Los medidores portátiles de clorofila optimizan el uso del nitrógeno

El nitrógeno es considerado uno de los nutrientes más requeridos por la mayoría de las plantas, siendo el responsable de realizar varias funciones esenciales en su desarrollo, como el crecimiento vegetal, formación de nuevas células, tejidos y formación de clorofila. 

La clorofila es un pigmento verde que se encuentra en las hojas y es responsable de captar la energía solar y formar los azúcares (CO2+H2O) que la planta necesita para crecer y producir granos o frutos, según la especie. Cuando se produce deficiencia de nitrógeno, las plantas tienen hojas de color verde pálido o amarillento debido a la falta de clorofila. Por tanto, se evidencia una fuerte correlación entre el nivel de clorofila y la deficiencia o necesidad de nitrógeno en las plantas.

Si hay un adecuado aporte de nitrógeno a la planta, ésta se desarrollará rápidamente, sin embargo, cuando hay deficiencia de este nutriente, el crecimiento será más lento. Por otro lado, el exceso de nitrógeno también puede ser perjudicial para los cultivos, ya que puede prolongar el ciclo vegetativo y, en consecuencia, provocar una baja producción.

El suelo puede aportar cierta cantidad de nitrógeno a los cultivos, sin embargo, en muchos casos éste por sí solo no suele ser capaz de cubrir toda la demanda, siendo necesario practicar la fertilización nitrogenada.

En general, existen muchas dudas relacionadas a la aplicación de nitrógeno entre los productores, teniendo en cuenta el alto costo del producto en el escenario actual. Sin embargo, minimizar su aplicación en los cultivos no debe considerarse como una alternativa a la reducción de su uso, ya que esta decisión podría causar daños importantes a la productividad y, como consecuencia, mayores pérdidas.

Para tomar la decisión de aplicar o no nitrógeno, es necesario obtener un diagnóstico que caracterice la necesidad del cultivo de este nutriente. Para ello, existen algunos métodos que determinan el contenido de clorofila en la hoja y predicen el nivel nutricional de nitrógeno en las plantas. Esto se debe a que el pigmento clorofila tiene una fuerte correlación con el contenido de nitrógeno presente en la planta.

El método tradicional, realizado en el laboratorio para obtener el contenido de clorofila en la hoja, requiere la destrucción de muestras de tejido foliar, además de mucho trabajo en los procesos de extracción y cuantificación y el elevado coste que conlleva. Sin embargo, existen en el mercado medidores de clorofila portátiles que permiten realizar mediciones instantáneas del contenido de clorofila en la hoja, sin necesidad de destruirla o dañarla.

El contenido de clorofila cuantificado por los medidores se presenta en forma de valor relativo adimensional. Donde el principio de funcionamiento se basa en la absorbancia y/o reflectancia de la luz por parte de las hojas, en donde la luz que pasa a través de la hoja llega a un receptor (fotodiodo de silicio) que convierte la luz transmitida en señales eléctricas analógicas, así a través del conversor A/D, estas señales son amplificadas y convertidas en señales digitales, siendo utilizadas por un microprocesador para calcular los valores que se muestran en un display. De esta manera, la determinación de clorofila se hizo fácil y rápida, y pudo realizarse en el campo.

Uso del equipo

El método de determinación del contenido de clorofila en la hoja mediante medidores portátiles consiste en cerrar el cabezal de medición del dispositivo sobre la hoja, sin provocar daños en las hojas por manipulación. De esta manera se pueden tomar otras mediciones en la misma hoja posteriormente durante el ciclo de crecimiento de la planta.

La medición debe realizarse en al menos 30 hojas recién expandidas, de modo que se tomen dos mediciones en cada hoja, en intervalos de dos segundos. Lo ideal es predeterminar la ubicación de la medida en la hoja y tomarla en el mismo sitio para todas, evitando las estrías. Después de medir los niveles de clorofila, se debe calcular la media aritmética entre las mediciones. 

El equipo se considera ligero y de fácil manejo, lo que permite su uso en cualquier lugar. La batería normalmente está compuesta por un conjunto de pilas alcalinas, que por su bajo consumo energético pueden realizar hasta 20 mil mediciones con la misma batería. 

Identificación de niveles críticos

La toma de muestras para las mediciones del contenido de clorofila debe definirse para cada cultivo y para cada tipo de hoja, teniendo en cuenta la etapa de crecimiento, la edad relativa de las hojas y la posición donde se realizará la medición.

Vale la pena señalar que las mediciones del medidor de clorofila pueden variar no solo con el estadio fenológico, sino también dependiendo de la ubicación de la lectura en la hoja, mostrándose también dependiente del cultivo cultivado.

El equipo toma lecturas que corresponden al contenido de clorofila en la hoja. Utilizando este valor, se puede utilizar una metodología para predecir la necesidad de fertilización nitrogenada suplementaria y calibración del equipo.

Esta metodología se basa en crear variabilidad en el desarrollo temprano de los cultivos, de forma experimental. Generalmente esta variabilidad se genera a través del uso de diferentes niveles de nitrógeno en la siembra. En la etapa del ciclo del cultivo en la que se desea determinar los niveles críticos de la lectura del medidor de clorofila, se toman lecturas con el equipo y se aplican de dos a tres niveles diferentes de nitrógeno. Con el valor de rendimiento de grano determinado y las lecturas obtenidas por el medidor de clorofila, en la etapa deseada, se determina el valor que corresponde al nivel crítico de lectura del medidor de clorofila.

El uso del medidor de clorofila en la toma de decisiones para la aplicación de nitrógeno ha sido ampliamente utilizado en cultivos grandes como arroz, trigo, maíz y frijoles. Algunos trabajos experimentales realizados con estos cultivos predicen los niveles críticos de lecturas de los medidores de clorofila e indican la aplicación de nitrógeno cuando los niveles de clorofila muestran valores de 40-42 para arroz (diferenciación de panícula), 41-42 para trigo (hoja bandera), 58-62 para maíz (earling) y 42-46 para frijol (plena floración).

Principales ventajas de utilizar el medidor

• La lectura se puede realizar en tan solo unos minutos, lo que permite un diagnóstico rápido de la situación del cultivo respecto a las necesidades de nitrógeno;
• El dispositivo tiene bajos costos de mantenimiento, a diferencia de otros métodos, que requieren la compra de productos químicos; 
• No es necesario enviar muestras al laboratorio, lo que ahorra tiempo y dinero;
• El agricultor puede tomar tantas muestras como quiera, sin destruir las hojas de la planta. 

*Por Guerra de la Concepción de Chaiane, UFSM y IFFar, Ana Rita Costenaro Parisizi, Juan Antonio de la Concepción, IFFar, Jhosefe Bruning, Adroaldo Dias Robaina, Marcia Xavier Peiter, Elisa de Almeida Gollo e Ana Carla dos Santos Gomes, UFSM