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I+D+i

Análisis de la fenología y las necesidades nutricionales de la quinoa

Análisis de la fenología y las necesidades nutricionales de la quinoa

La aparición de nuevos cultivos en nuestros campos lleva consigo las preguntas típicas del manejo como son las fechas de siembra, los tratamientos fitosanitarios o qué cantidad de fertilizante tengo que aplicar. Estas preguntas llevan surgiendo varios años tras la irrupción del cultivo de la quinoa (Chenopodium quinoa Willdenow) en el panorama agrícola español. Ante esta necesidad de respuestas, en Itagra llevamos tres campañas desarrollando experiencias agronómicas, junto con la Diputación de Palencia, que nos han permitido conocer el cultivo y establecer pautas para un mejor manejo.

Equipo de I+D del ITAGRA, Centro Tecnológico Agrario.

La quinoa (Chenopodium quinoa Willdenow) constituye un pseudo-cereal que por su alto contenido en proteína y su ausencia de gluten lo hace muy interesante para los consumidores. En 2017 España importó 10.539 toneladas de países como Bolivia y Perú, por un valor mayor de 34 millones de euros (datos Faostat). Desde el año 2012 la demanda de la quinoa en España se ha multiplicado por 26.

Conviene indicar que España no cuenta con una red de industria molturadora posterior y necesaria para el grano cosechado, proceso que es necesario para poder ser consumido o incorporado en los productos alimentarios. Este aspecto es la principal barrera para la extensión del cultivo en el territorio, ya que en cuanto a manejo y aptitud climática constituye una alternativa más como cultivo de primavera en regadíos o secanos frescos.

Este último aspecto ha supuesto que muchos agricultores se hayan planteado la opción de cultivarlo, no sin antes haberse preguntado por las cuestiones climáticas, edafológicas y de manejo, que van a condicionar la rentabilidad de este cultivo en sus explotaciones.
Con las experiencias que se vienen realizando en tres campañas se ha definido un protocolo de labores, fenología y fertilización para conseguir el éxito en el cultivo.

Siembra

Un coste importante de este pseudocereal es la semilla (30-40 €/kg), de manera que dependiendo de la variedad y la dosis de siembra elegida, puede oscilar entre 40 y 120 €/ha.

La dosis de siembra debe tener como objetivo conseguir de 40 a 50 plantas/m2, con un marco de plantación de 2-4 cm por 50 cm. Dado el tamaño de la semilla, la siembra debe ser superficial, quedando la semilla ubicada entre 1 y 2 cm de profundidad, por lo que la preparación de terreno es clave para el éxito.

Las dosis de siembra en las diferentes variedades de los ensayos realizados durante tres campañas han sido: Puno: 1-2 kg/ha, Vikinga: 1,7-3,1 kg/ha y Titicaca: 1,8-2,6 kg/ha.

En la siembra hay tener en cuenta que es una planta sensible a las heladas, por lo que esta se debe hacer en fechas tardías.

Control de adventicias

Figura 1. Detalle de aparición de Chenopodium album en el cultivo de quinoa, y labor posterior de aricado.

Para el cultivo de la quinoa, en el Registro de Productos Fitosanitarios (consulta junio 2020) está permitido el uso de glifosato, para gramíneas pendimetalina 40% y propaquizafop 10%, y dicotiledóneas 2,4-D ácido 60% y pendimetalina 40%. La clave es elegir bien la parcela con un banco de semillas que tenga un desarrollo disparejo al cultivo de la quinoa.

En cuanto al banco de semillas, hay que evitar especialmente parcelas en las que la presencia del género Chenopodium (Che­nopodium album – nombre vulgar: ce­ni­zos-) sea predominante, ya que va a desarrollarse paralelo al cultivo y va a re­ducir considerablemente la producción además de dañar la calidad de la cosecha. En caso de aparecer estas adventicias en el cultivo solo quedaría realizar una labor me­cánica entre calles, tipo almohaza (figura 1).

Fenología e integral térmica

Hay conceptos tratados comúnmente en la agronomía que conocemos pero que muchas veces no sabemos darles utilidad en el día a día del campo. Este es el caso de la integral térmica, que tiene mucho interés para evaluar la aptitud climática de una zona a la incorporación de un nuevo cultivo o variedad, como puede ser la quinoa. Sin embargo, nos encontramos con el problema de que para la quinoa no tenemos datos de la integral térmica, lo que requiere establecerlos.

Foto 1. Detalle de estado fenológico de dos bandas de quinoa sembradas con una diferencia de 18 días.

La duración del ciclo de un cultivo o variedad no responde al número de días que transcurren desde la siembra hasta la maduración, tal y como estamos acostumbrados a pensar, sino que corresponden a la integral térmica. Esta integral es la suma de los grados de temperatura que una planta tiene que acumular para pasar de un estado fenológico a otro. La unidad de este parámetro son los grados por día (oC·día).

La integral térmica de un cultivo se calcula como suma de las temperaturas me­dias diarias calculadas como media aritmética entre la temperatura máxima y mínima, siempre que este valor sea superior a la temperatura base del cultivo, siendo la temperatura base, el valor por encima del cual el cultivo se desarrolla. Esto es importante, y lo muestra el hecho al que estamos más que acostumbrados al ver cómo una cebada sembrada en diciembre y otra en enero, ambas de la misma variedad, maduran o se cosechan la misma semana de junio. La razón es que en este mes de diferencia entre la siembra de una parcela y la otra no ha habido acumulación de grados día al ser la temperatura media diaria menor de la temperatura base de la cebada.

En estas campañas de ensayo hemos recogido los diferentes estados fenológicos de la quinoa, para con los datos climáticos de la estación climática más cercana, calcular la integral térmica que ha acontecido entre cada estado fenológico (foto 1). Para ello se ha establecido una temperatura base de 6oC. Resultado de este análisis y cálculo, se presenta el cuadro I con las integrales térmicas parciales entre los estados fenológicos, sumando el cultivo una integral térmica total de 2.513 oC·día.

Cuadro I. Integral térmica parcial entre estados fenológicos de la quinoa. Temperatura base 6ºC.

Ciclo fenológico Integral térmica parcial
Siembra – Nascencia 220ºC·día
Nascencia – 4 hojas 187ºC·día
4 hojas – 8 hoja 167ºC·día
8 hoja – ramificación 286ºC·día
Ramificación – Formación panoja 669ºC·día
Formación panoja – Floración 372ºC·día
Floración – Maduración 385ºC·día
Maduración – Recolección 227ºC·día

Aplicar estos datos de integral térmica para estimar en función de las medias de la temperatura de los últimos quince años cuándo se va a producir la cosecha en función de la fecha de siembra, es una aplicación muy interesante para evaluar si el retraso en la siembra para eliminar la incidencia de adventicias puede no hacer que la maduración se desarrolle pasado septiembre, que ya compromete mucho que el cultivo llegue a unos estándares de hu­me­dad en grano que permitan una cosecha y almacenaje. Un ejemplo de estimación de fenología para este cultivo se muestra en la figura 2.

Fertilización

Extracciones del cultivo

Conviene recordar que la fertilización es la labor que consiste en aplicar nutrientes al suelo para la reposición de estos en el suelo, con el objetivo que la planta acceda a ellos y pueda desarrollarse sin ninguna limitación nutricional. Es decir, debemos tener en cuenta lo que ya tiene el suelo y qué naturaleza tiene para aportar la cantidad de nutrientes que la planta necesita. Pero, ¿qué cantidad de nutrientes necesita la planta? La respuesta es sencilla: la cantidad que la planta absorbe. Para su cálculo es importante cuantificar esta absorción, a través de análisis vegetales de planta entera, de aquellas plantas que no hayan mostrado ninguna deficiencia y que se hayan desarrollado en condiciones no limitantes de nutrientes.

Figura 2. Estimación de fenología de quinoa con fecha de siembra 03/05/2020, temperatura base 6ºC y media de temperaturas de la estación del SIAR de Torquemada (Palencia).

Para ello una vez alcanzada la maduración fisiológica del cultivo se realizó un muestreo de más de 150 plantas, las cuales se procesaron para obtener la materia seca, el índice de conversión y el contenido nutricional. Siendo el índice de conversión la parte de la planta entera que corresponde a la cosecha, en este caso, el grano. Una vez analizados en laboratorio los nutrientes se establecieron las extracciones de nutrientes por cantidad de cosecha (grano obtenido). Estos valores de extracciones de nutrientes por cantidad de cosecha son: 15 kg de N, 4 kg de P2O5 y 18 kg de K2O por cada tonelada de quinoa cosechada. Lo que hace que para obtener una producción de 4.000 kg/ha (figura 3) de grano de quinoa se tengan que aplicar 60 unidades de nitrógeno, 16 unidades de fósforo y 72 unidades de po­tasio.

Como podemos observar, la cantidad de fósforo necesaria es pequeña, en cambio el potasio que es un elemento al que no se suele prestar atención en la fertilización, presenta niveles de extracción mayores que el nitrógeno.

Interferencia del suelo en las extracciones del cultivo

Los suelos donde se desarrollaron los ensayos presentan una textura franco-arenosa, son básicos y sin problemas de salinidad, con contenido medio-alto de carbonatos y una capacidad de intercambio ca­tió­nico media-elevada (35-38 meq/100g), que tiene unas relaciones catiónicas desplazadas hacia el calcio que provoca que el magnesio y el potasio se encuentre bloqueado. Ante esta breve descripción del suelo en el que se han desarrollado los ensayos, hay que tener en cuenta que:

  • El fósforo (P): este elemento en presencia de carbonatos es retrodegradado, por lo que debemos incrementarlo ligeramente, sumando un 15-20% la aportación de P calculado para las necesidades del cultivo.
  • Figura 3. Detalle de rendimiento de grano de las tres variedades ensayadas.

    El potasio (K): aunque en el análisis de suelo se encuentra en niveles medios, si lo analizamos respecto a los demás cationes del complejo vemos que se encuentra bloqueado por la alta presencia de calcio. Por ello, la aportación de K debe ser prioritaria, junto con la de magnesio, ya que también se encuentra bloqueada.

  • El nitrógeno (N): debemos tener en cuenta la temperatura del suelo. La forma de nitrógeno que potencialmente se lixivia (se pierde en el suelo) en condiciones de humedad es el nitrato. Sin embargo, las formas amoniacales, debido a su carga positiva, son retenidas en el complejo de cambio. La conversión de este amonio a nitrato es lo que se conoce como nitrificación que es desarrollada por bacterias, de forma que si este nitrato no es consumido por la planta, se lixivia. Esta nitrificación es influenciada por la temperatura del suelo, incrementándose conforme aumenta la temperatura. En los meses de verano, cuando se desarrolla la quinoa, la temperatura del suelo está entorno a 20-25oC, lo que supone que la nitrificación se esté desarrollando en un 50% [1], [2].

Llegado a este punto, hay que ver si la disponibilidad de nitrógeno nítrico en el suelo es paralela y proporcionada al consumo por el cultivo, ya que si hay mucho nitrógeno nítrico y el desarrollo de la planta es incipiente, este elemento se va a perder, y si hay poco (bien sea por la dosis o porque la temperatura del suelo es baja) y la planta lo demanda, se va a producir un déficit. Aquí está la importancia de fraccionar el nitrógeno en el cultivo.

También esta cuestión de la temperatura del suelo vs nitrógeno tiene unión con lo que es la integral térmica del cultivo y la temperatura base. Si la temperatura base es superior a la temperatura mínima a la que hay nitrificación, por defecto habrá una lixiviación de nitratos si la aportación no es fraccionada coherentemente con ambas cinéticas: la del cultivo y la de la nitrificación.

Balance final de aportación de unidades fertilizantes

Atendiendo a las anteriores consideraciones para una producción de 4.000 kg/ha de quinoa, las extracciones del cultivo quedarían corregidas en:

  • En el nitrógeno, aplicar un 20% de las unidades en fondo, preferiblemente con el uso de formas amoniacales, y el resto de nitrógeno en una sola cobertera en forma nítrica-amoniacal, en el estado de 4 hojas, cuando se hayan acumulado 405oC·dia. El resultado en la aplicación de fondo es de 12 kg N/ha y el resultado en la aplicación de cobertera es de 48 kg N/ha. En cobertera acudir a un fertilizante que no aporte calcio, y sí aporte magnesio y sulfatos.
  • El fósforo, incrementarlo en un 15% por el contenido en carbonatos del suelo. El resultado es de 18 kg P2O5/ha.
  • El potasio, podemos mantener las unidades del cultivo sin variación. El resultado es de 72 kg K2O /ha.
    Es decir, habría que buscar un fertilizante de fondo con un equilibrio 1: 1,5: 6, y aplicar en cobertera una fuente de nitrógeno nítrico con magnesio y azufre.

Estos resultados se han obtenido en el Marco de Proyecto dentro del convenio de la Diputación de Palencia con Itagra.