EFECTO DE VARIOS TIPOS DE FERTILIZANTES SOBRE EL CONTENIDO

FOLIAR, EL RENDIMIENTO Y LA BIODIVERSIDAD EDÁFICA EN EL

CULTIVO DE ÑAME ESPINO (Dioscorea rotundata Poir.) EN SAMPUÉS SUCRE

ÁNGEL JOSÉ BENÍTEZ TOVAR

IVANA CAROLINA MANGONES ARTEAGA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

PROGRAMA INGENIERÍA AGRONÓMICA

MONTERÍA – CÓRDOBA

2026

EFECTO DE VARIOS TIPOS DE FERTILIZANTES SOBRE EL CONTENIDO

FOLIAR, EL RENDIMIENTO Y LA BIODIVERSIDAD EDÁFICA EN EL

CULTIVO DE ÑAME ESPINO (Dioscorea rotundata Poir.) EN SAMPUÉS SUCRE

ÁNGEL JOSÉ BENÍTEZ TOVAR

IVANA CAROLINA MANGONES ARTEAGA

Trabajo de grado en la modalidad investigación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Agrónomo.

DIRECTOR

DAIRO JAVIER PÉREZ POLO, Ing. Agrón., M.Sc

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

MONTERÍA

2026

La responsabilidad ética, legal y científica de las ideas expresadas, conceptos y resultados del proyecto son responsabilidad de los autores (Artículo 17, acuerdo No. 039 del 24 de junio de 2005 del Consejo Superior de la Universidad de Córdoba).

Los derechos de propiedad intelectual y confidencialidad de los resultados de investigación se rigen por la política de propiedad intelectual de la universidad de Córdoba (Acuerdo No. 045 de 2018).

Nota de aceptación

___________________________

___________________________ DAIRO JAVIER PÉREZ POLO, Ing. Agrón., M.Sc. Director

___________________________ ANDRÉS ÁLVARO ÁLVAREZ SOTO, Ing. Agrón., M.Sc . Jurado

___________________________ HUMBERTO ÁNGEL NARVÁEZ MEJÍA, Ing. Agrón., M.Sc. Jurado

Montería, marzo de 2026

DEDICATORIA

Primeramente, a Dios, por las oportunidades y bendiciones que ha puesto en mi camino. Por darme la fortaleza en los momentos difíciles, por iluminar mis decisiones y por acompañarme silenciosamente en cada paso de este proceso académico y personal. A mi madre, Orfelina Benítez Tovar, cuya entrega, dedicación y amor incondicional han sido el pilar más firme de mi vida. Gracias por tus sacrificios, por tus palabras de ánimo cuando más las necesité y por creer en mí incluso en los momentos en que yo dudaba. Este logro es también fruto de tu esfuerzo y de tu inmensa capacidad de amar.

A mi tía, Julia Benítez Tovar, por ser guía, apoyo y ejemplo. Tus consejos sinceros, tu preocupación constante y tu presencia en mi vida han sido un sostén invaluable. Gracias por motivarme, orientarme y por demostrarme, con tu manera de ser, que la familia es un refugio seguro.

A mi pareja, María Peña Barrios, por caminar conmigo en este trayecto con amor, paciencia y comprensión. Gracias por acompañarme en mis días más largos, por celebrar mis pequeños triunfos y por recordarme mi valor cuando el cansancio o las dudas aparecían. Tu apoyo incondicional ha sido una fuerza que me impulsó a no rendirme.

Este triunfo es para cada uno de ustedes. Gracias por ser mi fortaleza, mi inspiración y mi mayor motivo. Los quiero con alma, corazón y vida.

Ángel José Benítez Tovar

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar, agradezco a Dios, por fortalecer mi vida, abrir cada puerta en este proceso y brindarme la sabiduría necesaria para culminar esta etapa con firmeza y gratitud. Agradezco profundamente a la Universidad de Córdoba y a la Facultad de Agronomía, instituciones que me brindaron las herramientas académicas y humanas para formarme como profesional. Cada espacio, cada clase y cada aprendizaje dejaron huellas significativas en mi crecimiento.

Extiendo un agradecimiento especial a todos los profesores de mi alma mater, quienes con su dedicación, esfuerzo y vocación contribuyeron a mi formación integral. Su guía constante y sus enseñanzas permanecerán como base fundamental de mi vida profesional. A mi tutor, el profesor Dairo Pérez, por su orientación, compromiso y confianza a lo largo de este proceso. Gracias por acompañarme con paciencia, claridad y exigencia académica, y por ser parte esencial de la construcción de este trabajo.

A mis amigos y compañeros de carrera, quienes fueron mi apoyo, compañía y motivación durante todo este camino. Gracias Ivana Mangones, por tu entrega, tu compañerismo y tu fuerza en los momentos más desafiantes. Gracias Daniel Caballero, Elkin Quiñones, Andrés Mestra, Jesús Palacio, Camilo Monterroza y Daniela Lyons, por cada conversación, cada jornada compartida, cada palabra de ánimo y cada recuerdo que hicieron más llevadera esta etapa. Su presencia constante fue un motor fundamental en mi formación personal y profesional.

A todos ustedes, gracias por acompañarme, por creer en mí y por aportar, desde cada una de sus áreas y momentos, a la construcción de este logro. Este triunfo también les pertenece.

Ángel José Benítez Tovar

DEDICATORIA

A Dios, por ser mi guía en cada paso de este camino. Por darme las fuerzas cuando sentía que ya no podía más, por sostenerme en los momentos de incertidumbre y por iluminarme con la claridad necesaria para avanzar. Gracias por permitirme llegar hasta este momento que un día soñé.

A mis padres, Rodolfo Mangones López y Gudelia Arteaga Lugo, quienes creyeron en mí aun cuando yo titubeaba, quienes me motivaban día a día, quienes me enseñaron que los sueños se construyen con disciplina, amor y paciencia. Gracias por su apoyo incondicional, por cada palabra de aliento y por ser mi impulso constante.

A mi hermano, Iván René Mangones Arteaga, quien ha sido para mí un ejemplo a seguir. Gracias por ser ese apoyo firme del cual siempre puedo sostenerme, y por recordarme que nunca debo rendirme.

A mi tía, Itala Arteaga Lugo, por tenerme siempre en sus oraciones, por creer en mí sin reservas y por acompañarme con su cariño en cada etapa de este viaje. Su fe en mí me hizo creer más en mis propias capacidades.

A mi querida abuela, que sigue viva en mi corazón y mis recuerdos. Mi ángel, cuya presencia, aunque silenciosa, ilumina mis pasos todos los días. A ella le debo la fortaleza de levantarme, la valentía de continuar y la dulzura de creer en el futuro. Su amor sigue siendo mi guía y su luz permanece en cada logro que hoy alcanzo.

A mis mejores amigos, Wilson Corredor Doria y Lenys Ortega Suárez, por cada consejo, por cada impulso, por cada abrazo y cada palabra que me ayudó a no desistir. Gracias por estar conmigo en las decisiones difíciles, por recordarme mi valor y por acompañarme con lealtad y cariño en este camino.

A Venus, que con su presencia fiel me acompañó en desvelos, silencios y jornadas interminables; su alegría, siempre intacta, fue un descanso para el alma y un recordatorio de amor incondicional.

A Lymon, sin ustedes, este camino simplemente no habría sido posible. Su amistad fue refugio cuando el frío apretaba, fue impulso constante cuando las fuerzas flaqueaban. Gracias por creer en mí cuando yo dudaba, por no dejar que me rindiera y por caminar a mi lado hasta el final de cada jornada.

Este nuevo logro es para ustedes, porque todo lo que he alcanzado lleva un pedacito de su amor, de su fe y de su fuerza. Y prometo seguir luchando, seguir creciendo, y seguir avanzando, para hacerlos sentir orgullosos hoy, mañana y siempre, sin importar dónde estén. Ivana Carolina Mangones Arteaga

AGRADECIMIENTOS

A Dios, principio y sostén de cada uno de mis pasos. A Él agradezco la sabiduría puesta en mi mente, la fortaleza sembrada en mi corazón y la serenidad que me permitió avanzar incluso en los momentos en que sentí que el camino se volvía cuesta arriba. Gracias por abrir puertas y por iluminar mis decisiones.

A mis padres, mi gratitud eterna. Su apoyo incondicional, sus consejos, su paciencia y su fe en mis capacidades fueron la fuerza que me impulsó a continuar. Cada palabra de aliento se convirtió en una razón más para seguir adelante. Gracias por enseñarme que la dedicación, el respeto y el esfuerzo son las bases de toda meta alcanzada.

A la Universidad de Córdoba, por confiar en este proyecto y brindar la financiación que hizo posible su desarrollo. Gracias por ser un espacio donde pude formarme, crecer y construir las herramientas necesarias para este camino profesional.

A la Asociación de Pequeños Productores Agrícolas de Segovia, y en especial al señor Arnulfo Sierra, por abrir las puertas de una de sus unidades productivas y permitir la ejecución de este estudio. Gracias por su disposición, su colaboración generosa y por aportar, desde su experiencia, a la realización de un proyecto que no solo me formó como profesional, sino también como persona.

A todo el cuerpo docente de la Facultad, por su entrega y por acompañar cada etapa de mi proceso académico. En especial, a mi tutor Dairo Pérez, por su confianza, orientación y profesionalismo; a los jurados Andrés Álvarez y Humberto Narváez, cuyas observaciones fortalecieron significativamente este trabajo; y al ingeniero César, por su oportuna disposición y apoyo en el laboratorio. Su guía y colaboración conjunta fueron esenciales para la solidez de este proyecto.

A mis compañeros de carrera, quienes hicieron más llevadera esta etapa con su cercanía, sus palabras de ánimo y las risas que alivianaban los días más complejos. Gracias por su motivación constante y por caminar conmigo cuando la carga parecía más pesada. A mi compañero de tesis Ángel Benítez, por confiar en mí para emprender este reto juntos. Gracias por tu compromiso incansable, por los desvelos compartidos, por levantarme en los momentos difíciles y por sostener siempre la fe en lo que éramos capaces de lograr. A mis amigos, Daniela Lyons y Camilo Monterroza, quienes fueron luz en mis días difíciles. Gracias por su motivación constante, por las risas que devolvieron claridad a los momentos más pesados y por su apoyo sincero, que siempre llegó justo cuando más lo necesitaba. Este logro también lleva su esencia, porque sin ustedes, el camino habría sido mucho más difícil. A OT, que se convirtió en una pequeña curita emocional cuando más la necesitaba, en compañía inesperada en mis madrugadas y en una fuente de ánimo en los días más grises.

A Milo, por escucharme cuando necesitaba desahogarme, por ofrecer claridad cuando me sentía perdida, por ser crítico cuando era necesario y apoyo cuando más lo requería. Gracias por acompañar este proceso con paciencia, guía y humanidad.

Finalmente, agradezco a todas las personas que, de una u otra manera, aportaron a este proyecto y a mi formación. Cada gesto, cada palabra y cada enseñanza dejaron una huella en mí. Este trabajo es también fruto de su apoyo y de la confianza que depositaron en mi camino. Ivana Carolina Mangones Arteaga

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 17

1.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................... 19

2.

JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................... 21

3.

MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 23

3.1

GENERALIDADES DEL CULTIVO DE ÑAME ............................................... 23

3.1.1

Historia e importancia. ................................................................................... 23

3.1.2

Características del cultivo .............................................................................. 23

3.1.3

Cultivo de ñame en Colombia ........................................................................ 24

3.2.

EL ÑAME ESPINO (Dioscorea rotundata Poir.). ................................................ 25

3.3.

CONDICIONES EDAFOCLIMÁTICAS FAVORABLES. ................................. 25

3.4

FERTILIZACIÓN EN EL CULTIVO DE ÑAME ............................................... 26

3.5

LA FERTILIZACIÓN Y LA BIODIVERSIDAD EDÁFICA .............................. 26

4.

OBJETIVOS ................................................................................................................. 28

4.1

OBJETIVO GENERAL ........................................................................................ 28

4.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 28

5.

HIPÓTESIS .................................................................................................................. 29

6.

METODOLOGÍA ......................................................................................................... 30

6.1

LOCALIZACIÓN ................................................................................................. 30

6.2

MATERIAL DE SIEMBRA ................................................................................. 30

6.3

DISEÑO EXPERIMENTAL Y MANEJO DEL EXPERIMENTO ...................... 30

6.4

PROCEDIMIENTO .............................................................................................. 32

6.4.1

Determinación del efecto de los tipos de fertilización sobre la biodiversidad edáfica en ñame espino. ................................................................................................ 32

6.4.2.

Evaluación del efecto de los tipos de fertilización sobre las propiedades químicas del suelo y del contenido nutricional (N, P, K, Ca y Mg) del tejido vegetal de ñame espino. ................................................................................................................. 34

6.4.3.

Análisis del efecto de los diversos tipos de fertilización sobre la relación entre el rendimiento y parámetros químicos del suelo y contenido nutricional del tejido foliar.

6.5

TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO ................. 34

7.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 36

7.1

DETERMINACIÓN DEL EFECTO DE LOS TIPOS DE FERTILIZACIÓN

SOBRE LA BIODIVERSIDAD EDÁFICA EN ÑAME ESPINO. ................................. 36

7.1.1

Riqueza de artrópodos .................................................................................... 36

7.1.2

Índices de biodiversidad ................................................................................. 37

7.1.3

Microflora ...................................................................................................... 39

7.2

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE LOS TIPOS DE FERTILIZACIÓN SOBRE

LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO Y DEL CONTENIDO NUTRICIONAL

(N, P, K, Ca Y Mg) DEL TEJIDO VEGETAL ................................................................ 41

7.2.1

Propiedades químicas del suelo. .................................................................... 41

7.2.2

Contenido nutricional del tejido vegetal. ....................................................... 45

7.3

DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN ENTRE EL RENDIMIENTO DEL

CULTIVO CON LOS PARÁMETROS QUÍMICOS DEL SUELO Y EL CONTENIDO

NUTRICIONAL (N, P, K, Ca, Y Mg) DEL TEJIDO VEGETAL BAJO LOS DIVERSOS TIPOS DE FERTILIZACIÓN. ................................................................ 49

7.3.1

Correlación entre el contenido en el tejido vegetal y el rendimiento. ............ 49

7.3.2

Correlación entre el contenido en el suelo y el rendimiento .......................... 51

7.3.3

Correlación entre el contenido de nutrientes en el suelo y en el tejido vegetal

52

8.

CONCLUSIONES ........................................................................................................ 54

9.

RECOMENDACIONES ............................................................................................... 55 REFERENCIAS ................................................................................................................... 56 ANEXOS.............................................................................................................................. 62

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Descripción de tratamientos del experimento. ...................................................... 31 Tabla 2. Dosis de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y microelementos (Cu, Zn y B) en kg/ha y en g/planta. .............................................................................................................. 31 Tabla 3. Fraccionamiento de la fertilización química a base de macronutrientes (N, P y K) y micronutrientes (Cu, Zn y B). ........................................................................................... 32 Tabla 4. Indicadores de biodiversidad asociados con las métricas de riqueza y diversidad a evaluados en el experimento. ............................................................................................... 32 Tabla 5. Comparación de la riqueza de órdenes de artrópodos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino según la prueba no paramétrica de Friedman. ....................... 36 Tabla 6. Promedios de la riqueza de órdenes de artrópodos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino................................................................................................. 37 Tabla 7. Cuadrados medios y nivel de significancia de la respuesta de los índices de biodiversidad de Shannon y Simpson de los artrópodos del suelo bajo diferentes tipos de fertilización en ñame espino................................................................................................. 37 Tabla 8. Promedios de los índices de Shannon y Simpson de los artrópodos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino. ....................................................................... 38 Tabla 9. Comparación de la abundancia de bacterias y hongos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino, según la prueba no paramétrica de Friedman. .................. 39 Tabla 10. Promedios de la abundancia de bacterias y hongos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino................................................................................................. 40 Tabla 11. Cuadrados medios y diferencias estadísticas del análisis de varianza de las variables pH, materia orgánica del suelo (MOS), P, K, Ca y Mg en el suelo bajo cultivo de ñame espino en respuesta a varios tipos de fertilización...................................................... 41 Tabla 12. Cuadrados medios y diferencias estadísticas del análisis de varianza de las variables N, P, K, Ca y Mg en el tejido foliar de ñame espino en respuesta a varios tipos de fertilización. ......................................................................................................................... 45 Tabla 13. Correlación entre el contenido nutrimental en el tejido foliar y los componentes del rendimiento del cultivo de ñame espino. ........................................................................ 50 Tabla 14. Matriz de correlación entre los contenidos de nutrientes en suelo (pH, MOS, P, K, Ca y Mg) y las variables de rendimiento del cultivo de ñame espino bajo diferentes tratamientos de fertilización. ................................................................................................ 51 Tabla 15. Matriz de correlación entre los contenidos de nutrientes en suelo (pH, MOS, P, K, Ca y Mg) y el contenido de nutrientes en el tejido foliar. ............................................... 52

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Respuesta de las propiedades químicas del suelo en el cultivo de ñame espino ante la aplicación de distintos tratamientos de fertilización: pH (A), materia orgánica del suelo - MOS (B), fósforo (C), potasio (D), calcio (E) y magnesio (F). ............................... 42 Figura 2. Respuesta de los nutrientes en el tejido foliar de ñame espino a la aplicación de varios tipos de fertilizante: nitrógeno (A), fosforo (B), potasio (C), calcio (D) y magnesio (E). ........................................................................................................................................ 46

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A. Análisis químico del suelo realizado antes del establecimiento del experimento.

.............................................................................................................................................. 62

Anexo B. Estructura del experimento en campo tras la aplicación de los principios de aleatorización, bloqueo y repetición. Vereda Tomalí, municipio de Sampués, Sucre. ........ 63 Anexo C. Establecimiento e incorporación del frijol caupí al inicio de la fase de floración.

.............................................................................................................................................. 63

Anexo D. Siembra de ñame espino en las parcelas experimentales. ................................... 64 Anexo E. Aplicación de lombriabono en las parcelas del experimento. ............................. 64 Anexo F. Aplicación de fertilizantes químicos en el área experimental. ............................ 64 Anexo G. Elementos menores utilizados en el desarrollo del experimento. ....................... 65 Anexo H. Fertilizante químico empleado en el experimento. ............................................. 65 Anexo I. Muestreo de la fauna edáfica mediante el método de monolitos de 20 × 20 × 20 cm en las parcelas experimentales. ...................................................................................... 65 Anexo J. Toma de muestras en las parcelas experimentales. .............................................. 66 Anexo K. Muestras recolectadas para análisis de tejido vegetal. ........................................ 66 Anexo L. Determinación del peso del tubérculo cosechado................................................ 67 Anexo M. Evidencias del análisis de fauna edáfica en laboratorio ..................................... 67 Anexo N. Embudo de Berlesse para la extracción de la macrofauna y mesofauna del suelo.

.............................................................................................................................................. 68

RESUMEN

El cultivo de ñame espino (Dioscorea rotundata Poir.) es un sistema productivo de gran importancia para pequeños y medianos agricultores del Caribe colombiano; sin embargo, su productividad se ve limitada por prácticas tradicionales, baja tecnificación y degradación progresiva del suelo. Este estudio evaluó el efecto de nueve modelos de fertilización (química completa y parcial, abono verde con frijol caupí, fertilización orgánica con lombriabono y combinaciones de estos) sobre la biodiversidad edáfica, las propiedades químicas del suelo, la nutrición foliar y el rendimiento del cultivo en condiciones reales de producción en Sampués (Sucre). Los tratamientos con fuentes orgánicas, solas o combinadas, generaron incrementos significativos (𝑝 < 0,001) en la materia orgánica del suelo (MOS) y el K intercambiable, además de efectos en Mg (𝑝 < 0,05), mientras que pH, P y Ca se mantuvieron estables durante el periodo de evaluación. El análisis foliar mostró diferencias significativas en todos los nutrientes: el N fue mayor en la fertilización química completa, el abono verde elevó el K foliar y los tratamientos orgánicos favorecieron mayores concentraciones de Ca y Mg. No se observaron diferencias en la biodiversidad edáfica (𝑝 > 0,05), evidenciando una baja respuesta a corto plazo. Las correlaciones entre nutrientes del suelo, nutrición foliar y rendimiento fueron bajas, indicando la influencia de factores adicionales. En conclusión, los modelos con fertilización orgánica mejoraron la calidad química del suelo y la nutrición foliar, aunque los efectos sobre el rendimiento requieren mayor tiempo para consolidarse en condiciones de sabana seca.

Palabras clave: abono verde, materia orgánica del suelo (MOS), rendimiento del cultivo, nutrición foliar, biodiversidad edáfica.

ABSTRACT

White yam (Dioscorea rotundata Poir.) is a highly important production system for small and medium-sized farmers in the Colombian Caribbean; however, its productivity is limited by traditional practices, low levels of technification, and progressive soil degradation. This study evaluated the effect of nine fertilization models (complete and partial chemical, green manure with cowpeas, organic fertilization with vermicompost, and combinations thereof) on soil biodiversity, soil chemical properties, foliar nutrition, and crop yield under real production conditions in Sampués (Sucre). Treatments with organic sources, alone or in combination, generated significant increases (p < 0.001) in soil organic matter (SOM) and exchangeable K, as well as effects on Mg (p < 0.05), while pH, P, and Ca remained stable during the evaluation period. Foliar analysis showed significant differences in all nutrients: N was higher in complete chemical fertilization, green manure increased foliar K, and organic treatments favored higher concentrations of Ca and Mg. No differences were observed in soil biodiversity (p > 0.05), showing a low short-term response. Correlations between soil nutrients, foliar nutrition, and yield were low, indicating the influence of additional factors. In conclusion, organic fertilization models improved soil chemical quality and foliar nutrition, although the effects on yield require more time to consolidate in dry savanna conditions.

Keywords: green manure, soil organic matter (SOM), crop yield, foliar nutrition, soil biodiversity.

INTRODUCCIÓN

El ñame espino (Dioscorea rotundata Poir.) es uno de los cultivos de mayor importancia económica y social en el Caribe colombiano, donde constituye una fuente fundamental de alimento e ingresos para pequeños y medianos productores. Más de 30.000 hogares dependen directamente de su producción (MADR, 2020), y en los últimos años el cultivo ha adquirido relevancia en los mercados de exportación, especialmente hacia Estados Unidos y países del Caribe insular (Agronet, 2022; FAO, 2024). Sin embargo, a pesar de su potencial comercial y su arraigo cultural, la productividad del ñame continúa siendo limitada debido a prácticas agrícolas poco tecnificadas, suelos degradados y deficiencias nutricionales recurrentes (Martínez et al., 2021).

En los sistemas tradicionales del Caribe seco, la mayoría de productores cultiva en pequeñas parcelas sin análisis de suelos ni criterios técnicos que orienten el manejo nutricional del cultivo. Se ha reportado que alrededor del 75 % de los productores no fertiliza sus cultivos y que tan solo un 7 % incorpora materia orgánica (Martínez et al., 2021). Esta situación ha contribuido a la disminución de nutrientes esenciales para esta especie como nitrógeno (N) y potasio (K) (Rodríguez, 2000), así como a la reducción de la biodiversidad edáfica (Orduz et al., 2020), afectando la sostenibilidad de los sistemas productivos. Aunque diversos estudios han demostrado que la combinación de fuentes orgánicas y minerales puede mejorar la salud del suelo y el rendimiento en especies del género Dioscorea (Eze y Orkwo, 2010), la información disponible en la actualidad para D. rotundata Poir. en Colombia es aún limitada y poco actualizada, lo que dificulta formular recomendaciones a los productores sobre el manejo adecuado para las condiciones particulares de la región.

La necesidad de generar conocimiento local sobre alternativas de fertilización que contribuyan al mejoramiento nutricional del cultivo y a la sostenibilidad de los suelos motivó el desarrollo del presente estudio. Bajo condiciones reales de producción en la vereda Tomalí, municipio de Sampués (Sucre), se evaluaron diferentes modelos de fertilización: químicos, orgánicos, abonos verdes y combinados, y se analizaron sus efectos sobre las propiedades químicas del suelo, la biodiversidad edáfica, la composición nutricional del tejido foliar y el rendimiento del ñame espino. El enfoque metodológico consideró mediciones en campo y laboratorio que permitieron establecer relaciones entre la disponibilidad de nutrientes en el suelo, su absorción por la planta y las respuestas productivas del cultivo.

De forma general, los resultados mostraron que la biodiversidad de artrópodos, bacterias y hongos no presentó variaciones significativas entre los tratamientos, lo que coincide con investigaciones que indican que las comunidades microbianas del suelo presentan respuestas lentas y procesos de recuperación que pueden tardar varios años o incluso décadas (Zhang et al., 2024; Callaham et al., 2017). Por el contrario, algunas propiedades químicas, como materia orgánica, potasio y magnesio, evidenciaron mejoras bajo tratamientos con fuentes orgánicas y se registraron diferencias significativas en la composición nutricional del tejido foliar. No obstante, las correlaciones entre estas variables y el rendimiento fueron débiles, lo

que sugiere que la productividad del cultivo estuvo influenciada por una interacción compleja de factores edáficos y fisiológicos.

Los hallazgos obtenidos permiten fortalecer la comprensión del comportamiento del ñame espino en condiciones de sabana seca y constituyen una base técnica para orientar prácticas de manejo nutricional más eficientes y sostenibles, apoyando así el desarrollo productivo de uno de los cultivos más representativos del Caribe colombiano.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El cultivo del ñame espino (Dioscorea rotundata Poir.) en el municipio de Sampués, Sucre, enfrenta diversos desafíos que impactan tanto en la productividad como la sostenibilidad de este sistema productivo. A pesar de ser una fuente vital de ingresos y alimento para numerosas familias en la región Caribe colombiana, donde más de 30.000 hogares dependen de esta especie como parte fundamental de su economía y seguridad alimentaria (MADR, 2020), el rendimiento potencial del ñame espino está comprometido por múltiples prácticas agrícolas inadecuadas, acompañadas de un conocimiento limitado sobre las necesidades nutricionales especificas del cultivo (Cámara de Comercio de Sincelejo 2020; Martínez et al., 2021).

En esta región, el cultivo se desarrolla principalmente en pequeñas parcelas con bajos niveles tecnológicos y sin planificación nutricional del suelo. Según Martínez et al. (2021), el 75% de los productores de ñame no realizan ningún tipo de fertilización ni análisis de suelos, y solo el 7% utiliza materia orgánica como fuente de fertilización. Aunque en muchos casos no se realiza ningún tipo de manejo nutricional, en otros se aplican técnicas de fertilización de manera incorrecta o sin criterios técnicos. Esta situación lleva a la degradación del suelo debido al agotamiento de nutrientes esenciales, como el nitrógeno (N) y el potasio (K), elementos fundamentales para el desarrollo del ñame (Lebot, 2020).

La variabilidad en las propiedades químico-biológicas del suelo, sumada a la ausencia o uso inadecuado de técnicas de fertilización, afecta negativamente la calidad y cantidad de los tubérculos producidos. El manejo incorrecto o la falta de fertilización no solo comprometen la salud del cultivo, sino que también deterioran la fertilidad, la estructura y la biodiversidad del suelo (Orduz et al., 2020), intensificando las carencias nutricionales del ñame. Diversos estudios han demostrado que la falta de fertilizantes se traduce en una reducción significativa del rendimiento, con menores volúmenes de tubérculos cosechados frente a parcelas adecuadamente nutridas (Eze y Orkwo, 2010; Hgaza et al., 2010). Esta situación es especialmente crítica en suelos de sabana, pobres en nutrientes, donde la ausencia de fertilización limita el crecimiento vegetativo y disminuye la productividad (Diby et al., 2011). Además, sin aporte externo de nutrientes, la eficiencia en su absorción y utilización se ve afectada, lo que repercute en un menor peso de tubérculos frescos y secos, así como en una menor calidad y capacidad de almacenamiento del producto (Eze y Orkwo, 2010; Diby et al., 2011). Además, la falta de estudios detallados sobre el impacto de diferentes tipos de fertilización en el ñame espino crea una brecha en el conocimiento que impide a los agricultores adoptar prácticas más eficientes y sostenibles. Los últimos estudios significativos sobre la fertilización del ñame en Colombia datan de los resultados de Acosta y Cepeda (1994) en D. alata L. para los suelos del Carmen de Bolívar y Cereté (Córdoba), lo que subraya la urgente necesidad de investigaciones actualizadas (Martínez et al., 2021).

Por lo tanto, la presente investigación se plantea la siguiente pregunta problema: ¿Cómo mejorar la productividad y sostenibilidad del cultivo de ñame espino (D. rotundata Poir.) en el municipio de Sampués, Sucre?

2. JUSTIFICACIÓN

El ñame espino es un cultivo de gran relevancia económica y social en la región Caribe colombiana, donde más de 30.000 familias dependen de su producción para su sustento diario (MADR, 2020). Este proyecto pretende evaluar diferentes prácticas de fertilización y medir su impacto en la productividad del cultivo, ya que mejorar dichas prácticas puede contribuir directamente al aumento de los rendimientos y, en consecuencia, de los ingresos de los agricultores contribuyendo a la seguridad alimentaria de la región. En un país como Colombia, donde la agricultura juega un papel crucial en la economía rural, estos esfuerzos cobran especial importancia.

Por otra parte, la investigación puede contribuir a una gestión más sostenible de los recursos del suelo. La fertilización adecuada en el cultivo no solo mejora su rendimiento, sino que también puede mantener e incluso mejorar la salud del suelo a largo plazo. Esto incluye la conservación de su estructura, la retención de nutrientes y el fomento de la biodiversidad microbiana, elementos esenciales para una agricultura más eficiente y sostenible. Según la FAO (2015), la degradación del suelo es uno de los principales desafíos ambientales a nivel mundial, ya que reduce la productividad agrícola y pone en riesgo la sostenibilidad de los sistemas de producción, por lo que es necesario implementar prácticas de manejo y fertilización que mantengan la salud del suelo y aseguren la producción a largo plazo. Además, este estudio puede proporcionar una base científica sólida para la formulación de políticas agrícolas y programas de extensión que apoyen a los agricultores en la adopción y escalamiento de mejores prácticas. La información obtenida en esta investigación puede ser utilizada para desarrollar recomendaciones a nivel local, optimizando el uso de fertilizantes y recursos naturales, y asegurando la sostenibilidad del cultivo de ñame espino. Aunque el estudio se centra en una región particular, sus hallazgos podrían ser transferibles a otros contextos o modelos orgánicos y/o agroecológicos, contribuyendo así al fortalecimiento de una agricultura más eficiente y sostenible, en concordancia con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). En particular, este trabajo se articula con el ODS 2: Hambre Cero, al promover prácticas de fertilización que incrementan la productividad del cultivo de ñame espino y fortalecen la seguridad alimentaria; con el ODS 12: Producción y Consumo Responsables, al fomentar el uso eficiente y racional de los fertilizantes y los recursos del suelo; y con el ODS 15: Vida de Ecosistemas Terrestres, al contribuir a la conservación y mejora de la salud del suelo como componente clave de los sistemas agrícolas sostenibles

(ONU, 2015).

Estudios recientes en ñame realizados en otras regiones evidencian los efectos positivos de la fertilización sobre los suelos, así como en la fisiología y rendimiento del cultivo. Por ejemplo, Osundare (2014) encontró una respuesta positiva del rendimiento de ñame tras el asocio con frijol; Law-Ogbomo y Reminson (2007), encontraron un buen rendimiento con la aplicación de dosis altas de triple 15; y Nwaoguala y Law-Ogbomo (2018), reportan una respuesta del rendimiento con la aplicación de abonos orgánicos.

Los resultados de esta investigación buscan llenar el vacío existente sobre el manejo de la fertilización en ñame, de manera que pueden proporcionar recomendaciones prácticas para los agricultores de la región que pueden ayudar a posicionar al ñame espino colombiano en mercados internacionales, mejorando su competitividad y potencial de exportación. Al asegurar que los tubérculos producidos sean de alta calidad y cultivados de manera sostenible, se pueden abrir nuevas oportunidades comerciales, beneficiando no solo a los agricultores, sino también a la economía del país en general.

3. MARCO TEÓRICO

3.1

GENERALIDADES DEL CULTIVO DE ÑAME (Dioscorea spp.)

3.1.1 Historia e importancia. El ñame (Dioscorea spp.) es una planta tropical originaria

de África y Asia, pertenece al género Dioscorea, que incluye tanto especies cultivadas como silvestres dentro de la familia Dioscoreaceae, la cual está compuesta por aproximadamente entre seis y nueve géneros, con alrededor de 600 a 900 especies (Salehi et al., 2019). No obstante, el número de especies reconocidas dentro del género Dioscorea ha sido objeto de discusión, ya que algunos autores, décadas atrás, consideraban que el género no superaba las 200 especies. Esta estimación más conservadora se fundamentaba en el carácter unisexual de sus flores, lo que llevó a que individuos masculinos y femeninos de una misma especie fueran descritos como especies separadas (Ayensu, 1972). Las especies del género Dioscorea se encuentran distribuidas principalmente en zonas húmedas intertropicales. La domesticación del ñame ocurrió de manera independiente en Asia, África y América, con tres fuentes de origen para las seis principales especies comestibles: D. alata L. y D. esculenta (Lour.) Burkill en el Sureste de Asia; D. trífida L. f. en la cuenca amazónica de América del Sur; el complejo D. cayenensis-rotundata Lam & Poir. y D. dumetorum (Kunth) Pax en África Occidental; y D. bulbifera L. en África Occidental y/o el Sureste de Asia (Jiménez et al.,

2012).

El ñame es el tercer tubérculo tropical más importante después de la yuca (Manihot esculenta) y la papa (Solanum tuberosum), conteniendo aproximadamente un 21% de fibras dietéticas, además de ser rico en carbohidratos, vitamina C y minerales esenciales (Sharma et al., 2016). La producción mundial de ñame en 2022 fue de 88´257.159,33 toneladas anuales (FAO, 2024), siendo D. alata L. y D. rotundata Poir. las especies más cultivadas debido a su importancia económica y distribución global (Arnau et al., 2009). Alrededor de

25 especies de Dioscorea son comestibles, 15 tienen usos medicinales y seis son

ornamentales (González, 2012).

3.1.2 Características del cultivo. El ñame (Dioscórea spp.) es una planta monocotiledónea

de la familia Dioscoreácea, cuyo órgano de reserva es el tubérculo. Este género incluye numerosas especies de plantas herbáceas, anuales y dioicas, con flores pequeñas de color rosado o crema. Los frutos son cápsulas dehiscentes y la polinización es entomófila (González, 2012). Las hojas del ñame varían en forma, tamaño y color, siendo usualmente simples con márgenes lisos, ápice puntiagudo, sin pubescencia y con un pecíolo largo que puede ser alado o espinado (González, 2012).

La base del pecíolo puede tener espinas como en D. esculenta (Lour.) Burkill, estructuras en forma de oreja como en D. bulbífera L. y D. alata L., o una inflamación como en D. rotundata Poir. y D. cayenensis Lam. (González, 2012). El tallo del ñame se asemeja a una cuerda, conocido como "bejuco". El ñame espino (D. rotundata Poir.) necesita un soporte para enrollarse, mientras que el ñame criollo (D. alata L.) puede crecer sobre el suelo o enrollarse

alrededor de un soporte. Generalmente, los tallos se enrollan hacia la derecha, siguiendo el mismo sentido de giro de las manecillas del reloj, aunque algunos cultivares lo hacen hacia la izquierda (Tamiru et al., 2008). El color de las hojas es verde, aunque las hojas jóvenes de ñame criollo (D. alata L.) pueden presentar pigmentos de antocianina. Las hojas se disponen de manera opuesta o alterna en el tallo, optimizando la exposición a la luz solar (MAG, 1991). El ñame tiene un sistema de raíces fibroso que crece horizontalmente en los primeros 30 cm del suelo, aunque algunas raíces pueden profundizar hasta 1 metro. Este sistema se desarrolla principalmente en las primeras seis semanas de vida de la planta, con raíces principales emergiendo del cormo y otras del tubérculo (González, 2012).

3.1.3 Cultivo de ñame en Colombia. En Colombia, el ñame es un cultivo clave para los

pequeños y medianos agricultores, proporcionando ingresos y empleo en las zonas rurales (Reina, 2012). La producción y el consumo de ñame se concentran principalmente en la región Caribe, donde alrededor de 30.000 familias se dedican a su cultivo (MADR, 2020).

En Colombia se pueden encontrar varias especies de ñame, como el ñame criollo (Dioscorea alata L.), ñame espino (D. rotundata Poir), ñame papa (Dioscorea bulbífera L.), ñame azúcar (D. esculenta [Lour.] Burk.), y ñampin (Dioscorea trifida L.f.). Entre estas, D. alata L. y D. rotundata Poir. son las más importantes tanto por la extensión de área sembrada como por la demanda de sus tubérculos. De la producción total de ñame en el país, se estima que 17,7 % se destina al autoconsumo, 4,2 % se utiliza como semilla, y 78,1 % se comercializa en fresco. El uso del ñame en alimentación animal es raro y los procesos de transformación industrial aún no se realizan a gran escala (Corpoica, 2003).

Según la FAO (2022), Colombia lidera la producción de ñame en América, aportando el 38,6 % (402.358,16 toneladas anuales), seguido por Brasil con un 24,27 % y Jamaica con un 19,91 %. De acuerdo con el MADR (2020), la producción nacional de ñame es de 420.773 toneladas anuales, principalmente provenientes de la región Caribe, que es crucial para la seguridad alimentaria y los ingresos de los pequeños agricultores. En esta región, los departamentos de Bolívar, Córdoba y Sucre son los mayores productores, contribuyendo con el 38 % (163.394 toneladas anuales), el 35 % (150.829 toneladas anuales) y el 14 % (61.367 toneladas anuales), respectivamente.

En Colombia, se cultivan variedades de ñame como el Criollo, destinado al consumo local; el Diamante 22, para la exportación; y el Espino, una variedad nativa con potencial de obtener mejores precios en los mercados internacionales (MADR, 2020). La variedad Criollo representa la mayor producción con 294,541 toneladas anuales (70 %), seguida por Espino con 67,324 toneladas anuales (16 %) y Diamante con 58,908 toneladas anuales (14 %). En los últimos años, el mercado del ñame colombiano se ha consolidado en destinos como Estados Unidos y Puerto Rico, cada uno representando el 49 % de las exportaciones, con 15.960,50 y 15.940,72 toneladas, respectivamente (MADR, 2020).

3.2.

EL ÑAME ESPINO (Dioscorea rotundata Poir.).

El ñame espino es un cultivo fundamental para pequeños y medianos agricultores, ya que representa la principal fuente de ingresos, empleo rural y alimento en muchas regiones, además de ser un producto de exportación. Su exportación a los mercados de Estados Unidos y Europa genera más de 2,5 millones de dólares anuales para el país (Corpoica, 2003). El ñame espino, conocido internacionalmente como ñame blanco, es el más cultivado en el Caribe colombiano. Sus tubérculos tienen una forma cilíndrica, con piel lisa y marrón, y carne blanca y firme. La función principal del tubérculo es almacenar gránulos de almidón, que son redondeados o elípticos, y esta especie (D. rotundata Poir.) los concentra más que otras (Gamero, 2000). De acuerdo con Agronet (2024), la producción de ñame espino en Colombia alcanzó 99.404,6 toneladas anuales, evaluándose en ocho departamentos, siendo Bolívar quien lidera la producción con 51.122 toneladas (51,43 %), seguido por Córdoba con 34.966,70 toneladas (35,18 %) y Sucre con 9.680 toneladas (9,74 %).

3.3.

CONDICIONES EDAFOCLIMÁTICAS FAVORABLES.

Para lograr una producción exitosa de ñame, es esencial contar con terrenos de relieve plano o con una inclinación leve. Los suelos deben ser profundos, permeables, bien aireados, fértiles y fáciles de trabajar, según Acosta (1980) y Álvarez (2000).

El terreno de cultivo debe satisfacer ciertas condiciones edafoclimáticas para promover el desarrollo adecuado de las plantas. Entre estas condiciones se encuentran una altitud de 0 a 1.300 metros sobre el nivel del mar, precipitaciones anuales entre 1.100 y 1.300 mm, temperaturas de 25 a 35ºC y humedad relativa del 75 al 80%. Además, el suelo ideal debe tener un pH de 5,5 a 6,5, alta capacidad de intercambio catiónico (CIC) y una textura arenosa (Flórez, 2018).

Las altas temperaturas afectan negativamente la acumulación de carbohidratos durante la formación de tubérculos, mientras que temperaturas inferiores a 20ºC desaceleran el metabolismo de la planta, disminuyendo la acumulación de carbohidratos. La temperatura es vital durante el periodo de dormancia, que se prolonga con temperaturas de 15 a 17 ºC. En ambientes fríos, las plantas tienden a ser menos vigorosas y producen menos tubérculos, a diferencia de los climas cálidos que estimulan el crecimiento vegetativo. Un descenso significativo en la temperatura media es necesario para inducir la formación de tubérculos. En cuanto a la luz, las variedades tropicales de ñame requieren mucha luminosidad para una producción máxima, en particular el ñame espino, que necesita más luz debido a su abundante follaje (Álvarez, 2000).

En cuanto a la radiación, Pérez et al. (2015) señalan que el ñame Espino alcanza tasas de fotosíntesis de hasta 18,94 μmoles de 𝐶𝑂₂ 𝑚⁻² 𝑠⁻¹ bajo una radiación fotosintéticamente activa de 1.000 μmoles de fotones 𝑚⁻² 𝑠⁻¹, con variaciones según la etapa fenológica del cultivo. Por su parte Álvarez (2000), indica que las especies tropicales de ñame requieren abundante luz para alcanzar mayores rendimientos y responden favorablemente a

fotoperiodos cercanos a 12 horas o menos. No obstante, un mayor número de horas luz favorece el crecimiento vegetativo, pero poca acumulación de sustancias de reserva en el tubérculo.

3.4

FERTILIZACIÓN EN EL CULTIVO DE ÑAME

La fertilización del cultivo de ñame (Dioscorea spp.) es un proceso crítico para asegurar su óptimo crecimiento y rendimiento. La adecuada aplicación de nutrientes debe estar fundamentada en un análisis químico del suelo que permita determinar las cantidades precisas de nutrientes necesarios para satisfacer las demandas específicas de la planta. El ñame es particularmente exigente en potasio, mientras que sus requerimientos de nitrógeno son menores y también necesita fósforo en cantidades adecuadas para un desarrollo saludable (Rodríguez, 2000).

Rodríguez (2000), establece que para mantener la fertilidad del suelo y asegurar un rendimiento sostenible, es imprescindible aplicar al menos la misma cantidad de nutrientes que el cultivo extrae durante la cosecha. Específicamente, se conoce que, por cada 30 toneladas de tubérculos producidos, el ñame extrae 107 kg de nitrógeno, 14 kg de fósforo, 135 kg de potasio, 2 kg de calcio y 7 kg de magnesio por hectárea. Estos valores subrayan la importancia de una fertilización equilibrada y ajustada a las necesidades del cultivo. Además, O'Sullivan (2010) proporciona un desglose detallado de la extracción de nutrientes, indicando que el ñame extrae entre 30 y 76 kg ha-1 de nitrógeno; 0,7 y 8,7 kg ha-1 de fósforo; 26 y 78 kg ha-1 de potasio; 0,5 y 3,3 kg ha-1 de calcio; 1,0 y 4,5 kg ha-1 de magnesio, y 1,5 y 2,7 kg ha-1 de azufre, considerando una producción de 15 t/ha de tubérculos. Estas cifras se traducen en una extracción promedio por tonelada de tubérculo producido de 3,53 kg de nitrógeno, 0,62 kg de fósforo, 4,50 kg de potasio, 0,25 kg de calcio, 0,37 kg de magnesio y 0,28 kg de azufre.

La correcta implementación de un plan de fertilización no solo debe contemplar la reposición de los nutrientes extraídos por el cultivo, sino también la mejora continua de la fertilidad del suelo. Estudios adicionales refuerzan esta necesidad. Eze y Orkwor (2010), han demostrado que la combinación de fertilización orgánica e inorgánica puede aumentar significativamente el rendimiento de D. rotundata Poir., lo que sugiere que un enfoque de fertilización integrado podría ser más beneficioso. Asimismo, Akom et al. (2015) encontraron que la aplicación de biocarbón en conjunto con fertilizantes inorgánicos tuvo un impacto positivo en la masa seca total de la planta, lo que destaca la importancia de considerar las propiedades del suelo y la dinámica de los nutrientes en la planificación de la fertilización.

3.5

LA FERTILIZACIÓN Y LA BIODIVERSIDAD EDÁFICA

La fertilización, especialmente con productos nitrogenados, puede alterar drásticamente la comunidad microbiana del suelo. Estudios como el de Bongers et al. (1990) han demostrado que el aumento en la aplicación de fertilizantes nitrogenados puede llevar a una disminución significativa en la diversidad y abundancia de nematodos, un grupo funcionalmente diverso

de microorganismos del suelo. Esta reducción en la diversidad de nematodos se asocia con una simplificación de las redes tróficas del suelo y una disminución de los procesos ecosistémicos clave, como la descomposición de la materia orgánica.

Wardle (2002), destaca la importancia de entender las interacciones entre los componentes aéreos y subterráneos de los ecosistemas, subrayando que la fertilización puede alterar significativamente estas relaciones. La aplicación excesiva de fertilizantes, especialmente los sintéticos, puede inhibir o eliminar a ciertos microorganismos sensibles a altas concentraciones de nutrientes, reduciendo así la diversidad funcional y la resiliencia del ecosistema del suelo (Lal, 2004). Esta disminución de la diversidad microbiana se traduce en una pérdida de funciones esenciales como la descomposición de materia orgánica y el ciclo de nutrientes.

El uso de abonos orgánicos se reconoce como una práctica efectiva para restaurar y mejorar las propiedades biológicas del suelo en sistemas agrícolas, ya que su incorporación no solo aporta materia orgánica y nutrientes, sino que también estimula la actividad y diversidad de la biota edáfica. Según una revisión científica, “la aplicación repetida de enmiendas orgánicas en suelos de cultivo condujo a una mejora de la biomasa microbiana de hasta 100 % y aumentos en la actividad enzimática de hasta 30 % en comparación con suelos no enmendados”, lo cual destaca el papel de estos insumos en la recuperación de la vida microbiana del suelo y sus funciones ecológicas esenciales para la sostenibilidad del sistema productivo (Aytenew y Bore, 2020). Asimismo, análisis de estudios a nivel global han mostrado que “las enmiendas orgánicas aumentaron significativamente la diversidad de la microbiota del suelo y su funcionalidad en comparación con fertilización mineral”, y que estos incrementos en diversidad y funcionalidad microbiana están positivamente relacionados con la productividad de los cultivos y la estabilidad del suelo (Liu et al., 2022). En conjunto, la evidencia científica respalda que la aplicación de abonos orgánicos contribuye de manera significativa a la restauración y mantenimiento de la biodiversidad edáfica, representando una estrategia viable para mejorar la salud del suelo y promover sistemas agrícolas más resilientes y sostenibles.

4. OBJETIVOS

4.1

OBJETIVO GENERAL

• Evaluar modelos alternativos de fertilización en el cultivo de ñame espino y su efecto sobre la sostenibilidad del sistema productivo, considerando los parámetros químicosbiológicos del suelo y la nutrición del cultivo.

4.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Determinar el efecto de los tipos de fertilización sobre la biodiversidad edáfica en el cultivo de ñame espino.

• Evaluar el efecto de los tipos de fertilización sobre las propiedades químicas del suelo y del contenido nutricional (N, P, K, Ca y Mg) del tejido vegetal de ñame espino. • Analizar la relación entre el rendimiento del cultivo de ñame espino y los parámetros químicos del suelo y del tejido foliar (N, P, K, Ca y Mg), bajo diferentes tipos de fertilización.

5. HIPÓTESIS

Los diferentes tipos de fertilización aplicados influyen significativamente sobre las propiedades químico-biológicas del suelo y en el contenido nutricional del cultivo de ñame Espino (D. rotundata Poir.) en Sampués (Sucre), mejorando la calidad del suelo y el rendimiento del cultivo.

6. METODOLOGÍA

6.1

LOCALIZACIÓN

La investigación se llevó a cabo en la vereda Tomalí, perteneciente al municipio de Sampués, departamento de Sucre, dentro de la subregión de La Sabana. Este municipio está situado a una altitud de 202 metros sobre el nivel del mar, con coordenadas: 9º 15’ de latitud norte y 71º 22’ longitud oeste, respecto al meridiano de Greenwich. En cuanto a las características edafoclimáticas, la zona presenta una precipitación anual promedio de 1.285,55 ± 201,24 mm, una humedad relativa del 82,54 ± 1,11 %, y una temperatura media anual de 27,3 ± 0,434 ºC. Según el sistema de clasificación de Holdridge, esta zona productiva se identifica como bosque seco tropical (bs-T) (IDEAM, 2025).

Esta investigación contó con el apoyo de la Asociación de Pequeños Productores Agrícolas de Segovia (Nit. 900971816), de manera que se desarrolló en la unidad productiva de uno de sus integrantes.

6.2

MATERIAL DE SIEMBRA

Se utilizó material de ñame espino (Dioscorea rotundata Poir.) del cultivar "Bejuco verde", empleando semillas con un peso aproximado de 150 g. Antes de la siembra, este material fue sometido a un proceso de desinfección para prevenir posibles enfermedades que puedan afectar su desarrollo temprano. Este procedimiento consistió en preparación de una solución preventiva a base de un fungicida (Dithane), donde fueron sumergidas las semillas durante cinco minutos y sembradas durante las siguientes 24 horas.

Por otra parte, se empleó como abono verde el cultivar de frijol caupí (Vigna unguiculata [L.] Walp.) “Missouri”. Este cultivar, caracterizado por su crecimiento arbustivo, fue sembrado al inicio de las primeras lluvias con una distancia de 0,4 m entre surcos y 0,25 m entre plantas. Una vez que el frijol caupí alcanzó su máxima biomasa (etapa de floración), se procedió a su incorporación en el suelo.

6.3

DISEÑO EXPERIMENTAL Y MANEJO DEL EXPERIMENTO

Se empleó un diseño experimental de bloques completos al azar con un factor de nueve tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos incluyeron un testigo (sistema tradicional del productor, sin aplicación de fertilizantes - T0) y ocho tratamientos adicionales que combinaron fertilizantes químicos, abonos orgánicos y abonos verdes, según se detalla en la Tabla 1.

Tabla 1. Descripción de tratamientos del experimento.

Tratamiento Representación Descripción T0 SF Sin ningún tipo de fertilización.

T1 FQ Fertilización química (macro + micronutrientes) T2 AV Abono verde (frijol caupí) T3 AV + FQ (P+K) Abono verde (frijol caupí) + fertilización química (P+K) T4 AV + FQ (N+P+K) + EM Abono verde (frijol caupí) + fertilización química (N+P+K) + elementos menores T5 FO Fertilización orgánica (lombriabono) T6 FO + FQ (P+K) Fertilización orgánica (lombriabono) + fertilización química (P+K) T7 FO + FQ (N+P+K) + EM Fertilización orgánica (lombriabono) + fertilización química (N+P+K) + elementos menores T8 FO + AV Fertilización orgánica (lombriabono) + abono verde Cada unidad experimental estuvo compuesta por parcelas de 4,8 m de ancho por 6 m de largo, lo que equivale a un área efectiva de 28,8 m² (Anexo A). En estas parcelas se establecieron cuatro líneas de siembra, separadas por 1,2 m, con una distancia de 0,5 m entre plantas. El experimento se llevó a cabo con una baja dependencia de agroquímicos, y el dosel de las plantas se apoyó sobre un tutor muerto (vara de 1,5 m), que proporcionó soporte a dos plantas adyacentes.

La fertilización orgánica de los tratamientos que incluyan lombriabono, se realizó con la incorporación de este abono en la siembra con 0,5 kg por planta. En cuanto a la fertilización química, con base a la información del análisis químico de suelo, se definió un plan de fertilización con macronutrientes (N, P y K) y elementos menores (Cu, Zn y B), siguiendo las dosis especificadas en la Tabla 2.

Tabla 2. Dosis de nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y microelementos (Cu, Zn y B) en kg/ha y en g/planta.

N-Urea P-P2O5 K-K2O Cu Zn B kg ha-1

150

90

200

3

3

2

Estos fertilizantes fueron fraccionados en tres aplicaciones, siendo la primera realizada a los 30 días después de la siembra y las restantes cada mes. La totalidad del fósforo se aplicó en la primera fertilización; el nitrógeno y el potasio se fraccionaron durante las tres aplicaciones

(30% en la primera, 30% en la segunda y 40% en la tercera); y los elementos menores se aplicaron en el segundo (50%) y tercer fraccionamiento (50%) (Tabla 3). Los fertilizantes fueron mezclados de acuerdo a los tratamientos definidos, conservando las dosis.

Tabla 3. Fraccionamiento de la fertilización química a base de macronutrientes (N, P y K) y micronutrientes (Cu, Zn y B).

Fertilizante Primera Segunda Tercera Urea

30%

30%

40%

P2O5

100%

---

---

K2O

30%

30%

40%

Elementos menores

---

50%

50%

6.4

PROCEDIMIENTO

6.4.1 Determinación del efecto de los tipos de fertilización sobre la biodiversidad

edáfica en ñame espino.

El efecto de los tratamientos sobre la biodiversidad de la macro y mesofauna edáfica se evaluó mediante los índices de diversidad, calculados al finalizar el experimento (en precosecha). La biodiversidad de las parcelas se evaluó mediante los índices de riqueza y diversidad. En el componente de riqueza, se determinó la riqueza (S) y el índice de Margalef (DMg), y en el componente de diversidad se determinaron los índices de Shannon (DShannon) y Simpson (DSimpson), tal como se muestran en la tabla 4.

Tabla 4. Indicadores de biodiversidad asociados con las métricas de riqueza y diversidad a evaluados en el experimento.

Indicador Unidad Método de calculo Riqueza de especies Riqueza (S) S=Número total de especies encontradas en la muestra.

Diversidad Diversidad de Shannon (DShannon)

Donde:

pi= Proporción de la abundancia de una especie i, en relación con el total de individuos de todas las especies.

Diversidad de Simpson (DSimpson)

Donde:

pi= Proporción de la abundancia de una especie i, en relación con el total de individuos de todas las especies.

En algunos casos, se suele utilizar el inverso (1/DSimpson) o reciproco de DSimpson (1- DSimpson).

La biodiversidad del experimento no solo se enfocó en el estudio de la macrofauna y mesofauna edáfica sino también en la microfauna edáfica, siendo la biota del suelo, según Altieri (1999), fundamental en el funcionamiento de los sistemas de cultivo. Para la determinación de la macro y mesofauna edáfica se muestreó un monolito de suelo de 20 ×

20 × 20 cm por parcela; antes del análisis se eliminaron los residuos vegetales y otros

materiales que pudieran interferir en la evaluación (Anexo I).

Del suelo colectado para el estudio de la fauna edáfica, se tomó una submuestra de 500 g destinada a la cuantificación de la macrofauna y mesofauna. Los organismos presentes en la muestra de macro y mesofauna edáfica fueron extraídos mediante un embudo de Berlese durante un periodo de 72 horas (Anexo N). En cuanto a la microfauna (bacterias y hongos), se destinó una submuestra de 500 g que fue remitida al Laboratorio de Fitopatología de la Universidad de Córdoba para la determinación de los siguientes parámetros: esporas

micorrízicas por cada 100 g de suelo, unidades formadoras de colonia (UFC) de bacterias solubilizadoras de fosforo y hongos solubilizadores de fosfato por mililitro.

Los artrópodos (macro y mesofauna edáfica) se caracterizaron a nivel de orden, mientras que la microflora (hongos y bacterias) se evaluó en términos de abundancia y diversidad de morfotipos, esta última únicamente para bacterias.

6.4.2. Evaluación del efecto de los tipos de fertilización sobre las propiedades químicas

del suelo y del contenido nutricional (N, P, K, Ca y Mg) del tejido vegetal de ñame espino. Se analizó la respuesta de las propiedades químicas del suelo y el contenido nutricional de las plantas en el tejido foliar bajo los diferentes tratamientos. Para evaluar las propiedades químicas del suelo, se extrajo una muestra a una profundidad de 0-20 cm antes de iniciar el experimento y otra al finalizarlo (en la etapa de precosecha), tomando una por cada unidad experimental. Estas muestras fueron remitidas al Laboratorio de Suelos y Aguas de la Universidad de Córdoba para determinar los siguientes parámetros: pH, capacidad de intercambio catiónico (CICe), materia orgánica del suelo – MOS (%), macronutrientes intercambiables (Ca, Mg, K y Na), azufre y fósforo disponible.

Respecto al contenido del tejido vegetal, se midió la concentración de nitrógeno, fósforo y potasio en las hojas durante la fase de máxima tuberización del ñame, una etapa clave dentro de la fenología del cultivo. Se recogieron muestras de hojas que fueron deshidratadas en una estufa de circulación forzada a 72 °C durante 72 horas, y luego fueron trituradas en un micromolino IKA MSF-1 con una malla de 1 mm. El nitrógeno se cuantificó utilizando el método de Kjeldahl; el fósforo se determinó mediante un método colorimétrico con molibdato de amonio; y el potasio se cuantificó a través de una digestión húmeda con una mezcla de HNO3 y HClO4 en una proporción de 3:1 v/v a 350 °C, siendo cuantificado por espectroscopia atómica en un equipo Pelkin Elmer 3110 (IGAC, 2006).

6.4.3. Análisis del efecto de los diversos tipos de fertilización sobre la relación entre el rendimiento y parámetros químicos del suelo y contenido nutricional del tejido foliar. La cosecha se realizó cuando el follaje mostró un secado mayor al 50%, punto donde el tubérculo alcanza la máxima acumulación de materia seca. En este momento, se recolectaron los tubérculos de uno de los dos surcos centrales de cada unidad experimental, registrando el peso de los tubérculos y el rendimiento en kilogramos por hectárea (kg ha-1). Estos valores fueron asociados con los contenidos de nutrientes en el suelo y en el tejido foliar (N, P y K, Ca y Mg).

6.5

TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los datos de riqueza y microfauna del suelo fueron analizados mediante estadísticas no paramétricas, mediante la prueba de Friedman para comparar los tipos de fertilización, aplicando la prueba post hoc de comparaciones múltiples de Conover. En el caso de los índices de biodiversidad (Shannon y Simpson) se aplicó un diseño en bloques completos al

azar de un factor, donde se aplicó la prueba post hoc de agrupación jerárquica de medias de Scott-Knott, con el propósito de obtener una clasificación clara de los tratamientos sin ambigüedad en la asignación de letras, considerando el elevado número de tratamientos evaluados.

Para los contenidos de N, P, K, Ca y Mg en el tejido vegetal, se aplicó un ANAVA de una via y la prueba de agrupamiento Scott-Knott, cuando se identificaron diferencias estadísticas entre los tratamientos. Por otra parte, estos contenidos se correlacionaron con el peso de tubérculo y el rendimiento mediante el coeficiente de correlación (r) de Pearson.

Los datos fueron procesados utilizando el software estadístico R versión 4.5.1 (R Core Team, 2025) y las gráficas fueron diseñadas y visualizadas con el paquete {ggplot2} (Wickham,

2016).

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

7.1

DETERMINACIÓN DEL EFECTO DE LOS TIPOS DE FERTILIZACIÓN

SOBRE LA BIODIVERSIDAD EDÁFICA EN ÑAME ESPINO.

7.1.1 Riqueza de artrópodos

En cuanto a la riqueza de órdenes de artrópodos presentes en el suelo, no se observaron diferencias estadísticas (p > 0,05) entre los tipos de fertilizante aplicados en el cultivo de ñame (Tabla 5). Entre los órdenes identificados se resaltan Haplotaxida (2,91%), Polydesmida (6,01%), Coleoptera (4,37%), Isoptera (5,83%), Himenóptera (15,66%), Acariformes (35,15%) y Entomobryomorpha (12,57%), donde este número osciló entre tres y siete entre los tipos de fertilización.

Tabla 5. Comparación de la riqueza de órdenes de artrópodos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino según la prueba no paramétrica de Friedman.

Test de Friedman (χ²) GL p-valor

11,86

8

0,158

GL: Grados de libertad.

Si bien no hubo diferencias en la biodiversidad de artrópodos del suelo entre los tratamientos, estos valores oscilaron entre 3,33 y 6,67 órdenes, con 4,53 en promedio (Tabla 6). Diversos estudios han demostrado que los cambios en la comunidad microbiana del suelo ocurren lentamente, lo cual explica por qué no se observaron diferencias significativas en tan corto tiempo de recuperación. En primer lugar, se ha documentado que varios años pueden no ser adecuados para generar alteraciones en la estructura de la comunidad bacteriana del suelo (Zhang et al., 2024).

Tabla 6. Promedios de la riqueza de órdenes de artrópodos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino.

Tratamiento Riqueza T0 3,66 (2,5) a T1 5,33 (6,0) a T2 3,67 (3,0) a T3 5,67 (6,33) a T4 5,33 (5,67) a T5 6,00 (6,17) a T6 5,67 (6,33) a T7 6,67 (6,83) a T8 3,33 (2,17) a Los valores en asteriscos corresponden al promedio de los rangos obtenidos con la prueba de Friedman. Promedios con letras similares no varían estadísticamente (𝑝 > 0,05), según la prueba de comparaciones múltiples de Conover post-Friedman.

Esto indica que los microorganismos no responden de forma inmediata a las modificaciones en el manejo del suelo. Adicionalmente, se ha observado que la respuesta de algunos filos bacterianos puede tardar varios años o incluso décadas antes de recuperarse (Callaham et al., 2017), lo que destaca la naturaleza lenta y progresiva de la recuperación biológica. De manera similar, investigaciones sobre procesos edáficos muestran que ciertos componentes del suelo continúan ajustándose durante largos periodos, considerando que los cambios en el carbono del suelo tienden a ocurrir durante décadas (ClimateXChange, 2022).

7.1.2 Índices de biodiversidad

En el caso de los índices de Shannon y Margalef, estos parámetros no fueron influenciados por los efectos de los tipos de fertilización (𝑝 > 0,05) (Tabla 7). Los índices de Shannon y Simpson registraron un promedio de 1,24 y 0,62, respectivamente (Tabla 8). Según Gliessman et al. (2023), los índices de Shannon cercanos a 0 e índices de Simpson cercanos a 1,0, indican baja biodiversidad, propia de los monocultivos.

Tabla 7. Cuadrados medios y nivel de significancia de la respuesta de los índices de biodiversidad de Shannon y Simpson de los artrópodos del suelo bajo diferentes tipos de fertilización en ñame espino.

Fuente GL Shannon Simpson Bloque

2

0,03646

0,005683

Tratamiento

8

0,08836 ns 0,010133 ns Residuales

16

0,10484

0,013273

GL: Grados de libertad; ns: No hubo diferencias estadísticas entre los tratamientos (𝑝 > 0,05).

Tabla 8. Promedios de los índices de Shannon y Simpson de los artrópodos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino.

Tratamiento Shannon Simpson T0 1,21 a 0,66 a T1 1,50 a 0,71 a T2 1,17 a 0,64 a T3 1,29 a 0,58 a T4 1,54 a 0,76 a T5 1,42 a 0,69 a T6 1,48 a 0,72 a T7 1,61 a 0,75 a T8 1,15 a 0,64 a Promedios con letras similares no varían estadísticamente, según la prueba de Scott-Knott.

Diversas evidencias respaldan que valores bajos de los índices de diversidad alfa (por ejemplo, Shannon) y valores de dominancia relativamente altos (Simpson) sugieren comunidades biológicas simplificadas, lo que es consistente con sistemas agrícolas intensivos o monocultivos y con tiempos de recuperación insuficientes para la biota del suelo. En particular, valores bajos del índice de Shannon reflejan una menor diversidad biológica, al integrar tanto la riqueza como la equitatividad de las comunidades microbianas del suelo, indicando una distribución desigual de los organismos presentes (Gallego et al., 2025). El índice de Simpson confirma esta interpretación. El valor de Simpson varía de 0 a 1, donde el valor de cero (0) representa la diversidad infinita y el valor de uno (1), representa ninguna diversidad (Kiernan, 2022), de modo que valores intermedios-altos reflejan una mayor probabilidad de encuentro intraespecífico, es decir, dominancia de pocos taxones y baja diversidad funcional. Asimismo, la literatura en agroecología y políticas de conservación señala que prácticas como el monocultivo y la falta de rotación reducen la diversidad biológica del sistema (CBD, 2008), lo cual explica la homogenización y la persistencia de especies dominantes.

Por último, el tiempo es un factor clave dentro de la restauración. Muchos componentes del suelo, por ejemplo, el carbono orgánico y sus reservorios asociados a la biota, cambian muy lentamente, de modo que la restauración completa puede requerir periodos largos. Como indica la literatura sobre carbono del suelo, el carbono orgánico puede persistir en el suelo durante décadas, siglos o más (FAO/recursos sobre carbono orgánico), por lo que esperar que índices de diversidad microbiana se normalicen en plazos cortos es poco realista. En conjunto, valores de Shannon bajos (< 1,5), índices de Simpson en rangos de dominancia (0,55–0,75) y antecedentes de manejo en monocultivo apoyan la interpretación de falta de respuesta o de restauración por tiempo insuficiente y por simplificación del sistema biológico.

7.1.3 Microflora

Finalmente, en cuando a la microflora (bacterias y hongos), el test no paramétrico de Friedman indicó que la abundancia de bacterias, así como la diversidad y abundancia de hongos del suelo no fueron influenciadas por el tipo de fertilización (𝑝 > 0,05) (Tabla 9).

Tabla 9. Comparación de la abundancia de bacterias y hongos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino, según la prueba no paramétrica de Friedman.

Variable Test de Friedman (χ²) GL p-valor Abundancia de bacterias (UFC/mL)

13,511

8

0,09543

Diversidad de aislamiento de hongos

7,8964

8

0,4437

Abundancia de hongos (UFC/mL)

13,076

8

0,1093

GL: Grados de libertad.

Como se observa en la Tabla 10, la abundancia de bacterias en el suelo fue elevada, aunque no se detectaron diferencias significativas entre los tipos de fertilización. En cuanto a la diversidad de aislamientos, se identificaron entre uno y tres por tratamiento, registrándose variaciones en su abundancia entre los suelos analizados. Es importante considerar que los efectos de los abonos orgánicos sobre la microbiota del suelo suelen manifestarse de manera progresiva, ya que dependen del aporte sostenido de carbono orgánico y de los procesos de descomposición y estabilización de la materia orgánica. En este sentido, los cambios estructurales en la comunidad microbiana tienden a evidenciarse en el mediano y largo plazo, por lo que el periodo de evaluación del presente estudio pudo no haber sido suficiente para generar modificaciones detectables en la estructura bacteriana del suelo.

La literatura señala que la biomasa y abundancia microbiana están fuertemente influenciadas por el contenido de materia orgánica y las condiciones ambientales, y que las alteraciones en estos indicadores suelen manifestarse de manera gradual, especialmente cuando no se presentan incrementos sustanciales en el carbono orgánico del suelo (Brady y Weil, 2017). Asimismo, Franzluebbers (2016) indica que la materia orgánica del suelo cambia lentamente en el tiempo, lo que explica que las respuestas biológicas a prácticas de manejo no siempre se reflejen en el corto plazo. En consecuencia, la ausencia de diferencias significativas entre tratamientos sugiere una relativa estabilidad biológica frente a los esquemas de fertilización aplicados durante el periodo experimental.

Tabla 10. Promedios de la abundancia de bacterias y hongos del suelo bajo varios tipos de fertilización en ñame espino.

Tratamiento Abundancia de bacterias (UFC/mL) Diversidad de aislamiento de hongos Abundancia de hongos (UFC/mL) T0 5.077.777,77 (6,33) a

2 (4) a

22.222,22 (3) a T1 1.688.888,89 (2,33) a

2 (3,83) a

11.111,11 (3) a T2 1.455.555,56 (3,333) a 1,33 (2) a 11.111,11 (3) a T3 23.349.999,98 (6,00) a 2,67 (5,83) a 33.333,99 (4,83) a T4 2.666.666,67 (4,33) a 2,33 (5,17) a 266.666,67 (7,67) a T5 5.155.555,56 (6,33) a 2,67 (5,83) a

10.000 (7) a

T6 1.933.333,33 (2,67) a 2,67 (5,83) a 88.888,88 (5,67) a T7 4.544.444,44 (5) a 2,67 (5,83) a 1.088.888,88 (7,17) a T8 23.088.888,9 (8,67) a 3,0 (6,67) a 55.555,57 (3,67) a Los valores en asteriscos corresponden al promedio de los rangos obtenidos con la prueba de Friedman. Promedios con letras similares no varían estadísticamente (𝑝 > 0,05), según la prueba de comparaciones múltiples de Conover post-Friedman.

La falta de incremento en la población y biodiversidad de bacterias y hongos en el suelo puede explicarse por distintos factores ecológicos y temporales que limitan la capacidad de respuesta del microbiota edáfico ante cambios de manejo. En primer lugar, el tiempo de evaluación es un elemento decisivo. Como se ha demostrado en estudios recientes, varios años pueden no ser suficientes para generar alteraciones detectables en la estructura de la comunidad bacteriana del suelo, ya que varios años pueden no ser adecuados para generar cambios en la estructura de la comunidad bacteriana (Zhang et al., 2024). Esto significa que los microorganismos tienden a responder lentamente a las modificaciones inducidas por prácticas agrícolas o por procesos de restauración. De igual manera, se ha documentado que algunos grupos microbianos presentan tiempos de recuperación particularmente prolongados. En investigaciones sobre disturbios del suelo, se señala que la respuesta de ciertos filos bacterianos puede tardar varios años o incluso décadas (Callaham et al., 2017), evidenciando que la biota edáfica posee mecanismos de resiliencia a largo plazo, no inmediatos.

A esto se suma la naturaleza conservada y de lenta dinámica de ciertos componentes del suelo que están estrechamente ligados a la actividad microbiana. Por ejemplo, diversos estudios sobre carbono edáfico indican que los cambios en el carbono del suelo tienden a ocurrir durante décadas (ClimateXChange, 2022), por lo que esperar modificaciones rápidas en la abundancia microbiana asociada a este recurso no resulta realista en periodos cortos de tiempo.

Finalmente, factores como el manejo previo del terreno, antecedentes de monocultivo, baja incorporación de materia orgánica o perturbaciones físicas del suelo influyen directamente sobre la estructura microbiana y su capacidad para recuperarse, ya que “las comunidades microbianas del suelo experimentan cambios previsibles pero relativamente lentos en su composición tras modificaciones en el uso del suelo, lo que indica que las respuestas biológicas a perturbaciones ambientales pueden requerir períodos extensos para hacerse detectables” (Louisson et al., 2023). En su conjunto, estas evidencias respaldan que la ausencia de aumentos en la biodiversidad y abundancia de bacterias y hongos no necesariamente representa una falla en el manejo aplicado, sino la consecuencia natural de que los procesos biológicos del suelo operan a escalas temporales largas y requieren más años para reflejar cambios significativos.

7.2

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE LOS TIPOS DE FERTILIZACIÓN SOBRE

LAS

PROPIEDADES

QUÍMICAS

DEL

SUELO

Y

DEL

CONTENIDO

NUTRICIONAL (N, P, K, Ca Y Mg) DEL TEJIDO VEGETAL.

7.2.1 Propiedades químicas del suelo.

El análisis de varianza mostró que los tratamientos de fertilización ejercieron un efecto significativo sobre algunas propiedades químicas del suelo (Tabla 11). En este sentido, se observaron diferencias significativas en las variables materia orgánica del suelo (MOS) y potasio (K) (𝑝 < 0,001 ∗∗∗) y magnesio (Mg) (𝑝 < 0,05 ∗) en respuesta a los tratamientos. En contraste, las variables pH, fósforo (P) y calcio (Ca) no mostraron diferencias estadísticamente significativas atribuibles a los tratamientos (𝑝 > 0,05).

Tabla 11. Cuadrados medios y diferencias estadísticas del análisis de varianza de las variables pH, materia orgánica del suelo (MOS), P, K, Ca y Mg en el suelo bajo cultivo de ñame espino en respuesta a varios tipos de fertilización.

GL: Grados de libertad; *: Diferencias estadísticas al 5% (𝑝 = 0,01 −0,05); ***: Diferencias estadísticas al 0,01% (𝑝 ≤ 0,001).

Si bien el pH (Figura 1A) no fue influenciado por los tratamientos, los valores oscilaron entre 6,60 y 6,80. Estos resultados se explican porque este parámetro no se modifica a corto plazo, dado el efecto buffer del suelo, entendido como un sistema químico que regula la concentración de iones de hidrógeno de manera que, al añadirse pequeñas cantidades de ácido o base, los cambios en el pH no son significativos (Bustamante et al., 2009). En el periodo evaluado, la capacidad amortiguadora natural del suelo evitó modificaciones significativas en el pH, lo que coincide parcialmente con lo reportado por Suja y Sreekumar (2014), quienes Fuente GL pH

MOS

P K Ca Mg Bloque

2

0,31000

0,05237

130861

0,00001

8,287

1,4071

Tratamiento

8

0,01417

0,23824***

7437

0,15276*** 2,335 0,6695* Residuales

16

0.00833

0,02971

5637

0,01849

2,298

0.2504

señalaron que, aunque en los primeros años las diferencias de pH entre sistemas de producción no siempre fueron estadísticamente significativas, tras cinco años de manejo el pH en parcelas con manejo orgánico aumentó significativamente en 0,46 unidades respecto al manejo convencional. Dichos autores atribuyeron este incremento a la eliminación del uso de fertilizantes amoniacales y al aporte de cationes provenientes de abonos verdes, estiércol, torta de neem y ceniza, que contribuyen a neutralizar la acidez del suelo y mejorar su fertilidad.

Barras (promedios ± desviación estándar) con letras iguales no varían estadísticamente, según la prueba Scott- Knott.

Figura 1. Respuesta de las propiedades químicas del suelo en el cultivo de ñame espino ante la aplicación de distintos tratamientos de fertilización: pH (A), materia orgánica del suelo - MOS (B), fósforo (C), potasio (D), calcio (E) y magnesio (F).

En cuanto a los contenidos de materia orgánica del suelo (Figura 1B), los tratamientos T5 y T6 registraron los valores más altos, con un promedio de 2,65%; seguido de los tratamientos T1, T2, T3, T4, T7 y T8, con un valor promedio de 2,24%. Finalmente, el tratamiento T0 presentó el menor contenido de materia orgánica, con un valor de 1,72%. Estos resultados evidencian el efecto positivo de las enmiendas orgánicas sobre el contenido de materia orgánica del suelo, subrayando su papel en la mejora de la calidad edáfica.

Este comportamiento coincide con lo reportado por Agbede et al. (2013), quienes observaron que la aplicación de fertilizantes orgánicos, especialmente estiércol de ave y su combinación con ceniza de racimo de palma, incrementó significativamente el contenido de carbono orgánico en comparación con tratamientos sin fertilización o con fertilización química aplicada de forma aislada. Según los autores, dicho incremento se asoció a la mayor disponibilidad de residuos orgánicos fácilmente descomponibles, los cuales favorecen la acumulación de MOS y mejoran las propiedades físico-químicas del suelo. De forma similar,

Suja y Sreekumar (2014) encontraron que las parcelas con manejo orgánico presentaron un 14% más de carbono orgánico respecto a las parcelas con manejo convencional, atribuyendo este aumento al aporte considerable de materia orgánica proveniente de abonos verdes como el caupí, estiércol, torta de neem y ceniza, los cuales enriquecen el suelo y favorecen su fertilidad a largo plazo.

El contenido de fósforo del suelo (Figura 1C) registró valores que oscilaron entre 30,27 y 185,87 mg·kg⁻¹. Esta dinámica puede explicarse considerando que, en la mayoría de los suelos, el fósforo inorgánico se encuentra en bajas concentraciones en la solución del suelo y está fuertemente asociado a la fase sólida mediante equilibrios de adsorción–desorción y precipitación–disolución que regulan su concentración en la solución (Hinsinger, 2001). El fosfato puede adsorberse sobre óxidos de hierro y aluminio, así como participar en reacciones de precipitación con calcio, procesos que forman parte de los mecanismos que controlan su disponibilidad en el suelo. Estos resultados difieren con Adeyika et al. (2020), quienes reportaron incrementos significativos en el fósforo disponible con la aplicación de diferentes enmiendas orgánicas respecto al testigo, destacando el estiércol de aves de corral como la fuente con mayor efecto.

De manera similar, Liu et al. (2025) reportaron que la aplicación de abonos orgánicos puede aumentar las fracciones de fósforo total y disponible en el suelo, principalmente por la acción de ácidos orgánicos y compuestos solubles que promueven la solubilización del fósforo adsorbido y estimulan su mineralización. Estos autores señalan que los productos de descomposición de la materia orgánica pueden formar complejos con óxidos de hierro y aluminio, reduciendo los sitios de adsorción y, en consecuencia, la fijación del fósforo.

Con respecto al potasio (Figura 1D), el tratamiento T5 registró el valor más alto, con 1,31 cmol(+)/kg. Le siguieron los tratamientos T7, T6, T1, T4, T8 y T2, que presentaron valores intermedios con un promedio de 0,87 cmol(+)/kg. Finalmente, los tratamientos T0 y T3 registraron los valores más bajos, con 0,56 cmol(+)/kg. En general, los tratamientos que incluyeron fuentes orgánicas, solas o combinadas con fertilización química, mostraron las concentraciones más altas de potasio disponible, lo que evidencia el efecto positivo de las enmiendas orgánicas en la retención y liberación gradual de este nutriente. Estos resultados coinciden con Adekiya et al. (2020), quienes reportaron incrementos significativos en el contenido de potasio del suelo tras la aplicación de diferentes estiércoles orgánicos, en comparación con las fertilizaciones químicas convencionales y el testigo. Estos mismos autores atribuyeron este efecto a la liberación progresiva de nutrientes durante la descomposición de la materia orgánica y al aporte directo de potasio proporcionado por los estiércoles. En particular, el estiércol de aves de corral mostró el mayor aumento en potasio, debido a su baja relación carbono: nitrógeno y bajo contenido de lignina, características que favorecen una rápida mineralización y disponibilidad del nutriente.

Por otra parte, estos resultados contrastan con Liu et al. (2025) cuyos resultados evidenciaron la ausencia de diferencias significativas en el contenido de potasio entre tratamientos, atribuida a la alta fertilidad inicial del suelo y al manejo ajustado de la fertilización, que

limitaron los efectos adicionales de las enmiendas a corto plazo. Además, los autores señalaron que la estabilidad de la capacidad de intercambio catiónico sugiere que los aportes orgánicos requieren un tiempo más prolongado para reflejar un impacto medible en la retención de cationes.

Respecto al calcio (Figura 1E), si bien no hubo diferencias entre los tratamientos, los valores oscilaron entre 24,34 y 25,69. Estos resultados difieren de los reportados por Adekiya et al. (2020), quienes observaron un aumento significativo del calcio en el suelo tras la aplicación de diferentes estiércoles orgánicos, especialmente el de ave. Dichos autores atribuyeron este efecto a la liberación progresiva de calcio durante la descomposición de la materia orgánica y a su alto contenido inicial en los abonos orgánicos, lo que favorece una rápida mineralización y mayor disponibilidad de este elemento en suelos con baja fertilidad. Asimismo, Adekiya et al. (2018) también informaron incrementos significativos de calcio en el suelo al aplicar urea y ceniza de mazorca de maíz, indicando que otras fuentes de fertilización, pueden incrementar este nutriente bajo condiciones de baja fertilidad inicial. En cambio, en el presente estudio el contenido de Ca se mantuvo estable, lo que indica que la fertilidad inicial y la capacidad de retención catiónica del suelo fueron suficientes para mantener un equilibrio del calcio entre tratamientos, limitando así la respuesta a las fuentes de fertilización aplicadas.

En cuanto al magnesio (Figura 1F), aunque el análisis de varianza mostró diferencias entre tratamientos, la prueba de Scott-Knott no separó grupos estadísticos debido a la escasa amplitud de los valores, que variaron entre 9.56 y 11.14 cmol (+)/kg. Esto sugiere que, aunque los tratamientos generaron cierta variación, esta no fue suficiente para establecer contrastes definidos, lo cual es coherente con la estabilidad del Mg intercambiable en el complejo de intercambio del suelo (Osorio, 2024). Este comportamiento contrasta con lo reportado por Mazur y Mazur (2015), quienes observaron que la fertilización prolongada incrementó el magnesio total y disponible en todos los tratamientos, incluido NPK. Sin embargo, los mayores incrementos los obtuvieron con las fuentes orgánicas (especialmente el estiércol, seguido del purín) mientras que la fertilización mineral NPK, aunque efectiva, fue la que produjo los aumentos más bajos.

7.2.2 Contenido nutricional del tejido vegetal.

El análisis de varianza (Tabla 12) mostró que todas las variables evaluadas en el tejido foliar del ñame espino (N, P, K, Ca y Mg) fueron influenciadas estadísticamente (𝑝 < 0,05) por los tratamientos de fertilización aplicados.

Tabla 12. Cuadrados medios y diferencias estadísticas del análisis de varianza de las variables N, P, K, Ca y Mg en el tejido foliar de ñame espino en respuesta a varios tipos de fertilización.

Fuente GL N P K Ca Mg Bloque

2

0,01584

0,004323

0,187

0,0211

0,01246

Tratamiento

8

0,23796*** 0,014548* 3,690*** 0,8731*** 0,04758*** Residuales

16

0,01537

0,004140

0,099

0,0374

0,00504

GL: Grados de libertad; *: Diferencias estadísticas al 5% (𝑝−𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟= 0,01 −0,05); ***: Diferencias estadísticas al 0,01% (𝑝−𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟< 0,001)

Las concentraciones foliares de nitrógeno (Figura 2A) mostraron variación entre los tratamientos evaluados. Los valores más altos aparecieron en los tratamientos con fertilización química (T1) y en la mezcla orgánico y química con micronutrientes (T7), lo cual se explica porque estas fuentes aportan nitrógeno en formas minerales solubles, tal como las describen Celaya y Castellanos (2011). A diferencia del nitrógeno orgánico, que requiere procesos de descomposición y mineralización antes de quedar disponible para la planta (Celaya y Castellanos, 2011), estas formas minerales pueden incorporarse más fácilmente a la solución del suelo y ser absorbidas por el cultivo.

En los tratamientos como T0, T3, T4, T5 y T8, el comportamiento del nitrógeno foliar está relacionado con el aporte natural del suelo y con la liberación gradual del nitrógeno contenido en las enmiendas orgánicas. En estos casos, el nitrógeno presente en el suelo o en los materiales aplicados debe descomponerse y mineralizarse para transformarse en formas disponibles, proceso que, según Celaya y Castellanos (2011), depende de factores como la humedad, la temperatura, la actividad microbiana y la aireación. Además, Monsalve et al. (2017) señalan que la composición del material orgánico y su relación carbono-nitrógeno influyen de manera importante en la velocidad de mineralización, lo que explica que diferentes enmiendas presenten comportamientos contrastantes.

Los valores bajos observados en T2 y T6 indican que no todas las fuentes orgánicas o combinaciones generan la misma disponibilidad de nitrógeno. Esta variabilidad concuerda con lo mencionado por Monsalve et al. (2017), quienes destacan que las diferencias en la composición química y estructura del material pueden modificar significativamente la liberación del nitrógeno mineral. En general, este comportamiento sugiere que, aunque las

enmiendas orgánicas sí contribuyen al suministro de nitrógeno, la disponibilidad efectiva del nutriente puede verse limitada en las primeras etapas por inmovilización microbiana o por una descomposición más lenta, lo cual podría explicar por qué T2, correspondiente al abono verde, y T6, que combina fuentes orgánicas y minerales, no mostraron incrementos importantes en la concentración foliar de nitrógeno.

Barras (promedios ± desviación estándar) con letras iguales no varían estadísticamente, según la prueba Scott- Knott.

Figura 2. Respuesta de los nutrientes en el tejido foliar de ñame espino a la aplicación de varios tipos de fertilizante: nitrógeno (A), fosforo (B), potasio (C), calcio (D) y magnesio (E).

Las concentraciones foliares de fósforo (Figura 2B) mostraron diferencias significativas entre los tratamientos, ubicándose T0, T5, T6 y T8 en el grupo con los valores más altos, con un promedio de 0,48 %. Este comportamiento indica que la acumulación del nutriente no dependió exclusivamente de las enmiendas aplicadas, sino también de los procesos biológicos propios del suelo. La inclusión de T0 dentro de este grupo sugiere que el suelo aportó fósforo disponible a través de la mineralización natural del fósforo orgánico, dado que este proceso es mediado por la actividad microbiana del suelo y constituye una vía central del ciclo del fósforo, capaz de actuar como fuente neta de este nutriente aun en ausencia de fertilización externa según Lucas, Nguyen y Celi 2025.

En los tratamientos con lombriabono (T5 y T8) y en su combinación con fertilización química (T6), las concentraciones elevadas de P foliar concuerdan con lo reportado por Agbede et al. (2013), quienes encontraron que determinadas enmiendas orgánicas favorecen la liberación gradual de nutrientes y mejoran las condiciones físicas y biológicas del suelo, incrementando la absorción de fósforo en el cultivo de ñame. No obstante, el hecho de que T2 (abono verde) se encuentre dentro del grupo de menor concentración indica que las enmiendas orgánicas no generan el mismo efecto, dado que su disponibilidad de P depende de la velocidad de mineralización, proceso condicionado por las características del material y factores edáficos

como temperatura, pH y humedad según Sanzano (2006). Además, los abonos verdes, al igual que otros fertilizantes orgánicos, liberan nutrientes de manera más lenta al requerir descomposición biológica (Sharma y Chetani, 2017), lo que explica su menor contribución inmediata de fósforo.

Por el contrario, los tratamientos T1, T2, T3, T4 y T7 conformaron el grupo con las concentraciones más bajas de fósforo foliar, con un promedio de 0,37 %. Este patrón coincide parcialmente con lo observado por Dare et al. (2014), quienes reportaron que en Dioscorea rotundata Poir. la aplicación de NPK redujo las concentraciones foliares de fósforo en la mayoría de los genotipos evaluados, indicando que, bajo ciertas condiciones fisiológicas y edáficas, la fertilización mineral no incrementa necesariamente la acumulación del nutriente en el tejido vegetal.

En este estudio, los tratamientos con mayor predominio de fertilización química (T1, T3 y T4) presentaron los valores más reducidos, lo que sugiere que la fuente mineral no generó un aumento considerable en la absorción de P bajo las condiciones del cultivo. Asimismo, T7, pese a incluir materia orgánica, no mostró incrementos en el fósforo foliar, lo cual indica que la combinación aplicada no produjo un efecto aditivo en la absorción del nutriente. Este comportamiento adquiere mayor sentido al contrastarse con lo reportado por Schroeder et al. (2007), quienes observaron incrementos en las concentraciones foliares de P tras la aplicación de NPK en Aloysia polystachya (Griseb.) Moldenke, conocida comúnmente como burrito; dicho contraste evidencia que la respuesta a la fertilización mineral no es uniforme entre especies y depende de la interacción entre la fisiología del cultivo, las condiciones del suelo y el tipo de manejo aplicado. En el caso del ñame evaluado, esta interacción no favoreció un aumento del fósforo foliar a partir de las fuentes minerales utilizadas.

Las concentraciones foliares de potasio (Figura 2C) mostraron diferencias marcadas entre los tratamientos. El abono verde (T2) registró el valor más alto, con un promedio de 5,87 %, mientras que T1, T5, T6 y T8 conformaron el grupo intermedio, con valores cercanos a 3,74 %. En niveles inferiores se ubicaron T3 y T7, con un promedio de 3,05 %, y finalmente T0 y T4 presentaron las concentraciones más bajas, próximas a 2,18 %. El alto contenido de K observado en T2 podría estar relacionado con el hecho de que el potasio de los abonos verdes se libera rápidamente durante la descomposición, tal como se ha registrado en leguminosas donde más del 90 % del K se libera en periodos menores a un año (Lupwayi et al., 2006). Esta interpretación coincide con la evidencia de Agbede et al. 2013, quienes señalaron que las enmiendas orgánicas incrementan de manera significativa el potasio disponible y mejoran las condiciones físicas y biológicas del suelo. Asimismo, los valores intermedios observados en T1, T5, T6 y T8 son consistentes con Agbede 2010, quien reportó que tanto la fertilización mineral como su combinación con materia orgánica pueden mejorar el contenido foliar de K respecto al testigo al incrementar la disponibilidad del nutriente en sistemas tuberosos.

Por el contrario, T3 y T7 se ubicaron en grupos de menor concentración, y T0 y T4 presentaron los valores más bajos, lo que indica que ni la fertilización química aislada ni la ausencia de enmiendas promovieron una absorción adecuada del nutriente bajo las condiciones del presente estudio. Este comportamiento guarda relación con lo observado por

Dare et al. 2014, quienes señalaron que en Dioscorea rotundata Poir. la fertilización NPK no siempre incrementa las concentraciones foliares de potasio y que, en algunos genotipos, los valores más altos pueden registrarse incluso sin fertilización mineral, resaltando que la respuesta del K depende de la interacción entre el genotipo, la dinámica edáfica del nutriente y la naturaleza de la fuente aplicada. En conjunto, los resultados sugieren que la disponibilidad y absorción de potasio respondió de manera más eficiente a las enmiendas orgánicas que a las fuentes minerales empleadas.

En el caso del calcio (Figura 2D), los tratamientos T0, T7 y T8 presentaron las mayores concentraciones foliares de calcio (promedio: 4,57 %), seguidos por T1 y T4 (4,16 %), mientras que T2, T3 y T6 mostraron niveles intermedios (3,58 %) y T5 el valor más bajo (3,15 %). Este comportamiento refleja que la acumulación de Ca no dependió exclusivamente de la fertilización aplicada, sino también del aporte edáfico y de la fisiología del nutriente, considerando que el calcio posee baja movilidad en el floema y su distribución en el follaje depende principalmente del flujo de transpiración y de su disponibilidad en la solución del suelo (White y Broadley, 2003).

En este contexto, el valor elevado observado en el tratamiento testigo (T0) concuerda con lo reportado por Dare et al. (2014), quienes señalaron que algunos genotipos de Dioscorea rotundata pueden alcanzar concentraciones foliares altas de Ca aun sin fertilización mineral, lo que se atribuye a una mejor capacidad del cultivo para usar el calcio disponible de manera natural en el suelo. Los valores elevados observados en T7 y T8 indican que las enmiendas orgánicas favorecieron la absorción de Ca, lo cual coincide con lo reportado por Agbede et al. (2013), quienes demostraron que el uso de fertilizantes orgánicos en ñame incrementa significativamente el calcio foliar y mejora propiedades edáficas como la capacidad de intercambio catiónico. Resultados similares han sido descritos en otros sistemas agrícolas, donde la aplicación de vermicompost mejora la fertilidad del suelo, incrementa la disponibilidad de nutrientes esenciales y favorece la absorción mineral en las plantas gracias a su contenido de macro y micronutrientes y a su efecto sobre la actividad microbiana y la estructura del suelo (Rehman et al., 2023). Por su parte, las concentraciones intermedias de T1 y T4 sugieren que la fertilización mineral contribuyó parcialmente al suministro del nutriente. Sin embargo, su efectividad depende de varios factores edáficos, entre ellos el pH del suelo, la solubilidad de la fuente aplicada y la presencia de otros minerales que influyen en la disponibilidad del calcio para las plantas (Flis, 2019).

Los valores moderados de T2, T3 y T6, junto con el bajo contenido de T5, sugieren que la liberación de Ca puede variar según el tipo de enmienda. En el caso del vermicompost, diversos estudios coinciden en que este material libera los nutrientes de manera más gradual debido a la humificación y estabilización de la materia orgánica. Este patrón de liberación lenta, descrito para los nutrientes del vermicompost, podría influir en la disponibilidad inmediata del calcio bajo condiciones de alta demanda del cultivo (Lazcano y Domínguez, 2011; Rehman et al., 2023).

Finalmente, las concentraciones foliares de magnesio (Figura 2E) mostraron diferencias claras entre los tratamientos. Los valores más altos se registraron en T0, T4, T6, T7 y T8

(0,98 %), mientras que T1 y T2 presentaron niveles intermedios (0,84 %), y T3 y T5 mostraron los valores más bajos (0,70 %). Los resultados observados en los tratamientos con fuentes orgánicas o combinadas (T4, T6, T7 y T8) concuerdan con lo reportado por Agbede et al. (2013), quienes demostraron que las aplicaciones orgánicas y las mezclas orgánico– minerales incrementaron significativamente las concentraciones foliares de Mg respecto a la fertilización mineral. De manera similar, Agbede (2010) encontró que las enmiendas orgánicas, solas o combinadas con fertilización mineral, aumentaron la concentración foliar de nutrientes en comparación con los tratamientos exclusivamente minerales. La presencia de T0 entre los valores más altos es coherente con Xie et al. (2021), quienes mostraron que concentraciones elevadas de K reducen la absorción y la concentración de Mg en raíces y brotes, por lo que la ausencia de fertilización química evita dicho antagonismo.

En cuanto a T1 (solo fertilización química) y T2 (solo abono verde), sus valores intermedios reflejan el comportamiento observado sin que la literatura indique efectos directos de estos manejos sobre el Mg foliar en condiciones comparables. No obstante, estos resultados no contradicen lo señalado por Agbede (2010) y Agbede et al. (2013), quienes muestran que los tratamientos exclusivamente minerales o con abonos orgánicos de menor aporte no elevan el Mg foliar tanto como los esquemas orgánico – minerales más completos. Los valores más bajos en T3 y T5 son coherentes con Xie et al. (2021), quienes demostraron que un aumento en la concentración de K reduce tanto la absorción como el transporte de Mg en las plantas. Asimismo, Gransee y Führs (2013) indican que parte del Mg presente en el suelo puede encontrarse en formas orgánicas cuya contribución a la nutrición vegetal depende de procesos de mineralización aún poco cuantificados. Por su parte, Hauer-Jákli y Tränkner (2019) señalan que las concentraciones foliares de Mg pueden variar en función de las condiciones de crecimiento, el estado de desarrollo de la planta y la disponibilidad efectiva del nutriente, lo que permite contextualizar la menor respuesta observada en estos tratamientos.

7.3

DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN ENTRE EL RENDIMIENTO DEL

CULTIVO CON LOS PARÁMETROS QUÍMICOS DEL SUELO Y EL CONTENIDO

NUTRICIONAL (N, P, K, Ca, Y Mg) DEL TEJIDO VEGETAL BAJO LOS

DIVERSOS TIPOS DE FERTILIZACIÓN.

7.3.1 Correlación entre el contenido en el tejido vegetal y el rendimiento.

La matriz de correlación (Tabla 13) entre los contenidos de nutrientes en el tejido foliar (N, P, K, Ca y Mg) y las variables de rendimiento del cultivo (peso total de tubérculos, rendimiento total, rendimiento de tubérculos comerciales y peso de tubérculos comerciales) no evidenció relaciones fuertes ni consistentes. Esto coincide con lo señalado por O’Sullivan (2010), quien afirma que (las respuestas reportadas de los ñames a los fertilizantes han sido erráticas y, por lo general, de baja magnitud, en comparación con los efectos de otras variables). En general, los coeficientes de correlación fueron bajos, indicando una débil asociación entre la concentración foliar de nutrientes y los parámetros productivos. Al respecto, O’Sullivan (2010) sostiene que relación esquemática entre la concentración de un

nutriente en el tejido vegetal y el crecimiento o rendimiento de la planta, lo que implica que existe un rango óptimo de concentración para cada nutriente: niveles bajos limitan el crecimiento, mientras que concentraciones excesivas no incrementan el rendimiento y pueden incluso causar efectos adversos.

Tabla 13. Correlación entre el contenido nutrimental en el tejido foliar y los componentes del rendimiento del cultivo de ñame espino.

Coeficientes de correlación de Pearson (r) calculados a partir de los valores promedio de las unidades experimentales correspondientes a todos los tratamientos evaluados. Valores cercanos a 1 o -1 indican relaciones más fuertes, mientras que valores cercanos a 0 indican asociaciones débiles.

Si bien las correlaciones no reportaron significancia estadística, se resalta que el fósforo (P) presentó correlaciones positivas moderadas con todas las variables de rendimiento, destacándose su relación con el peso total de tubérculos (𝑟 = 0,51) y el rendimiento total (𝑟 = 0,41), lo que sugiere que este nutriente podría estar asociado a una mayor eficiencia fisiológica del cultivo. Este comportamiento es coherente con lo expresado por O’Sullivan (2010), quien sostiene que (la deficiencia de fósforo reduce fuertemente el crecimiento de los tubérculos).

Por el contrario, el nitrógeno (N) mostró correlaciones negativas con todos los componentes del rendimiento, particularmente con el rendimiento total (𝑟 = −0,46) y el peso de tubérculos comerciales (𝑟 = −0,48). Este comportamiento podría estar relacionado con un desequilibrio en la relación fuente–demanda, donde una alta acumulación de nitrógeno no necesariamente se traduce en mayor rendimiento, sino en crecimiento vegetativo excesivo. En este sentido, Matsumoto et al. (2022) señalan que la aplicación excesiva de nitrógeno a menudo resulta en un crecimiento vegetativo excesivo y una reducción en la partición de asimilados hacia los órganos de almacenamiento. Adicionalmente, es probable que la aplicación de las fuentes de nitrógeno supere el punto óptimo de respuesta del cultivar, marcando un punto de inflexión sobre el rendimiento del cultivo.

El potasio (K) presentó una correlación positiva con el rendimiento de tubérculos comerciales (r = 0,34), mientras que el calcio (Ca) y el magnesio (Mg) no mostraron tendencias definidas, evidenciando coeficientes bajos o negativos según la variable evaluada. En relación con el papel del potasio, Hasanuzzaman et al. (2018) señalan que este nutriente cumple una función esencial en los procesos fotosintéticos, así como en la translocación y el metabolismo de

Nutrientes Peso de tubérculos totales Peso de tubérculos comerciales

Rendimiento total Rendimiento de tubérculos comerciales N

-0,37

-0,48

-0,46

-0,21

P

0,51

0,26

0,41

0,32

K

-0,24

-0,01

0,27

0,34

Ca

0,23

-0,32

0,02

-0,06

Mg

0,17

-0,46

0,22

0,18

carbohidratos, favoreciendo la acumulación de biomasa y, en consecuencia, el incremento del rendimiento del cultivo.

En cuanto al calcio y al magnesio, O’Sullivan (2010) indica que concentraciones elevadas de potasio o magnesio en el suelo pueden disminuir la absorción de calcio debido a fenómenos de competencia iónica en los sitios de intercambio y absorción radicular. Por ello, aplicaciones excesivas de fertilizantes potásicos podrían agravar deficiencias de calcio y afectar el equilibrio nutricional del cultivo.

7.3.2 Correlación entre el contenido en el suelo y el rendimiento

La matriz de correlación (Tabla 14) entre los parámetros químicos del suelo (pH, materia orgánica (MOS), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg)) y las variables de rendimiento del cultivo (peso total de tubérculos, rendimiento total, rendimiento de tubérculos comerciales y peso de tubérculos comerciales) evidenció asociaciones débiles en la mayoría de los casos, sin una tendencia clara ni consistente.

Tabla 14. Matriz de correlación entre los contenidos de nutrientes en suelo (pH, MOS, P, K, Ca y Mg) y las variables de rendimiento del cultivo de ñame espino bajo diferentes tratamientos de fertilización.

Peso de tubérculos totales Peso de tubérculos comerciales Rendimiento total Rendimiento de tubérculos comerciales pH

-0,17

0,15

0,14

0,12

MOS

-0,35

0,09

-0,23

-0,15

P

0,51

0,26

0,41

0,32

K

-0,24

-0,01

0,27

0,34

Ca

0,23

-0,32

0,02

-0,06

Mg

0,17

-0,46

0,22

0,18

Coeficientes de correlación de Pearson (r) calculados a partir de los valores promedio de las unidades experimentales correspondientes a todos los tratamientos evaluados. Valores cercanos a 1 o -1 indican relaciones más fuertes, mientras que valores cercanos a 0 indican asociaciones débiles.

Si bien estas correlaciones no fueron significativas, el fósforo (P) mostró correlaciones positivas moderadas con las variables de rendimiento, destacándose su relación con el peso total de tubérculos (𝑟 = 0,51) y el rendimiento total (𝑟 = 0,41). Este comportamiento sugiere que el fósforo podría haber desempeñado un papel relevante en la eficiencia productiva del cultivo, favoreciendo la formación de estructuras de almacenamiento, pues la deficiencia de fósforo reduce fuertemente el crecimiento de los tubérculos (O’Sullivan, 2010). Este resaltar que estos suelos reportaron un alto contenido de P intercambiable, según el análisis químico.

Por el contrario, el magnesio (Mg) presentó correlaciones negativas, especialmente con el peso de los tubérculos comerciales (𝑟 = – 0,46), lo cual podría reflejar un desequilibrio nutricional o interferencias con la absorción de otros cationes del suelo; de hecho, se ha

informado que altos niveles de potasio (K) o magnesio (Mg) pueden reducir la captación de Ca al competir por los sitios de absorción en las raíces (O’Sullivan, 2010).

La materia orgánica (MOS) y el pH no evidenciaron relaciones significativas con el rendimiento, lo que indica un efecto limitado bajo las condiciones del presente estudio. En contextos de ñame y otros tubérculos se ha observado que la fertilización impactó positivamente la cobertura del suelo, pero tuvo un impacto débil sobre el rendimiento de los tubérculos (Pouya et al., 2022,), apoyando la idea de que mejoras edáficas no siempre se traducen en mayor producción. Además, estos efectos pueden manifestarse lentamente, dado que la materia orgánica total cambia lentamente, pero las fracciones activas son más dinámicas (Franzluebbers, 2016).

En conjunto, estos resultados, respaldados por la matriz de correlación (Tabla 14), indican que la disponibilidad de nutrientes en el suelo no se asoció de forma directa ni consistente con el rendimiento del ñame espino. Se resalta así que la interpretación productiva debe considerar no solo la presencia de nutrientes en el suelo, sino también su absorción efectiva por la planta, el equilibrio entre elementos y otros factores fisiológicos y edáficos que influyen en el desempeño del cultivo. Esto está alineado con estudios en ñame donde el peso seco del brote y el rendimiento de los tubérculos mostraron una correlación positiva tanto en condiciones de baja como de alta fertilidad del suelo (Matsumoto et al., 2021), lo que demuestra que la respuesta productiva depende de la interacción entre el estado nutricional y los procesos fisiológicos de la planta.

7.3.3 Correlación entre el contenido de nutrientes en el suelo y en el tejido vegetal

El análisis de la matriz de correlación (Tabla 15) entre los niveles de nutrientes presentes en el suelo (pH, materia orgánica (MOS), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg)) y las concentraciones registradas en el tejido foliar del ñame espino (N, P, K, Ca y Mg) permitió identificar relaciones específicas entre algunos elementos, aunque la mayoría de los coeficientes mostraron asociaciones débiles.

Tabla 15. Matriz de correlación entre los contenidos de nutrientes en suelo (pH, MOS, P, K, Ca y Mg) y el contenido de nutrientes en el tejido foliar.

N P K Ca Mg pH

-0,21

-0,11

0,75

-0,06

0,06

MOS

-0,35

-0,26

0,46

-0,75

-0,38

P

0,01

-0,08

0,50

-0,10

-0,19

K

0,14

-0,01

0,16

-0,44

-0,30

Ca

-0,28

0,19

0,06

0,20

0,17

Mg

0,38

-0,66

-0,27

-0,23

-0,40

Coeficientes de correlación de Pearson (r) calculados a partir de los valores promedio de las unidades experimentales correspondientes a todos los tratamientos evaluados. Valores cercanos a 1 o -1 indican relaciones más fuertes, mientras que valores cercanos a 0 indican asociaciones débiles.

El fósforo en el suelo mostró una relación positiva moderada con su correspondiente contenido en el tejido vegetal, lo cual indica una posible correspondencia entre la disponibilidad edáfica de este nutriente y su absorción por la planta. Esto es coherente con lo planteado por Law-Ogbomo y Remison (2009), quienes señalan que los ñames pueden depender de una asociación micorrízica efectiva para satisfacer su requerimiento de fósforo. Dichas asociaciones simbióticas facilitan la captación de P incluso en suelos con baja disponibilidad, lo que explica la correlación observada entre el fósforo edáfico y el foliar.

En el caso del potasio, también se evidenció una correlación positiva, aunque de menor magnitud, lo que sugiere cierta dependencia entre su presencia en el suelo y su acumulación foliar. Según Law-Ogbomo y Remison (2009), la elevada concentración foliar de potasio, en comparación con el fósforo, podría atribuirse a la alta demanda del cultivo de ñame por este nutriente para facilitar la translocación de asimilados hacia el tubérculo. Esto refuerza la importancia fisiológica del potasio en los procesos de transporte de carbohidratos y llenado de órganos de almacenamiento.

Por otro lado, el magnesio presentó una asociación negativa con su concentración en el tejido foliar, lo que podría indicar limitaciones en la eficiencia de absorción o efectos de competencia catiónica en el suelo que afectaron su disponibilidad para la planta. Este comportamiento sugiere posibles interacciones con otros cationes, particularmente potasio y calcio, que pudieron influir en el equilibrio nutricional del cultivo. En este sentido, Matsumoto et al. (2022) señalan que la eficiencia de recuperación de nutrientes en genotipos de ñame blanco depende del nivel de fertilidad del suelo y del balance entre elementos minerales, lo cual respalda la interpretación de que la dinámica del magnesio en el presente estudio pudo estar condicionada por interacciones iónicas y no únicamente por su concentración en el suelo.

Elementos como el calcio no evidenciaron relaciones marcadas entre su disponibilidad edáfica y su concentración en el tejido foliar. Este comportamiento puede atribuirse a la dinámica propia de este nutriente en el sistema suelo-planta, la cual incluye tanto sus características de absorción como sus limitaciones en el transporte hacia los órganos aéreos, procesos que forman parte de su fisiología y condicionan su acumulación en el tejido vegetal (Marschner, 2012). En este sentido, la ausencia de una relación directa entre la oferta en el suelo y la concentración foliar sugiere que intervienen factores adicionales que regulan su incorporación y distribución interna.

El pH y la materia orgánica, a pesar de su importancia en la química del suelo, no mostraron vínculos directos con la composición mineral de las hojas, lo que sugiere que su influencia puede estar más relacionada con procesos indirectos como la solubilidad o retención de nutrientes que con una contribución directa a la nutrición del cultivo. Cornet et al. (2010) señalaron que las temperaturas más altas observadas en el primer año, junto con el riego, pudieron haber favorecido la mineralización de la materia orgánica acumulada durante el barbecho prolongado, indicando que los efectos de la MOS sobre la disponibilidad de nutrientes son graduales y dependen de las condiciones ambientales.

8. CONCLUSIONES

Los distintos modelos de fertilización aplicados mostraron comportamientos diferenciados, destacándose que las fuentes orgánicas favorecieron incrementos en materia orgánica del suelo y algunos cationes intercambiables, sin generar desbalances químicos.

En relación con la biodiversidad edáfica, los tipos de fertilización no generaron variaciones significativas en los grupos de artrópodos, bacterias y hongos evaluados, lo que indica que, bajo las condiciones y el tiempo de evaluación del estudio, los modelos de fertilización aplicados no modificaron de manera significativa la dinámica biológica del suelo.

Los modelos de fertilización influyeron en la disponibilidad de nutrientes y en la absorción por parte de la planta, reflejado en diferencias en el contenido de potasio, magnesio y otros elementos en el tejido foliar. Sin embargo, no se observó una relación directa ni estadísticamente significativa entre la concentración foliar de nutrientes y la productividad del cultivo, lo que sugiere la influencia de otros factores el rendimiento. Por otra parte, la productividad del cultivo estuvo determinada por la interacción de múltiples factores edáficos, fisiológicos y ambientales que no dependen exclusivamente de la disponibilidad inmediata de nutrientes.

El cultivo no respondió de manera lineal a los cambios en la disponibilidad de nutrientes bajo los esquemas de fertilización evaluados, lo que resalta la necesidad de comprender el funcionamiento integral del sistema edáfico y considerar su complejidad, así como las condiciones particulares de este recurso al formular estrategias de manejo.

Las fuentes orgánicas, como el abono verde y el lombriabono, representan alternativas pertinentes para mejorar de manera progresiva la calidad edáfica en suelos con bajo contenido de materia orgánica, como en el caso de la finca Tomalí; mientras que, la adecuación de los planes de fertilización a las condiciones particulares del suelo se reafirma como una estrategia fundamental para promover prácticas sostenibles y contribuir al fortalecimiento de este sistema productivo en el Caribe colombiano.

9. RECOMENDACIONES

Realizar el estudio en distintos tipos de suelo dentro de la región, con el objetivo de comparar cómo varía la respuesta del ñame espino ante los modelos de fertilización en ambientes con alta fertilidad, fertilidad moderada y suelos degradados, con el propósito de conocer las respuestas de este cultivo ante condiciones particulares de suelos con diferentes gradientes fertilidad.

Dar continuidad al experimento durante varios ciclos agrícolas en la misma área, lo que permitirá observar los efectos acumulativos de los tratamientos sobre la biología del suelo, la estructura edáfica y la dinámica de nutrientes a mediano y largo plazo.

Profundizar en la determinación de los requerimientos nutricionales específicos de los cultivares locales de ñame espino, de manera que se puedan establecer dosis óptimas de fertilización ajustadas a sus necesidades fisiológicas y a las condiciones del Caribe seco.

Evaluar esquemas de fertilización integrada (orgánica + mineral parcial) en investigaciones futuras prolongadas, con el fin de verificar su capacidad para mejorar la materia orgánica, la disponibilidad de nutrientes y la estabilidad productiva del cultivo en el tiempo.

Realizar análisis económicos comparativos entre los tratamientos evaluados, con el fin de identificar a través del tiempo cuáles modelos de fertilización representan una opción sostenible mediante la viabilidad y rentabilidad de pequeños productores, considerando el costo de los insumos y el rendimiento obtenido.

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ANEXOS

Anexo A. Análisis químico del suelo realizado antes del establecimiento del experimento.

Anexo B. Estructura del experimento en campo tras la aplicación de los principios de aleatorización, bloqueo y repetición. Vereda Tomalí, municipio de Sampués, Sucre.

Anexo C. Establecimiento e incorporación del frijol caupí al inicio de la fase de floración.

Anexo D. Siembra de ñame espino en las parcelas experimentales.

Anexo E. Aplicación de lombriabono en las parcelas del experimento.

Anexo F. Aplicación de fertilizantes químicos en el área experimental.

Anexo G. Elementos menores utilizados en el desarrollo del experimento.

Anexo H. Fertilizante químico empleado en el experimento.

Anexo I. Muestreo de la fauna edáfica mediante el método de monolitos de 20 × 20 × 20 cm en las parcelas experimentales.

Anexo J. Toma de muestras en las parcelas experimentales.

Anexo K. Muestras recolectadas para análisis de tejido vegetal.

Anexo L. Determinación del peso del tubérculo cosechado.

Anexo M. Evidencias del análisis de fauna edáfica en laboratorio

Anexo N. Embudo de Berlesse para la extracción de la macrofauna y mesofauna del suelo.