Respuesta del cultivo de Camelina Sativa

A la oferta nitrogenada y a la densidad

^1,2Daniela Becheran, ³Ana Canú, ³Federico Varela, ³Martin Beaudeant & ²Daniel Miralles

¹Catedra de cultivos Industriales y ²Catedra de Cerealicultura IFEVA-CONICET. Av San Martin 4453 (C1417 DSE) Ciudad de Buenos Aires; ³ Chacra Servicios SRL, Ruta 188 Lm 77,5 Pergamino, Buenos Aires Argentina

Introducción

La camelina (Camelina sativa) es un cultivo anual de semillas oleaginosas de ciclo corto perteneciente a la familia Brassicaceae, que ha sido cultivado en Europa por más de 3000 años para la producción de aceite (Zubr, 1997). En los últimos años, el interés en la camelina ha aumentado debido a su alta adaptabilidad a diversas condiciones ambientales, bajos requerimientos de agua y nutrientes, resistencia relativamente fuerte a plagas y enfermedades, y su composición de aceite única, lo que la hace adecuada para la producción de alimentos, forrajes, biocombustibles de segunda generación y productos de origen biológico (Bansal y Durett, 2016; Berti et al., 2016; Masella et al., 2014; Iskandarov et al., 2014).

El contenido de aceite en la semilla de camelina varía entre 38 y 43%, mientras que el contenido de proteína oscila entre 27 y 32% (Gugel y Falk, 2006). Su aceite es rico en ácido linolénico (C18:3), un ácido graso omega-3 presente en concentraciones del 36-39%, lo que lo convierte en un cultivo oleaginoso atractivo (Gugel y Falk, 2006). Sin embargo, si bien el contenido de ácido erúcico (C22:1) en el aceite suele ser inferior al 3%, no siempre alcanza el estándar alimentario del 2% o menos, lo que limita su uso en la industria alimentaria (Putnam et al., 1993; Gugel y Falk, 2006). No obstante, la harina de camelina ha sido aprobada y utilizada en raciones para ganado y pollos, mientras que su aceite se ha empleado en la producción de biodiésel y ha sido investigado como materia prima para combustible de aviación (Fröhlich y Rice, 2005; Shonnard et al., 2010).

El cultivo de camelina presenta ventajas agronómicas significativas. Su alta adaptabilidad le permite crecer en diversas condiciones climáticas y suelos de baja fertilidad, sin requerir grandes aportes de fertilizantes (Rostami Ahmadvandi y Faghihi, 2021; Estakhr y Ranjbar, 2021). Algunas evidencias han demostrado una baja respuesta a nutrientes primarios como nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y azufre (S) (Rode, 2002) y no requiere un alto consumo de agua para su desarrollo (Rostami Ahmadvandi y Faghihi, 2021). A pesar de que camelina se considera un cultivo de bajos insumos cuando se siembra como cultivo de cobertura (Liu et al., 2019); requiere fertilización adicional para aumentar el rendimiento cuando se usa como cultivo comercial (Berti et al., 2016; Gesch y Archer, 2013). No obstante, alcanzar rendimientos suficientes y económicamente viables depende de un manejo agronómico adecuado (Gore y Kurt, 2022). En este sentido, los rendimientos de camelina registrados a nivel global varían entre 400 y 3300 kg ha⁻¹, lo que demuestra su potencial en distintos entornos de producción (Berti et al., 2016).

La camelina también ha sido considerada para sistemas de producción sostenibles y diversificados. En el contexto del doble cultivo, donde se cosechan dos cultivos en una sola campaña, la camelina puede servir como un tercer cultivo en los sistemas agrícolas de la Región Pampeana, gracias a su corta madurez relativa y tolerancia a heladas (Gesch y Archer, 2013).

Su incorporación en rotaciones con cultivos de verano como soja, girasol, maiz y sorgo podría proporcionar beneficios ecológicos y económicos a los productores (Gesch y Archer, 2013; Gesch et al., 2022). Asimismo, su uso como cultivo de cobertura contribuye a la protección del suelo contra la erosión durante el invierno, evitando el barbecho químico y favoreciendo la captura de carbono (Zubr, 2003). Este rol en la mejora de la calidad del suelo y en la reducción de la compactación lo convierte en un componente clave dentro de los enfoques de agricultura regenerativa.

Además de sus beneficios agronómicos, la camelina puede proporcionar importantes servicios ecosistémicos. Es un cultivo que puede ayudar a mejorar la estructura del suelo, aumentar la retención de agua y favorecer la biodiversidad al servir como refugio para insectos polinizadores y organismos benéficos (Eberle et al., 2024). Asimismo, su menor demanda de insumos reduce la contaminación ambiental, favoreciendo la calidad del agua y la estabilidad de los agroecosistemas.

A pesar de su potencial, el rendimiento de la camelina, así como su contenido de aceite y proteína, está influenciado por el genotipo, el ambiente y las prácticas de manejo agrícola (Berti et al., 2016; Singer et al., 2016). No obstante, aún son limitados los estudios que identifican los principales factores que afectan el rendimiento y la calidad del cultivo en condiciones productivas, especialmente en los sistemas agrícolas de la Región Pampeana por ser un cultivo nuevo en la Argentina. Por ello, resulta fundamental profundizar en el conocimiento de estos factores para optimizar su manejo y maximizar su potencial productivo en esta región.

Objetivo

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la respuesta de Camelina sativa a la fertilización nitrogenada y la densidad de siembra en dos cultivares, con el fin de identificar estrategias óptimas de manejo para su adaptación en la Región Pampeana.

Materiales & métodos

Durante el año 2024, se realizaron dos ensayos a campo en el campo experimental de la Facultad de Agronomía UBA con el objetivo de: i) caracterizar la respuesta del cultivo de camelina a la oferta nitrogenada y ii) determinar la respuesta a la densidad de siembra. Se utilizaron 2 genotipos de camelina Orovada y Exp. 1 (genotipo experimental aun no lanzado al mercado).

El suelo se clasificó como Argiudoll vértico, y ambos ensayos se condujeron sin restricciones hídricas ni de patógenos. Las condiciones de temperatura durante el ensayo mostraron que, tras la emergencia con dos hojas emergidas, el cultivo soportó heladas, ya que la temperatura en el abrigo meteorológico descendió hasta -4°C, lo que implicó que las temperaturas en las hojas alcanzaran aproximadamente -8°C (Figura 1). A pesar de estas bajas temperaturas, el cultivo no sufrió pérdidas de plantas y continuó su ciclo sin inconvenientes.

Figura 1: Dinámica de las temperaturas a lo largo del ciclo del cultivo e imágenes del estadio del cultivo a lo largo del ciclo. Nótese la ocurrencia de heladas en los estadios tempranos.

Respuesta de camelina a la oferta nitrogenada

Para determinar la respuesta del rendimiento a la oferta de nitrógeno se aplicaron diferentes dosis de nitrógeno disponible: N30, N50, N80, N120 y N170 KgN/ha. Se aplicaron dosis adicionales de nitrógeno, utilizando SolMix líquido, para alcanzar los niveles deseados según el tratamiento (N30, N50, N80, N120 y N170 KgN/ha). El nivel de fosforo en el suelo fue de 21 ppm y el de azufre 6 ppm al momento de la siembra previo a agregar los diferentes niveles de fertilizante.  

La siembra se realizó el 12 de junio 2024 con una densidad de plantas emergidas de 350 pl/m2.

El diseño utilizado fue en bloques completos al azar, con tres repeticiones por tratamiento, utilizando parcelas de 2 m de largo y 0.9 m de ancho, sembradas a una distancia de a 0.15 m entre hileras.

Ambos genotipos cumplieron su ciclo a floración entre 92 y 96 días siendo Orovada ligeramente más temprana que Exp.1. Esta diferencia fue compensada por un alargamiento del ciclo floración-cosecha. Así, el ciclo total fue de 135 días desde la siembra en ambos genotipos (Cuadro 1).

Cuadro 1. Duración de las diferentes etapas ontogénicas en ambos genotipos de camelina.  

Ambos genotipos mostraron una respuesta en el rendimiento ante el aumento en la oferta nitrogenada, especialmente a partir de los 50 KgN/ha. La dinámica de respuesta en el rendimiento fue consecuencia de incrementos en el número de granos por unidad de área ya que no se observaron cambios en el peso de los granos que rondaron alrededor de 1 g los mil granos (Figura 2)

Figura 2: Rendimiento, numero de granos por unidad de área y peso promedio de los granos en respuesta a las diferentes ofertas de nitrógeno en el suelo. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05)

La mayor respuesta tanto en rendimiento como en biomasa aérea fue observada a partir de los 50 KN/ha, ya que entre 30 y 50 KgN/ha no se observó una respuesta positiva (Figura 3). Las respuestas en rendimiento entre 50 KgN/ha y 170 KgN/ha fueron de 6 y 10 Kg de grano por Kg de N disponible para los genotipos Orovada y Exp1, respectivamente. En el caso de la biomasa aérea, las respuestas fueron de entre 17 y 41 kg de biomasa por kg de N disponible para Orovada y Exp1, respectivamente (Figura 3).

Figura 3: Rendimiento y biomasa aérea en respuesta al nitrógeno disponible a la siembra del cultivo. Las figuras inferiores corresponden a los datos ajustados mediante regresión lineal entre 50 y 170 KgN/ha.

Tanto la biomasa aérea como la radical respondieron a la oferta de nitrógeno. En el caso de la biomasa aérea, ambos genotipos mostraron una respuesta positiva, incrementando de 8 a 14 toneladas por hectárea en respuesta al nitrógeno aplicado. En cuanto a la biomasa radical, la respuesta fue más pronunciada en el genotipo Exp1, mientras que en Orovada no se observó una respuesta significativa al nitrógeno agregado. El aporte de raíces varió entre 400 y 600 kg por hectárea (Figura 4).

Figura 4: Biomasa aérea y radical en respuesta a los diferentes niveles de nitrógeno en el suelo al momento de la cosecha del cultivo.

Los cambios en el rendimiento fueron explicados por variaciones en la biomasa acumulada post-floracion, ya que la biomasa acumulada al momento de la floración no explicó los cambios en el rendimiento (Figura 5). Estas evidencias sugieren que el periodo crítico para conformar el rendimiento en camelina está ubicado en el periodo post-floracion similar a lo que ocurre en soja (Monzon et al., 2021; Carrera et al, 2024) y en el cultivo de colza (Kirkegaard et al., 2018). A diferencia de lo que ocurre en trigo donde el periodo crítico se ubica pre-floración (Fischer et al, 2024).

Figura 5: Biomasa aérea y radical en respuesta a los diferentes niveles de nitrógeno en el suelo al momento de la cosecha del cultivo.

El contenido de nitrógeno absorbido por el cultivo a cosecha varió entre 106 y 272 KgN/ha con una tendencia incrementarse entre los tratamientos N50 y N170. La mayor cantidad de nitrógeno en el cultivo se alojó en los granos determinando un índice de cosecha de nitrógeno (ICN) que vario entre 55% y 66%. Es decir que más de la mitad del nitrógeno absorbido por el cultivo al momento de cosecha se alojó en los granos (Cuadro 2).

Los tallos fue el segundo destino con mayor contenido de nitrógeno ya que osciló entre 30 y 88 KgN/ha. El Chaff (silicuas sin granos) contuvo un contenido de nitrógeno entre 9 y 30 KgN/ha, mientras que las raíces fue el órgano que menos contenido de nitrógeno alojo en el cultivo ya que oscilo entre 3 y 4 KgN/ha.

En resumen, el cultivo de camelina exportó como nitrógeno en granos entre 64 y 149 kgN/ha y aportó al sistema de rotaciones entre unos 50 a 120 kgN/ha que quedaron en el rastrojo de la parte aérea y en las raíces (Cuadro 2).

Cuadro 2. Contenido de nitrógeno en los diferentes órganos absorbido por el cultivo a cosecha para los diferentes tratamientos de nitrógeno aplicado. Se muestra el Toral de nitrógeno absorbido por el cultivo y el índice de cosecha de nitrógeno para los diferentes tratamientos en los cultivares Orovada y Exp 1.

Respuesta de camelina a la densidad

Para evaluar la respuesta del cultivo de camelina a la densidad de siembra, se utilizaron tres densidades: 150, 250 y 350 plantas por metro cuadrado (pl/m²). Las parcelas fueron sembradas el 12 de junio de 2024, utilizando el mismo diseño experimental que en el ensayo de fertilización. El nivel de nitrógeno en el suelo al momento de la siembra fue de 80 KgN/ha (30 KgN/ha presente en el suelo y 50 KgN/ha agregado mediante SolMix). El tamaño de las parcelas fue el mismo que en el experimento de oferta nitrogenada.

El rendimiento se incrementó con la densidad entre 150 pl/m2 y 250 pl/m2 en ambos genotipos evaluados. A partir de ese valor de densidad (250 pl/m2 emergidas) no se observaron diferencias significativas en el rendimiento cuando se incrementó la densidad a valores de 350 pl/m2. El patrón de respuesta a la densidad en el rendimiento fue consecuencia de los cambios en el número de granos por unidad de área ya los aumentos en el rendimiento ante incrementos en la densidad de siembra fueron acompañados por aumentos en la misma magnitud en el número de granos por unidad de área. El peso de los granos no fue modificado por los cambios en la densidad de siembra (Figura 6).

Figura 6: Rendimiento, numero de granos por unidad de área y peso de 1000 granos en respuesta a las diferentes densidades utilizadas. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05).

Los incrementos en la densidad produjeron aumentos en la biomasa total, los cuales fueron consecuencia tanto de incrementos en la biomasa aérea como en la biomasa radical.

El patrón de respuesta fue similar al observado en el rendimiento, ya que la respuesta significativa en términos estadísticos fue entre 150 pl/m2 y 250 pl/m2. Los incrementos por encima de 250 pl/m2 no produjeron incrementos en la biomasa ni aérea ni en la biomasa radical (Figura 7).

Figura 7: Biomasa total, biomasa aérea y biomasa radical en respuesta a diferentes densidades utilizadas. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05).

La menor densidad de siembra comprometió la capacidad del cultivo para interceptar radiación en comparación con las densidades intermedia y alta. Los valores de cobertura, medidos a través del sensor activo (índice verde normalizado, NDVI), mostraron que la mayor cobertura se alcanzó a los 90 días de siembra, cuando el cultivo inició la floración, y se mantuvo hasta los 120 días.

Sin embargo, aunque la menor densidad siguió el mismo patrón que las densidades más altas, no logró una cobertura plena para capturar la radiación (Figura 8). Estas diferencias explicaron la menor biomasa aérea y radical en la menor densidad, ya que no permitió una cobertura temprana completa, lo que resultó en la no interceptación de parte de la radiación incidente, limitando la formación de biomasa.

Figura 8: Dinámica de la captura de la radiación a través de mediciones de índice verde normalizado (NDVI) a lo largo del ciclo del cultivo para las dos variedades evaluadas en las tres densidades de siembra.

Conclusiones

Fenología:  Ambas variedades tienen el mismo ciclo de 136 días, pero Exp.1 presenta una fase vegetativa levemente más larga (+4 días) y una fase reproductiva más corta (-4 días).

Comportamiento sanitario y tolerancia a heladas:   El perfil sanitario en cuanto a enfermedades y plagas fue excelente, y buena competencia con malezas.  Ambas variedades mostraron un excelente comportamiento a heladas en etapas vegetativas

Requerimiento hídrico: Mostró un bajo requerimiento hídrico. Durante todo el ciclo, la precipitación acumulada alcanzó los 365 mm, de los cuales el 50 % (179 mm) se concentró en la etapa vegetativa, específicamente en los estados de roseta y elongación del tallo.

Respuesta nitrogenada:  Hubo respuesta al nitrógeno, con rendimientos de 2,0 a 3,5 Tons/ha. La biomasa total (aérea y radical) mostró una respuesta positiva a la oferta de nitrógeno en ambas variedades.  A partir de los 50 kgN/ha en el suelo, el rinde se incrementó a una tasa de 10 Kg granos/KgN disponible y 6 Kg granos/KgN disponible para los cultivares Orovada y Exp.1 y, respectivamente.

Respuesta a la densidad:  Se observaron diferencias significativas entre 150 y 250-350 plantas/m², los incrementos de rendimiento entre 250 y 350 plantas/m², no fueron significativos en términos estadísticos. El número de granos siguió la misma tendencia que el rendimiento, sin diferencias en el peso de los granos. La biomasa total y aérea aumentó con la densidad hasta 250 plantas/m², sin diferencias significativas entre 250 y 350 plantas/m². La biomasa radical también aumentó con la densidad, alcanzando 510 kg/ha en 250 plantas/m².

A 70 días de siembra, las menores densidades mostraron menor cobertura del suelo, afectando la eficiencia de intercepción de la radiación. 

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