca(5),
Noruega(6) y en países de América del norte y del sur como Estados Unidos(7), Canadá(8,9,10)
y Chile(1,11).
Esta
extensa implantación por todo el mundo es debida a sus buenas características y
variadas potencialidades, ya que posee una facilidad de cultivo y recolección
sin necesidad de maquinaria especializada, y por sus posibilidades tanto en
alimentación animal(12) y alimentación humana(5), por su
alto contenido en ácidos grasos poliinsaturados omega 3, omega 6 y aminoácidos(13);
también por su bajo contenido en glucosilonatos(6), así como también
para el uso de su aceite como biocombustible para aviones(4), por el
alto contenido de aceite en sus semillas.
Por todo
ello, en los últimos años existe un renovado interés de este cultivo y se ha
venido estudiando su respuesta a la aplicación de fertilizantes nitrogenados en
distintas dosis y el efecto en su rendimiento, contenido en nitrógeno y calidad
del grano(8,14).
La
aplicación de estiércoles de granjas avícolas como fertilizante orgánico para
los cultivos es una práctica idónea para una agricultura sostenible, se
aprovecha su contenido en nutrientes disponibles y el aporte de su materia
orgánica supone una mejora para el suelo cultivado, pero siempre que se
controlen las dosis aplicadas de estos estiércoles para obtener mejoras en los
rendimientos y calidad de los cultivos, y a su vez sean ambientalmente
correctas, evitando la contaminación de los mantos acuíferos y los suelos. La
aplicación de la gallinaza como fertilizante a los cultivos ha sido estudiada
estos últimos años en ensayos de invernadero y macetas en maíz(15) y
sorgo forrajero(16) .
Además la utilización de
la gallinaza para fertilizar, permite el cierre de ciclo, al usar el grano de
la camelina en la alimentación de las gallinas, y así obtener huevos de
composición diferente en omega 3 y omega 6, alcanzándose un producto diferenciado
dentro del mercado.
La
cantidad y características de la gallinaza dependen de la edad, la dieta y la
salud de las aves, así como de las prácticas de gestión agrícola. Las
estimaciones de excretas por 1,000 aves al día (basadas en el promedio de peso
diario vivo durante el ciclo de producción de las aves), se sitúan en torno a
120 kg para las gallinas ponedoras, y 80 kg para los pollos de carne(17).
La cantidad y composición de la gallinaza depende de las diferentes prácticas
de producción avícola y es fundamental para una gestión eficiente y
ambientalmente responsable de estos subproductos para la fertilización del
suelo.
Una
característica importante del cultivo de la camelina es que puede fácilmente
formar parte en las rotaciones de secano y regadío, y aprovechar la
fertilización residual del cultivo anterior. La información del efecto residual
de la aplicación de la gallinaza en una rotación de cultivos y su
aprovechamiento en un cultivo posterior es limitada.
Con el
objetivo de evaluar el efecto residual de la aplicación de la excreta de la
gallina de postura y compararlo con una fertilización mineral, aplicados ambos
tratamientos fertilizantes a un cultivo anterior de cebada, se planteó un
ensayo en invernadero y tiestos o recipientes con camelina cv. ‘Calena’ en
siembra otoñal para estudiar el efecto de estos residuales en su rendimiento y
en varios parámetros de calidad.
MATERIAL Y MÉTODOS
Los tiestos con suelos y el residual de
gallinaza o residual de fertilizante mineral que se reutilizaron en el presente
ensayo, provenían de un primer ensayo que se realizó en cultivo de cebada (Hordeum
vulgare L.) en un invernadero localizado en
Madrid capital. Los contenedores eran de polipropileno flexible de 26 L de
capacidad y 0.3 m de profundidad. Se rellenaron con 26 kg de suelo procedente
de la finca del INIA de “La Canaleja” (Madrid), que previamente se habían mezclado
con las dosis de gallinaza de gallina ponedora estabulada o de fertilizante
mineral. El tiesto lleno de suelo y
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gallinaza
o suelo y fertilizante mineral alcanzó una altura media de 0.27 m. La
superficie resultante de tiesto una vez lleno fue de 0.1 m2
(diámetro 0.38 m). Las características del suelo utilizado se presentan en la Cuadro
1. Los tratamientos fertilizantes aplicados al cultivo de cebada fueron:
excreta de gallina ponedora (GP) y fertilizante mineral (FM). Las gallinazas
utilizadas en el ensayo provenían de la granja avícola de la finca “El Encín”
(Madrid), cuyas características se presentan en el Cuadro 2; su contenido de
metales pesados no sobrepasa los límites máximos establecidos por la
legislación sobre productos fertilizantes(18).
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Para el cálculo
del abonado del cultivo de cebada se tuvieron en cuenta sus necesidades de
nutrientes, las características del suelo y zona de procedencia de dicho suelo,
y para una producción estimada de grano de 2,000 kg/ha se necesitarían aportar
60 kg nitrógeno. Para la superficie del tiesto de 0.1 m2 en que se
iban a desarrollar seis plantas de cebada se necesitaría aplicar 0.6 g de N por
tiesto, ésta sería la dosis 1 (d1), que sería la que cubriría las necesidades
de N. Las dosis 1.5 (d 1.5) y dosis 2 (d2) eran 1.5 veces y 2 veces las
aplicadas con d1, luego habría que aportar 0.9 y 1.2 g de N por tiesto
respectivamente. Para cubrir las necesidades de N por tiesto con la dosis 1 de
gallinaza (GP-d1) se aplicaron 24.5 g, con la dosis 1.5 de gallinaza (GP-d 1.5)
fueron 36.75 g y con la dosis 2 de gallinaza (GP-d2) se añadieron 49 g. El
fertilizante mineral (FM) utilizado en el ensayo fue un N-P-K, 15-15-15, y se
aplicó por tiesto: 4 g para la dosis 1 (FM-d1), 6 g para la dosis 1.5 (FM-d1.5)
y 8 g para la dosis 2 (FM- d2). Para las dosis 0 (d0), testigo sin
fertilización, fueron 0 g tanto con GP como FM. Las equivalencias de estas
dosis a nivel
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agronómico se
pueden ver en el Cuadro 3.
En el primer
cultivo de cebada la siembra se efectuó a mediados de noviembre de 2014 y la
recolección se realizó en los primeros días de julio de 2014. Después de la
recolección del cultivo de la cebada y tras un periodo de descanso (tres
meses), de estos suelos sin añadir fertilizantes de nuevo, se procedió a la
toma de muestras de los mismos para su análisis previo a la siembra del cultivo
de camelina, para así conocer las características físico-químicas de estos
suelos iniciales con el residual de la excreta de gallina ponedora o el
residual de fertilizante mineral y sus respectivas dosis (d0, d1, d 1.5 y d2)
para el desarrollo de la camelina. Las características de estos suelos se
presentan en el Cuadro 4.
A mediados de octubre
de 2014 en los mismos tiestos y suelos con el residual de gallinaza o de
fertilizante mineral y sus respectivas dosis en que se había realizado el
cultivo de cebada, se procedió a sembrar la camelina como segundo cultivo. La
siembra fue superficial, a 1 cm de profundidad debido al pequeño tamaño de la
semilla. Se sembraron seis semillas por tiesto (de 0.1 m2 de
superficie), que corresponderían a una densidad de siembra equivalente de
600,000 plantas/ha. Las características de las semillas de siembra fueron: peso
de 1,000 semillas 1.2 g, contenido en aceite expresado en porcentaje de grasa
bruta 37.5 % y proteína bruta 25.19 %.
El
diseño experimental fue totalmente al azar, con arreglo factorial de doble
entrada (tratamiento fertilizante, dosis) con tres repeticiones por
tratamiento: residual de excreta de gallina ponedora o residual de fertilizante
mineral y dosis (0, 1, 1.5 y 2). El número total de tiestos fue de 24.
Durante el tiempo de duración del ensayo se regaron los
tiestos según las necesidades hídricas del cultivo, en función de la
climatología y por debajo de la capacidad de retención de humedad (CRH) que fue
de 4,000 ml (100 % CRH). Mientras duró el ensayo se mantuvo cada tiesto al 60 %
de su CRH.
La recolección de la camelina se efectuó
cuando alcanzó su madurez fisiológica y el 80 a 90 % de sus silicuas tenían un
color entre amarillo y marrón(19), y fue a finales de abril de 2015.
Se cortaron las seis plantas de camelina que se habían
desarrollado por tiesto. Se separaron la parte aérea del sistema radical. El
cuello de la planta fue el punto de corte. Para obtener el peso seco
(rendimiento biológico) de estos materiales, se procedió a su secado en estufa
a 70 ºC hasta peso constante. Se evaluaron sobre este material vegetal, el peso
de la biomasa aérea (incluyó tallos, hojas, y las cubiertas de las silicuas), y
el peso del grano. También se controló el peso de 1,000 granos, ya que en la
familia Brassicaceae es un carácter genético.
Los parámetros evaluados en planta de camelina fueron:
producción de grano, peso de biomasa aérea (PBA) y peso de 1,000 granos
(P1000G); contenido en nitrógeno en biomasa aérea (%NBA) y en grano (%NG), y
para valorar la calidad del grano se controló su contenido en proteína bruta y
en grasa bruta (contenido en aceite), para así evaluar el posible doble uso de esta
semilla en alimentación animal y como materia prima para la obtención de
biocarburantes.
En el material
vegetal: biomasa aérea y grano, se determinó su contenido en nitrógeno por el
método Kjeldahl(20). La proteína bruta en el grano (%PBG) fue el
resultado de multiplicar el porcentaje de nitrógeno en grano (%NG) por un
factor fijo de 6.25 (N Kjeldahl * 6.25). En el grano, sobre materia vegetal
seca, se determinó el contenido en aceite como porcentaje de grasa bruta
(%GBG), por el método Soxhlet(21).
Las siete variables estudiadas
fueron: peso seco de biomasa aérea g tiesto-1, peso seco de grano g
tiesto-1, peso de 1,000 granos, porcentajes de nitrógeno en biomasa
aérea, de nitrógeno en grano, de proteína bruta en grano y de grasa bruta en grano.
Para el estudio estadístico de las variables
mencionadas se realizó una comprobación de la normalidad de los datos, y
posteriormente se procedió a realizar un análisis de varianza (ANOVA) factorial
de doble entrada [tratamiento (residual de gallinaza de gallina ponedora (GP) y
residual de fertilizante mineral (FM) y dosis (d0, d1 y d1.5)], y un estudio de
interacciones para evaluar la influencia tratamiento*dosis para las variables
evaluadas. Los datos se analizaron con el programa Statgraphics Centurión. Para
la separación de medias se utilizó el test de rango múltiple de Duncan. Cuando
el ANOVA mostró que la interacción fue significativa, se estudió la comparación
de medias para las diferentes dosis dentro de cada tratamiento.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los
resultados obtenidos en la mayoría de los parámetros estudiados mostraron
diferencias significativas entre los tratamientos, siendo un caso de
fertilización residual tras un cultivo previo, lo que hace más interesante
estas diferencias. Respecto a la producción de camelina se encontraron aumentos
frente al testigo, que fueron desde 100 a 300 kg/ha y variaciones en proteína
bruta y grasa bruta del grano que fueron entre 0.3 a 2.2 y 0.3 a 2.47 %
respectivamente, datos que se comentan más detalladamente a continuación y que
tienen unos efectos importantes en los costes/beneficios y manejo del cultivo.
Se realizó el
análisis de varianza para todas las variables estudiadas para comprobar las
posibles interacciones (Cuadro 5).
La interacción de tratamiento*dosis, fue
significativa para PBA y no significativa para P1000 y PG (Figura 1). Para las
variables %NBA, %NG, %PBG y %GBG, la interacción fue significativa para todas
(Figura 2).
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En el Cuadro 6
se presenta la comparación de dosis dentro de cada tratamiento para las
variables que presentaron interacción. Las dosis fueron significativas (P<0.05)
en las variables peso biomasa aérea y % N en biomasa aérea para gallinaza y
para mineral también, alcanzándose los mayores valores para el caso de peso de
biomasa área de 44.49 g en la dosis 1 para gallinaza y de 47.51 g en la dosis
1.5 para fertilizante mineral, mientras que para el caso del N en biomasa aérea
los mayores valores se alcanzaron en la dosis 1, siendo de 0.94 y 1.21 % para
ambos tratamientos respectivamente. Estos resultados se ajustan a la Ley de los
rendimientos menos que proporcionales, de los rendimientos menguantes o de
Mitscherlich(22) que dice: cuando se suministran dosis crecientes de
abonos, los aumentos de cosecha obtenidos son cada vez menores a medida que las
dosis aumentan. En el caso del primer cultivo de cebada la dosis idónea fue d1,
siendo las siguientes dosis superiores a la idónea, y después de dicho cultivo
la cantidad de nutrientes residuales en el suelo (iniciales en el cultivo de
camelina) continuó cumpliendo dicha ley.
La variable %PBG fue solo significativa en el
tratamiento de fertilización mineral, llegando a un valor máximo de 31.82 % en
la dosis 1.5, mientras que para %GBG sólo fue
significativa para el tratamiento de gallinaza, alcanzando un valor máximo de
32.35 % en la dosis 2, datos que concuerdan con los resultados obtenidos por
otros autores(10,14), que observaron cómo al utilizar una
fertilización mineral y al aumentar las dosis de fertilización, se produjo un
aumento de la proteína en grano y una disminución del contenido en grasa bruta.
Esta disminución en grasa bruta también se
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observó
en el presente ensayo con la fertilización mineral en comparación con los
valores obtenidos para gallinaza. Siendo
los mayores valores para %PBG con el tratamiento de gallinaza de 29.94 % frente
al 31.82 % en el tratamiento de fertilización mineral, mientras que para el
%GBG, con el tratamiento de gallinaza fueron de 32.35 vs 30.19 % en
fertilización mineral (P<0.05). Dichas diferencias se pueden observar
en las gráficas de interacción de ambas variables (Figura 2).
Estos
efectos también fueron observados por otros autores(8,11), los
cuales en ensayos de campo con camelina en localidades del centro sur de Chile
para estudiar el efecto de la fertilización nitrogenada (0, 75, 150 y 300 kg
nitrógeno/ha), observaron una correlación negativa entre el contenido en aceite
y la fertilización nitrogenada. En el presente ensayo se observa un efecto
positivo entre el contenido en aceite (expresado como grasa bruta) y la
fertilización con gallinaza.
Según se
muestra en el Cuadro 7 los mayores valores obtenidos en el peso 1,000 granos variaron
entre 1.02 g para el testigo y 1.13 para la dosis 1, valores próximos a los
obtenidos en ensayos en tiestos para estudiar el efecto de la fertilización con
nitrógeno con cv. Calena, observando efectos positivos en el peso de 1,000
granos y obtuvieron pesos entre 1.04 y 1.17 g(23). En ensayos en
campo(3) con esta misma variedad y sin fertilización, obtuvieron
para peso de 1,000 granos valores de 1.378 y 1.373 g en las parcelas no regadas
y 1.390 y 1.381 g en las regadas; estos pesos obtenidos en campo fueron
superiores a los obtenidos en tiestos de este ensayo, al tener la planta
condiciones más idóneas para su desarrollo; aunque otros autores(1)
en ensayos también de campo con camelina en localidades del centro sur de Chile
con distintas fechas de siembra y tres cultivares (cv. Gold of Pleasure, cv.
Suneson y cv. Blaine Creek), obtuvieron para peso de 1,000 semillas valores
entre 1.08 y 1.49 g.
En el caso de la variable peso grano se
encontraron diferencias significativas entre el testigo (dosis 0) y el resto de
las dosis, siendo la dosis 1 con gallinaza donde se obtuvieron los valores más
elevados.
Se realizó un estudio sobre los promedios de rendimientos
agrícolas equivalentes en kg/ha, para peso del grano, proteína bruta y grasa
bruta (Cuadro 7). Estos rendimientos equivalentes en grano, proteína bruta y
grasa bruta se calcularon teniendo en cuenta el peso de grano obtenido para la
superficie del tiesto de 0.1 m2 y se extrapoló a una hectárea. Se
puede observar que los mayores rendimientos en grano se obtuvieron para
gallinaza en dosis 1 y para fertilizante mineral dosis 1.5 que fueron de 1,547
y 1,504 kg/ha respectivamente, datos que igual que para la biomasa se ajustan a
la Ley de Mitscherlich(22); en este parámetro la mejor dosis en
fertilizante mineral después del primer cultivo fue para la dosis 1.5. Para
proteína bruta se obtuvieron los mayores rendimientos con gallinaza en dosis
1.5 y fertilizante mineral en dosis 1.5 que fueron de 455.08 y 478.72 kg/ha
respectivamente. Para grasa bruta se obtuvieron los mayores rendimientos con
gallinaza dosis 1 y fertilizante mineral dosis 1.5 que fueron de 481.27 y
454.06 kg/ha respectivamente.
Con los rendimientos equivalentes descritos en
este trabajo, se pueden comparar con los de otros autores(2), aunque
se obtuvieron resultados diferentes debido al lugar del ensayo, época de
siembra, etc. En experiencias de cultivo en campo con camelina cv. Calena en el
Bajo Aragón de España, en secano con siembra otoñal, obtuvieron rendimientos
bajos en grano de 500 kg/ha debido a la escasa precipitación; o en ensayos de
campo(4) en una localidad de Rumania con dos fechas de siembra y
tres cultivares de camelina, cv. Camelia, cv. Lindo y cv. Calena, obtuvieron
rendimiento en grano para cv. Calena en siembra otoñal de 1,083 kg/ha y
en siembra primaveral de 800 kg/ha. Este ensayo de camelina se realizó en
siembra otoñal y los rendimientos equivalentes fueron superiores a los
obtenidos por estos autores, aunque en ensayos(9) en parcelas en el
este de Canadá con dos líneas de camelina CDI005 y CDI1007 para evaluar el
efecto de la fertilización con nitrógeno en distintas dosis y azufre combinado,
el óptimo de dosis de N fue entre 120 (dosis equivalente a la dosis 2 del
primer cultivo) y 160 kg/ha. Estos autores obtuvieron unos rendimientos medios
en grano para CDI005 y CDI1007 de 1,638 y 1,911 kg/ha y en rendimiento en
aceite de 591 y 715 kg/ha respectivamente, y otros(6) que
aplicaron estiércoles de pollo de engorde en forma de pellets en ensayos de
campo en Apelsvoll, Noruega en cultivo de camelina y distintos niveles de
fertilización de nitrógeno 0, 40, 80 y 120 kg nitrógeno/ha, obtuvieron
rendimientos medios de grano de 1,504, 1,858, 1,928, 1,996 kg/ha respecto a
cada dosis de fertilizante. En el presente ensayo, se obtuvieron rendimientos
máximos equivalentes de 1,547 kg/ha con el residual de gallinaza en dosis 1
(cuando se aplicó al suelo la gallinaza en el primer cultivo, equivalía esta
dosis 1 a 60 kg nitrógeno/ha), valor inferior a los obtenidos por esos autores(6).
En cuanto a rendimientos del cultivo, los
resultados son intermedios y concordantes con ensayos(3) que
realizaron en campo cerca de Bucarest con camelina cv. Calena y siembra a
finales de julio, como segundo cultivo después de triticale, sin aplicar
fertilización mineral, donde obtuvieron rendimientos en las parcelas sin riego
entre 494.2 y 800.5 kg/ha y en las regadas entre 1,104.3 y 1,203
kg/ha. En el presente ensayo los rendimientos para grano con residual de
gallinaza fluctuaron entre 1,547 kg/ha para d1 y 1,468 kg para d2 y con
residual de mineral entre 1,398 kg para d1 y 1453 kg para d2. Sin
fertilización el rendimiento equivalente en grano fue de 1,252 kg/ha.
Se observó una disminución en el porciento de
grasa bruta con la dosis 1 y 2 de fertilizante mineral respecto al testigo
dosis 0, pero también se obtuvo un mayor rendimiento en grano con la
fertilización mineral en las tres dosis ensayadas respecto al testigo,
resultados que también observaron en ensayos de campo en el norte de Wyoming,
USA(7) con camelina para determinar el efecto de la aplicación de
nitrógeno en dosis de 0, 28, 56 y 112 kg nitrógeno/ha, en el rendimiento,
proteína y contenido en aceite del grano, donde observaron un incremento en el
rendimiento y proteína con la fertilización nitrogenada y un descenso en el
contenido en aceite respecto al tratamiento sin fertilización, pero
consideraron que esta disminución se compensaba con el incremento en el
rendimiento en grano obtenido.
CONCLUSIONES E
IMPLICACIONES
El cultivo de camelina cv. Calena en siembra
otoñal obtuvo los mejores resultados con el tratamiento residual de gallinaza
de gallina ponedora con la dosis 1 en cuanto a rendimiento en biomasa aérea y
grano y en el peso de 1,000 granos. En cuanto a calidad del grano: para
contenido en proteína bruta se obtuvo el mayor valor con mineral dosis 1.5 y
respecto a contenido en aceite (grasa bruta) se obtuvo el mayor valor con
gallinaza dosis 2. En general, la fertilización mineral residual sería la
idónea en camelina si buscamos mayor porcentaje de proteína bruta y la residual
de gallinaza si queremos mayor contenido en aceite (grasa bruta). La camelina
podría ir en una rotación de cultivos como segundo cultivo, sin fertilizar, y
aprovechar la fertilización orgánica (gallinaza de gallina ponedora) o
fertilización mineral del cultivo anterior, abaratando costos de cultivo al no
tener que fertilizar. La respuesta de la camelina a la fertilización residual
orgánica y mineral fue en general positiva en las siete variables estudiadas.
Para validar estos ensayos en tiestos e invernadero, se recomienda repetir
estas experiencias en condiciones de campo.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio se realizó gracias al proyecto
RTA2011-00047-00-00 financiado por el INIA-FEDER. Los autores agradecen a Jesús
García su colaboración en las tareas de invernadero y recolección de datos.
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