tesis para aspirar al título de ingeniero agrónomo empleo
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
DEPARTAMENTO DE AGRONOMÍA
Tesis para aspirar al título de Ingeniero Agrónomo
Empleo de abonos orgánicos y biofertilizantes en la reducción de las
afectaciones por hongos patógenos del suelo, y su repercusión en el
rendimiento del frijol común.
Diplomante: Eduan Adan Valdés Acosta.
Tutor: MsC Manuel Díaz Castellano.
Consultante: MsC Reinaldo Quiñones Ramos.
2010
Dedicatoria Quiero dedicar el presente trabajo diploma:
A mis padres por la dedicación y amor durante todos estos años.
A mis abuelos que siempre han querido que me forjara como profesional.
A Nery y mi hermana por todo el amor y comprensión que me han brindado.
Agradecimientos Quiero dar mis más sinceros agradecimientos a:
Mi tutor MsC. Manuel Días Castellanos por ser la guía fundamental de este
trabajo.
A la McS Arahis y al Dr. Onelio Fundora por haberme ayudado con la
revisión del trabajo.
Mis compañeros y amigos (Yander, Arley, Yoandry, Ousmane, Brian, Kone )
por ayudarme y darme apoyo.
El compañero MsC Reinaldo Quiñones Ramos por el procesamiento
estadístico.
Mis padres por confiar en mí y facilitarme las condiciones del estudio.
Yaima que aunque muy lejos contribuyó para que tuviera lo necesario para
el desarrollo del trabajo.
Nery y a mi hermana por darme apoyo.
Mi novia Rosy por ayudarme y apoyarme en todo momento.
Cupull el técnico de laboratorio de microbiología por ayudarnos a la
inoculación y en todo lo que pudo.
Guillermo el dueño de las tierras donde se desarrollo el trabajo, sin el no se
hubiese podido realizar el experimento.
A la compañera bibliotecaria Nela, por servicial y solidaria.
A los técnicos de laboratorio que de una manera u otra contribuyeron a su
realización.
Y todas aquellas personas que de una manera u otra hicieron posible que
este proyecto se pudiera llevar a cabo.
A todos muchas gracias.
Pensamiento
La agricultura es la madre fecunda que proporciona
todas las materias primeras que dan movimiento a
las artes y al comercio.
Manuel Belgrano
Resumen
Resumen
Con el objetivo de evaluar el empleo de abonos orgánicos y biofertilizantes sobre
las afectaciones por hongos patógenos del suelo y su repercusión en el
incremento del rendimiento en el frijol común, se desarrolló un experimento en
condiciones de campo en la Unidad Básica de Producción Cooperativa (UBPC)
Roberto Rodríguez, en un suelo Pardo Mullido medianamente lavado. Se utilizó
la variedad BAT 482 (testa blanca), a la que se le realizaron tratamientos a la
semilla con Rhizobium y EcoMic® y se aplicó compost en el fondo del surco,
tomando como control estándar la Urea (46% de N). Los resultados mostraron
que hubo efecto positivo de los abonos orgánicos y biofertilizantes sobre la
reducción de las afectaciones por S. rolfsii, sobre la morfofisiología del cultivo
(altura, peso fresco y peso seco de raíz, tallo, hojas y nódulos) y los
componentes de rendimientos (número de legumbres por planta, número de
granos por legumbre y peso de 100 granos). El empleo de abonos orgánicos y
biofertilizantes puede ser una alternativa para reducir las afectaciones por
patógenos que viven en el suelo, la contaminación ambiental, así como la
sustitución de importaciones de fertilizantes químicos.
Índice
ÍNDICE
1. Introducción………………………………….………………………….……...… 1
2. Revisión bibliográfica………………..……………………..…………………….. 3
2.1. El cultivo del frijol común (Phaseolus vulgaris L.). Generalidades.…….. 3
2.2. Rhizoctonia solani Kühn…………………………………………………….. 3
2.3. Sclerotium rolffsii Sacc……………………………………………………..... 5
2.4. Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid…………………………………… 7
2.5. Métodos de lucha.……………………………………………….................. 8
2.5.1. Fertilización orgánica y biológica.…….…………………………………. 8
2.6. Fijación simbiótica del nitrógeno: ….……………………………………… 9
2.7. Fertilización orgánica (Compost)………………………………………….... 11
2.8. Micorriza……………………………………………………………………...... 12
2.9. Fertilización química (Urea)…………………………………………………. 14
3. Materiales y métodos.………………………………………….......................... 16
3.1. Influencia de la fertilización en la incidencia de enfermedades causadas
por hongos fitopatógenos del suelo en el cultivo del frijol común………………
18
3.2. Influencia de la fertilización sobre la morfofisiología del cultivo del frijol
común…………………………………………………………………………. ……..
18
3.2.1. Influencia de la fertilización sobre la alturas a los 20, 30, 45 y 60
días…………………………………………………………………………………..
18
3.2.2.Influencia de la fertilización sobre el área foliar ……………………….. 18
3.2.3. Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las hojas 18
• Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los tallos a
los 30 y 60 días………………………………………………………………….
18
• Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las raíces a
los 30 y 60 días……………………………………………………………………
18
3.2.4. Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los
nódulos a los 30 y 60 días…………………………………………………………
18
3.3. Componentes de rendimiento………………………………...…………… 19
Índice
3.3.1. Influencia de la fertilización en el número de legumbres por planta .. 19
3.3.2. Influencia de la fertilización en el número de granos por legumbres.. 19
3.3.3. Influencia de la fertilización sobre el peso de 100 granos…………… 19
3.3.4. Influencia de la fertilización sobre el rendimiento de 10 plantas……. 19
4. Resultados y discusión………………………................................................ 20
4.1. Influencia de la fertilización en la incidencia de enfermedades causadas
por hongos fitopatógenos del suelo en el cultivo del frijol común………………
20
4.2. Influencia de la fertilización sobre la morfofisiología del cultivo del frijol
común…………………………………………………………………………………
23
4.2.1. Influencia de la fertilización sobre la alturas a los 20, 30, 45 y 60 días. 23
4.2.2 Influencia de la fertilización sobre el área foliar………………………. 25
4.2.3. Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las
hojas………………………………………………………………………………….
26
• Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los tallos a
los 30 y 60 días……………………………………………………………………
28
• Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las raíces a
los 30 y 60 días. ………………………………………………………………..
29
4.2.4. Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los
nódulos a los 30 y 60 días…………………………………………………………
30
4.3. Componentes de rendimiento…………………………………………….. 32
4.3.1. Influencia de la fertilización en el número de legumbres por planta… 32
4.3.2. Influencia de la fertilización en el número de granos por legumbres.. 33
4.3.3. Influencia de la fertilización sobre el peso de 100 granos……………. 33
4.3.4. Influencia de la fertilización sobre el rendimiento de 10 plantas……. 34
5. Conclusiones……………………………………………………………………… 37
6. Recomendaciones……………………………………………………………….. 38
7. Bibliografía………………………………………………………………………….
8. Anexo………………………………………………………………………………...
39
46
Introducción
1
1. Introducción
El frijol constituye uno de los granos fundamentales en la alimentación del
pueblo cubano junto al arroz y las viandas; es un alimento de preferencia en la
dieta diaria, al menos en una de las comidas.
Por otra parte, su alto contenido en proteínas lo sitúan como un cultivo
estratégico de Cuba, ya que permite paliar el déficit de proteínas en la dieta
alimentaria que constituye actualmente uno de los principales problemas de los
países tropicales y del cual Cuba no está exenta.
Sin embargo, hasta el presente el cultivo no ha tenido prioridad en Cuba. Aquí
se cultivan aproximadamente 52 mil hectáreas de frijol, sin incluir las áreas
dedicadas al autoabastecimiento. La producción estatal solamente cubre el 5 %
de la demanda, lo que exige la importación de 120 mil toneladas anuales de este
grano, equivalente a 40 millones de dólares (Mendoza et al, 1989).
Urge entonces aumentar los rendimientos del cultivo, que según Chailloux et al.,
1996, en América Latina se obtiene solo un 20% de su rendimiento potencial. En
Villa Clara, el rendimiento oscila entre 0.773 y 0.935 t/ha, motivado esto por las
deficiencias nutricionales, conjuntamente con el ataque de plagas y
enfermedades (MINAGRI-VC, 2009).
Los hongos del suelo constituyen un grupo importante de microorganismos entre
los que se encuentran las especies Rhizoctonia solani Kühn y Sclerotium rolfsii
Sacc., causantes de grandes afectaciones en numerosos cultivos, entre los que
se destaca el cultivo del frijol común (Phaseolus vulgaris L.). Para su control se
han empleado métodos que incluyen el control químico, resistencia varietal, la
fertilización, el enmendado del suelo con materia orgánica, labores culturales;
hasta las tendencias más modernas que evidencian la práctica del control
biológico como una medida altamente promisoria en el tratamiento de la semilla
y el suelo.
Herrera et al. (1988) exponen que la aparición de enfermedades producidas por
los hongos fitopatógenos del suelo en el frijol común constituye una de las
principales limitantes para la producción de este valioso grano, en condiciones
Introducción
2
tropicales. Las pérdidas producidas por el ataque de Rhizoctonia solani Kuhn,
Sclerotium rolfssi Sacc y Macrophamina phaeolina (Tassi) Goid pueden oscilar
entre el 60y 70% del total de la cosecha bajo condiciones de suelo y clima
apropiado para el ataque de estos hongos fitopatógenos. Es por ello que la
búsqueda de formas de controlar e inhibir el desarrollo de los hongos patógenos
del suelo que causen las pudriciones en las raíces de frijol común es de vital
importancia.
En el mundo desarrollado la agricultura depende en gran medida del uso de
fungicidas y fertilizantes químicos para mantener sus altas producciones
agrícolas, sin tener en cuenta los terribles daños que estos pueden ocasionar.
Es por eso que nos trazamos la siguiente hipótesis:
Hipótesis
El empleo de abonos orgánicos y biofertilizantes reducirá las afectaciones por
hongos del suelo y repercutirá en el rendimiento del frijol común.
Para darle cumplimiento a la hipótesis se estableció el siguiente: Objetivo general:
Evaluar el empleo de abonos orgánicos y biofertilizantes sobre las afectaciones
por hongos patógenos del suelo y su repercusión en el rendimiento del frijol
común.
De este se derivan los siguientes:
Objetivos específicos:
1. Evaluar el efecto de la fertilización con abonos orgánicos y biofertilizantes
sobre los hongos fitopatógenos del suelo.
2. Evaluar el efecto de la fertilización con abonos orgánicos y biofertilizantes
sobre la morfofisiología del cultivo del frijol común.
3. Evaluar el efecto de la fertilización con abonos orgánicos y biofertilizantes
sobre el rendimiento del cultivo del frijol común.
Revisión bibliográfica
3
2. Revisión bibliográfica.
2.1. El cultivo del frijol común (Phaseolus vulgaris L.). Generalidades.
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) originario de América, representa un
aporte proteico de un 15-30% y calórico, de 340 calorías en 100g de granos
secos, por lo que se considera uno de los alimentos básicos. Se cultiva con un
rendimiento promedio de 0.683t/ha (FAO, 2002) destacándose en Asia (India),
América Latina (Brasil, México, Argentina y Chile) y el Caribe (Nicaragua)
teniendo una superficie total cosechada de 26 836 860 ha y niveles de
producción de 18 334 318 toneladas. En los países de Centroamérica se cultivan
aproximadamente 500 mil hectáreas y en el caribe, particularmente Cuba,
Republica Dominicana y Haití, la cifra asciende a 250 mil hectáreas mientras que
su producción en América tropical y subtropical asciende a más de cuatro
millones de toneladas al año, con Brasil y México como mayores productores. Es
evidente, si se considera que el frijol común se ubica como promedio entre los
cinco cultivos con mayor superficie dedicada a la agricultura en todos los países
latinoamericanos (Peña Cabriales, 2002). Sin incluir las áreas dedicadas al autoabastecimiento, en Cuba se cultivan
aproximadamente 52 mil hectáreas de frijol. Cuba se ve obligada a importar 120
mil toneladas anuales de este grano, equivalente a 40 millones de dólares, pues
la producción estatal solamente cubre el 5% de la demanda.
De importancia económica, el frijol es probablemente uno de los más afectados
por enfermedades e insectos. Estos dos factores constituyen la principal causa
de reducción del rendimiento en la mayoría de las áreas productoras. Se han
descrito más de 200 patógenos que afectan la planta de frijol; muchos de ellos
con la capacidad de infectar durante todo el ciclo del cultivo y, además, capaces
de ser transmitidos y sobrevivir en la semilla.
Revisión bibliográfica
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2.2. Rhizoctonia solani Kühn:
Este hongo se clasifica dentro de la Clase: Deuteromycetes u hongos
imperfectos. Orden: Mycelia sterilia. En su etapa perfecta corresponde con
Thanatephorus clasificado dentro de la Clase: Basidiomycetes. Subclase:
Homobasidiomycetes. Serie: Hymenomycetae. Orden: Polyporales (Agrios,
1991).
Entre los principales hospederos del patógeno se destacan: Allium cepa L.,
Brassica oleraceae L., Capsicum annum L., Coffea arabica L., Daucus carota L.,
Lactuca sativa L., Lycopersicum esculentum L., Nicotiana tabacum L.,
Saccharum officinarum L., Solanum tuberosum L. y Glicine max (L.) Merril.
(Seidel, 1976).
R. solani puede sobrevivir en forma de micelio o microesclerocios en residuos de
cosecha o en hospedantes alternos y representa la principal fuente de inóculo.
En la época lluviosa, el inóculo es depositado sobre el follaje de la planta por
medio del salpique; así, la severidad del ataque está relacionado con el nivel de
inóculo inicial y las condiciones ambientales favorables (temperatura > 25°C y
humedad relativa superior a 80%). En Costa Rica se demostró que la infección
de semilla por R. solani es de 1,5%, lo que sugiere que ésta también es una
fuente de inóculo (Mora, 1996).
El hongo afecta mucho más las plántulas jóvenes que el tejido de las plantas
adultas, causando la enfermedad conocida como Damping-off o marchitez de las
posturas. Con frecuencia se presenta clorosis del follaje, las plantas pueden
marchitarse e incluso morir. Por lo general la enfermedad se encuentra
localizada y en sus últimas fases pueden observarse fácilmente dentro de las
parcelas pequeños parches en los que han muerto las plantas. Los síntomas
aéreos no sirven para diferenciar la enfermedad en el campo (González Ávila,
1988). Mayea et al (1983) señalan que en plantas pequeñas aparecen en el tallo
e hipocotilo úlceras de color pardo-rojizo, de varios tamaños, delimitados
usualmente por un borde oscuro, las que luego se vuelven ásperas, se secan y
destruyen la médula. Aunque se ha informado sobre la aparición de los
Revisión bibliográfica
5
esclerocios en las lesiones, éstos no son siempre fáciles de ver, contrario a lo
que ocurre con S. rolfsii, el cual es fácil de diagnosticar, por la presencia de
abundantes esclerocios de color crema a pardo oscuro. Los esclerocios de R.
solani tienen coloración mucho más oscura, siendo ambas enfermedades fáciles
de diferenciar.
En cuanto a las pérdidas ocasionadas por este patógeno Goulart (1986) reporta
en Minas Gerais, Brasil, pérdidas del 36 % de los campos por pudrición radical.
En Cuba, González Ávila, (1988) destaca pérdidas en el rendimiento entre 25 y
50 %.
2.3. Sclerotium rolffsii Sacc
Rolfs, en 1892, reportó y describió por primera vez en el sur de la Florida a
Sclerotium rolfsii Sacc causando la enfermedad Tizón del Sur en el cultivo del
tomate (Lycopersicum esculentum L.), desde entonces muchos estudios se han
desarrollado sobre este importante hongo fitopatógeno. El organismo a pesar de
ello continúa causando problemas en numerosos cultivos, en regiones tropicales
y subtropicales principalmente.
Este hongo se clasifica dentro de la Clase: Deuteromycetes u hongos
imperfectos. Orden: Mycelia sterilia. En su etapa perfecta corresponde con el
género Pellicularia clasificado dentro de la Clase: Basidiomycetes. Subclase:
Homobasidiomycetes. Serie: Hymenomycetae. Orden: Polyporales (Agrios,
1991).
La supervivencia del hongo fitopatógeno en el suelo es de extrema importancia
epifitiológica; en relación a esta actividad forma esclerocios esféricos
compuestos de 2 tipos de células: unas externas de paredes altamente
pigmentadas y gruesas (corteza) y otras internas, hialinas y ricas en glicógeno
(médula). Los esclerocios pierden viabilidad rápidamente a temperaturas cálidas
y alto humedad. La inundación del suelo por 72 hrs. induce una rápida pérdida
de ésta, mientras que estos cuerpos permanecen viables por más de dos años
en condiciones secas y temperaturas inferiores a los 10 ºC.
Revisión bibliográfica
6
Con relación al efecto de la temperatura, Epps et al. (1951) señalan que
temperaturas entre 25-35 ºC favorece la actividad patogénica del hongo, la que
disminuye por debajo de 15 ºC. Weerapat y Schroeder (1966) afirman que la
temperatura óptima para el crecimiento de S. rofsii fue de 30-35 ºC y que se
detiene rápidamente cuando ésta baja a 15 ºC y se eleva a 37 ºC.
El efecto del pH ha sido estudiado por numerosos autores, Punja (1985), reportó
que S. rolfsii crece mejor en los pH situados en el rango de 2 -7, siendo el
óptimo entre 4 - 5. Urquijo et al. (1971), encontraron que S. rolfsii crece mejor en
suelos ácidos y Herrera et al. (1990) no observaron formación de esclerocios a
pH entre 7 y 8, coincidiendo con los resultados obtenidos por Punja y Grogan
(1982).
Sobre los tallos afectados se forma una capa de micelio extramatrical, dentro del
cual se forman los esclerocios del hongo, de tamaño pequeño, 859 nm los
redondos y 852-976 nm los ovoides, inicialmente blancos y posteriormente pardo
oscuros (Mayea y Padrón, 1983).
Los síntomas y signos del hongo fitopatógeno facilitan bastante la identificación
de la enfermedad en el campo. Sclerotium presenta micelio compuesto por hifas
tabicadas y finas, de paredes delgadas que se integran en cordones. Las células
del micelio son variables, entre 150-250 nm de largo por 2 -9 nm de ancho, con
uniones características en forma de hebilla, las cuales tienen gran valor en la
identificación de este hongo, (González Avila, 1988). Ataca a las posturas en los
semilleros, al germinar o después de la germinación. Como primer síntoma
aparece una mancha oscura en la base del tallo, mancha que continúa
aumentando hasta que acaba por formar un anillo por su alrededor, cuando llega
a esta fase la planta queda tan debilitada en la base que termina por caer. La
enfermedad puede presentarse en focos o zonas localizadas, dentro del campo
en forma de coloración y putrefacción del tallo, cerca de la línea del suelo y de
las raíces. En la parte aérea los síntomas son clorosis, defoliación y marchites
permanente, en la parte subterránea se observa una lesión de color pardo y
pudrición de la corteza, causante de tizón, damping off y pudrición de las raíces,
Revisión bibliográfica
7
tallos tubérculos y frutos en numerosos cultivos se distribuye en todas las
regiones donde las condiciones sean idóneas, Hernández, (1996). Los
esclerocios pueden permanecer viables por más de 2 años, en condiciones
secas y temperaturas inferiores a 10 0 C.
2.4. Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid.
Este hongo produce grandes pérdidas en el cultivo del frijol, el mismo presenta
la siguiente ubicación taxonómica. Clase: Coleomycetes. Orden:
Sphaeropsidales, Familia: Sphaeropsidaceae, Genero: Macrophomina y
Especie: phaseolina (Tassi) Goid. (Agrios, 1991).
El tizon ceniciento del tallo del frijol causado por Macrophamina phaseolina
(Tassi) Goid, se considera de amplia distribución mundial, aunque se manifiesta
son mayor severidad en la regiones tropicales y sub-tropicales, donde las
temperaturas del suelo fluctúan entre 25 a 40 ºC.
Este patógeno según Hall, (1991) es considerado un gran problema en el sur de
los Estados Unidos, el Caribe y América Central y Suramérica provocando
grandes perdidas en diferentes cultivos entre los que se destacan el frijol.
Macrophamina phaseolina presenta una fase esclerocial (Micelia Sterilia)
Rhizoctonia bataticola (Taub.) Buttler, aunque algunos lo catalogan como
Sclerotium bataticola (Tabú.).
El hongo ataca la raíz y el tallo de las especies hospedantes mediante las
picnidiosporas y microesclerocios que sobreviven en el suelo y constituyen el
inoculo primario. La penetración al tejido se produce directamente mediante
apresorios y lo invade extra e intracelularmente, además el hongo fitopatógeno
produce enzimas pectinolíticas y toxinas de importancia para la patogénesis. Las
plantas de frijol son atacadas en todos los estados. El daño puede resultar en
semilleros, damping-off pre y postemergente con una reducción del vigor de las
plantas. El hongo causa clorosis, defoliación prematura, maduración temprana,
acaparamiento y muerte de la planta (Olaya y Abawi, 1996).
Revisión bibliográfica
8
Souza Filho et al., (1980) plantean que Macrophamina phaseolina es el hongo
mas frecuente en el cultivo del frijol, con una reducción acentuada de la
germinación causando la muerte de hasta el 70% de las plántulas.
La patogenicidad en el frijol origina síntomas típicos de la enfermedad, las
plántulas recién emergidas presentan lesiones oscuras en el hipocotilo que se
extienden y estrangulan la base de los cotiledones. Las plántulas presentan una
lesión café-rojiza en el hipocotilo que avanza hasta estrangularla. En plantas de
60 días en el tallo inoculado apareció una lesión café-rojiza que avanzo hasta
estrangularla. En todos los casos y por lo general después de la muerte de la
planta el tejido infectado tomo un color oscuro debido a la presencia de picnidios
y esclerocios negros (Díaz, 2000).
La máxima colonización de tallos de frijol ocurre a 15- 20 º C y decrece con el
crecimiento de la temperatura del suelo. El porciento de colonización decrece
con el aumento de la humedad del suelo.
González Avila (1988) encontraron que el laboratorio variedades blancas y rojas
fueron más suceptibles que las negras (R), una directa relación fue notada entre
el contenido de antocianinas de los hipocotilos de variedades resistentes.
2.5. Métodos de lucha:
Los métodos de lucha contra las enfermedades provocadas por hongos del
suelo se distinguen de los empleados contra los hongos fitopatógenos foliares.
La integración de practicas culturales como el enmendado del suelo con materia
orgánica, la rotación de cultivos, variedades resistentes, el control químico, el
control biológico y el manejo del riego son entre otros, factores a tener en cuenta
para el control de las mismas.
2.5.1. Fertilización orgánica y biológica:
La fertilización biológica no solo puede verse como la producida por la fijación
simbiótica del nitrógeno atmosférico por ciertas especies de bacterias. Este
concepto es mucho más amplio, debiendo contemplar la contribución de toda la
Revisión bibliográfica
9
actividad micro y microbiológica del suelo a la nutrición de la planta. Mediante
los procesos de mineralización de la materia orgánica, de la solubilización de
minerales de otros procesos, la actividad biológica en el suelo pone a
disposición de la planta los nutrientes necesarios para su desarrollo. Cualquier
actividad o medida realizada en el agroecosistema que mejore, estimule o facilita
la actividad biológica en el suelo, redundará en una mejor nutrición de la planta.
Estudios actuales han demostrado la utilidad de las micorrizas, que son hongos
asociados al sistema de raíces de muchas especies de plantas, en la absorción
de agua y nutrientes por las mismas.
En los experimentos unifactoriales sobre niveles de Nitrógeno con intervalos de
dosis mas reducidos, se constató, al igual que en los experimentos trifactoriales,
que el rendimiento respondió significativamente a la aplicación de Nitrógeno,
siendo superior con la dosis de 35 kg. ha-1 comprobando con el nivel ¨cero¨, pero
equivalente a las dosis de 70 y 105 kg. ha-1.
El frijol y la soya, por su sistema radical pivotante y relativamente profundo,
responden positivamente al efecto mejorador de las propiedades físicas del
suelo por los abonos orgánicos, aparte del suministro gradual y balanceado de
nutrientes por parte de estos abonos.
Los abonos orgánicos a utilizar pueden ser de diferente procedencia, tales como
estiércol (de distintos tipos), cachaza y otros residuos industriales, compost,
humus de lombriz, residuos de los digestores de biogas, etc.
2.6. Fijación simbiótica del nitrógeno:
Se considera que la fijación biológica del nitrógeno (FBN) es una de las
alternativas mas viables para recuperar N en el ecosistema (Kimball, 1980), se
ha estimado que 175 millones de toneladas/año se fijan biológicamente, del cual
el 70% va al suelo (Burity et al., 1989) y de éste, el 50% proviene de
asociaciones nodulares como las causadas por Rhizobium (Carrera et al., 2004;
Long, 1989).
Revisión bibliográfica
10
La Fijación Biológica del Nitrógeno (FBN) es una ventaja para las leguminosas
ya que pueden tomar nitrógeno del aire a través de la simbiosis con Rhizobium
(Luna y Sánchez-Yáñez, 1991; Sanaratne et al., 1987). Esta es una manera de
reducir la cantidad del N derivado de fertilizantes al incrementar la proporción de
N2 fijado vía Rhizobium. Por eso se asegura el máximo beneficio de la
asociación mediante el establecimiento de una bacteria que reúna cualidades de
competencia y efectividad para fijar N2 en las raíces de la leguminosa. En los
suelos agrícolas la asociación Rhizobium-leguminosa es la más importante
fuente de N, pues se ha reportado que en las leguminosas noduladas, bajo
determinadas condiciones ambientales (suelos pobres en este elemento),
pueden fijar hasta los 100 kg N2/ha/año (FAO, 1995). Este mecanismo provee la
demanda del N para satisfacer las necesidades nutricionales más importantes
de la planta.
En experimentos realizados con Rhizobium leguminosarum en haba, lenteja y
soya se incrementó significativamente la nodulación, el peso seco de las
leguminosas, su contenido en nitrógeno y su rendimiento (Carrera et al., 2004).
La bacteria Rhizobium es un bacilo corto algunas veces pleomorfico, Gram
negativo, aerobio, no forma espora, móvil por flagelos perítricos o un solo flagelo
lateral (FAO, 1995). Pertenece a la familia Rhizobiacea, este es un género
heterótrofo, común en el suelo, su temperatura óptima de crecimiento en
condiciones artificiales es de 25oC y su tolerancia al pH entra de 5 a 8. La base
para su clasificación es su capacidad para nodular con leguminosas específicas
(Kimball, 1980). El nódulo es una hipertrofia de la raíz, un órgano especializado
donde se realiza la fijación del N2 (Sanaratne et al., 1987).
A pesar de que Rhizobium es un habitante común en los suelos agrícolas,
frecuentemente su población es insuficiente para alcanzar una relación benéfica
con la leguminosa, o bien cuando los rhizobios nativos no fijan cantidades
suficientes de N2 para las leguminosas es necesario inocular la semilla a la
siembra y asegurar la fijación biológica del N2.
Revisión bibliográfica
11
Por tanto el uso de inoculantes a base de Rhizobium que reducen la aplicación
de fertilizantes químicos al suelo; incrementan el contenido de N en el cultivo
vegetal, su peso seco y mantienen el rendimiento en las leguminosas, lo que en
consecuencia al bajar su costo de producción y la contaminación de mantos
acuíferos y suelos, es vital para una agricultura sustentable.
2.7. Fertilización orgánica (Compost)
Es un abono orgánico resultante de la mezcla y posterior descomposición de
materiales biodegradables de origen animal y vegetal (compostaje). Dicho
proceso incluye la participación activa de microorganismos en condiciones
ambientales definidas. Durante el compostaje se aprovechan los grandes
volúmenes de desechos orgánicos procedentes de la actividad agrícola e
industrial; por ejemplo los de café, caña de azúcar, la bananera, la aceitera, la
ganadera, la avícola y otros.
Ventajas del Compost: 1- Utiliza materiales de desecho del propio sistema de producción
2- Mejora las características físicas, químicas y biológicas del suelo
3- Se puede mezclar con cualquier otro tipo de materia orgánica
4- No es alelopático a los cultivos
5- Favorece la areación, no causa desequilibrios, mejora la estructura del suelo,
compensa el pH, acompleja el aluminio el manganeso y el hierro, aumenta la
capacidad de intercambio catiónico y presencia de microorganismos eficientes.
6- En su proceso se destruyen agentes de enfermedades, parásitos y plagas en
humanos, animales y cultivos, así como de semillas de malezas.
La pudrición de raíces causada por Pythium ultimum y R. solani ha sido
controlada en chícharo, frijol y remolacha, incorporando al suelo un compost
preparado con desechos orgánicos domésticos (Schuler et al., 1989). Por otra
parte la utilización de compost obtenido a partir de la corteza de árboles ha sido
efectivo en el control de damping-off por R. solani en rábano
Revisión bibliográfica
12
Wright et al. (1997) destacan que el porcentaje de plantas de frijol enfermas por
patógenos del suelo disminuyó al agregar compost de lombriz, no
presentándose plantas enfermas en el tratamiento 100 % de compost. Se estima
una disminución de 5.1 a 6.6 % de plantas enfermas por cada 10 puntos de por
ciento de aumento en el contenido de compost.
2.8. Micorriza:
La micorriza es una asociación simbiótica entre ciertos hongos mutualistas del
suelo y raíces de la planta, que en Cuba han sido utilizadas con éxito en
diferentes cultivos como: posturas de cafeto, cítricos y frutales, adaptación de
vitroplantas, semilleros de hortalizas, leguminosas, raíces y tubérculos, entre
otras. (INCA, 1998).
Martínez Viera y Hernández (1995) en el trabajo titulado”Los biofertilizantes en la
agricultura cubana” se refiere a la ventaja que producen estos microorganismos,
mencionando como principales, las siguientes:
• Incrementan los procesos microbianos y las plantas se benefician en
breve tiempo.
• Consumen escasa energía no renovable.
• Son productos”limpios” que no contaminan el medio ambiente.
• Pueden mejorar la eficiencia de los fertilizantes minerales.
• Producen sustancias activas estimuladoras de crecimiento vegetal.
• Actúan sobre diversos microorganismos fitopatógenos, controlándolos.
El Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (1998) ha señalado que la micorriza
incrementa el crecimiento de las plantas y los rendimientos agrícolas, los cuales
oscilan por lo general entre 20 y 60%, también aumentan el aprovechamiento de
los fertilizantes y de los nutrientes del suelo, y por ende, disminuyen los costos
por concepto de aplicación de estos insumos, no degradan los suelos,
contribuyendo a la recuperación de los mismos.
Revisión bibliográfica
13
En los últimos años ha ganado interés entre los científicos e investigadores el
efecto benéfico de la micorriza como biocontrol de organismos fitopatógenos en
el sistema suelo-planta.
Por ejemplo, se informa por varios autores el efecto controlador, inhibidor,
protector o reductor de las poblaciones de nemátodos parasíticos de varios
cultivos por la Micorriza. Se señala una disminución de los niveles poblacionales
de Meloidogyne incognita y otros. Se continúa examinado las interacciones
nematodos-Micorriza y el uso de estos hongos como posibles agentes de
biocontrol de importancia económica. (Fox y Spasoff, 1972; Baker 1994).
Por otra parte se estudio la posibilidad de utilizar la Micorriza en el control
biologico del “Damping off” causado por Fusarium moniliforme, Pythium vexans y
Rhizoctonia spp. en la india (Thomas et al., 1994).
Pérez y col (2002) como resultado de ensayos de inducción de respuestas de
defensa en la interacción planta-Micorriza arbusculares, informaron de la
activación de mecanismos de defensa diversos en la planta hospedante, durante
el establecimiento de la simbiosis planta-Micorriza. Entre las respuestas señalan
el reforzamiento de las paredes celulares, acumulación de proteínas
relacionadas con patogénesis y modificación de los niveles hormonales de gran
importancia para la protección de la planta ante el ataque por patógenos.
Sin embargo, no siempre se tiene total conocimiento entre los productores de las
ventajas que ofrece este microorganismo y se le atribuye casi exclusivamente el
efecto como aportador de nutrientes, sin considerar el resto de los beneficios
que el mismo puede brindar.
Por su parte el MES, (1995) ha informado que los microorganismos que existen
en el suelo no sólo son capaces de fijar nitrógeno atmosférico, aumentar la
capacidad extractiva de nutrimentos por parte del sistema radical de las plantas
solubilizar fósforo, sino que también producen sustancias promotoras del
crecimiento vegetal y tienen en general un sinnúmero de funciones en la
microbiota del suelo, de gran interés teórico y práctico para la producción
agropecuaria.
Revisión bibliográfica
14
2.9. Fertilización química (Urea):
Dentro de los fertilizantes nitrogenados, los abonos minerales son los más
empleados en detrimento de los abonos orgánicos. Aunque los abonos
minerales más utilizados son aquellos que tienen un alto contenido de nitrógeno
amoniacal, los iones amonio se fijan en las posiciones de intercambio catiónico
de las arcillas o de la materia orgánica y posteriormente sufren el proceso de
nitrificación, convirtiéndose en iones nitrato (Bañul y col., 2000)
La industria química interviene sobre todo en la producción de abonos
nitrogenados, que pasan por la síntesis del amoníaco a partir del nitrógeno del
aire. Del amoníaco se derivan la urea y el nitrato. También interviene en la
fabricación de abonos complejos. Los abonos compuestos pueden ser simples
mezclas, a veces realizadas por los distribuidores (cooperativas o negociantes).
Existen muchas variedades de abonos que se denominan según sus
componentes. El abono simple sólo contiene un fertilizante principal. El abono
compuesto está formado por dos o más nutrientes principales (nitrógeno, fósforo
y potasio) El aporte nitrogenado está presente como nitrógeno N y es aportado en forma
de nitrato NO3, de amoníaco NH4 o de urea: Las dificultades de almacenamiento
de la forma nitrato incitan a los distribuidores de abonos a dirigirse hacia formas
amoniacales ureicas.
Cuando en los cultivos se aportan cantidades muy elevadas de fertilizantes
nitrogenados, de los cuales, solamente una parte es aprovechado por las
plantas, la otra se pierde por volatilización y lavado (esta ultima contamina los
acuíferos) con la consiguiente perdida económica y ecológica (Legaz y Primo-
Millo, 1992)
El exceso de nitrógeno absorbido o relativo a otros elementos, disminuye la
resistencia a muchas enfermedades. La aplicación de nitrógeno a plantas
deficientes, por otra parte, incrementa la CIC de las raíces y la asimilación de
otros elementos. Urge entonces sustituir los fertilizantes inorgánicos por
Revisión bibliográfica
15
biofertilizantes o fertilizantes orgánicos capaces de realizar la misma función
pero ecológicamente y a menos costo.
Materiales y métodos
16
3. Materiales y métodos
El trabajo se realizó en la Unidad Básica de Producción Cooperativa (UBPC)
Roberto Rodríguez ubicada en la carretera a Camajuaní Km 51/2, perteneciente
al Complejo Agro Industrial (CAI) Heriberto Duquesne, provincia Villa Clara; en el
período comprendido de noviembre del 2009 a febrero del 2010.
Se emplearon semillas de frijol común, variedad BAT-482 (blanca), inscrita en el
registro oficial de variedades comerciales (MINAGRI, 2007). La siembra se
realizó en un suelo Pardo Mullido medianamente lavado según Hernández et al.,
(1999), a una distancia de 0.45 m x 0.07 m.
Diseño experimental:
Se utilizó un diseño de bloques al azar, donde se les realizaron evaluaciones a 5
tratamientos con dos réplicas cada uno, en parcelas de 6.75 m2, de 5m de largo
con 4 surcos a una distancia de 0.45m de camellón.
Análisis de suelo
El análisis químico del suelo se realizó, en el Laboratorio de espectroscopía,
utilizando el método de espectrofotometría de absorción atomica, con un equipo
SP-9 Pye Unicam Ingles.
Registro de datos climáticos:
Los datos de las precipitaciones ocurridas durante la realización de los
experimentos fueron aportados por la Estación Meteorológica del Yabú.
Los tratamientos fueron:
1. EcoMic®, biopreparado a partir de hongos micorrizógenos del género
Glomus (20 esporas por gramo de inoculante, 50 % de colonización
radical libre de patógenos) procedente del Instituto Nacional de Ciencias
Materiales y métodos
17
Agrícolas (INCA), patente No. 22641, a razón de 1kg por 10 kg de semilla
mediante el método de peletización.
2. Rhizobium phaseolis (6x109 UFC/ml) con zeolita como sustrato, a una
dosis de 1 kg por 46 kg de semillas mediante el método de peletización.
3. Control absoluto (sin fertilización).
4. UREA 46% de N. 70 kg/ha en siembra.
5. Compost (4t/ha en el fondo del surco).
Durante el ciclo del cultivo no se emplearon productos químicos para controlar
plagas. Las malezas fueron controladas con atenciones culturales. El cultivo se
desarrolló en condiciones de secano.
Procedimientos generales
Los tratamientos en los cuales se peletizaron la semilla se realizaron en el
Laboratorio de Microbiología de la Facultad de Ciencias Agropecuarias (FCA) de
la Universidad Central ‘’Marta Abreu de Las Villas’’, y se basaron en:
Peletización con R. phaseoli:
R. phaseoli obtenido de plantas de frijol de la misma variedad empleada en el
trabajo. Se realizó con una dosis de 1kg/qq de semillas (6x109 UFC/ml). La cepa
de Rhizobium se activó en el medio de fermentación K2HPO4-0.75g, MgSO4 con
7H2O-0,4g, CaCO3 -0.4g, extracto de levadura-3g, sacarosa-10g, pH-6.8, en 1
litro de agua, donde se utilizaron tubos de cultivos que contenían 5ml de este
medio, los cuales se inoculan con una azada, y se colocan en una incubadora
(VWR) a 28oC durante 48 horas, posteriormente se inoculan los erlenmeyer los
cuales se colocaron en una zaranda orbital (Gerhardt) a 30oC por 24 horas.
Posteriormente se cargó zeolita con la bacteria y se deja secar 48 horas, luego
se mezcla las semillas con almidón al 8% y se le hecha la zeolita cargada,
mezclándose todo esto; el almidón sirve como adherente de la semilla con la
zeolita.
Materiales y métodos
18
3.1. Influencia de la fertilización en la incidencia de enfermedades causadas por
hongos fitopatógenos del suelo en el cultivo del frijol común:
Las evaluaciones para la determinación de porcentaje de afectación por las
especies de hongos fitopatógenos por tratamiento se realizaron semanalmente.
Las muestras de plantas afectadas se llevaron al Laboratorio de Fitopatología
perteneciente al Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP) para la
identificación del agente causal en cada caso.
3.2. Influencia de la fertilización sobre la morfofisiología del cultivo del frijol
común:
3.2.1 Influencia de la fertilización sobre la alturas a los 15, 30, 45 y 60 días.
3.2.2 Influencia de la fertilización sobre el área foliar. Se realizó por el
método del factor (0.73) en la fase de floración.
3.2.3 Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las hojas.
Se realizó a los 30 y 60 días). Se realizaron en el Laboratorio de Fisiología y
Bioquímica de la FCA en la UCLV empleándose una balanza analítica marca
Sartorius y una estufa marca Memmert del Laboratorio de Microbiología
Agrícola de la FCA.
3.2.4. Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los nódulos
a los 30 y 60 días:
Para la evaluación de peso fresco y peso seco de nódulos, se elaboró un
sustrato a partir de suelo y zeolita, a razón de 75% de suelo y 25% de zeolita, se
le agregó 1kg a cada una de las bandejas y masetas. Para la evaluación de los
30 días se utilizaron bandejas plásticas, con dicho sustrato, y con dos réplicas
por tratamiento, con diez plantas cada una. Para la evaluación de los 60 días se
utilizaron macetas plásticas, con el mismo sustrato, con cinco plantas por
tratamientos. Todo esto se desarrolló bajo condiciones semicontroladas.
Materiales y métodos
19
3.3. Componentes de rendimiento
-Se evaluaron, por tratamiento:
3.3.1 Influencia de la fertilización en el número de legumbres por planta.
3.3.2 Influencia de la fertilización en el número de granos por legumbres.
3.3.3 Influencia de la fertilización sobre el peso de 100 granos.
3.3.4 Influencia de la fertilización sobre el rendimiento de 10 plantas
Procesamiento estadístico de los datos:
El procesamiento estadístico de los datos en las diferentes variables y fases
experimentales consistió en el análisis de varianza de clasificación simple. Se
realizaron comparaciones de medias mediante las pruebas de Duncan y
comparación de proporciones. Para la aplicación de todos los métodos,
procedimientos y pruebas de análisis se utilizó el paquete estadístico
STATGRAPHICS Centurion v.15 Romano 2006 sobre Windows.
Resultados y discusión
20
4. Resultados y discusión
4.1 Influencia de la fertilización en la incidencia de enfermedades causadas por
hongos fitopatógenos del suelo en el cultivo del frijol común.
El análisis de la incidencia de los hongos fitopatógenos durante el experimento
mostró que S. rolfsii fue la especie que afectó el cultivo del frijol común.
En el experimento realizado sobre la influencia de la fertilización, los resultados
mostraron que las menores afectaciones se presentaron en los tratamientos
relativos al compost, Rhizobium y Micorriza, con tendencia a ser más efectivos
que el tratamiento químico (Urea 46% de N). Todos los tratamientos mostraron
diferencias significativas con el control absoluto. (Figura 1).
Figura 1. Influencia de la fertilización en la incidencia S. rolfsii.
Los resultados obtenidos respecto al empleo de Rhizobium en el tratamiento de
la semilla coinciden con Fernández Díaz (2008) y Martínez (2008) los que
obtuvieron bajos porcentajes de afectación por R. solani y S. rolfsii en
condiciones de campo.
Por su parte Toribio (1992) reportó una reducción de la incidencia del patógeno
al enterrar restos de hojas de plátanos, logrando eliminar la incidencia de S.
rolfsii en el suelo.
bbb
b
a
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
C.Absoluto Urea Micorriza Compost Rhizobium
Tratamientos
Resultados y discusión
21
Se ha demostrado que la mayor influencia de materia orgánica sobre los
patógenos radicales es a través de modificaciones de las actividades
microbianas. El control de estos se produce por inacción o lisis de los
esclerocios o hifas, directamente o seguido de un corto período de estimulación
del crecimiento. La producción de antibióticos, la competencia por los nutrientes
y el parasitismo son los mecanismos a través de los cuales se ejerce el control
(Whipps, 1992).
El rol de la materia orgánica en el suelo está asociado con el incremento de la
actividad microbiana en el mismo, reducción de la agresividad e infección de los
patógenos, incremento de la resistencia viral y una reducción de la toxicidad en
el suelo. La adición de materia orgánica mejora el vigor de las plantas, como
resultado de un desarrollo físico y químico del suelo, además de incrementar la
resistencia de las plantas debido a la toma de fenoles, compuestos fenólicos y
otros compuestos como el ácido salicílico ,el cual tiene un efecto antibiótico
sobre los patógenos (Lampkin, 1999). Este autor señala que las aplicaciones de
materia orgánica hacen una directa contribución al potencial antipatogénico de
los suelos, lo que es particularmente importante en el caso del damping off
causado por especies de Rhizoctonia, Fusarium y Pythium.
Mayea (1995) señaló que los microorganismos utilizados como biofertilizantes
tienen un triple papel como suministradores de nutrimentos, fitohormonas y
antagonistas de hongos fitopatógenos.
El efecto de las micorrizas como limitantes de las poblaciones de R. solani han
sido probadas por Cupull et al. (2000) los que encontraron mayor porcentaje de
germinación y menor ataque de este patógeno al tratar las raíces de postura de
café (Coffea arabica L.) con estos microorganismos.
Martínez y Hernández, (1995) señalan entre las ventajas de estos
microorganismos la mejora en la nutrición de la planta, la producción de
sustancias activas estimuladoras del crecimiento vegetal y el beneficio en la
protección del sistema radicular contra organismos fitopatógenos.
Resultados y discusión
22
Cuervo et al. (1998), destacan que las micorrizas vesicoarbusculares (MVA)
Glomus fasciculatus y G. mosseau solas o en combinación disminuyeron el
ataque de R. solani y Fusarium oxysporium. Resultados similares obtuvieron
Ahmed et al. (1995) al estudiar el efecto de la inoculación con micorrizas y/o
Rhizobium leguminosarum sobre la pudrición radical del fríjol, al encontrar que
las plantas micorrizadas pueden oponerse a la infección por R. solani más
fuertemente que las no micorrizadas. Según estos autores la severidad de la
enfermedad decreció al inocular la semilla con los biofertilizantes con una
reducción en la rizosfera de la cantidad de micelio de R. solani. Resultados
similares con respecto al efecto de las micorrizas obtuvieron Yao et al. (2002) en
el cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.).
No obstante, existen casos donde incrementos en las aplicaciones de materia
orgánica aumentaron la severidad de la enfermedad, como la pudrición del tallo
(R. solani) en coliflor (Brassica oleracea) (Chauhan et al ,2000)
Los bajos porcentajes de afectación por S. rolfsii estuvieron dados por las
condiciones climáticas que existieron durante el desarrollo del experimento
(tabla 1).
Tabla 1. Datos de precipitaciones durante el ciclo del cultivo
Meses Precipitaciones
mm Días con lluvia
Noviembre 49.5 9
Diciembre 12 6
Enero 18.8 3
Febrero 91 9
Marzo 78.3 5
Resultados y discusión
23
Durante el experimento hubo pocas precipitaciones unido a que el cultivo se
desarrolló en condiciones de secano, condiciones que favorecieron la incidencia
de S. rolfsii.
Según Mora y Gálvez (1986) para que existan afectaciones por el hongo R.
solani debe haber relación con el nivel de inóculo inicial y las condiciones
ambientales favorables. Para que aparezcan dichas afectaciones las
temperaturas deben ser superiores a 25oC y una alta humedad en el suelo, es
decir, abundantes precipitaciones, si se depende solo de ellas, como es el caso.
S. rolfsii produce afectaciones con temperaturas de 25-30 oC y baja humedad en
el suelo.
Díaz et al. (2000), estudiaron la incidencia de los hongos patógenos del suelo
en las tres épocas de siembra del cultivo del frijol común, y encontraron que en
la época intermedia noviembre-diciembre se producen las menores afectaciones
por hongos fitopatógenos del suelo.
4.2 Influencia de la fertilización sobre la morfofisiología del cultivo del frijol
común.
4.2.1 Influencia de la fertilización sobre la altura a los 20, 30, 45 y 60 días.
Al analizar el efecto de la fertilización sobre la morfofisiología del cultivo, se
observó la altura en diferentes etapas; en las primeras evaluaciones, a los 20 y
30 días, resultaron como mejores los tratamientos correspondientes a Rhizobium,
micorriza y el control absoluto, ya para las evaluaciones a los 45 y 60 días se
destacaron los tratamientos relativos a Rhizobium, urea y micorriza.
Resultados y discusión
24
EE (±0.31)CV (10.86%)
a a ab b
0
5
10
15
20
25
Rhizobium Micorriza C. absoluto Urea Compost
Tratamientos
(cm)
Figura 2 Altura a los 15 días Figura 3 Altura a los 30 días.
No existe diferencia significativa para P ≤ 0.05 Valores con letras iguales no difieren
para P≤ 0.05. .
EE (±0.94)CV (21.3%)
a a ab b
05
10152025303540
Rhizobium Urea Micorriza Compost C.absoluto
Tratamientos
(cm)
Figura 4 Altura a los 45 días. Figura 5 Altura a los 60 días.
Valores con letras diferentes difieren para P ≤ 0.05 según la prueba de Duncan.
En la figura 2, se observa que a los 20 días, los tratamientos no difieren
significativamente aunque comienzan a manifestarse algunas tendencias
conducentes a una posterior diferenciación significativa como ocurre en los
restantes muestreos. A los 30 días los tratamientos significativamente inferiores
al resto corresponden al compost y a la urea. Es conocido que el compost en
0123456789
10
Micorriza Rhizobium C.absoluto Urea Compost
Ttratamientos
(cm)
EE (±1.27)CV (28.5%)
aab ab
b b
05
10152025303540
Rhizobium Urea Micorriza Compost C.absoluto
Tratamientos
(cm)
Resultados y discusión
25
cortos lapsos sufre una limitada descomposición por la relativa estabilidad de
sus compuestos orgánicos y por lo tanto, un pobre aporte de nutrimentos y de
otros posibles beneficios al suelo y a la planta (González Peralta, 2008) y que la
urea en determinadas condiciones puede tener un efecto inicial adverso debido
a que afecte la plántula por la intensa emisión de amoníaco, además debido al
biuret, producto tóxico siempre presente en la urea (Fundora et al., 1980).
A los 45 y 60 días las mejores variantes corresponden a Rhizobium, micorriza y
urea, significativamente superiores al control absoluto y al compost, que no
difieren entre ellos. El pobre desempeño del compost se explicaría por las
mismas razones anteriormente expuestas en el anterior muestreo y el control
absoluto por obvias razones basadas en su carencia de aportes que sí hacen
los mejores tratamientos, sobre todo el aporte de nitrógeno, común a todos, por
la conocida influencia de este nutrimento sobre el crecimiento (Arzola et al.,
1981). A los 45 días los tres mejores tratamientos (Rhizobium, Micorriza y Urea)
no difieren estadísticamente, pero ya a los 60 días, el Rhizobium muestra una
superioridad al resto de los tratamientos, aunque la urea y la micorriza no
difieran estadísticamente de este. Es necesario señalar que con el transcurso
del tiempo se impuso el efecto de la urea que le es característico, es decir, su
aporte de nitrógeno, y fueron superados los probables efectos negativos
anteriormente mencionados.
4.2.2 Influencia de la fertilización sobre el área foliar
El análisis muestra (figura 6) que no existen diferencias significativas
estadísticamente entre los tratamientos.
Resultados y discusión
26
No existe diferencia significativa para P ≤ 0.05 según Duncan.
Figura 6 Área foliar a los 60 días.
Esto es atribuible a que la micorriza incrementa los procesos microbianos, se
benefician las plantas en breve tiempo, además de que producen sustancias
activas estimuladoras del crecimiento vegetal (Martínez Viera y Hernández,
1995). El compost por su parte, ya para este período, comienza a surtir efecto
con los procesos de mineralización de sus componentes orgánicos, con la
solubilización de minerales, y debido a otros procesos; toda esta actividad
biológica en el suelo pone a disposición de la planta los nutrimentos necesarios
para su crecimiento y desarrollo.
4.2.3 Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las raíz, tallo y
hojas.
Se observa que el peso fresco y seco de las hojas de las diferentes variantes,
determinadas a los 30 días, no difiere significativamente (figuras 7). A los 60
días (figura 9) se encontraron diferencias significativas entre tratamientos,
destacándose como mejor tratamiento el de micorriza, diferenciándose del resto
de las variantes.
01
23
45
67
8
Micorriza Compost Rhizobium Urea C.absoluto
Tratamientos
(dm²)
Resultados y discusión
27
Figura 7 Peso fresco de hojas a los 30 días Figura 8 Peso seco de hojas a los 30 días
No existe diferencia significativa para P ≤ 0.05 según prueba de Duncan.
.
EE (±1.36)CV (19.4%)
a
b b b b
05
101520253035
Micorriza Rhizobium Urea C.absoluto Compost
Tratamientos
(g)
Figura 9 Peso fresco de hojas a los 60 días. Figura 10 Peso seco de hojas a los 60
días.
Valores con letras iguales no difieren del P ≤ 0.05 según prueba de Duncan.
La urea como mejor tratamiento en esta primera etapa se debe al aporte
considerable y rápido de nitrógeno, constituyente de las proteínas, ácidos
05
101520253035404550
Urea Compost Micorriza Rhizobium C.absoluto
Tratamientos
(g)
0
1
2
3
4
5
6
Urea Compost Micorriza C.absoluto Rhizobium
Tratamientos
(g)
EE (±9.54)CV (17.95%)
a
bbc bc c
0
50
100
150
200
250
Micorriza Rhizobium Urea C.absoluto Compost
Tratamientos
(g)
Resultados y discusión
28
nucleicos, equivalentes energéticos, enzimas, vitaminas y metabolitos del
metabolismo intermediario, además de formar parte de la estructura de la
molécula de clorofila. Como fertilizante químico, la urea, fue creada para realizar
una acción rápida en las plantas, por lo tanto, no es de extrañar que haya sido el
mejor tratamiento que influyó positivamente en esta evaluación.
La urea es un compuesto químico que se volatiliza con facilidad, y con el tiempo
deja de aportar suficiente nitrógeno a las plantas, mientras que las micorrizas
constituyen asociaciones entre la mayoría de las plantas existentes y estos
hongos benéficos, que incrementan el volumen de la raíz y, por tanto, permiten
una mayor exploración de la rizosfera. Son consideradas los componentes más
activos de los órganos de absorción de los nutrimentos de la planta, la que a su
vez provee al hongo simbionte de nutrimentos orgánicos y de un nicho protector
(Corredor, 2008).
• Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los tallos a los
30 y 60 días.
Correspondiente a peso fresco y seco del tallo (figuras 11, 12, 13 y 14), en los
primeros 30 días no hay diferencia estadística entre los tratamientos, pero se
observa una tendencia a resultar como los tres mejores tratamientos micorriza,
compost y urea. Sin embargo, ya a los 60 días si existe diferencia significativa,
en la que se observa como mejor tratamiento micorriza por las razones ya antes
expuestas.
0123456789
10
Micorriza Urea Compost Cabsoluto Rhizobium
Tratamientos
(g)
00.20.4
0.60.8
11.2
1.41.6
Urea Compost Micorriza C.absoluto Rhizobium
Tratamientos
(g)
Resultados y discusión
29
Figura 11 Peso fresco de tallos a los 30 días. Figura 12 Peso seco de tallos a los 30 días.
EE (±0.12)CV (17.9%)
a
ab b b b
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Micorriza Compost Urea Rhizobium C.absoluto
Tratamientos
(g)
Figura 13 Peso fresco de tallos a los 60 días. Figura 14 Peso seco de tallos a los 60 días.
• Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de las raíces a
los 30 y 60 días.
Se observa que a los 30 días, respecto al peso fresco, la urea se presentó con
diferencias significativas en relación con el resto de los tratamientos, y para el
peso seco, aunque no difiere del compost, Rhizobium y micorriza, se muestra
con superioridad (figuras 15 y 16). A los 60 días, como en las evaluaciones
anteriores de peso fresco y seco de hojas y tallos, la micorriza se muestra
superior al resto de los tratamientos.
EE (±2.81)CV (17.5%)
aab
b bc
010203040506070
Micorriza Rhizobium Compost Urea C.absoluto
Tratamientos
(g)
EE (±0.03)CV (41.3%)
aab
abab
b
00.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
Urea Compost Rhizobium Micorriza C.absoluto
Tratamientos
(g)
EE (±0.11)CV (43.7%)
a
b b b
b
00.20.40.60.8
11.21.4
Urea Micorriza Rhizobium Compost C.absoluto
Tratamientos
(g)
Resultados y discusión
30
Figura 15 Peso fresco de la raíz a los 30 días Figura 16 Peso seco de la raíz a los
30 días.
EE (±0.45)CV (18.3%)
a
b b b b
0
2
4
6
8
10
12
Micorriza Rhizobium Urea Compost C.absoluto
Tratamientos
(g)
Figura 17 Peso fresco de la raíz a los 60 días. Figura 18 Peso seco de la raíz a los 60
días.
4.2.4 Influencia de la fertilización sobre el peso fresco y seco de los nódulos a
los 30 y 60 días
Se muestra la comparación de los tratamientos en cuanto a peso fresco y seco
de nódulos a los 30 y 60 días (figuras 19, 20, 21 y 22). Se observa como a los 30
días se mostraron como los mejores tratamientos el control absoluto, micorriza y
Rhizobium. Ya a los 60 días, resultaron superiores el compost, Rhizobium y el
control absoluto.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
C.absoluto Rhizobium Micorriza Compost Urea
Tratamientos
(g)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
C.absoluto Micorriza Rhizobium Compost Urea
Tratamientos
(g)
EE (±0.12)CV (17.99%)
bbbab
a
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Micorriza Compost Urea Rhizobium C.absoluto
Tratamientos
(g)
Resultados y discusión
31
Figura 19 Peso fresco de nódulos 30 días. Figura 20 Peso seco de nódulos 30 días.
EE (±0.38)CV (18.8%)
a
b bc c c
00.5
11.5
22.5
33.5
4
Compost C.absoluto Rhizobium Micorriza Urea
Tratamientos
(g)
Figura 21 Peso fresco de nódulos 60 días. Figura 22 Peso seco de nódulos 60 días.
A los 30 días (figuras 19 y 20) aunque no existan diferencias estadísticas, las
figuras muestran que el control absoluto fue el mejor que se comportó. En el
tratamiento donde se aplicó la fertilización mineral puede corroborarse lo citado
por Montes (1999) y Caba et al. (2001), los cuales señalan que la presencia de
nitrógeno mineral en el medio inhibe la formación de nódulos radicales y la
actividad de la enzima nitriogenasa.
A los 60 días (figuras 21 y 22), el compost presenta diferencias significativas con
el resto de los tratamientos; esto puede estar dado porque la materia orgánica,
rica en microorganismos benéficos al ser aplicada en el sustrato no esterilizado
se junta con los microorganismos que ya existían en él, lo que pudo contribuir a
la nodulación de las plantas, además de que mejora la estructura del suelo en
cuanto a aireación. El tratamiento con Rhizobium que debió haber resultado
mejor, pues es conocido que esta bacteria es la encargada de la nodulación, no
presentó los mejores resultados, esto se puede explicar porque se inoculó en la
EE (±0.04)CV (16.6%)
a
b bc c
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Compost Rhizobium C.absoluto Micorriza Urea
Tratamientos
(g)
Resultados y discusión
32
semilla una cepa de Rhizobium de otro suelo, entonces existió una competencia
entre la cepa inoculada y la autóctona de ese suelo. Es de destacar el peso de
los nódulos observados en el testigo sin inocular, aunque inferior a Rhizobium y
compost, lo cual pone en evidencia la abundancia y efectividad de las cepas
autóctonas en este suelo. El peso fresco de los nódulos tuvo un comportamiento
similar a los resultados obtenidos en las figuras anteriormente analizadas,
observándose como los tratamientos de inoculación y fertilizante orgánico
resultaron con los mejores valores, lo que superó estadísticamente al testigo
químico. El peso seco de los nódulos es un parámetro que ejerce una gran
influencia sobre la efectividad de la inoculación y la fijación de N2.
4.3. Componentes de rendimiento
Los componentes del rendimiento son la expresión del comportamiento de las
diferentes variantes evaluadas sobre el desarrollo y los parámetros morfológicos
en esta leguminosa.
4.3.1 Influencia de la fertilización en el número de legumbres por planta.
Puede apreciarse como con respecto al número de legumbres por plantas (figura
23), existieron diferencias estadísticas. Se observa como los tratamientos
correspondientes a Rhizobium, micorriza y compost no difieren estadísticamente
entre ellos; tampoco se evidencian diferencias entre los tratamientos con urea y
control absoluto, pero la inoculación con Rhizobium es el único tratamiento que
difirió significativamente con respecto al control absoluto y la urea, destacándose
como superior.
Resultados y discusión
33
EE (±0.55)CV (38.3%)
aab ab
bcc
0
5
10
15
20
Rhizobium Compost Micorriza Urea C.absoluto
Tratamientos
Figura 23 Número de legumbres por plantas por tratamientos.
4.3.2 Influencia de la fertilización en el número de granos por legumbres.
Al analizar el número de granos por legumbres se observa como no hubo
diferencia estadística entre los tratamientos, sin embargo gráficamente se
observa tendencia a mostrarse como mejores variantes los biofertilizantes y el
abono orgánico.
0
1
2
3
4
5
6
Micorriza Rhizobium Compost Urea C.absoluto
Tratamientos
Resultados y discusión
34
Figura 24 Número de granos por legumbres por tratamientos.
4.3.3 Influencia de la fertilización sobre el peso de 100 granos.
En el peso de 100 granos no hubo diferencia significativa entre los tratamientos,
aunque se observa (figura 25) a ser mejor el tratamiento con urea.
15.5
16
16.5
17
17.5
18
18.5
19
Urea Micorriza Rhizobium Compost C.absolutoTratamientos
(g)
Figura 25 Peso de cien granos.
4.3.4 Influencia de la fertilización sobre el rendimiento de 10 plantas
En el peso total de los granos de 10 plantas (figura 26) existió diferencia
significativa entre los tratamientos, se comportó como mejores los tratamientos
correspondientes a compost, micorriza y urea, con diferencia respecto a
Rhizobium y al control absoluto como el peor de los tratamientos.
Resultados y discusión
35
EE (±1.32)CV (18.4%)
cb
aaa
020406080
100120140
Compost Micorriza Urea Rhizobium C. absoluto
Tratamientos
(g)
Figura 26 Peso total de los granos de 10 plantas.
Con el EcoMic® se ha probado que se obtienen incrementos en los rendimientos
entre 15 y 50%, mejor comportamiento frente a la sequía, mayor
aprovechamiento de los nutrientes y disminución de los fertilizantes, tanto en
condiciones de la agricultura familiar en pequeñas extensiones y con siembra
manual, como en la agricultura intensiva, en grandes extensiones y con siembra
mecanizada. (INCA, 2008)
Tovar (2000), en la sabana de Bogotá, estudió el efecto de la inoculación con
Rhizobium, en la fijación simbiótica de nitrógeno, la absorción de fósforo y el
porcentaje de micorrización en alfalfa, donde obtuvo que el rendimiento aumentó
un 26% y se mejoró el contenido de nitrógeno (32%) y fósforo (28%) en el follaje.
La continua colonización de las plantas por los patógenos requiere una eficiente
utilización de los recursos nutrientes disponibles en los tejidos del hospedante.
La excesiva aplicación de fertilizantes puede incrementar la susceptibilidad de la
planta a la enfermedad al ocasionar un prolífico crecimiento foliar y de otras
partes de la planta. Se ha señalado la influencia del exceso de nitrógeno que
favorece el ataque de plagas y enfermedades, al ser las células más acuosas y
de paredes más delgadas y por lo tanto menos resistentes y más susceptibles a
tales daños.
Resultados y discusión
36
En el mundo desarrollado la agricultura depende en gran medida del uso de
fertilizantes químicos y pesticidas para mantener sus altas producciones
agrícolas, sin tener en cuenta los terribles daños que estos pueden ocasionar, ya
sea afectando el ciclo global del nitrógeno, contaminando las aguas subterránea
y superficiales e incrementando los niveles de óxido nitroso (N2O) atmosférico y
CO2, los cuales están considerados como potentes gases invernaderos. Es
necesario entonces la aplicación de fertilizantes biológicos, no es solo por
términos económicos, sino que además se eliminarían los efectos nocivos de la
fertilización nitrogenada en la absorción, asimilación y disponibilidad de
diferentes nutrientes como el fósforo, así como la erradicación de la
contaminación tanto atmosférica como a las aguas subterráneas y el manto
freático, siendo este impacto ambiental mucho más necesario que el impacto
económico.
Conclusiones
37
5. Conclusiones
Después de analizados nuestros resultados arribamos a las siguientes conclusiones
1. Los abonos orgánicos y biofertilizantes en aplicaciones al suelo y semilla,
respectivamente, redujeron las afectaciones por S. rolfsii en el frijol común.
2. Los abonos orgánicos y biofertilizantes tuvieron un efecto positivo sobre la altura,
peso fresco y seco de raíz, tallo, hoja y nódulos en el frijol común.
3. Los abonos orgánicos y biofertilizantes tuvieron efectos positivos sobre el
número de legumbres por plantas.
Recomendaciones
38
6. Recomendaciones
Después de emitidas nuestras conclusiones hacemos las siguientes recomendaciones:
• Emplear los abonos orgánicos y biofertilizantes en el cultivo del frijol común.
• Emplear la coinoculación de Rhizobium-micorriza para probar su efecto sobre el
rendimiento del cultivo.
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39
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Anexo
46
Anexo 1: Infección por Sclerotium rolfsii en la raíz del frijol común.
Ca (ppm) Mg (ppm) K (ppm) Zn (ppm) Cu (ppm) Fe (ppm)
Suelo de los
tratamientos
218.8 27.50 8.60 0.100 0.153 5.68
Compost 778.4 54.2 74.40 11.20 0.153 16.14
Anexo 2: Análisis químico del suelo y del compost utilizado en el experimento.