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Efecto de la fertilización nitrogenada sobre el contenido de nitratos y oxalatos en hojas de espinaca (Spinacia oleracea L.)

HORTICULTURA | Loregaray, V.R. - Frezza, D.

Etiquetas: hortaliza de hoja, sistema de producción, factores anti nutricionales, poscosecha

ARK CAICYT: http://id.caicyt.gov.ar/ark:/s18519342/grecu5jf3

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Cita:

Loregaray, V.R. - Frezza, D. (2023). Efecto de la fertilización nitrogenada sobre el contenido de nitratos y oxalatos en hojas de espinaca (Spinacia oleracea L.).Horticultura Argentina 42 (109):85-101. http://id.caicyt.gov.ar/ark:/s18519342/grecu5jf3

Resumen:

La espinaca es una hortaliza que se caracteriza por poseer un alto contenido de agua y diferentes vitaminas y minerales. Sin embargo, puede presentar altas concentraciones de oxalatos y de nitratos y, al consumirse, afectar la salud humana.El objetivo fue estudiar el efecto de la fertilización nitrogenada en el rendimiento y contenido de nitratos y ácido oxálico a cosecha y en poscosecha de espinaca en distintos sistemas de producción. Se cultivó espinaca en un ciclo otoño-invernal en tres experimentos en simultáneo, consistentes en la realización de un cultivo al aire libre, otro en suelo en invernadero y un cultivo en sustrato (perlita) en el campo experimental de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires. Los tratamientos en el cultivo de espinaca al aire libre y en invernadero fueron fertilización con 0, 50 y 100 kgN.ha-1. El cultivo en perlita se fertirrigó. En este experimento los tratamientos se basaron en una restricción del aporte de nitrógeno a la solución nutritiva 15 días previo a la cosecha (restricción 0, 50 y 100%). A cosecha, se determinó el color, área foliar, índice de cosecha, rendimiento, niveles de nitratos y ácido oxálico para cada cultivo. A su vez, 60 g de hojas se seleccionaron y envasaron en bolsas de poliolefina de 31 micrones que fueron almacenadas en cámara a 5 ºC por 9 días. Al final del período de almacenamiento, se determinó el contenido de nitratos y ácido oxálico en espinaca de cada sistema. La aplicación de nitrógeno generó mayor rendimiento y aérea foliar, sin diferencias entre sistemas de producción. El contenido de ácido oxálico fue mayor en la espinaca cultivada a campo, con mayor respuesta al agregado de 100 kgN.ha-1y sin evidenciar cambios al final del período de almacenamiento. El mayor contenido de nitratos se observó con el agregado de 100 kgN.ha-1en invernadero.La restricción nitrogenada para las espinacas en perlita redujo el rendimientocomercial, elcontenido de oxalatosy nitratos a cosecha. Esa diferencia se mantuvo en poscosecha, excepto en nitratos.

Artículo Completo:

1. Introducción

La espinaca es una hortaliza aprovechable por sus hojas. Se caracteriza por poseer cerca de un 90 % de agua, bajo nivel de carbohidratos y grasas, y diferentes vitaminas, destacándose las A, B9 y K. También se destaca por sus altos niveles de minerales como calcio, hierro y potasio (Nutritionvalue.org, 2022). Sin embargo, sus partes comestibles pueden presentar altas concentraciones de oxalatos y de nitratos (NO3-), y afectar la salud humana (Natesh et al, 2017; Londoño et al., 2021; López-Moreno & Garcés- Rimón, 2022).

El oxalato está presente en muchas plantas, sintetizándose a través de la oxidación incompleta de loscarbohidratos.Entre las funciones más importantes en el metabolismo de las plantas se encuentran la regulación del pH en asociación con el metabolismo del nitrógeno, la homeostasis de los iones metálicos y el almacenamiento de calcio, además de ser un factor de patogénesis al ser secretado por varios hongos durante la infección del huésped(Kumar, 2019). Las personas con una dieta con abundancia dealimentos ricos en oxalatos tienen una alta probabilidad de desarrollar cálculos renales (Betz, 2022).

Se ha determinado que el ácido oxálico tiene una alta capacidad para unirse con otros minerales, entre los que están el calcio (Ca2+) y el hierro (Fe2+), formando en el primer caso, oxalato de calcio. Estos cristales se infiltran en los vasos sanguíneos, y pueden causar obstrucción tubular, necrosis vascular y hemorragias, llevando a perturbaciones electrolíticas y, en casos extremos, ruptura vascular. Se puede producirhiperoxaluria y otros desórdenes asociados como cardiomiopatía, hipocalcemia, fallas renales y hasta la muerte (Kumar et al, 2019).

Los nitratos (NO₃-) en el cuerpo humano pueden ser reducidos a nitritos (NO2-) que dentro del flujo sanguíneo se asocian a la hemoglobina. Esto provoca una reducción en la absorción de oxígeno que puede ser grave en ciertos casos (Stagnari et al., 2007). Por otro lado, los nitritos (NO2-), al combinarse con aminas y amidas, pueden formar nitrosamina y nitrosamida, compuestos causantes de cáncer (Colla et al, 2018). La Unión Europea ha determinado un límite máximo para el contenido de nitratos (NO₃-) de 3000 mg.kg-1 de peso fresco para la producción de otoño-invierno (Reglamento UE 1258/2011).

Se han realizado numerosas investigaciones tendientes a establecer distintos factores que inciden en la formación de nitratos y oxalatos en las plantas cultivadas.Los cultivos de hoja tienden a acumular nitratos, especialmente especies como la lechuga y espinaca. El genotipo, la época de producción, la tecnología empleada ya sea con el uso de fertilizantes de síntesis química como enmiendas orgánicas influyen en el contenido de nitratos (Ollua et al, 2016). La acumulación de nitratos es el resultado de un desbalance entre suministro o disponibilidad de nitrógeno y la demanda para crecimiento del cultivo,especialmente en invierno cuando el crecimiento disminuye proporcionalmente más que la absorción de nitrógeno y la radiación solar es menor, lo que influye en la actividad de la nitrato-reductasa.

La reducción del nitrato(NO₃-), que permite la incorporación del nitrógeno a moléculas orgánicas, mediada por la nitrato-reductasa y la glutamina sintetasapromueve la producción de hidróxidos (OH-) y en tanto, el ácido oxálico es sintetizado para neutralizarlos. Esta hipótesis fue verificada por Liu et al. (2015) cuyo trabajo identificó que un incremento en el pH en la solución nutritiva produjo una mayor acumulación de oxalatos en hojas de espinaca, manteniendo constante el pH de los tejidos y evitando así el desbalance iónico y estrés alcalino. Nitrato(NO₃-)y oxalato juegan un rol opuesto en mantener el metabolismo homeostático de la planta.

La concentración de oxalatos varía con el genotipo (Liu et al. 2015), la estación del añoporlos efectos combinados de la temperatura y la intensidad de luz (Kaminishi & Kita, 2006) y el clima (Jaworska, 2005). En el caso de la espinaca de Nueva Zelanda, las hojas jóvenes tienen mayor contenido de oxalato que las hojas de mayor edad y, las láminas de las hojas poseen más oxalato que los tallos y pecíolos (Jaworska, 2005).

Distintos autores han demostrado el efecto de la fertilización con nitrógeno y fósforo (Castelli et al, 2010) sobre la concentración oxalato en espinaca. Fertilizantes a base de nitratos (NO₃-) son la fuente de nitrógeno más comúnmente utilizada en cultivos sin suelo, dado a sus propiedades neutras o ligeramente alcalinas, baja toxicidad, alta solubilidad y baja conductancia eléctrica (Resh, 2016). Estudios previos afirman que algunas especies vegetales acumulan mayor cantidad de oxalatos cuando son fertilizadas con nitratos (NO₃-) que con amonios (NH4+) (Liu et al., 2015). Sin embargo, excesos de amonio(NH4+) resultan altamente tóxicos para las plantas (Britto & Kronzucker, 2002). Por ende, debe manejarse muy cuidadosamente la fertilización con esta fuente nitrogenada. No obstante, aplicar a corto plazo fertilizantes a base de amonio(NH4+) previo a la cosecha puede resultar una estrategia atractiva para reducir la acumulación de oxalatos en vegetales, minimizando las pérdidas de rendimiento debidas a su toxicidad (Lin et al., 2014).

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la fertilización nitrogenada en el rendimiento de espinaca, el contenido de nitratos y ácido oxálico al momento de la cosecha y durante la poscosecha.

2. Materiales y métodos

Para evaluar el efecto de la fertilización nitrogenada en plantas de espinaca (Spinacia oleraceaL.) se llevaron a cabo tres (3) experimentos en simultáneo, consistentes en la realización de un cultivo al aire libre, otro en suelo en invernadero y un cultivo en sustrato (perlita) en el invernadero de la Cátedra de Horticultura de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (34° 45’ latitud sur, 58° 31’ longitud oeste, 25 metros sobre el nivel del mar). Los experimentos se realizaron en un ciclo otoño-invernal en 2019, utilizando la variedad Bassoon. Tanto en el experimento al aire libre como en el suelo en invernadero, la densidad de plantas fue 12,5 plantas.m-2 con una distancia entre hilera 0,4 m y plantas de 0,2 metros. El trasplante se realizó a los 35 días de la siembra, cuando las plantas tuvieron 4 hojas verdaderas. El manejo del cultivo fue similar a uno comercial, regando periódicamente en forma manual para mantener el suelo con una adecuada provisión de agua.

En estos dos experimentos se compararon dos tratamientos de agregado de nitrógeno con un testigo. Los tratamientos consistieron en la aplicación de 50 y 100 kg.ha-1 de nitrógeno (T50 y T100) a los 40 días de trasplante. En el testigo (T0) no se aplicó nitrógeno durante el crecimiento de las plantas. La fertilización se realizó de forma manual, con urea (46 N; 0 P; 0 K). En la Tabla 1 se presenta el análisis de suelo.

Table 1: Soil analysis (open field and greenhouse), Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Tabla 1: Análisis de suelo (aire libre e invernadero). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

REFERENCIA

pH

C.E.

(ds.m-1)

MO (%)

Nitrógeno total (%)

Fósforo(ppm)

Calcio

Magnesio

Potasio

Sodio

CIC

meq.100g-1

Aire libre

5,9

0,97

3,7

0,20

49

17,6

8,75

1,5

0,55

29,50

Invernadero

6,3

0,40

3,0

0,17

75

19,2

7,50

1,8

1,10

31,10

Fuente: Laboratorio de la Cátedra de Manejo y Conservación de Suelos, FAUBA.

En el caso del cultivo sin suelo, los plantines fueron trasplantados a cajones plásticos (polietileno de alta densidad) de60x40x30 cm con sustrato inerte (perlita) con drenaje inferior-lateral, constituyendo un sistema de cultivo sin suelo con riego por goteo (fertirriego). El sistema estaba compuesto por tres hileras (con 7 cajones cada una) correspondientes a los distintos tratamientos. Cada hilera tenía asignado un tanque independiente de 180 litros que le proporcionaba la solución nutritiva correspondiente por medio de bombas. La disposición de las plantas por cajón fue en tresbolillo con una distancia entre plantas de 15 cm dando resultado una densidad de 46 plantas.m-2 (11 plantas por cajón).

Los tratamientos en el cultivo sin suelo fueron fertilización con una solución nutritiva sin restricción de nitrógeno durante el cultivo (R0), restricción del 50% del aporte de nitratos a la solución nutritiva (R50) y de 100% (R100) 15 días previo a la cosecha. La Tabla 2 presenta la composición de la solución nutritiva para un volumen de 100 litros de los tres tratamientos. Además, se aplicaron 90 ml de micronutrientes (Microquel-Combi) por tanque equivalentes a 20 g l-1 Fe, 20g l-1 de Zn, 15 g l-1 de Mn, 6 gl-1 de Mg, 7,5 gl-1 de B, 2,5 g l-1 de Cu, 0,25 g l-1 de Mo y 0,025 g l-1 de Co.

Table 2. Nutrient solution applied to different treatments (R0= without N restriction, R50= Restriction of 50%, R100= Total restriction of N 15 days before harvest).

Tabla 2.Composición nutritiva de cada una de las soluciones aplicadas a los distintos tratamientos(R0= sin restricción, R50= Restricción del 50% N, R100= Restricción 100% del aporte de nitrógeno 15 días previo a la cosecha).

R0

R50

R100

Cantidad de sales (g)

Nitrato de calcio (Ca (NO3)2)

130

96

-

Nitrato de potasio (KNO3)

110

18

-

Fosfato monopotásico (KH2PO4)

48

48

48

Sulfato de magnesio (MgSO4)

43

66

66

Cloruro de potasio (KCl)

-

77

87

Cloruro de calcio (CaCl2)

-

-

89

En el momento de la cosecha se determinó el rendimiento (kg m-2), área foliar (cm2) e índice de cosecha deacuerdo con la siguiente fórmula: IC (%) = ((PFA/(PFR+PFA)) *100), donde IC es el índice de cosecha, PFA y PFR los pesos frescos de la parte aérea y de la raíz respectivamente. A su vez se realizó una estimación del contenido de clorofila con un método no destructivo (Minolta SPAD 502 plus modelo estándar).

Las determinaciones de color se realizaron utilizando un colorímetro Minolta CR 300 con el iluminante estándar D65. Las mediciones se tomaron en tres hojas centrales de la planta, en el extremo superior de la lámina. El color se describe a través de los parámetros L* (luminosidad), a*, b* (coordenadas cromáticas), C (croma o saturación) y el ángulo ºh (matiz). Estos parámetros deben interpretarse de acuerdo a las especificaciones dadas por la Comisión Internacional de L’Eclairage (CIE) en 1976. El valor L* es indicativo de la luminosidad y varía del 0 (color negro) al 100 (blanco). El valor a* es negativo para color verde y positivo para color rojo. El valor b* varía de +100 color amarillo a -100 color azul. Tanto el valor a* como el b* son indicadores del matiz. El valor del ángulo ºh toma valores entre 0° y 360°, siendo 0° un color rojo púrpura y 180° azulado verdoso. Por último, C da la intensidad del color (Voss, 1992).

Se determinó el contenido de ácido oxálico por espectrofotometría (Calkins, 1943) y de nitratos por colorimetría, método basado en la nitratación del ácido salicílico, según lo propuesto por Cataldo et al., (1975).

Luego de cosechadas, se seleccionaron 60 g de hojas y se envasaron en bolsas de poliolefina de 31 micrones de espesor (permeabilidad: 31000 cm³.m-² y 8900 cm³.m-², para O₂ y CO₂ respectivamente a 1 atm, 38°C y 100 % HR y 23 g.m-² de vapor de agua a 1 atm, 23°C, 0% HR), siguiendo los tratamientos de precosecha. Las bolsas fueron almacenadas en cámara a 5 ºC durante 9 días. Cada tres días se realizó un muestreo. En cada muestreo se tomaron de forma aleatoria tres bolsas por tratamiento, y se les realizaron determinaciones de color (Minolta CR 300) y se estimó el contenido de clorofila(SPAD)

Al final del período de almacenamiento se determinaron nitratos (Cataldo et al., 1975) y ácido oxálico (Calkins, 1943), para comparar con el valor inicial.

2.1. Diseño y análisis estadístico:

Se utilizó un diseño experimental en bloques completos al azar (DBCA) con arreglo factorial con tres repeticiones por tratamiento durante el crecimiento para cada cultivo. La unidad experimental fue la planta. En poscosecha se utilizó un diseño completamente aleatorizado (DCA). La unidad experimental considerada en este caso fue la bolsa con 60g de producto. Los resultados fueron analizados a través de análisis de varianza usando niveles de significancia de 10% y 5% y el test de Tukey para la comparación de medias con el software estadístico INFOSTAT (versión 2020).

3. Resultados y discusión

3.1 Cultivo de espinaca en suelo al aire libre y en invernadero:

Con relación a la duración del cultivo, se observó que en el experimento al aire libre el ciclo fue de 87 días y en el experimento realizado en invernadero de 67 días. Este tiempo se encuentra comprendido en el período de 60 a 90 días obtenido con diferentes variedades en el Cinturón Hortícola de Rosario (Mondino et al., 2017).

La aplicación de nitrógeno se tradujo en un mayor peso de masa fresca y seca aérea.Respecto al rendimiento comercial, se encontraron diferencias significativas por tratamientos, sin diferencias entre los experimentos realizados (Figura 1). El rendimiento de espinaca fue mayor al aire libre y en invernadero en el tratamiento con 100 kg de nitrógeno, resultando en un incremento de 83 % en comparación con el tratamiento testigo.

El área foliar no presentó diferencia entre los experimentos, representados por los dos sistemas de producción realizados. El área foliar promedio del testigo fue 970 cm2 por planta. En el tratamiento T100 se observó un incremento del área foliar a un valor promedio de 1.517 cm2. Por otro lado, no se modificó el índice de cosecha entre tratamientos, como así tampoco por experimentos, resultando en un valor medio 94,6%.

Respecto al color, solo hubo diferencias significativas en los parámetros L* y a* por sistema de producción. Los valores L* y a* fueron mayores al aire libre (Tabla 3). Las hojas de espinaca cosechada al aire libre presentaron mayor valor L*, siendo más luminosas. En cambio, las hojas del cultivo en invernadero tuvieron un color verde más intenso (a* =-12,33) que las de aire libre (a* =-11,19). El índice de verdor, determinado con Spad no presentó diferencias significativas, por lo tanto, se estima que en ambos experimentos las hojas fueron cosechadas con similar contenido de clorofila.

Figure 1. Commercial yield of spinach(g.m-²)in open field and greenhouse experiments depending on the treatments ((T0 = 0 kg N ha-1; T50 = 50 kg N ha-1; T100 = 100 kg N ha-1). Different letters mean significant differences between treatments by Tukey´s test (α=0.05).

Figura 1: Rendimiento comercial (gramos.m-²) de espinaca en los experimentos al aire libre y en invernadero en función de los tratamientos (T0 = 0 kg N ha-1, T50 = 50 kg N ha-1, T100 = 100 kg N. ha-1. Letras distintas indican diferencias estadísticas significativas según Tukey (α=0,05). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Table 3: Color parameters (L*, a*, b*) and chlorophyll content (SPAD values) of spinach at harvest in different experiments (open-field and greenhouse).Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Tabla 3:Parámetros de color (L*, a*, b*) e índice de verdor (Spad) de espinaca cultivada al aire libre y en invernadero al momento de cosecha.Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Sitio de producción

Parámetros de color

Spad

L*

a*

b*

Aire libre

38,42 b

-11,19 b

15,92 a

57,53 a

Invernadero

35,12 a

-12,33 a

15,71 a

56,99 a

Error estadístico (E.E.)

0,46

0,34

0,65

1,36

Different lettersinside each column means significant differences between treatments.

Letras distintas en columnas indican diferencias estadísticamente significativas (p< 0,05).

El contenido de nitratos medido en las plantas cosechadas en el experimento al aire libre fue menor que en las producidas en el experimento realizado en invernadero (p<0,0001) y sin diferencias al finalizar el período de poscosecha (p=0,017). Si se analizan los resultados a cosecha, se encontraron diferencias en el tratamiento T100 (p=0,0079). La acumulación de nitratos depende de la época del año del cultivo (Carrasco et al., 2006), la intensidad y duración de la radiación solar (Nájeraa & Urrestarazua, 2020) y del sistema productivo utilizado (Errecart, 2011). La iluminación incrementa la reducción del nitrato. La concentración de nitratos en el material vegetal está determinada en gran parte por la actividad de la enzima nitrato reductasa y, a su vez, por diferentes factores que influyen en la actividad de ésta, como la concentración de cofactores tales como el hierro, sodio y molibdeno, entre otros (Raigon et al, 2006). Diversos autores determinaron que las concentraciones de nitratos fueron mayores en las hortalizas producidas en invernadero (Beretta Blanco, 2011) con condiciones de baja luminosidad.

En invernadero, el contenido de nitratos en el tratamiento T100 fue 2,59 mg.100g-1 de materia seca, mayor que el tratamiento T0 que presentó 1,3 mg de nitratos.100 mg-1 materia seca,). Desde el punto de vista estadístico, no hubo diferencia entre el tratamiento T0 y T50 testigo (Figura 2). Ninguno de los tratamientos de estos experimentos presentó un valor por encima del límite máximo establecido por la Unión Europea (3.000 mg.kg-1 de peso fresco para la producción de otoño-invierno. Varios autores indican un aumento en el contenido de nitratos a medida que aumenta la dosis de fertilizante nitrogenado (Canali et al., 2014; Fu et al., 2017). Alessa et al (2017) no encontraron diferencias significativas en el contenido de nitratos al comparar el efecto de la fertilización con NH4NO3, un fertilizante orgánico comercial y la combinación de fertilización orgánica e inorgánica.

Figure 2: Nitrate content in spinach leaves (mg NO3-.100g-1 dry weight) at harvest in open field and greenhouse experiments depending on the treatments ((T0 = 0 kg N ha-1; T50 = 50 kg N ha-1; T100 = 100 kg N ha-1). Different letters mean significant differences between treatments by Tukey`s test (α=0.05).

Figura 2: Concentración de nitratos (mgNO3-.100g-1 materia seca) en hojas de espinaca al momento de la cosecha en los experimentos al aire libre y en invernadero, en función del tratamiento(T0 = 0 kg N ha-1, T50 = 50 kg N ha-1, T100 = 100 kg N ha-1. Letras distintas indican diferencias estadísticas significativas según Tukey (α=0,05). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

El contenido de ácido oxálico medido en las hojas de espinaca en el experimento al aire libre fue mayor que las producidas en invernadero (Figura 3). El mayor contenido de ácido oxálico fue 595,0 mg.100 g-1 de materia seca de espinaca, determinado a cosecha en el tratamiento con agregado de 100 kg N.ha-1 al aire libre. Por el contrario, el menor promedio de ácido oxálico fue 204,9 mg.100 g-1 de materia seca proveniente del cultivo en invernadero, sin agregado de nitrógeno, al final de poscosecha. Como puede observarse en la Figura 3, no hubo diferencias estadísticamente significativas en el contenido de ácido oxálico en los tratamientos en el experimento al aire libre.

Figure 3: Oxalic acid content in spinach leaves (mg NO3-.100g-1 dry weight) at harvest of open field system and greenhouse experiments depending on the treatments ((T0 = 0 kg N ha-1; T50 = 50 kg N ha-1; T100 = 100 kg N ha-1). Different letters mean significant differences between treatments (Tukey´s test,α=0.05).Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Figura 3:Concentración de ácido oxálico (mgNO3-.100g-1 materia seca) en hojas de espinaca al momento de la cosecha y al final del período de poscosecha en los experimentos al aire libre y en invernadero, en función del tratamiento(T0 = 0 kg N ha-1, T50 = 50 kg N ha-1, T100 = 100 kg N ha-1. Letras distintas indican diferencias estadísticas significativas según Tukey (α=0,05). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Numerosos autores han advertido acerca de la perjudicial relación directa que existe entre el nivel de fertilización a base de nitratos y la concentración de ácido oxálico en la espinaca y en muchos otros cultivos de consumo mundial (Aloni et al., 1994; Elia et al., 1998; Ahmed & Johnson, 2000; Rinallo & Modi, 2002; Zhang et al., 2005; Stagnari et al., 2007). En un experimento llevado a cabo por Zhang et al. (2005) se verificó un aumento del contenido de oxalatos a medida que la dosis de nitrógeno aumentaba desde 4 a 12 mM (dosis equivalente a valores de 56 hasta 168 mg.l-1 de nitrógeno).

3.2 Cultivo sin suelo:

El rendimiento de la espinaca sin restricción en la solución nutritiva fue 6,5 kg m-2(R0), 71% mayor que el tratamiento con 100% de restricción (R100) en que se obtuvo un valor medio de 3,8 kg m-2. Lin et al., (2014), obtuvieron 20 % de diferencias en rendimiento entre un tratamiento sin restricción, y otro que presentaba restricción total de nitrógeno (N).

Table 4. Spinach yield, leaf area and harvest index in soilless culture (R0=without N restriction, R50= Restriction of 50%, R100= Total restriction of N 15 days before harvest). Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Tabla 4.Rendimiento, área foliar e índice de cosecha de espinaca cultivada en perlita (R0= Testigo, R50= Restricción al 50%, R100= Restricción total de nitrógeno 15 días previo a cosecha) Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Tratamiento

Rendimiento (kg.m-2)

Área foliar (cm2)

Índice de cosecha (%)

R0

6,5 b

2216 b

82,6 a

R50

5,7 ab

1910 ab

86,2 a

R100

3,8 a

1426 a

76,8 a

Error experimental

0,66

165,76

2,69

Different lettersinside each column means significant differences between treatments.

Letras distintas en la fila indican diferencias estadísticamente significativas en la columna (p≤0,1).

El área foliar (AF) fue mayor en el tratamiento sin restricción de nitrógeno, superando los 2200 cm2 por planta mientras que R100 tuvo un promedio menor, 1426 cm2. Resultados similares se encontraron en espinaca (Hoyos et al., 2011) y en lechuga (Fu et al., 2017) donde a mayor dosis de nitrógeno hubo mayor desarrollo de área foliar. El índice de cosecha no presentó diferencias entre tratamientos.

Al momento de la cosecha los valores SPAD no registraron diferencias entre los tratamientos en (Tabla 5).Canali et al. (2014), concluyen que los valores SPAD aumentan de acuerdo con la dosis de nitrógeno.Fu et al. (2017) y Liu & Yang (2012)describen el mismo comportamiento en trabajos realizados con lechuga en hidroponia. Por otro lado, Limantara et al. (2015) afirman que en vegetales de hoja verde el contenido de clorofila es un buen estimador de la calidad nutricional y frescura del producto. Según Cunha et al., (2015) los valores SPAD presentan una tendencia de disminuir a lo largo del ciclo del cultivo. La clorofila se degrada por la peroxidación lipídica que ocurre habitualmente durante el almacenamiento (Barbieri et al., 2009). En este trabajo no se identificaron diferencias significativas a pesar de una tendencia a valores promedio menores al final del período de almacenamiento.

Con respecto a los parámetros de color, en ningún caso se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos. Según Dermesonluoglu et al. (2015) la degradación de la clorofila se traduce en pérdida de color verde únicamente cuando el producto se almacena a altas temperaturas. De lo contrario, no ocurre el proceso de feofitinización y el color se mantiene debido a la formación de compuestos metal-clorofílicos. En este ensayo se mantuvo el valor a*. Posiblemente la temperatura de almacenamiento (5°C) haya sido suficiente como para evitar el deterioro.

Por otro lado, se encontraron relaciones lineales entre los valores SPAD y los parámetros L, a y b a cosecha (R2 = 0,80; 0,75; 0,71, respectivamente). Tsironi et al. (2017) reportan una correlación negativa entre la luminosidad (L) y la concentración de clorofila.

El parámetro b, registró el valor más alto en el R100 a los 9 días desde la cosecha. Los valores más bajos se observaron en R0 a los 3 y 6 días y a los 3 días en R50 (p=0,0087) (Tabla 5). De acuerdo con Tudela et al. (2013),a medida que transcurren los días de almacenamiento, el parámetro b aumenta en coincidencia con el progreso de la senescencia.

Table 5.Color parameters (L, a, b) and chlorophyll content (SPAD values) of spinach at harvest and end of postharvest (R0=without N restriction, R50=, Restriction of 50%, R100= Total restriction of N 15 days before harvest).Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Tabla 5.Parámetros de color (L*, a*, b*) y estimación del contenido de clorofila (valores SPAD) a cosecha y a los 9 días de poscosecha de espinaca(R0= sin restricción, R50= Restricción de 50%, R100= 100% de restricción de nitrógeno).Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Parámetros de color

Días desde cosecha

Tratamiento

R0

R50

R100

L*

0

36,13 ±1,59

34,47 ± 3,27

36,41 ± 3,51

9

35,71 ± 1,80

34,76 ± 2,94

35,35 ± 4,91

a*

0

-12,83 ± 1,82

-11,53 ± 2,20

-12,53 ± 1,95

9

-13,06 ± 1,49

-11,46 ± 1,48

-13,73 ± 3,18

b*

0

15,78 ± 3,42

14,24 ± 3,63

16,34 ± 4,32

9

16,61 ± 2,87

14,08 ± 3,32

18,65 ± 6,66

Spad

0

54,73 ± 7,04

58,02 ± 6,61

55,84 ± 8,06

9

51,70 ± 6,09

56,39 ± 8,65

55,11 ± 10,72

El tratamiento con menor contenido de nitratos al momento de la cosecha fue R100 con un promedio por debajo de las 700 ppm (Figura 4). Ninguno de los tratamientos presentó un valor por encima del límite máximo establecido por la Unión Europea (3000 mg.kg-1 de peso fresco para la producción de otoño-invierno). Los valores promedio de los tratamientos fueron 1,03; 1,57 y 2,69 mg nitratos 100 g-1 peso fresco para R100, R0 y R50 respectivamente. Hubo diferencias por tratamiento (p<0,0001) pero no se observaron diferencias estadísticas entre cosecha y final del período de almacenamiento (p=0,5035). Chung et al. (2004) advierten que el contenido de nitratos no suele modificarse considerablemente durante una poscosecha a5 °C pero a 23 °C, el contenido de nitratos cae rápidamente asociado a un aumento en el contenido de nitritos.

Mozafar (1996) destaca la importancia de someter a la espinaca a un medio libre de nitrógeno unos días previos a la cosecha con el objetivo de reducir considerablemente el contenido de nitratos e incrementar el de vitamina C. Similar respuesta se obtuvo en lechuga mantecosa (Frezza, 2012). Liu & Yang (2012) establecen que esto se debe a un aumento en la eficiencia en la reducción de nitratos como respuesta a la escasez de nitrógeno.

Figure 4. Nitrate content in spinach leaves (mg NO3-.100g-1 dry weight) at harvest in soilless culture and postharvest depending on the treatments (R0=without N restriction, R50=, Restriction of 50%, R100= Total restriction of N 15 days before harvest). Different letters means significant differences between treatments by Tukey´s test (α=0.05).Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Figura 4.Concentración de nitratos (mgNO3-.100g-1 materia seca)en hojas de espinacaa cosecha del cultivo en perlita y al final de la poscosecha (R0= Sin restricción, R50= Restricción del 50% N, R100= Restricción 100% N 15 días antes de la cosecha). Letras distintas indican diferencias estadísticas significativas según Tukey (α=0,05). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

En cuanto al contenido de ácido oxálico, el testigo sin restricción fue el tratamiento que presentó mayor concentración promedio al momento de la cosecha con un promedio de 370 mg100 g-1 de materia fresca. No hubo variaciones entre cosecha y fin del período de almacenamiento (Figura 5). Las diferencias observadas fueron por tratamiento (p=0,0312), diferenciándose la concentración de ácido oxálico entre R50 y R0 con valores promedio 263,67 y 419,82 mg.100 mg-1 de materia seca (Tabla 6). Respecto al sistema de producción, Errecart (2011) encontró mayor contenido de ácido oxálico en espinaca hidropónica.

Algunas investigaciones hacen hincapié en la relación inversa entre el nivel de nitratos y oxalatos en la planta (Palaniswamy et al., 2004; Stagnari et al., 2007). Mientras que los oxalatos tienden a acumularse en las láminas (Libert y Franceschi, 1987), los nitratos lo hacen en los pecíolos. De aquí se desprende la teoría que afirma que la síntesis de ácido oxálico es un mecanismo homeostático cuyo objetivo es neutralizar los hidróxidos producidos durante la reducción del nitrato. En contraposición, los iones de nitrato inhibirían la actividad de la enzima oxalato oxidasa previniendo la descomposición del ácido oxálico.

Toledo et al. (2003) reportan que la concentración de oxalatos en espinaca durante la poscosecha puede aumentar alrededor de un 30% con respecto al de la cosecha según la duración de la poscosecha, temperatura de almacenamiento, edad de las hojas y tipo de procesamiento.

Figure 5. Oxalic acid content in spinach leaves (mg .100g-1 dry weight) at harvest in soilless culture and postharvest depending on the treatments (R0=without N restriction, R50=, Restriction of 50%, R100= Total restriction of N 15 days before harvest). Different letters means significant differences between treatments (α=0.05).Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Figura 5.Concentración de ácido oxálico(mg.100g materia seca-1) en hojas de espinacaa cosecha del cultivo en perlita y al final de la poscosecha (R0= Sin restricción, R50= Restricción del 50% N, R100= Restricción 100% N 15 días antes de la cosecha). Letras distintas indican diferencias estadísticas significativas según Tukey (α=0,05). Error experimental= 56,16. Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Table 6. Oxalic acid content in spinach leaves (mg.100g-1 dry weight) depending on the treatments (R0=without N restriction, R50=, Restriction of 50%, R100= Total restriction of N 15 days before harvest).Autonomous City of Buenos Aires, Argentina. 2019.

Tabla 6. Concentración de ácido oxálico(mg.100g materia seca-1) en hojas de espinacasegún el tratamiento (R0= Sin restricción, R50= Restricción del 50% N, R100= Restricción 100% N 15 días antes de la cosecha). Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2019.

Concentración

R0

R1

R100

ácido oxálico(mg.100g mat seca-1)

419,82 a

263,67 b

279,15 ab

Different letters means significant differences between treatments by Tukey´s test (α=0.05).

Letras distintas indican diferencias estadísticas significativas según Tukey (α=0,05) (EE=39,71).

4. Conclusiones

Los indicadores de crecimiento y el rendimiento muestran una tendencia a incrementarse con diferencias significativas con el agregado de una dosis de 100 kg.ha-1 de nitrógeno al suelo, sin diferencias entre sistemas. Ello es un indicio de la importancia del macronutriente para el crecimiento del cultivo. Sin embargo, el contenido de nitratos y ácido oxálico mostró diferencias por sistema de producción. A campo no se observaron variaciones en estos compuestos con distinta dosis de nitrógeno. En invernadero se observó mayor contenido de nitratos y menos ácido oxálico en hoja, con efecto por el agregado de altas dosis de nitrógeno en el caso de los nitratos.

La restricción de la nutrición nitrogenada realizada en el cultivo en perlita provocó una reducción de la concentración de ácido oxálico a cosecha y de nitratos. Sin embargo, fue considerable la reducción del rendimiento comercial con la total restricción del nitrógeno. Sería importante estudiar evaluar un rango más acotado de dosis o diferentes momentos de restricción para encontrar un equilibrio entre el rendimiento y el uso sostenible del nitrógeno que ofrece ventajas para la economía, la salud humana y el medio ambiente.

5. Conflicto de intereses


Los autores declaran que este trabajo no presenta conflicto de intereses.

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