Luis Alejandro Pérez Nevárez. Instituto Tecnológico de Ciudad Cuauhtémoc

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1 VALIDACION Y DIFUSION DE LOS BIOFERTILIZANTES (Micorrizas, Rhizobium y Azospirillum) EN PRESENTACIÓN LIQUIDA EN EL CULTIVO DE FRIJOL BAJO EL SISTEMA DE TEMPORAL EN CHIHUAHUA Luis Alejandro Pérez Nevárez alejandroperezn@hotmail.com Instituto Tecnológico de Ciudad Cuauhtémoc Resumén. En Chihuahua existe una superficie agrícola de 1 279,743 ha. de las cuales 479,125 ha se cultivan bajo el sistema de riego y 800,616 ha con el sistema de temporal. Al efectuar una estimación del volumen de fertilizantes químicos que se requieren para cubrir la demanda de la superficie y cultivos antes señalados, se logró identificar que anualmente son utilizadas alrededor de 200 mil toneladas de fertilizantes químicos en sus diferentes fuentes y presentaciones; con la consiguiente necesidad de fuertes inversiones económicas, altos costos de producción y deterioro ambiental. Actualmente está tomando auge el uso de biofertilizantes elaborados a base de los microorganismos benéficos Rhizobium, Micorrizas y Azospirillum que viven asociados o en simbiosis con las raíces de las plantas, contribuyendo a eficientar el proceso de nutrición de los cultivos y el mejoramiento de la fertilidad natural de los suelos; Hasta el ciclo agrícola 2011, ya han sido aplicados estos biofertilizantes en al menos 60,000 ha de frijol y 70,000 ha de avena en el noroeste del Estado de Chihuahua, incrementando significativamente la producción y productividad de los cultivos. Sin embargo los productores manifiestan tener problemas al momento de la siembra con el sustrato solido que afecta el funcionamiento de las sembradoras. (Fernández, H.P 2011). De acuerdo a lo anterior, durante el ciclo agrícola del 2012 fue desarrollado un programa de validación y demostración de los biofertilizantes (Micorrizas, Rhizobium) en presentación Liquida, con el propósito de facilitar el uso de esta tecnología sin afectar su impacto en la productividad de los cultivos. Los resultados indican que existe una alta correlación entre la aplicación de la micorriza Glomus Intraradices y Rhizobium Etli en cualquiera de sus presentaciones y el rendimiento de grano. Es decir, que los biofertilizantes en presentación Liquida mantienen una eficiencia similar a los biofertilizantes con sustrado sólido. En el caso específico de este estudio, con el uso de esta tecnología se registró un incremento promedio del 15.6% con respecto al testigo del productor, representando un ingreso adicional de $ 3, por hectárea.

2 Introducción. En Chihuahua existe una superficie agrícola de 1 279,743 ha. de las cuales 479,125 ha se cultivan bajo el sistema de riego y 800,616 ha con el sistema de temporal. (INEGI, 2009). De la superficie antes citada alrededor del 48.6% (622,318 ha) se siembran con los cultivos de maíz, frijol, avena y sorgo sudan, en las modalidades de riego (18.7%) y temporal (81.3%). Según información derivada de (SIAP, 2012), los últimos tres años en el estado de Chihuahua se han dedicado al cultivo de maíz un promedio de 250,000 ha, de las cuales 79,642 corresponden a riego y 170,358 a temporal. Con frijol se han establecido 115, 565 ha de las cuales 94,763 ha se siembran en temporal y 20,800 ha bajo riego. El cultivo de avena participa con 256,753 ha, ubicándose 240,695 bajo el sistema de temporal y 16,058 ha bajo riego. Finalmente, con el cultivo de sorgo sudan anualmente se siembra un promedio de 32,000 ha bajo el sistema de temporal. Al efectuar una estimación del volumen de fertilizantes químicos que se requieren para cubrir la demanda de la superficie y cultivos antes señalados, se logro identificar que anualmente son utilizadas en el estado de Chihuahua alrededor de 200 mil toneladas de fertilizantes químicos en sus diferentes fuentes y presentaciones; con la consiguiente necesidad de fuertes inversiones económicas, altos costos de producción y deterioro ambiental. Actualmente está tomando auge el uso de biofertilizantes elaborados a base de los microorganismos benéficos Rhizobium, Micorrizas y Azospirillum que viven asociados o en simbiosis con las raíces de las plantas, contribuyendo a eficientar el proceso de nutrición de los cultivos y el mejoramiento de la fertilidad natural de los suelos. Tal es el caso de los productos elaborados por el Centro de Investigación para la Fijación Biológica del Nitrógeno (Centro de Investigaciones Genómicas de la UNAM) y distribuidos por diferentes empresas e instituciones de investigación, con los cuales se han obtenido beneficios significativos al incrementar la producción de los cultivos y disminuyendo el uso de fertilizantes químicos. Antecedentes. Durante el ciclo agrícola del P.V en el estado de Chihuahua fueron establecidas 9,288 hectáreas con micorriza (Glomus Intraradices) en el cultivo de avena de temporal, registrando un incremento promedio del 55% en la producción de forraje seco de avena.

3 En el cultivo de frijol bajo el sistema de temporal se obtuvieron incrementos en la producción de grano que van desde un 13.7 hasta 24.1% al inocular la semilla con (Micorriza + Rhizobium etli). En la siembra de maíz bajo el sistema de riego el rendimiento de grano se incremento entre un 10 y un 33% cuando fue utilizado el biofertilizante (Micorriza + Azospirillum). Tomando como referencia estos resultados hasta el ciclo agrícola 2011 ya han sido aplicados estos biofertilizantes en al menos 60,000 ha de frijol y 70,000 ha de avena en el noroeste del Estado de Chihuahua. La acelerada adopción de esta tecnología por parte de los productores exige que las Empresas que distribuyen estos biofertilizantes pongan especial atención en la innovación, mejoramiento de la calidad de sus productos, estrategias de difusión y servicio a los usuarios entre otros factores; tal es el caso, de los biofertilizantes en presentación liquida con la cual se facilitaría su aplicación y se evitarían algunos problemas que ocasionan actualmente los sustratos en las maquinas sembradoras. Objetivos. 1.- Desarrollar un programa de validación y demostración de los biofertilizantes (Micorrizas, Rhizobium y Azospirillum) presentación Liquida en los cultivos de Frijol, y Sorgo Sudan bajo el sistema de temporal en Chihuahua. 2.- Continuar con el proceso de promoción y difusión del uso de biofertilizantes en el estado de Chihuahua. Materiales y métodos. Localización.- Los trabajos de validación de la (Micorriza y Rhizobium) en presentación Liquida se llevaron a cabo en parcelas comerciales de productores ubicados en las principales regiones productoras de frijol del estado de Chihuahua. En el cuadro 1, se presenta la relación y algunas características de los módulos de validación demostración que se lograron establecer de acuerdo a las fechas de siembra u oportunidad del temporal de lluvias. En todos los casos la semilla fue inoculada al momento de la siembra. En cada uno de los módulos fue aplicado según sea el caso el biofertilizante en presentación liquida, comparado con la presentación solida o convencional y su respectivo testigo de comparación.

4 Cuadro 1.- Ubicación de los módulos de validación demostración de biofertilizantes en presentación liquida sobre los cultivos de frijol y sorgo sudan bajo el sistema de temporal en Chihuahua, LOCALIDAD PRODUCTOR CULTIVO BIOFERTILIZANTE Ej. Paramo, Ubaldo Parra Frijol Micorriza + Rhizobium Guerrero Legarda Sto., Tomas, Jesús de la O Frijol Micorriza + Rhizobium Guerrero. Loya Campo 87, R. Cornelio Frijol Micorriza + Rhizobium Palacio Neudorf Campo 92, Riva Palacio Juan Wibe Boldt Frijol Micorriza + Rhizobium Características de los biofertilizantes. La Micorriza (Glomus intraradices) es un hongo benéfico, el cual establece una relación de simbiosis con la planta. El establecimiento de la Micorriza en los cultivos agrícolas es de suma importancia agronómica, ya que la Micorriza a través de hifas permite incrementar la capacidad de exploración de la planta y solubilizar nutrientes de difícil asimilación, como lo son el fósforo y el zinc. También permite una mayor absorción de Nitrógeno y mayor tolerancia a las condiciones climatológicas adversas como es el caso de la sequía, este producto viene en un sustrato líquido, en una botella de 100 mililitros 1 dosis), el contenido mínimo es de 300 esporas por mililitro. El Azospirillum brasilense funciona en un amplia variedad de cultivos, principalmente gramíneas y hortalizas su función es fijar nitrógeno de la atmósfera (20-30%) de los requerimientos del cultivo, sintetiza una amplia variedad de sustancias como los son vitaminas, ácido indolacetico y giberalinas, las cuales promueven la germinación, la emergencia y el desarrollo radicular y ayudan en la utilización de fosforo, potasio y otros nutrientes La bacteria Rhizobium etli fija nitrógeno atmosférico al establecer una simbiosis con las plantas de frijol donde forma colonias o nódulos de dicha bacteria, permitiendo una fijación de nitrógeno tres veces superior a plantas no inoculadas. Esta mayor capacidad de fijación de nitrógeno permite incrementos significativos en rendimientos de frijol, a la vez, el producto obtenido contiene entre 20 y 30% más proteína, respecto a las plantas en donde no se aplica esta bacteria. (Morales, I.M. 2007; Aguirre, M.JF. et. al. 2010). Variables estudiadas.- Durante el desarrollo del cultivo se registraron algunas variables fenológicas específicas para cada cultivo tales como: fecha de siembra, emergencia, inicio de floración, llenado de vainas y madures fisiológica. Así como, algunas variables morfológicas como altura de planta, número de vainas, proceso de nodulación, etc. También la estimación de cosecha y calidad de grano, para lo cual

5 se registró el rendimiento estimado por unidad de superficie, producción de forraje y peso específico. Aunado a lo anterior se llevó un registro en cada una de las parcelas de la incidencia de plagas y enfermedades, manejo agronómico para determinar los costos de producción, desarrollar su respectivo análisis económico y determinar el índice de redituabilidad obtenido con la aplicación de las nuevas tecnologías con respecto al testigo del productor. Resultados y discusión. Tal como se describe en el capitulo anterior, durante el ciclo agrícola P.V fueron establecidos cuatro módulos de validación demostración con el cultivo de frijol, donde fue estudiada la respuesta del cultivo a la aplicación de los biofertilizantes (Micorriza + Rhizobium), en presentación sólida y liquida, comparadas con sus respectivos testigos del productor. En estos ambientes los suelos se caracterizan por su textura media (Franco arcillo arenoso), con bajo contenido de materia orgánica ( %), deficientes en nitrógeno ( 40 kg/ha) y alto contenido de fosforo (40-80 ppm). De acuerdo a los estudios de regionalización en base al potencial productivo realizados por el INIFAP, estas provincias han sido clasificadas como de mediana y buena productividad para el cultivo de frijol. Proceso de nodulación.- Con el propósito conocer efecto de los biofertilizantes sobre el proceso de formación de nódulos, se efectuaron tres muestreos durante el ciclo del cultivo (Tercer trifolio, formación de vainas y madurez fisiológica) observando una tendencia similar en todas las localidades (figura 1). En esta, se puede apreciar que la mayor actividad biológica se registra durante la fase de prefloración a inicio de formación de vainas, posteriormente los nódulos empiezan a desintegrarse hasta llegar con una mínima cantidad a la etapa de madurez fisiológica. A través del testigo absoluto (0-0-0) que se presenta en las figuras 1, se puede apreciar que en los suelos de la región existe actividad biológica de manera natural; la cual está siendo afectada por la aplicación de fertilizantes químicos, fungicidas y bactericidas. Aunado a lo anterior se desconoce si la(s) cepa(s) nativas resultan eficientes para fijar nitrógeno atmosférico. En todos los sitios de prueba se observo que el mayor porcentaje de nodulacion se registro cuando fue utilizado el biofertilizante (Rhizobium etli) en forma independiente, disminuyendo su eficiencia para la formación de nódulos cuando se aplica mezclado con el biofertilizante (Micorriza), lo cual sugiere que existe un efecto antagónico entre ambos microorganismos. En la figura 2, se presentan los resultados del conteo de nódulos durante la fase vegetativa; observándose en términos generales una respuesta favorable a la aplicación del biofertilizante (Rhizobium etli) superando en todos los casos al número de nódulos registrados con el testigo del productor.

6 Sin embargo al aplicar el tratamiento (Micorriza + Rhizobium), se observa un efecto antagónico entre el hongo y la bacteria que inhibe la formación de nódulos por planta en todos los sitios de evaluación. Lo anterior da respuesta a lo registrado en el ciclo anterior, donde ya se apreciaba una escaza nodulación en las parcelas comerciales que utilizaron estos biofertilizantes en forma combinada.. 30 FIGURA 1.- EFECTO DE LA APLICACIÓN DEL BIOFERTILIZANTE (Micorriza + Rhizobium) SOBRE LA FORMACION DE NODULOS EN EL CULTIVO DE FRIJOL, No. de nódulos / planta Micor. Liq. + Rhiz. Rhizobium TesFgo Prod. TesFgo (0-0- 0) 0 Tercer trifolio Formacion vainas Madurez Fisiologica En la figura 2 y 3 se observa una alta variación en cuanto a la respuesta en el proceso de formación de nódulos a la aplicación de los biofertilizantes durante las fases vegetativa y reproductiva, lo cual sugiere una estrecha correlación en primera instancia con la disponibilidad de humedad en el suelo durante el desarrollo del cultivo.

7 FIGURA 2.- EFECTO DE LA APLICACIÓN DE LOS BIOFERTILIZANTES (Micorriza + Rhizobium) SOBRE LA FORMACION DE NODULOS EN LA FASE VEGETATIVA DEL CULTIVO DE FRIJOL, No. de nódulos / planta Mic. Liq. + Rhiz. Rhizobium TesFgo Prod. 0 FIGURA 3.- EFECTO DE LA APLICACIÓN DE LOS BIOFERTILIZANTES (Micorriza + Rhizobium) SOBRE LA FORMACION DE NODULOS EN LA FASE DE FORMACION DE VAINAS EN EL CULTIVO DE FRIJOL, No. de nódulos / planta Mic. Liq. + Rhiz. Rhizobium TesFgo Prod. Análisis del rendimiento. En el cuadro 2 se concentra la producción estimada en kg/ha registrada para cada uno de los tratamientos en los diferentes ambientes de prueba, observando que la mejor respuesta se obtuvo al aplicar la mezcla de

8 biofertilizantes (Micorriza Liquida + Rhizobium) registrando un rendimiento promedio de 1520 kg/ha, superando en un 15.6% al testigo del productor el cual obtuvo un rendimiento promedio de 1315 kg/ha. Lo anterior representa un incremento promedio de 205 kg/ha y considerando que el precio de venta para este año especifico fue de $18.00 /kg. el productor estará obteniendo un ingreso adicional de $ 3,690.00/ha por solo hecho de invertir $ por hectárea en biofertilizantes. Cabe señalar que durante el ciclo agrícola P.V se registraron incrementos en la producción entre un 14 y un 24% al utilizar los biofertilizantes (Micorriza + Rhizobium en presentación solida). Fernández, H.P Respecto a la aplicación de los biofertilizantes en forma separada, estos resultaron numéricamente inferiores a la mezcla antes analizada. La micorriza en presentación liquida Vs. Solida resultaron básicamente similares entre ellos, pero ligeramente superiores a la aplicación de la cepa de Rhizobium. Todo lo anterior sugiere que no existe una correlación significativa entre el proceso de nodulacion y el rendimiento del cultivo; sin embargo esta correlación se incrementa sustancialmente al aplicar la micorriza (Glomus Intraradices) en cualquiera de sus presentaciones como resultado de la formación de un mayor volumen de raíz, lo cual favorece la absorción y transporte de nutrientes como el fosforo, nitrógeno, zinc y humedad disponible en el suelo durante el desarrollo del cultivo. Cuadro 2.- Respuesta a la aplicación de los biofertilizantes (Micorriza + Rhizobium) sobre la producción de frijol (Kg/ha), cultivado en cinco localidades en Chihuahua, LOCALIDA DES Sto. Tomas, Gro. Paramo, Gro. Campo 87 R. Palacio Campo 92 R. Palacio MIC. SOLIDA + RHIZOBI UM MIC. LIQUID + RHIZOBI UM RHIZOBI UM MICORRI ZA LIQUIDA MICORRI ZA SOLIDA TESTIGO PRODUCT OR PROMEDIO

9 Respecto a la aplicación individual de la cepa (Rhizobium etli) los resultados indican que esta propicia una nodulación eficiente, pero no resulta suficiente para impactar sobre el rendimiento; su contribución se reflejaría en el cultivo siguiente y en el mejoramiento gradual de la fertilidad natural de los suelos. Conclusiones. 1.- Existe una respuesta favorable a la aplicación de la mezcla de biofertilizantes (Micorriza + Rhizobium en presentación liquida), con la cual se registro un incremento promedio del 15.6% con respecto al testigo del productor, representando un ingreso adicional de $ 3, por hectárea. 2.- El mayor porcentaje de nodulacion se registro cuando fue utilizado el biofertilizante (Rhizobium etli) en forma independiente, pero no resulta suficiente para impactar sobre el rendimiento; su contribución se reflejaría en cultivo siguiente y en el mejoramiento gradual de la fertilidad natural de los suelos. 3.- Existe una amplia variación en el proceso de formación de nódulos como respuesta a la aplicación de los biofertilizantes en las diferentes localidades, lo cual sugiere una estrecha correlación en primera instancia con la disponibilidad de humedad en el suelo durante el desarrollo del cultivo. 4.- Existe una alta correlación entre la aplicación de la micorriza Glomus Intraradices y Rhizobium Etli en cualquiera de sus presentaciones y el rendimiento de grano, como resultado de la formación de un mayor volumen de raíz, favoreciendo la absorción y transporte de nutrientes como el fosforo, nitrógeno, zinc y humedad disponible en el suelo durante el desarrollo del cultivo. 5.- Actualmente existe un gran potencial para la producción y comercialización de biofertilizantes en presentación liquida con la cual se facilitaría su aplicación y se evitarían algunos problemas que ocasionan actualmente los sustratos en las maquinas sembradoras.

10 Referencias bibliográficas. Fernández, H.P El gobierno del estado promueve el uso de tecnologías de origen biológico para mejorar la nutrición de los cultivos y disminuir la contaminación ambiental en el campo Chihuahuense. Desplegable para productores. Secretaria de Desarrollo Rural, Gobierno del Estado de Chihuahua. INEGI, Estadísticas de producción en el Estado de Chihuahua. SIAP, Estadísticas de siembras y cosechas en el Estado de Chihuahua. Secretaria de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación. Morales, I.M Los biofertlizantes: una alternativa productiva, económica y sustentable. Articulo sin publicar, 22p. Aguirre, M,JF; M.Garza I.; A.Prado, D; O.Cabrera, G; M.Peña, D; C.Osti. L; y A. Baeza G., Los biofertilizantes microbianos: alternativa para la agricultura en México. Folleto Técnico No. 5. Campo INIFAP. ISBN , 70p.