Sustitución parcial de fertilizantes químicos NPK y su impacto en la productividad y calidad del fruto del limonero Eureka (Citrus limon L. Burm)

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 10506 (2023) Citar este artículo

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Detalles de métricas

El objetivo principal de este estudio es mejorar la productividad, las propiedades físicas y químicas de los frutos y la calidad de los frutos de los limoneros Eureka mientras se reducen los costos de producción mediante la investigación del uso de diferentes fuentes alternativas de NPK (liberación lenta y bio) para reducir el uso de Fertilizantes químicos NPK. Se aplicaron diez tratamientos de fertilizantes NPK. Los resultados indican que los valores más altos de rendimiento (111.0 y 114.0 kg/árbol) se encontraron con NPK 100% químico (testigo) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. El peso del fruto de limón varió de 131,3 a 152,4 y de 131,4 a 153,5 g para la primera y segunda temporada, respectivamente, para todos los tratamientos en estudio. Los valores más altos de longitud y diámetro del fruto se encontraron con NPK 100% químico (control) para ambas temporadas. Los valores más altos de los parámetros de calidad del jugo (SST, acidez del jugo, relación SST/ácido y concentración de vitamina C) respondieron favorablemente a tasas más altas de tratamiento químico NPK. Los valores más altos de SST, acidez del jugo, relación SST/Ácido y concentración de vitamina C fueron 9.45%, 6.25%, 1.524 y 4.27 mg/100 g, respectivamente, se encontraron con 100% NPK químico (control) para ambas temporadas. Mientras tanto, el valor más bajo de azúcar total se encontró con NPK 100% químico (control) para ambas temporadas.

El limón Eureka se considera un tipo de limón popular y se caracteriza por frutos amarillos y pulpa de color amarillo verdoso. Es sensible a condiciones de baja temperatura. Su árbol alcanza los 20 pies de altura. Sus frutos son de forma ovalada y su color va del verde al amarillo al madurar. Contiene jugo ácido en su pulpa que se divide en 8 a 10 gajos. Sus frutos contienen: cáscara (exocarpio) que es una capa exterior gruesa, albedo (mesocarpio) que es una parte esponjosa, esta es rica en pectina. La carpa endo contiene jugo y contiene ácido orgánico y azúcar con agua y sabor ácido. Algunos frutos tienen pequeñas semillas ovaladas de color blanco o blanco amarillento1. El limón (Citrus limon L.) ocupa el tercer lugar entre las principales especies de cítricos cultivadas, después de la naranja y la mandarina2,3. Pertenece a la familia Rutaceae4. El área total cultivada de limón en la ciudad de Najran es de aproximadamente 9000 Dunum, produciendo alrededor de 20,599 toneladas de frutas por año con un promedio de aproximadamente 2,29 toneladas de frutas por Dunum. La producción total de frutos de limón en el país de Arabia Saudita es de unas 51.000 toneladas de frutos al año, según 3.

Las frutas contienen saborizantes naturales y conservantes que se agregan a diversos alimentos, ensaladas, salsas y alimentos horneados. El jugo de limón se usa como refresco y se agrega a productos alimenticios para darle un sabor ácido5. El jugo de limón es una fuente importante de vitamina C, que es buena para la inmunidad del cuerpo humano. Además, es rico en flavonoides, antioxidantes, lo que es útil para eliminar los radicales libres que dañan las células de los tejidos del cuerpo. El consumo de alimentos que contienen flavonoides protege contra el cáncer y las enfermedades cardiovasculares6.

El nitrógeno (N) es muy importante como fertilizante mineral para los cítricos y afecta el crecimiento, rendimiento y calidad de los frutos. El potasio es eficaz en funciones fisiológicas como la translocación de azúcares, la síntesis de proteínas y la división y crecimiento celular. Es muy útil en el crecimiento de los frutos y mejora el tamaño, sabor y color de los frutos. El fósforo es necesario en la fotosíntesis, la síntesis, la descomposición de los carbohidratos y la transferencia de energía dentro de la planta. Hoy en día, los fertilizantes químicos son importantes en la nutrición de los cultivos frutales, pero su uso en cantidades excesivas tiene efectos negativos en el suelo, el agua y la atmósfera, lo que a su vez afecta a la salud animal y humana. También tuvo efecto sobre la fertilidad del suelo, la calidad del agua, el rendimiento y la calidad de los productos7,8,9.

Por ello, para la producción sustentable se han utilizado abonos orgánicos y biofertilizantes, que mejoran las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Muchos investigadores revisaron el importante papel de los fertilizantes orgánicos y biofertilizantes en la mejora del suelo y las propiedades de las plantas para cultivos como la naranja dulce10,11; en limón12,13,14.

Los microbios del suelo son necesarios en varios procesos de los ecosistemas, como el ciclo de nutrientes y la descomposición de la materia orgánica, además de mejorar la salud y el crecimiento de las plantas15,16,17,18,19.

Al respecto, el objetivo de este estudio fue investigar la posibilidad de reducir el alto costo de los fertilizantes químicos (NPK), que tienen un impacto directo en la salud humana, mediante el uso de alternativas menos costosas y además amigables con el medio ambiente, como (químicos). , liberación lenta y bio), y su efecto sobre la productividad y calidad del fruto de Limoneros Eureka (Citrus limon L. Burm).

La presente investigación se llevó a cabo durante las dos temporadas consecutivas de 2021 y 2022 en un huerto privado en la región de Nagran, Arabia Saudita (latitud 17° 36′ N y 44° 26′ E) en limoneros Eureka de 21 años. Treinta limoneros Eureka sanos y fructíferos que brotaron sobre portainjertos de naranja agria (Citrus aurantium L.), fueron cuidadosamente seleccionados y dedicados para realizar este estudio. Los árboles seleccionados fueron lo más uniformes posible en su vigor de crecimiento, libres de enfermedades, cultivados en suelo franco arcilloso y plantados a 4 × 5 m (210 árboles/feddan) de distancia bajo un sistema de riego por goteo. Los cítricos se han recolectado con el permiso de las normas de la Universidad de Nagran. Los materiales vegetales cumplen con las regulaciones locales y nacionales. La temperatura promedio es de 24,6 ± 5,3 °C y una humedad relativa de 73,2 ± 6,7%.

La textura del suelo en este ensayo fue de textura franco-arcillosa. Además, el análisis mecánico y químico del suelo experimental se muestra en la Tabla 1. Los resultados del análisis del suelo y del estiércol de corral según20 se dan en la Tabla 1. Todos los árboles elegidos recibieron las prácticas agrícolas recomendadas, excepto la fertilización. Se dispusieron treinta árboles en un diseño de bloques completos al azar, cada tratamiento se replicó tres veces con tres árboles por repetición.

En consecuencia, las fuentes de NPK investigadas y los tratamientos de fertilización aplicados al suelo con biofertilizantes fueron los siguientes:

Sin Bio NPK

Con-Bio NPK

T1: Control (100% NPK químico)

T6: Control (100% NPK químico)

T2: 75% NPK químico + 25% fuentes naturales

T7: 75% NPK químico + 25% fuentes naturales

T3: 50% NPK químico + 50% fuentes naturales

T8: 50% NPK químico + 50% fuentes naturales

T4: 25% NPK químico + 75% fuentes naturales

T9: 25% NPK químico + 75% fuentes naturales

T5: fuentes 100% naturales

T10: fuentes 100% naturales

Tasa y método de aplicación de fertilizantes químicos NPK.

En este estudio se emplearon cuatro dosis de fertilizantes químicos NPK. La primera dosis fue 100% de NPK (1000:250:500 g/árbol/año, respectivamente) se aplicaron como 4,85 kg/árbol de sulfato de amonio (20,6% N), 1,60 kg/árbol de superfosfato (15,5% P2O5) y 1,00 kg/árbol sulfato potásico (48% K2O). La segunda dosis fue del 75% de NPK (750, 187,5 y 375 g por árbol, respectivamente). La tercera dosis fue del 50% de NPK (500, 125 y 250 g por árbol, respectivamente). La cuarta dosis fue del 25% de NPK (250, 62,5 y 1255 g por árbol, respectivamente). El fertilizante nitrogenado se adicionó en tres dosis, en marzo, primeros de junio y finales de agosto. Mientras que el potasio se aplicó en dos dosis, al primero de marzo y a finales de agosto con fertilización nitrogenada.

Dosis y método de aplicación de la mezcla de fertilizaciones NPK alternativas naturales (N orgánico y materias primas minerales rocosas NPK).

Sin embargo, otras fuentes alternativas de fertilizantes NPK investigadas fueron: 1—fertilizante orgánico granulado con N de 18–20% de N real, 2—dos materiales rocosos crudos naturales, el primero como fertilizante de P con 18–20% de P2O5* real, mientras que el segundo como fertilizante de K de 10 a 12 % de K2O real. Se utilizaron en cuatro dosis (la primera dosis fue 100% de NPK alternativo (10:1.250:4.17 kg/árbol/año, respectivamente). La segunda dosis fue 75% de NPK alternativo (7.5, 0.937 y 3.13 g por árbol, respectivamente). ).La tercera dosis fue del 50% de NPK alterno (5, 0.625 y 2.08 kg por árbol, respectivamente).La cuarta dosis fue del 25% de NPK alterno (2.5, 0.312 y 1.04 kg por árbol, respectivamente).Se aplicaron en suelo. (15 cm de profundidad) en una dosis a principios de diciembre.

Tasa y método de aplicación de fertilizantes bioorgánicos:

A lo largo de este estudio se investigó una mezcla de tres tipos de biofertilizantes (cantidades iguales para cada uno). Estos tipos son:

Fosforeno: un biofertilizante de fósforo comercial, que contiene algunas cepas de hongos activos (micorrizas Arbuscalar).

Nitrobeína: un biofertilizante nitrogenado comercial que contiene bacterias especiales (Azotobacter choroccocum).

Potasseína: un biofertilizante de potasio comercial que contiene bacterias especiales (Bacillus pasturii).

Cada uno de los tres biofertilizantes mencionados anteriormente se aplicó en el suelo (15 cm de profundidad) al suelo mojado en una dosis a principios de diciembre a razón de 50 ml por árbol. Estos tratamientos se replicaron tres veces.

En época de cosecha (primera semana de diciembre en ambas temporadas); el rendimiento de frutos de cada árbol se registró como peso (kg).

En la primera semana de diciembre en ambas temporadas, que es la época de cosecha, se escogieron al azar diez frutos de cada árbol o réplica y se llevaron al laboratorio para estimar sus características físicas y químicas del fruto. El peso del fruto (g) se calculó registrando el peso promedio de 10 frutos de cada árbol/réplica. La longitud promedio del fruto (L) y el diámetro del fruto (D) se midieron utilizando un calibrador manual. El volumen del fruto (cm3) se calculó sumergiendo el fruto en agua y pesando el agua extraída. Además, el peso de la cáscara (g) y la pulpa (g) se estimó mediante una balanza eléctrica digital (Modelo Vibra-Range 0–12.000 g ± 0,01 g, Japón). Un probador de presión Magness and Taylor midió la firmeza de la fruta (libras/pulgadas 2) con un medidor de 7/18 pulgadas. émbolo.

El porcentaje de sólidos solubles totales (SST%) se midió usando un refractómetro manual (ATAGO Co., LTD., Tokio, Japón) en la fruta de limón recién cortada, y el resultado se expresó como porcentaje (%). Los azúcares totales y reductores se estimaron calorimétricamente utilizando el método colorimétrico de arseniato-molibdato de Nelson21. Los azúcares no reductores se midieron por la diferencia entre los azúcares totales y los azúcares reductores. El porcentaje de acidez titulable en jugo de fruta se determinó mediante el método AOAC22, donde se expresó como g de ácido cítrico/100 ml de jugo de fruta. La relación SST/ácido se calculó dividiendo el valor de SST entre el valor de acidez titulable. El contenido de ácido ascórbico (vitamina C) del jugo se estimó mediante titulación con 2,6-diclorofenol-indofenol23 y se calculó como mg/100 mg de jugo.

Todos los métodos utilizados en este estudio se llevaron a cabo de acuerdo con las normas de las universidades Benha y Nagran.

Todos los datos obtenidos en las dos temporadas de estudio fueron analizados estadísticamente mediante el método de análisis de varianza según24. Sin embargo, las medias se distinguieron mediante la prueba de rangos múltiples de Duncan25. Dado que se usaron letras mayúsculas para distinguir las medias dentro de cada columna o fila que representaba el efecto específico de cualquier nivel aplicado de factor investigado (NPK) y algunos biofertilizantes agregados al suelo, sin embargo, se emplearon letras minúsculas para el efecto de interacción de sus combinaciones.

La Figura 1 muestra el rendimiento de limón afectado por diferentes fuentes de NPK como reemplazo del NPK químico. Se pudo observar que la adición de bio-NPK tuvo una influencia positiva en el rendimiento por árbol en ambas temporadas (kg). El aumento de las tasas de aplicación química de NPK también resultó en aumentos consistentemente significativos en los valores registrados para el rendimiento por árbol. Como resultado, los valores más altos se obtuvieron durante ambas temporadas de estudio cuando los niveles más altos de NPK químico (100 y 75%) se combinaron con bio-NPK.2.5. Se pudo observar que los valores más altos de rendimiento (111.0 y 114.0 kg/árbol) se encontraron con NPK 100% químico (testigo) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que los valores más bajos de rendimiento (89,75 y 90,34 kg/árbol) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre el rendimiento de limoneros Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

El peso del fruto (g) y el tamaño del fruto (cm3) de los limoneros Eureka estuvieron influenciados por diferentes niveles de minerales NPK y sus combinaciones con bio-NPK o sin bio-NPK durante las temporadas 2021 y 2022, según datos presentados en las Figs. 2 y 3. Los resultados indican que el peso del fruto fue de 152.4, 148.0, 144.7, 142.4 y 131.3 g para 100% NPK químico (control), 75% NPK químico + 25% fuentes naturales, 50% NPK químico (control), 50 % NPK químico + 25% fuentes naturales, 50% NPK químico (control), 25% NPK químico + 75% fuentes naturales y 100% fuentes naturales, respectivamente, para la primera temporada. Además, fue de 153,5, 148,9, 145,5, 142,8 y 131,4 g para 100% NPK químico (control), 75% NPK químico + 25% fuentes naturales, 50% NPK químico (control), 50% NPK químico + 25% fuentes naturales. , 50% NPK químico (control), 25% NPK químico + 75% de fuentes naturales y 100% de fuentes naturales, respectivamente, para la segunda temporada.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre el peso de frutos de limoneros Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre el tamaño de fruto de limoneros Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

En términos del efecto de las diferentes fuentes de NPK, los datos obtenidos durante ambas temporadas revelaron que, en comparación con otros tratamientos, todos los niveles y fuentes de NPK aumentaron significativamente en todos los parámetros investigados. Esto fue cierto durante ambas temporadas. Además, en términos de peso y tamaño de fruto, los niveles más efectivos se asociaron significativamente con sus niveles más altos (100% NPK químico). Los datos presentados en las Figs. 2 y 3 revelaron que la tasa de respuesta al bio-NPK fue relativamente pronunciada con las diferentes fuentes de NPK. Los niveles más altos de minerales NPK (100 y 75%) dieron como resultado un ligero aumento en el peso y tamaño de la fruta cuando se combinaron con bio-NPK. Los valores más altos de tamaño de fruto (170.5 y 171.1 cm3) se encontraron con NPK 100% químico (testigo) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que, los valores más bajos de rendimiento (152,1 y 152,4 cm3) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente.

Las Figuras 4, 5 y 6 muestran la longitud y el diámetro del fruto de los frutos de limón Eureka, fueron las dos dimensiones del fruto investigadas con respecto a su respuesta a los compuestos nutritivos diferenciales. Los resultados muestran obviamente que ambos parámetros respondieron significativamente a todos los tratamientos. Sin embargo, la tasa de respuesta fue relativamente mayor con la dimensión del fruto anterior (longitud) que con la otra (diámetro). Además, el primer tratamiento (100% NPK químico + bio-NPK) fue el superior y resultó significativamente en la mayor longitud y diámetro. Le sigue estadísticamente el 2º tratamiento 100% NPK químico + bio-NPK). Esta tendencia se mantuvo durante ambas temporadas experimentales tanto para la longitud como para el diámetro del fruto. Los resultados indican que la variabilidad en el índice de forma del fruto (longitud: diámetro) de los frutos de limón Eureka en respuesta a los diversos tratamientos probados fue relativamente demasiado pequeña para ser tomada en consideración estadísticamente. Aquí se puede afirmar que durante ambas temporadas experimentales, los frutos que habían sido tratados con fertilizantes, ya sea por separado o en combinación con bio-NPK, tendieron a tener una forma ligeramente oblonga. Los valores más altos de longitud de fruto y diámetro de fruto (79.47 y 70.11 cm) se encontraron con NPK 100% químico (testigo) para primera temporada. Mientras que, los valores más bajos de longitud de fruto y diámetro de fruto (76,96 y 65,56 cm) se encontraron con fuentes 100% naturales para primera temporada. Asimismo, los valores más altos de longitud de fruto y diámetro de fruto (79.56 y 70.50 cm) se encontraron con NPK 100% químico (testigo) para segunda temporada. Mientras que, los valores más bajos de longitud de fruto y diámetro de fruto (77.02 y 66.00 cm) se encontraron con fuentes 100% naturales para segunda temporada.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre la longitud del fruto de limoneros Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre el diámetro de fruto de limoneros Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre la dimensión del fruto (FL/FD) de limoneros Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Las Figuras 7, 8 y 9 demuestran inequívocamente que los diversos tratamientos con fuentes de NPK tuvieron un impacto positivo en el peso de la pulpa (g), la firmeza de la fruta (lb/in2) y el jugo (%) registrados en ambas temporadas. Además, al aumentar las tasas de aplicación del NPK químico, los valores registrados para los diversos parámetros antes mencionados (% de peso de la carne y jugo) mostraron aumentos considerables y constantes. En consecuencia, los valores más altos para los diferentes parámetros se registraron cuando el nivel más alto de NPK químico (100 y 75%) se combinó con bio-NPK durante ambas temporadas de estudio. Por el contrario, los valores más bajos fueron significativamente concomitantes con las fuentes 100% naturales de NPK durante ambas temporadas. A medida que aumentaron las tasas de aplicación del NPK químico, la dureza de la fruta aumentó gradualmente de manera significativa. En consecuencia, los valores máximos de firmeza de las distintas frutas se observaron durante ambas temporadas de estudio cuando el nivel más alto de NPK químico (100 y 75%) se combinó sin bio-NPK. Los valores más altos de peso de pulpa, firmeza del fruto y porcentaje de jugo (90.10 g, 13.82 lb/pulg2 y 45.85%) se encontraron con NPK 100% químico (control) para la primera temporada. Mientras que los valores más bajos de peso de pulpa, firmeza del fruto y porcentaje de jugo (76.32 g, 11.59 lb/in.2 y 38.63%) se encontraron con fuentes 100% naturales para la primera temporada. Asimismo, los valores más altos de peso de pulpa, firmeza del fruto y porcentaje de jugo (90.91 g, 14.17 lb/pulg2 y 46.69%) se encontraron con 100% NPK químico (testigo) para la segunda temporada. Mientras que los valores más bajos de peso de pulpa, firmeza del fruto y porcentaje de jugo (76.67 g, 11.77 lb/in.2 y 39.14%) se encontraron con fuentes 100% naturales para la segunda temporada.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre el peso de la pulpa de frutos de limón Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre la firmeza del fruto de limón Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Efecto de diferentes fuentes de NPK sobre el porcentaje de jugo de frutos de limón Eureka durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022.

Las cinco características químicas del jugo de fruta probadas para las frutas de limón Eureka con respecto a su respuesta a los tratamientos evaluados fueron% de sólidos solubles totales (SST),% de acidez total, relación SST/ácido,% de azúcares totales y contenido de ácido ascórbico (vitamina C). Las Tablas 2 y 3 muestran los datos obtenidos durante las temporadas experimentales de 2021 y 2022. Los resultados indican que, la mayoría de los parámetros de calidad del jugo medidos (% de SST,% de acidez del jugo, relación SST/ácido,% de azúcares totales y vitamina C concentración) respondió favorablemente a tasas más altas de tratamiento químico NPK. Con las mayores cantidades de aplicación del químico NPK (100 y 75%) con bio-NPK, se obtuvieron los valores más altos para estas características en ambas temporadas. Sin embargo, durante ambas temporadas experimentales, los resultados más bajos se obtuvieron cuando las concentraciones más altas de fuentes naturales (100 y 75%) se utilizaron de forma independiente o en combinación con bio-NPK. Los valores más altos de TSS (9,41 y 9,46%) se encontraron con NPK 100% químico (control) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que los valores más bajos de SST (7.80 y 7.91%) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Los valores más altos de acidez (6,17 y 6,25%) se encontraron con NPK 100% químico (control) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que los valores más bajos de acidez (5,61 y 5,60%) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Los valores más altos de SST/acidez (1.524 y 1.511) se encontraron con NPK 100% químico (control) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que los valores más bajos de SST/acidez (1.392 y 1.412) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente.

Los valores más altos de azúcares totales (1,80 y 1,84%) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que, los valores más bajos de azúcares totales (1,58 y 1,64%) se encontraron con NPK 100% químico (testigo) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras tanto, los valores más altos de vitamina C (41,27 y 42,21 mg/100 g) se encontraron con NPK 100% químico (control) tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente. Mientras que los valores más bajos de vitamina C (36,54 y 37,17 mg/100 g) se encontraron con fuentes 100% naturales tanto para la primera como para la segunda temporada, respectivamente.

Los resultados del efecto de la adición de bio-NPK al limón, donde el SLA, SLW y RGR de la hoja de limón se vieron afectados significativamente por los dos tratamientos de biofertilizantes con tratamientos NPK. Al-Freeh et al.26 informaron que las plantas de avena tratadas con biofertilizantes dieron una mayor tasa de RGR en las dos temporadas estudiadas. Además, Kumari et al.27 informaron que los biofertilizantes con NPK dieron un mayor valor de RGR en plantas de maíz tierno. Los biofertilizantes actúan en el desarrollo de la estructura de la raíz y aumentan la tasa de flujo del xilema de la raíz como resultado de aumentar y proporcionar la absorción de agua y elementos nutrientes adecuados, lo que conduce a una diferencia en las tasas de crecimiento de las plantas no tratadas con biofertilizantes28,29.

El T. harzianum con fertilizante NPK tuvo efecto significativo, donde incrementó el contenido de clorofila foliar (44,61%) y la fluorescencia de clorofila (F0) (18,36%) sobre las plantas control. El rendimiento fotosintético (Fv/Fm) y el valor SPAD de las hojas de trigo bajo estrés osmótico aumentaron significativamente con la adición de biofertilizantes30. Mohammed et al.31 informaron que los biofertilizantes afectaron mejor el contenido de clorofila de las hojas de los perales. La inoculación en el suelo de biofertilizantes con fertilizantes químicos afecta el crecimiento y el rendimiento del arroz al aumentar el área foliar y el contenido de clorofila de las hojas32. La aplicación de fertilizantes orgánicos aumentó el contenido de clorofila, la conductancia estomática y la tasa fotosintética neta de los perales de azufaifo33. Osman y El-Rhman34 aclararon que los biofertilizantes proporcionaban el valor más alto del contenido total de clorofila en las hojas de las higueras. Los biofertilizantes producen hormonas de crecimiento vegetal (auxinas) y ácidos orgánicos que promueven el crecimiento de las plantas y las actividades enzimáticas y aumentan el contenido de clorofila en las hojas de las plantas35. Arefe et al.36 también informaron que los biofertilizantes afectaron positivamente el contenido de clorofila (valor SAPD) en las hojas de albahaca. En este estudio, la conductancia estomática se vio afectada positivamente por los tratamientos con biofertilizantes con NPK. La adición de microbios con fertilizantes inorgánicos puede aumentar los nutrientes minerales y la absorción de agua al mejorar el sistema radicular, afectando así la conductancia estomática de las hojas de los limoneros.

Las características de calidad de la fruta de limau nipis mejoraron significativamente con dosis reducidas de fertilizantes NPK. Los hallazgos de nuestro estudio concuerdan con los resultados de 37, quienes informaron que los biofertilizantes y el estiércol de corral con dosis de NPK mejoraron la calidad de la fruta, como el número de frutos, el peso de los frutos y el tamaño de los frutos de los limoneros Eureka. Además, Ennab38 informó que la inoculación en el suelo de hongos y bacterias beneficiosos mejoró la calidad de la fruta en las fresas. Dheware y Waghmare10 mencionaron que los biofertilizantes con NPK aumentaron el número de frutos y el peso de los frutos en naranja dulce. Hadole et al.19 informaron que el árbol de mandarino Nagpur fue afectado por biofertilizantes más NPK, donde el rendimiento aumentó un 50% más que el tratamiento control. La mejora del crecimiento y la calidad de la fruta podría atribuirse al suministro constante de nutrientes, especialmente potasio, mayores concentraciones de enzimas del suelo y sustancias promotoras del crecimiento producidas por microorganismos aplicados al suelo, que pueden haber ayudado en la biosíntesis y translocación de carbohidratos en la fruta39 . Se ha informado que la aplicación de biofertilizantes aumentó el nivel de la hormona auxina endógena en las plantas tratadas40. Estos niveles elevados de auxinas en la fruta pueden promover el potencial de hundimiento de la fruta, lo que se correlaciona positivamente con la tasa de crecimiento de la fruta41.

En cuanto a la inoculación al suelo de B. thuringiensis, aumentó el número de frutos (81,81%), el peso del fruto (55,52%), el diámetro del fruto (43,54%), la dimensión del fruto (35,69%), la relación pulpa-cáscara (94,87%) y contenido de jugo de fruta (65,36%) en comparación con el grupo control. La inoculación en el suelo de Bacillus spin aumenta el crecimiento y la biomasa de raíces, brotes y hojas42,43, la síntesis de reguladores del crecimiento de las plantas (IAA, GA, citoquininas y espermidinas)43,44 y eleva los niveles de pigmentos fotosintéticos, azúcares y aminoácidos. , proteínas y nutrientes minerales en las plantas43,45 y aumentar el rendimiento de frutos46. El gen de la nitrogenasa (nifH) de Bacillus spp. produce una enzima nitrogenasa que puede fijar N2 atmosférico y suministrarlo a las plantas para estimular su crecimiento y rendimiento47. Bacilospp. Los reguladores del crecimiento de las plantas de síntesis mejoran la división celular y el alargamiento celular durante el cuajado y el desarrollo del fruto43,44. Bacilospp. También secreta la enzima ACC desaminasa, que inhibe la síntesis de etileno en las plantas y mejora el crecimiento de las plantas48,49. Ismail et al.50 informaron que la calidad de la fruta sólo se puede mejorar a nivel de producción, pero después de la cosecha, las frutas sólo pueden mantener su calidad. Nuestros resultados informaron que el tratamiento con biofertilizantes aumentó el contenido de SST en hojas y frutos de limau nipis. El contenido de SST de la fruta de los limoneros Eureka se ve significativamente afectado por los biofertilizantes y el estiércol agrícola que reducen la tasa de NPK37. Se informó anteriormente que la aplicación de biofertilizantes al suelo aumentó el contenido de SST del fruto de los árboles de guayaba51. Ye et al.34 también afirmaron que la aplicación de fertilizantes orgánicos mejoró el contenido total de sólidos solubles y la calidad de la fruta de Jujube. El aumento del contenido de SST en hojas y frutos puede deberse a mejores tasas fotosintéticas netas y crecimiento de las plantas, lo que aumenta la acumulación de fotosintatos y nutrientes, y la transferencia se acumula en los frutos, lo que provoca una mejor calidad de los mismos52. La solubilización de nutrientes minerales, la síntesis de reguladores del crecimiento vegetal y metabolitos secundarios y las secreciones enzimáticas de T. harzianum y B. thuringiensis confirman sus efectos biofertilizantes en los limoneros para mejorar la fisiología del crecimiento y la calidad del fruto de limau nipis. Estos resultados coincidieron con los obtenidos por53,54,55,56.

Este trabajo concluyó que la adición de bio-NPK al limonero tuvo un gran efecto en el rendimiento y la producción en comparación con el NPK químico, donde los valores más altos para los diversos parámetros se obtuvieron cuando se combinó el nivel más alto de minerales NPK (100%) con bio. -NPK, seguido de 75% NPK mineral + 25% de NPK alternativo combinado con bio-NPK, que podrían recomendarse con seguridad dados sus efectos favorables sobre la productividad y las características de calidad del fruto. El valor más alto de rendimiento fue de 114,0 kg/árbol para todos los tratamientos en estudio. El peso del fruto de limón osciló entre 131,3 y 153,5 g para todos los tratamientos en estudio. Los valores más altos de SST, acidez del jugo, relación SST/Ácido y concentración de vitamina C fueron 9.45%, 6.25%, 1.524 y 4.27 mg/100 g, respectivamente, se encontraron con NPK 100% químico (control) para ambas temporadas. Se recomiendan estudios futuros para investigar la capacidad de almacenamiento del bio-NPK bajo rango.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Los autores agradecen al Ministerio de Medio Ambiente, Agua y Agricultura de Arabia Saudita por financiar este trabajo en el marco del proyecto de investigación aplicada en el campo de cultivos prometedores, en cooperación entre el Centro de Investigación Hortícola de Najran y la Universidad de Najran, código (220011487). Además, nos gustaría agradecer a la Facultad de Agricultura de la Universidad Benha, Kalubia, Egipto.

Esta investigación fue apoyada por el proyecto de investigación aplicada en el campo de cultivos prometedores, en cooperación entre el Centro de Investigación Hortícola de Najran y la Universidad de Najran, código (220011487).

Departamento de Biología, Facultad de Ciencias y Arte, Universidad de Najran, Najran, Arabia Saudita

Abdulrhman A. Almadiy y Ammar M. Ibrahim

Departamento de Pomología, Facultad de Agricultura, Universidad de El Cairo, Giza, 12511, Egipto

Ayman E. Shaban

Ministerio de Medio Ambiente, Agua y Agricultura, Centro de Investigación de Horticultura de Najran, Najran, Arabia Saudita

Salem M. Balhareth

Departamento de Horticultura, Facultad de Agricultura, Universidad Benha, Moshtohor, PO Box 13736, Toukh, Kalubia, Egipto

Sherif F. El-Gioushy

Departamento de Ingeniería Agrícola y de Biosistemas, Facultad de Agricultura, Universidad Benha, Moshtohor, PO Box 13736, Toukh, Kalubia, Egipto

El-Sayed G. Khater

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AA, AS, AI, SB, SE-G. y E.-SK: investigación, recursos, redacción—preparación del borrador original, redacción—revisión y edición.

Correspondencia a Abdulrahman A. Almadiy, Sherif F. El-Gioushy o El-Sayed G. Khater.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Almadiy, AA, Shaban, AE, Ibrahim, AM et al. Sustitución parcial de fertilizantes químicos NPK y su impacto en la productividad y calidad del fruto del limonero Eureka (Citrus limon L. Burm). Representante científico 13, 10506 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-37457-7

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Recibido: 29 de enero de 2023

Aceptado: 22 de junio de 2023

Publicado: 28 de junio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-37457-7

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