Effect of biol and deficit irrigation applications on the agronomic performance of lettuce crop

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15517/am.2025.922

Keywords:

biofertilizer, irrigation efficiency, lectuca sativa , sustainable agriculture

Abstract

Introduction. Biol and deficit irrigation reduce the use of synthetic fertilizers and optimize water use, respectively. Objective. To analyze the impact of a leaf litter-based biol and deficit irrigation on lettuce cultivation (Lactuca sativa L.). Materials and methods. A randomized complete block design with a 2 × 3 factorial arrangement was used. The evaluated treatments were T1 (without biol + 100 % of ETc), T2 (without biol + 75 % of ETc), T3 (without biol + 50 % of ETc), T4 (with biol + 100 % of ETc), T5 (with biol + 75 % of ETc), and T6 (with biol + 50 % of ETc). The evaluated variables included physicochemical characterization of the biol, agronomic performance of the crop (root diameter, root length, leaf length, number of leaves, total weight, commercial weight, yield, and dry matter), and water use efficiency. Results. The biol showed a pH of 5.6, electrical conductivity of 6.92 dS/m, and a temperature of 22.5 °C, as well as high levels of essential nutrients such as nitrogen, potassium, calcium, and iron. Regarding heavy metals such as cadmium and lead, concentrations remained within internationally acceptable standards. Agronomically, significant differences were observed in plant height, root diameter, leaf length, number of leaves, and total weight between treatment T4 (with biol + 100 % of ETc) and T3 (without biol + 50 % of ETc). However, no statistical differences were found in the remaining variables. Conclusions. Biol improved the cultivation of Lactuca sativa L. T4 showed the highest yield, while T6 reached 21.04 kg/m³, suggesting more efficient water use under deficit irrigation.

Author Biographies

  • Belén Estefanía Simbaña-Cifuentes, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Quevedo, Ecuador

    Researcher

  • Marlon Fernando Monge-Freile, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Quevedo, Ecuador

    Researcher

  • Katiuska Carolina Molina-Yépez, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Quevedo, Ecuador

    Researcher

  • Génesis Yamileth Bustamante-Saltos, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Quevedo, Ecuador

    Researcher

References

Abdelfattah, A., & Mostafa, H. (2024). Potential of soil conditioners to mitigate deficit irrigation impacts on agricultural crops: a review. Water Resour Manage, 38(8), 2961–2976. https://link.springer.com/article/10.1007/s11269-024-03800-4 DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-024-03800-4

Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (2006). Evapotranspiración del cultivo. Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos (Estudio FAO Riego y Drenaje n.º 56). Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. https://www.fao.org/4/x0490s/x0490s00.htm

Amico Rodríguez, J. M. D., Morales Guevara, D. M., Guerrero Domínguez, L., & Santa Cruz Suarez, A. (2025). Efecto del riego deficitario controlado en el desarrollo de plantas de maíz. Cultivos Tropicales, 46(1), Artículo e03. https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1835

Amin, F., & Jilani, M. I. (2024). Environmental, Microbiological and Chemical Implications of Fertilizers use in soils: a review. International Journal of Chemical and Biochemical Sciences, 25(18), 56–73. https://www.iscientific.org/wp-content/uploads/2024/02/6-IJCBS-24-25-18-6.pdf

Areeshi, M. Y. (2022). Recent advances on organic biofertilizer production from anaerobic fermentation of food waste: overview. International Journal of Food Microbiology, 374, Article 109719. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2022.109719 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2022.109719

Azcarate, M. P., Baglioni, M., Brambilla, C., Brambilla, E., Fernandez, R., Kloster, N. S., Noellemeyer, E. J., Ostinelli, M., Pérez, M., Quiroga, A., & Savio, M. (2017). Métodos de análisis e implementación de calidad en el laboratorio de suelos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. https://ri.conicet.gov.ar/handle/11336/68416

Aznar, J. (2009). Manual de obtención y manejo de muestras para el laboratorio clínico. Servicio Andaluz de Salud. https://www.sspa.juntadeandalucia.es/servicioandaluzdesalud/sites/default/files/sincfiles/wsas-media-pdf_publicacion/2021/MANUALOBTYMANMUESTRAS.pdf

Barrera-Herrera, J. A., Díaz-Rojas, C. A., Prat, N., & Roa-Fuentes, C. A. (2023). Macroinvertebrados acuáticos en un gradiente altitudinal del río Garagoa, Andes orientales de Colombia. Revista de Biología Tropical, 71(1), Artículo e51538. https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/51538

Bedasa, Y. (2024). Is Africa’s food insecurity linked to land use coverage, irrigation adoption and water scarcity? Irrigation and Drainage, 73(1), 334–345. https://doi.org/10.1002/ird.2873 DOI: https://doi.org/10.1002/ird.2873

Bhunia, S., Bhowmik, A., Mallick, R., & Mukherjee, J. (2021). Eficiencia agronómica de fertilizantes orgánicos de origen animal y sus efectos en la biología y la fertilidad del suelo: Una revisión. Agronomía, 11(5), Artículo 823. https://doi.org/10.3390/agronomy11050823 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy11050823

Bijay-Singh, & Craswell, E. (2021). Fertilizers and nitrate pollution of surface and ground water: an increasingly pervasive global problem. SN Applied Sciences, 3, Article 518. https://doi.org/10.1007/s42452-021-04521-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s42452-021-04521-8

Bongiovanni, R., & Tuninetti, L. (2021). Huella de carbono y huella energética del etanol anhidro producido en una mini destilería “minidest” en origen. RIA. Revista de Investigaciones Agropecuarias, 47(2), 273–284. https://ria.inta.gob.ar/wp-content/uploads/2021/10/pubria2021_47n2_agosto_0.pdf

Calderón Nieto, J. B. (2013). Comportamiento agronómico de dos cultivares de lechuga (Lactuca sativa L.), sembradas mediante sistema hidropónico utilizando tres dosis de biol en el cantón Antonio Ante, provincia de Imbabura [Tesis de pregrado, Universidad Técnica de Babahoyo]. Repositorio digital de la Universidad Técnica de Babahoyo. http://dspace.utb.edu.ec/handle/49000/277

Cardeña Curo, N. (2012). Efecto de tres tipos de biol y dos densidades de siembra en el cultivo de lechuga (Lactuca sativa L. var. Great lakes) en condiciones del Centro Agronómico K’ayra [Tesis de pregrado, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco]. Repositorio digital de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco. https://repositorio.unsaac.edu.pe/handle/20.500.12918/1118

Chaves, M. M., Santos, T. P., Souza, C. R., Ortuño, M. F., Rodrigues, M. L., Lopes, C. M., Maroco, J. P., & Pereira, J. S. (2007). Deficit irrigation in grapevine improves water-use efficiency while controlling vigour and production quality. Annals of Applied Biology, 150(2), 237–252. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2006.00123.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2006.00123.x

Chávez Merino, I. P. (2017). Uso de biol a partir de vísceras de pescado en el cultivo de lechuga (Lactuca sativa) en Pampas-Huancavelica 2017 [Tesis de pregrado, Universidad César Vallejo]. Repositorio digital de la Universidad César Vallejo. https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/16596

Du, T.-Y., He, H.-Y., Zhang, Q., Lu, L., Mao, W.-J., & Zhai, M.-Z. (2022). Positive effects of organic fertilizers and biofertilizers on soil microbial community composition and walnut yield. Applied Soil Ecology, 175, Article 104457. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104457 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104457

Food and Agriculture Organization of the United Nations, & World Health Organization. (2019). Norma general del Codex para los contaminantes y las toxinas presentes en los alimentos y piensos (CODEX STAN 193-1995). https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/livestockgov/documents/CXS_193s.pdf

Gil Ramírez, L. A., Leiva Cabrera, F. A., Lezama Escobedo, M. K., Bardales Vásquez, C. B., & León Torres, C. A. (2023). Biofertilizante “biol”: caracterización física, química y microbiológica. Revista Alfa, 7(20), 336–345. https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v7i20.219 DOI: https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v7i20.219

Girón-Carrillo, C. E., Martínez-Olmedo, C. E. F., Monterroza-Domínguez, M. P., Aguirre-Castro, C. A., Hernández-Juárez, M. de J., & Lara-Ascencio, F. (2018). Influencia de la aplicación de bocashi y lombriabono en el rendimiento de calabacín (Cucurbita pepo L.), espinaca (Spinacia oleracea L.), lechuga (Lactuca sativa L.) y remolacha (Beta vulgaris L.), bajo el método de cultivo biointensivo, San Ignacio, Chalatenango, El Salvador. Revista Agrociencia, 1(03), 28–40. https://www.agronomia.ues.edu.sv/agrociencia/index.php/agrociencia/article/view/73

Greenberg, A., Clesceri, L., & Eaton, A. (2012). Standard methods for the examination of water and wastewater (22nd ed.). American Public Health Association.

Hossain, M. E., Shahrukh, S., & Hossain S. A. (2022). Chemical fertilizers and pesticides: impacts on soil degradation, groundwater, and human health in Bangladesh. In V. P. Singh, S. Yadav, K. K. Yadav, & R. N. Yadava (Eds.), Environmental degradation: Challenges and strategies for mitigation (pp 63–92). Springer Nature. https://doi.org/10.1007/978-3-030-95542-7_4 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-95542-7_4

Huber, A., & Trecaman, R. (2004). Eficiencia del uso del agua en plantaciones de Pinus radiata en Chile. Bosque, 25(3), 33–43. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-92002004000300004 DOI: https://doi.org/10.4067/S0717-92002004000300004

International Organization for Standardization. (1995). ISO 11261:1995: Soil quality — Determination of total nitrogen — Modified Kjeldahl method. Retrieved February 3, 2025, from https://www.iso.org/standard/19239.html

International Organization for Standardization. (1998). ISO 11047:1998: Soil quality — Determination of cadmium, chromium, cobalt, copper, lead, manganese, nickel and zinc — Flame and electrothermal atomic absorption spectrometric methods. Retrieved February 3, 2025, from https://www.iso.org/es/contents/data/standard/02/40/24010.html

International Organization for Standardization. (2004). ISO 6878:200: Water quality — Determination of phosphorus — Ammonium molybdate spectrometric method. Retrieved February 3, 2025, from https://www.iso.org/standard/36917.html

Mamani Mamani, P. (2021). Evaluación de comportamiento agronómico de tres cultivares de lechuga (Lactuca sativa L.) En ambientes atemperados en la localidad de Corpa [Tesis de pregrado, Universidad Pública de El Alto]. Repositorio digital de la Universidad Pública de El Alto. https://repositoriodicyt.upea.bo/jspui/bitstream/123456789/56/1/EVALUACION%20DE%20COMPORTAMIENTO%20AGRONOMICO%20DE%20TRES%20CULTIVARES%20DE%20LECHUGA.pdf

McLennon, E., Dari, B., Jha, G., Sihi, D., & Kankarla, V. (2021). Regenerative agriculture and integrative permaculture for sustainable and technology driven global food production and security. Agronomy Journal, 113(6), 4541–4559. https://doi.org/10.1002/agj2.20814 DOI: https://doi.org/10.1002/agj2.20814

Medina, A., Quipuzco, L., & Juscamaita, J. (2015). Evaluación de la calidad de biol de segunda generación de estiércol de ovino producido a través de biodigestores. Anales Científicos, 76(1), 116–124. https://doi.org/10.21704/ac.v76i1.772 DOI: https://doi.org/10.21704/ac.v76i1.772

Navarro Pedreño, J., Moral Herrero, R., Gómez Lucas, I., & Mataix Beneyto, J. J. (1995). Residuos orgánicos y agricultura. Universidad de Alicante.

Neri Chávez, J. C., Collazos Silva, R., Huamán Huamán, E., & Oliva, M. (2017). Aplicación de abonos orgánicos y biofertilizante en el cultivo de lechuga (Lactuca sativa L.), distrito de Chachapoyas. Revista de Investigación de Agroproducción Sustentable, 1(1), 38–46. https://doi.org/10.25127/aps.20171.348 DOI: https://doi.org/10.25127/aps.20171.348

Peralta-Veran, L., Juscamaita-Morales, J., & Meza-Contreras, V. (2016). Obtención y caracterización de abono orgánico líquido a través del tratamiento de excretas del ganado vacuno de un establo lechero usando un consorcio microbiano ácido láctico. Ecología Aplicada, 15(1), 1–10. http://dx.doi.org/10.21704/rea.v15i1.577 DOI: https://doi.org/10.21704/rea.v15i1.577

Posit. (2025). RStudio Desktop. https://posit.co/download/rstudio-desktop/

Quiñones Ramirez, H., Trejo Cadillo, W., & Juscamaita Morales, J. (2016). Evaluación de la calidad de un abono líquido producido vía fermentación homoláctica de heces de alpaca. Ecología Aplicada, 15(2), 133–142. https://doi.org/10.21704/rea.v15i2.753 DOI: https://doi.org/10.21704/rea.v15i2.753

Raes, D. (2012, September). The ETo calculator. Evapotranspiration from a reference surface (Reference Manual Version 3.2.). Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://irre.ku.ac.th/otpaper/pdf/ETo-calculator-ReferenceManualV32.pdf

Rodríguez, R., Rázuri, L., Swarowsky, A., & Rosales, J. (2014). Efecto del riego deficitario y diferentes frecuencias en la producción del cultivo de pimentón. Interciencia, 39(8), 591–596. https://www.interciencia.net/wp-content/uploads/2017/11/591-c-Rodr%C3%ADguez-6.pdf

Saleem, A., Anwar, S., Nawaz, T., Fahad, S., Saud, S., Ur Rahman, T., Rasheed Khan, M. N., & Nawaz, T. (2024). Securing a sustainable future: the climate change threat to agriculture, food security, and sustainable development goals. Journal of Umm Al-Qura University for Applied Sciences, 2024. https://doi.org/10.1007/s43994-024-00177-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s43994-024-00177-3

Soria, M., Ferrera, R., Etchevers, J., Alcántar, G., Trinidad, J., Borges, L., & Pereyda, G. (2001). Producción de biofertilizantes mediante biodigestión de excreta líquida de cerdo. Revista Terra, 19(4), 353–362.

Tarigo, A., Repetto, C., & Acosta, D. (2004). Evaluación agronómica de biofertilizantes en la producción de lechuga (Lactuca sativa) a campo [Tesis de pregrado, Universidad de la República]. Repositorio digital de la Universidad de la República. https://www.academia.edu/33816836/UNIVERSIDAD_DE_LA_REPUBLICA_FACULTAD_DE_AGRONOMIA_EVALUACI%C3%93N_AGRON%C3%93MICA_DE_BIOFERTILIZANTES_EN_LA_PRODUCCION_DE_LECHUGA_Lactuca_sativa_A_CAMPO

Vélez-Sánchez, J. E., Molina-Ochoa, M. J., & Rodríguez-Hernández, P. (2021). Efecto del riego deficitario controlado (RDC) en el crecimiento vegetativo del peral variedad Triunfo de Viena (Pyrus communis L.). Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 24(2), Artículo e2007. https://doi.org/10.31910/rudca.v24.n2.2021.2007 DOI: https://doi.org/10.31910/rudca.v24.n2.2021.2007

Woodard, K. (1998). Documento de técnicas de control de materia particulada fina proveniente de fuentes estacionarias. Timberlyne Center. https://www3.epa.gov/ttncatc1/dir1/pmcontech2.pdf

Published

24-07-2025

How to Cite

Effect of biol and deficit irrigation applications on the agronomic performance of lettuce crop. (2025). Agronomía Mesoamericana, 36, 922. https://doi.org/10.15517/am.2025.922

Similar Articles

11-20 of 34

You may also start an advanced similarity search for this article.