Palabras claves: arroz, Azofert, Azospirillum brasilense, biofertilizante, inoculación, Oryza sativa Lin, semillas.

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1 EFECTO DE LA INOCULACIÓN DE LA SEMILLA DE ARROZ CON AZOFERT (Azospirillum brasilense) Y LA REDUCCIÓN DE LA DOSIS DE NITRÓGENOSOBRE EL RENDIMIENTO AGRÍCOLA. Hernández, Digna 1 ; P. Meneses 2 ; O. Morales 3 ; M. Pazos 4 y Y. López Instituto de Investigaciones del Arroz. Autopista Novia del Mediodía Km. 16 ½, Bauta. La Habana. Teléfono: (047) Estación Territorial del IIA Sur del Jíbaro. La Sierpe. Sancti Spiritus. 3. Estación Territorial Jucarito. Vado del Yeso. Río Cauto. Granma. 4. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Km 3 ½, Carretera Tapaste -San José. San José de las Lajas. La Habana RESUMEN Los efectos del biofertilizante Azofert (Azospirillum brasilense Sp.7) y la reducción de la dosis de nitrógeno sobre el rendimiento agrícola del arroz, fueron estudiados en las provincias de Sancti Spiritus y Granma. Los experimentos de campo se establecieron sobre un suelo de textura arcillosa, donde las plantas de semillas inoculadas con Azofert y sin inocular (control), fueron fertilizadas con: 25; 50; 75 y 100% de la dosis de urea recomendada para la variedad de arroz J-104. En la cosecha se determinó el rendimiento agrícola, cuyos datos fueron procesados estadísticamente con un nivel de significación del 5 %. Se determinó la presencia de bacterias de Azospirillum brasilense en las raíces de las plantas provenientes de los experimentos de campo. Los resultados agronómicos y biológicos indicaron que la inoculación de la semilla con Azofert incrementó significativamente el rendimiento agrícola del arroz en un 23 %, con la reducción del 50 % de la dosis de urea (201 Kg urea.ha -1 ); en sentido general, la mayor presencia de Azospirillum ocurrió en las variantes de Azofert comparadas con el control. Palabras claves: arroz, Azofert, Azospirillum brasilense, biofertilizante, inoculación, Oryza sativa Lin, semillas. INOCULLATION EFFECT OF THE RICE SEED WITH AZOFERT (Azospirillum brasilense) AND THE NITROGEN DOSE REDUCTION UPON THE AGRICULTURAL YIELD ABSTRACT The effects of the Azofert biofertilizer (Azospirillum brasilense Sp. 7) and the nitrogen reduction dose upon the agricultural output of rice were studied in Sancti Spiritus and Granma. The field experiments were established on a clayey soil, where the plants from inoculated seeds with Azofert and without inoculating (control), where fertilized with: 25; 50; 75 and 100% of the urea doses recommended for the rice variety J-104. The agricultural yield was determined at the harvest time and the data were processed statistically at 5 % of signification level. The presence of Azospirillum brasilense in the roots of plants coming from field experiments was determined. The agronomic and biologic results indicated that seed inoculation with Azofert increased significantly the agricultural yield of rice in a 23% when it 66

2 was used a 50% of of urea dose reduction (201 Kg urea.ha -1 ); having the highest presence of Azospirillum in the Azofert variants compared with control. Key words: rice, Azofert, Azospirillum brasilense, biofertilizer, inoculation, Oryza sativa Lin, seeds. INTRODUCCIÓN Uno de los problemas principales de la producción de arroz en el país, es la baja eficiencia de los fertilizantes minerales, y en particular los nitrogenados, no correspondiéndose las dosis de urea que se aplican con los bajos rendimientos que se obtienen. El uso de biofertilizantes sólidos como el Azofert, fabricado a base de bacterias rizósféricas del género Azospirillum, puede resultar una buena alternativa para complementar la nutrición nitrogenada de la planta de arroz, ya que éste género de bacterias, tiene la característica fijar el nitrógeno atmosférico y suministrarlo a la planta en simbiosis; dichas bacterias, además, segregan hormonas estimuladoras del crecimiento vegetal, como son el ácido 3-indol acético y el ácido giberélico según Purushothaman et al (1987), ratificado por Lambrecht et al (2000); estos últimos autores, dieron mayor importancia al efecto estimulador de las hormonas segregadas por estos microorganismos que a la fijación biológica del nitrógeno, provocando mayor crecimiento del sistema radical y por tanto mayor absorción de nutrimentos del suelo. Por lo anteriormente planteado, el presente trabajo tuvo como objetivo definir el efecto de la inoculación de la semilla de arroz con Azofert y la reducción de la dosis de fertilizante nitrogenado en el rendimiento agrícola del arroz de riego. MATERIALES Y MÉTODOS Los experimentos de campo se desarrollaron en las estaciones territoriales Sur del Jíbaro (Sancti Spiritus) y Jucarito (Granma) sobre suelos de textura arcillosa y clasificados como Gley Vértico e Hidromórfico, Antrópico, Gleyco y Vértico en Profundidad, respectivamente, de acuerdo con Hernández et al., (1994). Antes del montaje de los experimentos se realizó un muestreo de suelo a la profundidad de 0 20 cm, cuyos resultados de las determinaciones químicas aparecen en la tabla 1. Tabla 1. Principales características químicas del suelo, evaluadas antes de la siembra Lugar Campaña ph H 2 O M.O (%) P 2 O 5 K 2 O KCl (mg/100g) (mg/100g) Granma Seca (B) 5.5 (B) 19.5 (A) Sancti Spiritus Seca (M) 15.3 (M) 31.5 (A) A: alto B: bajo M: medio M.O: materia orgánica P 2 O 5 : Fósforo en forma de P 2 O 5 K 2 O: Potasio en forma de K 2 O 67

3 Las semillas de la variedad de arroz J-104 de ciclo medio, fueron tratadas con el biofertilizante a la dosis de 11 g de Azofert por kilogramo de semilla; para ello previamente se añadió agua al biopreparado hasta formar una pasta, la que se adicionó de forma manual a las semillas para recubrirlas. Después del tratamiento, las semillas se pusieron a secar a la sombra durante 20 minutos y posteriormente se sembraron por la tecnología de siembra en seco a razón de 120 Kg semilla.ha -1, durante las campañas de seca 2002 y 2003 (Instructivo Técnico del Arroz, 2000). Las variantes experimentales consistieron en las semillas inoculadas con Azofert y sin inocular (control), sometidas a diferentes dosis de fertilizante nitrogenado: 25; 50; 75 y 100 % N, incluyendo la no aplicación (0N); cada variante ocupó parcelas de 6 m 2 distribuidas en un diseño de bloques al azar con 4 réplicas. El fertilizante nitrogenado utilizado fue la urea, aplicada a las dosis de 185 Kg N.ha -1 (100% N), manteniendo un fondo fijo fósforo, aplicado en forma de superfosfato triple a razón de 75.4 y Kg de P 2 O 5.ha -1 en Jucarito y Sancti Spiritus, respectivamente; el fertilizante potásico no se aplicó en ninguno de los dos lugares por encontrarse en la categoría de alto (tabla 1). Para los estudios biológicos, en las etapas de ahijamiento activo y cambio de primordio, se realizaron muestreos de plantas (10 plantas por réplica de cada tratamiento), a las que se les separaron las raíces con el suelo adherido (rizosfera) y se evaluaron: la presencia de totales y la concentración de bacterias del género Azospirillum (UFC/ml de suelo) en medio Rojo Congo. En el estadío de madurez total, se realizó la cosecha en marcos de 2 m 2 para calcular el rendimiento agrícola del arroz ajustado al 14% de humedad; los datos obtenidos se sometieron a análisis de varianza, con nivel de significación del 5%, empleándose la Docima de Rangos Múltiples de Duncan cuando se encontraron diferencias significativas entre las medias de los tratamientos. Se realizó el análisis económico en base al rendimiento de arroz blanco (arroz consumo), el precio de la tonelada de arroz, la producción mercantil y los costos por incrementos del rendimiento, fertilizantes químicos y biofertilizantes. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados de las principales características químicas iniciales del suelo en las dos localidades (tabla 1) muestran la menor fertilidad del suelo de Granma en comparación con el de Sancti Spiritus, dado principalmente por el bajo contenido de materia orgánica. Los valores de ph en ambas localidades fueron adecuados para la actividad de las bacterias del género Azospirillum de acuerdo con Caballero et al. (2000), quienes plantearon que los representantes de las bacterias pertenecientes a este género, se desarrollan sin dificultad en valores de ph cercanos a la neutralidad. En Sancti Spiritus, el rendimiento agrícola del arroz de la variante con Azofert, superó significativamente al control en todos los niveles de fertilización nitrogenada (figura 1), 68

4 alcanzándose los mayores valores en 50 y 75 % N sin diferencias significativas entre sí, los que a su vez superaron significativamente al nivel de 100 % N. Al no existir diferencias significativas entre ambos niveles de N, el 50 % N resultó el mejor por ser el más económico. En la misma figura 1, se observa que en ausencia del fertilizante nitrogenado (0N), el rendimiento agrícola del tratamiento Azofert superó significativamente al control, aunque con valores muy inferiores a los obtenidos en presencia del fertilizante nitrogenado. En correspondencia con los mejores resultados del rendimiento agrícola, alcanzados con la variante Azofert, se comportó la presencia de bacterias del género Azospirillum y nitrofijadores totales en la rizosfera de las plantas de arroz, según la tabla 2, en la que se observa que las mayores concentraciones de UFC (Unidades Formadoras de Colonias) pertenecieron a los tratamientos con Azofert en todos los niveles de N (figura 1). Por otro lado, el tratamiento Azofert + 0N también mostró mayor valor que su respectivo control, lo que pudo ser una de las causas del incremento significativo del rendimiento agrícola alcanzado en ausencia de N. Fig 1. Efecto del Azofert sobre el rendimiento agrícola del arroz en Sancti Spiritus. Variedad J-104. Promedio de dos campañas de seca. 69

5 Tabla 2: Presencia de nitrofijadores totales y de rizobacterias del género Azospirillum en la rizosfera. Variedad J-104. Sancti Spiritus. Ahijamiento Cambio primordio Azospirillum Totales Totales Azospirillum (UFC/mL) Tratamientos (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) T1(0N) x x101 T2(0N+Az) x x102 T3(25N) x x102 T4(25N+Az) x x102 T5(50N) x x101 T6(50N+Az) x x103 T7(75N) x x101 T8(75N+Az) x x102 T9(100N) x x101 T10(100N+ Az) x x101 En negrita se destacan los mejores tratamientos En Granma, el rendimiento agrícola promedio de las campañas de seca 2002/2003, en el tratamiento con Azofert, superó significativamente al control en los niveles de 25, 50 y 75 % N (figura 2), no existiendo diferencias significativas entre 50 y 75 % N, similar a lo ocurrido en Sancti Spiritus. En esta localidad no hubo respuesta al Azofert + 0N (figura 2), resultando muy bajo el valor del rendimiento agrícola sin la aplicación del fertilizante nitrogenado, lo que pudo estar relacionado con el bajo contenido de materia orgánica inicial del suelo (tabla 1), incapaz de satisfacer la alta demanda de N de la variedad J

6 Fig 2. Efecto del Azofert sobre el rendimiento agrícola en Granma. Variedad J-104. Promedio de dos campañas de seca. En Granma, las mayores concentraciones de UFC/mL del género Azospirillum y nitrofijadores totales, correspondieron a la variante Azofert (tabla 3), en casi todos los niveles de N, excepto en el de 100 % N, donde fue igualada o algo superada por el control, tal y como ocurrió con el rendimiento agrícola en dicho nivel. En la misma tabla también se observa, que cuando no se aplicó el fertilizante nitrogenado (0N), la mayor concentración de bacterias correspondió al tratamiento con Azofert, similar a lo ocurrido en Sancti Spiritus. Del anterior comportamiento se infiere, que la inoculación de la semilla con Azofert fue capaz de potenciar las bacterias en la rizosfera, superando a las nativas registradas en el tratamiento control, demostrando así, que el método de inocular las semillas parece ser efectivo para el cultivo del arroz de riego. Tabla 3 Presencia de nitrofijadores y de rizobacterias del género Azospirillum en la rizosfera variedad J-104. Granma. Tratamientos Totales Ahijamiento Azospirillum 71 Cambio de primordio Totales Azospirillum T1(0N) x x101 T2(0N+Azofert) x x103 T3(25N) x x101 T4(25N+Azofert) x x103 T5(50N) x x101 T6(50N+Azofert) x x102 T7(75N) x x102 T8(75N+Azofert) x x102 T9(100N) x x101 T10(100N+Azofert) x x101 En negrita se destacan los mejores tratamientos

7 Con respecto al efecto de las bacterias del género Azospirillum sobre la reducción de la dosis del fertilizante nitrogenado en el cultivo del arroz, Balasubramanian y Kumar (1987) alcanzaron el mayor incremento del rendimiento agrícola con la inoculación de Azospirillum en la semilla y la aplicación del 50 % N en arroz de secano. Hernández, Ana (1987) en la estación Los Palacios de Pinar del Río, obtuvo que el Azospirillum brasilense Sp. 7 permitió ahorrar el 25 % de nitrógeno y en otras ocasiones hasta el 40 %. Lo obtenido en el presente estudio, parece indicar que la inoculación de la semilla de arroz con Azofert, permite reducir la dosis de urea hasta un 50% en la variedad J-104 de ciclo medio, con incrementos significativos del rendimiento agrícola, debido posiblemente al abastecimiento del N fijado por las bacterias del género Azospirillum en simbiosis con la planta de arroz y por la secreción de hormonas estimuladoras del crecimiento vegetal que realizan estos microorganismos (Purushothaman et al.,1987 y Lambrecht et al. 2000); todo lo cual se revierte en mayor desarrollo foliar y radical; absorción de nutrimentos; producción de fitomasa y de granos. CONCLUSIONES La inoculación de la semilla de arroz (variedad J-104) con Azofert, permitió ahorrar el 50% de la dosis del fertilizante nitrogenado con incrementos del 23 % del rendimiento agrícola del arroz en Sancti Spiritus y Granma. La inoculación de la semilla con Azofert es una alternativa nutrimental importante para cultivar el arroz en lugares con déficit de fertilizantes nitrogenados. Los resultados alcanzados demostraron que la inoculación de las semillas con Azofert es un método eficiente para la aplicación de este biofertilizante en el cultivo del arroz de riego. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Balasubramanian, A. y Kumar, K Performance of Azospirilum biofertilizer in irrigated and rainfed upland rice. Int. Rice Res. Newsletter. 12 (2): Caballero, M., J.; Scheven, C., V.; Gónzalez, G., R. and Aguirre, J. F Azospirillum inoculation and its agronomic application in México. Fourth Eurpean Nitrogen Fixation Conference Sevilla, Spain, p Hernández, A.; J. M. Pérez Jiménez; D. Bosh y L. Rivero Nueva versión de la clasificación genética de los suelos de Cuba. MINAGRI. 66 p. 4. Hernández Ana, N Selección de rizobacterias para la biofertilización en el cultivo del maíz. Tesis de maestría en Ciencias biológicas. Facultad de Biología. Universidad de La Habana. 48 p. 5. Instituto de Investigaciones del Arroz Instructivo Técnico del Arroz p. 6. Lambrecht, M.; Okon, Y; Vande, A and Vanderleyden, J Indole -3 -acetic acid: a reciprocal signalling molecule in bacteria plan interactions. Trends in Microbiology 8: Purushothaman, D.; Gunasekaran, S. y Oblisami, G Response of Azospirillum inoculation. Int. Rice Res. Newsletter. 12 (1):30. 72