Bases ecofisiológicas de la producción de la cebolla (Allium cepa, L.): aportaciones para la mejora de las técnicas de cultivo en el Pla d'Urgell (Lleida)

Abstract

El presente estudio se plantea a fin de optimizar las prácticas de cultivo de cebolla (Allium cepa L.) a la vez que se profundiza en las bases ecofisiológicas de su producción. La experimentación se ubica en la comarca del Pla d´Urgell (Lleida) donde constituye la principal hortícola . El cultivar más común, con siembra a partir de enero, es Valenciana de Grano (V. de Grano). Se recolecta en la segunda quincena de agosto y se destina a consumo en fresco aunque almacenándose para ser comercializado durante todo el invierno. El riego es por escorrentía, regulándose por turnos. <br/>La región tiene un clima semiárido (400 mm año-1), con fuertes heladas invernales y elevadas temperaturas en verano. <br/>Todos los experimentos en la zona, excepto uno, se plantearon en campo durante seis años, en suelos calcáreos y libres de salinidad, con texturas desde arenosas a arcillosas. Se completaron con ensayos de campo en Wellesbourne (GB). <br/>Al iniciar el presente trabajo, los factores condicionantes de la producción en la comarca eran el establecimiento del cultivo, la fertilización, el manejo del agua de riego, las orientaciones de la producción y la recolección. Excepto este último punto todos los demás han sido abordados en la tesis. La diversificación de la producción se evaluó con la caracterización de cultivares destinados a deshidratación. De entre ellos, Staro y Southport White Globe (S.W.G.), de ciclo semejante a V. de Grano, se apuntan como interesantes bajo los diversos manejos en que fueron evaluados. <br/>La introducción del riego de alta frecuencia permitió triplicar los rendimientos respecto al riego tradicional, que no cubre las necesidades del cultivo, obteniendo producciones próximas a 10 Mg ha -1 de materia seca en bulbo. Bajo estas nuevas condiciones son aconsejables las siembras de marzo, mientras que en las anteriores lo son a finales de enero-principios de febrero, no siendo recomendables siembras más tempranas por el bajo porcentaje de establecimiento. El pre-acondicionado de semillas adelanta la emergencia. <br/>En condiciones de riego de alta frecuencia, el 90% de la longitud radicular (LR) se halla en los primeros 40 cm, con valores de densidad de longitud radicular entre 8 - 9 cm cm-3 en los primeros 20 cm. Puede establecerse una relación lineal entre la LR y el peso seco de la parte aérea en cebolla. En base a la relación anterior obtenida, V. de Grano, comparada con los cultivares Staro y S.W.G, presenta a igualdad de peso seco de la parte aérea una mayor longitud radicular. El máximo alargamiento radicular se produce unas dos semanas antes del inicio de la bulbificación. <br/>En concordancia con el modelo de crecimiento radicular obtenido, (con una baja densidad de longitud radicular y distribución superficial en los estados iniciales), las jóvenes plántulas sembradas en un amplio intervalo de densidades, en suelos de pH ligeramente ácido o básico, con niveles de fertilidad bajos en fósforo y potasio, responden a la inyección localizada de fertilizante líquido fosfo-amoniacal. En condiciones de riego a la demanda, se acelera el crecimiento inicial de las plántulas, se aumentan los contenidos de P y N en las mismas y disminuyen los de K. Se produce también un avance en la madurez que impide observar diferencias en recolección en siembras tempranas pero que, en siembras tardías, evita la reversión del proceso de bulbificación, reduciendo el número de plantas que no alcanzan la madurez. En situaciones donde no se puedan cubrir las necesidades hídricas de las plantas, la inyección de fertilizante puede traducirse en un incremento de las producciones. <br/>En relación al abonado no localizado, en condiciones de riego infrecuente, puede limitarse la aplicación de N en fondo antes del primer riego (por los riesgos de lixiviación), aunque es imprescindible la realización de al menos un abonado de cobertera a finales de mayo. Bajo estrés hídrico , es la disminución de los contenidos de N en bulbo, frente a los contenidos en limbo, la que manifiesta de forma más acusada las limitaciones en el suministro de este nutriente. <br/>El riego de alta frecuencia favorece la absorción de P, Fe y Mn. Bajo este sistema de riego se pueden obtener las elevadas producciones citadas con contenidos de N en planta inferiores en los estados iniciales (biomasa < 4 Mg ha-1 ) a los niveles críticos propuestos en la bibliografía. Además, se puede establecer a lo largo del ciclo una relación lineal entre los contenidos en la biomasa aérea de K y N, aunque no se ha podido encontrar entre el N y el P. <br/>Las extracciones máximas diarias de nutrientes se producen al iniciarse el proceso de bulbificación, situándose en 6,3 kg N ha-1 dia-1, 0,9 kg P ha-1 dia-1, 10,6 kg K ha-1 dia-1, 5,4 kg Ca ha-1 dia-1 y 0,7 kg Mg ha-1 dia-1 . En condiciones de producción próximas a las potenciales, el equilibrio N:P:K:Ca:Mg en las exportaciones por el bulbo presenta la relación 8:1:9:2:0,3, siendo las exportaciones de P entre 35-38 kg P ha-1. En K puede existir un consumo de lujo. <br/>Se han obtenido concentraciones de nutrientes en la solución del suelo consideradas críticas para mantener mediante difusión la tasa de extracción calculada por unidad de longitud radicular, pudiéndose utilizar como criterio adicional para establecer índices de fertilidad en las nuevas técnicas de intensificación y para el manejo de la fertirrigación. <br/>Bajo este manejo intensivo, el índice de área foliar (IAF) y la fracción de la radiación fotosintéticamente activa interceptada durante el periodo de crecimiento foliar, previa la bulbificación, pueden estimarse mediante índices de vegetación calculados a partir de los valores de reflectividad de la cubierta vegetal en las bandas de 660,9 nm y 813,2 nm. A partir de dichas relaciones también se puede predecir la producción de biomasa. <br/>En riego de alta frecuencia y aún retrasando en dos meses la fecha de siembra respecto al sistema de riego tradicional, se ha observado un incremento de la floración prematura que es mayor a densidades más elevadas. Este fenómeno que se manifiesta una vez completada la vernalización, es atribuible al mayor IAF. No se puede atribuir a las diferencias en los contenidos de nitrógeno en limbo y vaina envolvente, el ser causa directa de las diferencias entre densidades en la subida a flor prematura. Si se quieren mantener las altas producciones no es viable reducir el IAF. Una alternativa es disminuir el número de plantas con escapo floral visible, por lo que sería recomendable arrancar las plantas al detectar el inicio del proceso de maduración, aspecto que debería ser investigado en detalle.

El present estudi es planteja per tal d'optimitzar les pràctiques de conreu en ceba (Allium cepa L.) a la vegada que s'aprofundeix en les bases ecofisiològiques d'aquesta producció. El treball s'ha ubicat a la comarca del Pla d'Urgell (Lleida) on constitueix el principal cultiu hortícola. El cultivar més comú, amb sembra a partir de gener, és Valenciana de Gra (V. de Gra). Es recol·lecta a la segona quinzena d'agost i es destina al consum en fresc, encara que s'emmagatzema per comercialitzar-lo durant tot l'hivern. El reg és a tesa i es regula per torns. <br/>La regió té un clima semiàrid (400 mm any -1), amb fortes gelades hivernals i elevades temperatures a l'estiu. <br/>Tots els experiments a la zona, excepte un, es van plantejar en camp durant sis anys diferents, en sòls calcaris i lliures de salinitat, amb textures des d'arenoses a argiloses. Es van completar amb un assaig de camp a Wellesbourne (GB). <br/>En iniciar el present treball, els factors condicionants de la producció a la comarca eren l'establiment del cultiu, la fertilització, el maneig de l'aigua de reg, les orientacions de la producció i la recol·lecció. Excepte aquest últim punt tots els altres han estat abordats a la present tesi. La diversificació de la producció es va avaluar amb la caracterització de cultivars destinats a deshidratació. Entre ells, Staro i Southport White Globe (S.W.G.), de cicle semblant a V. de Gra, es presenten interessants sota els diversos sistemes de maneig amb què es van avaluar. <br/>La introducció del reg d'alta freqüència va permetre triplicar els rendiments respecte el reg tradicional que no cobreix les necessitats del cultiu, obtenint-se produccions pròximes a 10 Mg ha-1 de matèria seca en bulb. Sota aquestes noves condicions són aconsellables les sembres de març, mentre que en les anteriors ho són a finals de gener - principis de febrer, no éssent recomanables sembres més primerenques pel baix percentatge d'establiment. El pre-acondicionat de llavors avança l'emergència . <br/>En condicions de reg d'alta freqüència, el 90% de la longitud radicular (LR) es troba en els primers 40 cm, amb valors de densitat de longitud radicular entre 8 - 9 cm cm-3 en els primers 20 cm. Es pot establir una relació lineal entre la LR i el pes sec de la part aèria de la planta en ceba. En base a la relació anterior obtinguda, V. de Gra, en comparació amb els cultivars Staro i S.W.G., presenta a igualtat de pes sec de la part aèria, una major longitud radicular. El màxim allargament radicular es produeix unes dues setmanes abans de l'inici de la bulbificació. <br/>En concordança amb el model de creixement radicular obtingut, (amb una baixa densitat de longitud radicular i distribució superficial en els estadis inicials), les joves plàntules sembrades en un ampli interval de densitats, en sòls de pH lleugerament àcid o bàsic, amb nivells de fertilitat baixos en fòsfor i potassi, responen a la injecció localitzada de fertilitzant líquid fosfo-amoniacal. En condicions de reg a la demanda, s'accelera el creixement inicial de les plàntules, augmenten els continguts de P i N a les mateixes i disminueixen els de K. Es produeix també un avanç en la maduresa que impedeix observar diferències en recol·lecció en sembres primerenques però que, en sembres tardanes, evita la reversió del procés de bulbificació, reduint el nombre de plantes que no assoleixen la maduresa. En situacions on no es puguin cobrir les necessitats hídriques de les plantes, la injecció de fertilitzant es pot traduir en un increment de les produccions. <br/><br/>En relació a l'adobat no localitzat, en condicions de reg infreqüent, es pot limitar l'aplicació de N de fons abans del primer reg (pels riscs de lixiviació), encara que és imprescindible la realització d'almenys un adobat de cobertura a finals de maig. Sota estrés hídric, és la disminució dels continguts de N en bulb, en comparació dels continguts en limbe, la que manifesta de forma més acusada les limitacions en el subministrament d'aquest nutrient. <br/>El reg d'alta freqüència afavoreix l'absorció de P, Fe i Mn. Amb aquest sistema es poden obtenir les elevades produccions citades amb continguts de N en planta inferiors, en els estats inicials (biomassa < 4 Mg ha -1), als nivells crítics proposats a la bibliografia. A més, es pot establir al llarg del cicle una relació lineal entre els continguts en la biomassa aèria de K i N, tot i que no s'ha pogut trobar entre el N i el P. <br/>Les extraccions màximes diàries de nutrients es produeixen a l'inici del procés de bulbificació, situant-se en 6,3 kg N ha-1 dia-1, 0,9 kg P ha-1 dia-1, 10,6 kg K ha-1 dia-1, 5,4 kg Ca ha-1 dia-1 i 0,7 kg Mg ha-1 dia-1 . En condicions de producció pròximes a les potencials, l'equilibri N:P:K:Ca:Mg en les exportacions del bulb presenta la relació 8:1:9:2:0,3, éssent les exportacions de P entre 35-38 kg P ha-1. En K pot existir un consum de luxe. <br/>S'ha obtingut concentracions de nutrients a la solució del sòl considerades crítiques per a mantenir mitjançant difusió la taxa d'extracció de nutrients calculada per unitat de longitud radicular, podent-se utilitzar com a criteri addicional per a establir índexs de fertilitat en les noves tècniques d'intensificació i pel maneig de la fertirrigació. <br/>Sota aquest maneig intensiu, l'índex d'àrea foliar (IAF) i la fracció de radiació fotosintèticament activa interceptada durant el període de creixement foliar, prèvia la bulbificació, es poden estimar mitjançant índexs de vegetació calculats a partir de valors de reflectivitat de la coberta vegetal a les bandes de 660,9 nm i 813,2 nm. A partir d'aquestes relacions es pot preveure també la producció de biomassa. <br/>En reg d'alta freqüència, tot i retardant en dos mesos la data de sembra respecte el sistema de reg tradicional, s'ha observat un increment de la floració prematura que és més gran a densitats més elevades. Aquest fenomen que es manifesta una vegada completada la vernalització, és atribuïble al major IAF. No es pot atribuir a les diferències en els continguts de N en el limbe i en la beina envoltant, el ser causa directa de les diferències entre densitats en la incidència de floració prematura. Si es volen mantenir les altes produccions no és viable reduir l' IAF. Una alternativa és disminuir el nombre de plantes amb inflorescència visible, pel què seria recomanable arrancar les plantes en detectar-se l'inici del procés de maduració, aspecte que hauria d'ésser investigat més minuciosament.

The aim of this work was the improvement of agricultural practices on an onion crop (Allium cepa L.) and, at the same time, to study of its eco-physiological production bases. The research was carried out in the Pla d´Urgell area (Lleida) where it is the most important vegetable crop. The most common cultivar, sown from January onward, is Valenciana de Grano (V. de Grano). It is harvested during the second fortnight of August for fresh consumption. It is usually stored for marketing through the winter. The onions are border irrigated and water is regulated by turns. <br/>The area has a semi-arid climate (400 mm year -1) with heavy winter frosts and high summer temperatures. <br/>All the experiments were done over six years in the field, except for one done out of soil. Soils were calcareous and free of salinity with textures ranging from sandy to clay. Research was complemented with a field trial at the Horticultural Research International in Wellesbourne (Great Britain). <br/>At the beginning of this study, the factors limiting onion production in the area were plant establishment, fertilisation, water management, production orientation and harvest system. All these factors, except the last one, have been analysed in this PhD thesis. <br/>The diversification through new cultivars of production for dehydration purposes has been evaluated. Staro and Southport White Globe (S.W.G.), with a similar growth cycle as V. de Grano were evaluated under the different management systems and seem to be promising cultivars. <br/>The introduction of a high frequency irrigation system led to a threefold increase in yields over those obtained with the traditional irrigation system given that the latter did not satisfy plant water requirements. Yields of dry bulb matter close to 10 Mg ha-1 were obtained. <br/>March sowing is advisable with the new irrigation system. In the old system, sowing in late January or early February was recommended, while earlier sowing was not advisable because of low establishment. The use of priming seeds advances emergence. <br/>With a high irrigation frequency, 90 % of root length (RL) is concentrated in the first 40 cm of soil depth, with a root length density of 8 - 9 cm cm-3 in the first 20 cm. A linear relationship between RL and shoot dry matter can be established. According to this relationship and for a fixed shoot dry matter, V. de Grano shows a higher RL than Staro and S.W.G. The maximum RL production is recorded two weeks before the onset of bulbing. <br/>In soils with basic or slightly acid pH and low P and K fertility levels, the response to an injection of ammonium phosphate "starter" fertiliser solution in young seedlings sown in a wide range of densities is consistent with the root growth pattern obtained (low root length density and shallow distribution in the early stages). Initial shoot growth was accelerated by conditions of full water availability. Moreover, P and N content was increased and K content was reduced. Advancement in crop maturity is also obtained. This is the why no significant yield increases in early sowings <br/> <br/>were obtained. In the later sowings, starter fertiliser reduced the percentage of non-maturing "thick-necked" bulbs. When the water needs of the onion plant cannot be satisfied, starter fertilisers can increase total bulb yields. <br/>With respect to broadcast fertilisation with flooding irrigation, basal N fertilisation can be reduced before the first irrigation (limiting leaching risks). However, at least one top dressing at the end of May is needed. With water stress the N bulb content is reduced more than the N leaf blade content. <br/>High frequency irrigation facilitates P, Fe and Mn absorption. With this irrigation system it is possible to achieve the quoted high yields with a N plant content in the early stages (biomass < 4 Mg ha-1) below the critical levels established in the literature. Furthermore, it is possible to establish a lineal relationship between shoot dry matter K and N content during the onion crop growth period although it has not been possible to establish one between N and P contents. <br/>Maximum nutrient uptake rates occurred at the onset of bulbing with 6.3 kg N ha-1 day-1, 0.9 kg P ha-1 day-1, 10.6 kg K ha-1 day-1, 5.4 kg Ca ha-1 day-1 and 0.7 kg Mg ha-1 day-1. With a production system where yields are close to the potential yields in the area, the equilibrium N:P:K:Ca:Mg of bulb extractions shows the ratio 8:1:9:2:0.3. Phosphorous extractions are between 35 and 38 kg P ha-1. A luxury K consumption may exist. <br/>Nutrient concentrations in the soil solution necessary to sustain the nutrient fluxes into the root system by diffusive supply have been calculated. They can be useful as complementary criteria in the establishment of new fertility indices for this intensive production system and for fertigation management. <br/>Under this intensive management system, the leaf area index (LAI) and the fraction of intercepted photosynthetically active radiation during the leaf growth period, prior to the onset of bulbing, can be estimated from vegetation indices calculated from onion canopy reflection measurements on the 660.9 nm and 813.4 nm bands. Biomass can also be predicted from spectral reflectance as a result of the previous relationships. <br/>With a high frequency irrigation system where the sowing date is delayed by even two months with respect to the traditional flood irrigation system, bolting increases very sharply as it also does with density. This phenomenon, observed when vernalisation requirements are satisfied, can be related to LAI. Differences in sheath and blade N content cannot explain density differences in bolting percentage. If high yields are to be maintained, a LAI reduction <br/>is not feasible. One alternative could be to reduce the number of visible inflorescences. In this case, it would be advisable to pull up onion plants at the onset of maturity but this solution deserves further study.