Revista Electrónica Granma Ciencia. Vol.12, No.2, Mayo - Agosto 2008 ISSN X

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1 Revista Electrónica Granma Ciencia. Vol.12, No.2, Mayo - Agosto 2008 ISSN X Título: Efecto de la aplicación de Azotobacter chroococcum y Glomus sp en el cultivo del boniato (Ipomea batatas (L), Lam). Autores: Alejandro Alarcón Zayas José Ángel Morales León Educar Oliva Jaume Ángel Vega Brizuela Tony Boicet Fabré. Institución: Universidad de Granma. Apartado 21. Bayamo CP Granma. Cuba. tboicet@udg.co.cu RESUMEN El trabajo experimental se desarrolló sobre un suelo Aluvial poco diferenciado (Fluvisol) del área de autoconsumo de la Universidad de Granma en el período comprendido de marzo a julio de 2006, a partir del clon de boniato (Ipomea batata, L. Lam) CEMSA La semilla agámica de este cultivo en el momento de la siembra fue inoculada con la cepa de hongos micorrízicos arbusculares (Glomus sp) y de Azotobacter chroococcum (INIFAT- 6). Se empleó además un control (sin aplicación). Se utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro tratamientos y cinco réplicas. Los datos obtenidos sobre los indicadores morfofisiológicos y el rendimiento del tubérculo (t.ha -1 ) se evaluaron estadísticamente mediante un análisis de varianza de clasificación doble y comparación de medias a través de la prueba del rango múltiple de Duncan (p<0.05). Los bioproductos aplicados de forma individual o combinados entre sí incrementaron de forma significativa el valor de las medias de los indicadores morfofisiológicos evaluados y el rendimiento agrícola y comercial del tubérculo del clon de boniato estudiado en comparación con el control (sin aplicación), comprobándose su efecto biofertilizante y bioestimulante del crecimiento vegetal. El empleo de estos biofertilizantes produjo un elevado efecto económico sobre este cultivo agrícola, ya que se incrementaron las ganancias, se redujeron los costos de producción y se lograron índices de rentabilidad superior al control (sin aplicación).

2 INTRODUCCIÓN El boniato (Ipomea batata (L), Lam) constituye en Cuba y en otros muchos países del mundo una de las viandas más importante en la alimentación humana y animal, relacionado con su alto contenido de carbohidratos, vitaminas, minerales y proteínas. Las áreas dedicadas al cultivo del boniato en las regiones tropicales se han ido incrementando progresivamente, pero ha sido desatendido en cuanto a las labores de riego y fertilización. La introducción de fertilizantes de origen biológico resulta de suma importancia en los momentos actuales en que se dan los primeros pasos para cambiar la llamada agricultura moderna, por la agricultura biológica ó agroecológica (Medina, 2004). El uso de micorrizas arbusculares y bacterias rizosféricas del género Azotobacter constituye una práctica común en la agricultura de Cuba y muchos países del mundo, debido fundamentalmente al papel crucial que estas cumplen en la nutrición de muchos cultivos agrícolas y su influencia en la actividad fisiológica de las plantas (Medina, 2004; Martínez-Viera [et al.], 1997; Martínez-Viera, 2002). Con el uso de estos biofertilizantes se han obtenido resultados muy alentadores en casi todos los cultivos agrícolas de interés agroeconómico (Vaast [et al.], 1996; Ravelo [et al.], 2000; Terry [et al.], 2002), ya que se ha acortado eficientemente el ciclo y el tiempo de cosecha de los mismos, incrementándose los rendimientos entre un 30 y un 50 %; lo que ha conllevado a una sustitución entre un 70 y un 80 % del fertilizante nitrogenado. (Martínez-Viera, 2000; Ravelo [et al.], 2000). En nuestro país y en el mundo se han realizado numerosas investigaciones a cerca del efecto de estos biofertilizantes en el cultivo del boniato y otras viandas tropicales y se han obtenido resultados muy positivos; pero aún estos no son suficientes para resolver esta problemática. Por lo antes expuesto, el presente trabajo tiene como objetivo: Estudiar el efecto del Azotobacter chroococcum y Glomus sp sobre diferentes indicadores morfofisiológicos y el rendimiento en tubérculos del boniato (Ipomoea batata, L. Lam) clon CEMSA MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo experimental se desarrolló sobre un Fluvisol típico (Hernández [et al.], 1999), perteneciente al área de autoconsumo de La Universidad de Granma y cuyas características químicas se determinaron utilizando los procedimientos y metodologías orientadas por Jackson (1978) y sus datos se reflejan en la Tabla 1. Tabla 1. Características químicas del suelo empleado en la investigación. Prof. (cm) P (ppm) ph (H 2 O) EC (ds.m -1 ) MO (%) CCB (cmol.kg -1 ) CCC (cmol.kg -1 ) Las variantes experimentales utilizadas en la investigación se describen en la Tabla 2. Tabla 2. Tratamientos empleados en la investigación:

3 No TRATAMIENTOS 1 Control (sin aplicación) 2 Glomus sp 3 Azotobacter chroococcum 4 Glomus sp + Azotobacter chroococcum Se inocularon los siguientes bioproductos: una cepa de hongo micorrízico arbuscular del género Glomus (Glomus sp) (Schenck y Smith), la cual fue adquirida en el Instituto de Ecología y Sistemática de La Habana y que presentaban las siguientes características de calidad micorrízica: raicillas infestadas (65-70 %), esporas ( 45 esporas por gramo de suelo), con un elevado grado de pureza (superior al 95 %). Se utilizó además una cepa comercial de Azotobacter chroococcum (INIFAT- 6), la cual fue certificada por el Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Granma, a partir del cultivo de esta bacteria en medio Dimargón y con un título de 4 x 10 9 ufc.ml -1. Previo a la siembra la semilla agámica del tubérculo del clon de boniato empleado se paletizó con 10 g del inóculo micorrízico, mientras que el Azotobacter se aplicó por aspersión al surco en el momento de la siembra a razón de 25 L.ha- 1. Los tratamientos empleados se ubicaron sobre un diseño experimental de bloques al azar, en parcelas de 16 m 2 de área (5.0 m de longitud y 3.2 m de ancho) con un marco de plantación de 0.9 x 0.3 m. El número de plantas por tratamiento fue de 300 y 1200 en todo el experimento. Previo a la cosecha definitiva (a los 105 días después de la siembra), se determinó el número de tubérculos por planta, peso fresco y seco de los tubérculos (g); así como el número de tubérculos comerciales, según lo indicado por las normas cubanas (NC 77-51, 1991) y el Instructivo Técnico del Cultivo del boniato (Cuba, MINAGRI, 1998). Al final de la cosecha se calculó el rendimiento del tubérculo (t.ha -1 ). Durante la experiencia no se hizo aplicación de ningún tipo de quimioproductos. Los datos obtenidos fueron procesados estadísticamente mediante un análisis de varianza de clasificación doble y las medias se compararon a través de la prueba del rango múltiple de Duncan a una probabilidad de error al 5 % (p<0.05), empleando el paquete estadístico Statistica para Windows, versión 7.0 (2006). Se realizó además una valoración económica de los resultados experimentales obtenidos y se determinaron los siguientes indicadores económicos: valor de la producción, gastos de producción, ganancia, costo por peso, costo unitario y rentabilidad. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La planta de boniato (Ipomea batata, (L), Lam) produjo un número superior de tubérculos por plantas en las variantes experimentales sometidas a la biofertilización con Azotobacter chroococcum y el hongo micorrízico arbuscular (Glomus sp), de forma individual o combinados entre sí, al compararlas con el control (sin aplicación), lográndose incrementos significativos con respecto a este indicador y valores que oscilaron entre y %. Todos los tratamientos con biofertilizantes no difirieron significativamente entre sí, pero la mayor media se logró en el tratamiento, donde se inoculo de manera simple la cepa del hongo micorrízico: Glomus sp con valores de 5.05 tubérculos por planta (Tabla 3).

4 Tabla 3. Efecto de los tratamientos sobre el número promedio de tubérculos por planta: No TRATAMIENTOS Media 1 Control (sin aplicación) 3.25 c 2 Glomus sp 5.05 a 3 Azotobacter chroococcum 4.25 ab 4 Glomus sp + Azotobacter chroococcum 4.62 ab CV (%) ES x Medias con letras iguales en la misma columna no difieren significativamente para la prueba de Duncan p<0.05. Las medias obtenidas para el peso fresco y seco de los tubérculos en gramos se muestran en la Tabla 4, donde se observó que los mejores resultados para ambos indicadores fueron obtenidos para los tratamientos donde se inocularon los dos biofertilizantes de forma aislada o combinados entre sí, difiriendo significativamente del control (sin aplicación), el cual mostró los valores más bajos con medias de y peso fresco y seco del tubérculo respectivamente. Tabla 4. Efecto de la aplicación de Azotobacter chroococcum y Glomus sp sobre el peso fresco y seco de los tubérculos en gramos: No TRATAMIENTOS Peso fresco del Peso seco del tubérculo (g) tubérculo (g) 1 Control (sin aplicación) b c 2 Glomus sp a b 3 Azotobacter chroococcum a ab 4 Glomus sp + Azotobacter chroococcum a a CV (%) ESx Medias con letras iguales en la misma columna no difieren significativamente para la prueba de Duncan p<0.05. La acción individual o combinada de estos bioproductos aportó incrementos, que oscilaron entre: y % (para el peso fresco del tubérculo) y y % (para el peso seco del tubérculo). En cuanto al porcentaje de tubérculos comerciales (Tabla 5), se aprecia de igual manera, la tendencia al mejor comportamiento en los tratamientos, donde se aplicaron los biofertilizantes anteriormente mencionados, así como el efecto bioplaguicida que ambos ejercieron sobre el control del tetuán del boniato (Cylas

5 formicarus var. elegantulus), al presentar la mayoría de los tubérculos biofertilizados un buen estado fitosanitario y los mayores porcentajes de tubérculos comerciales, con valores de un % para el tratamiento donde se produjo la doble inoculación. Tabla 5. Evaluación del porcentaje de tubérculos comerciales para 25 plantas: No TRATAMIENTOS Total de Total de tubérculos tubérculos comerciales Porcentaje de tubérculos comerciales 1 Control (sin aplicación) Glomus sp Azotobacter chroococcum Glomus sp + Azotobacter chroococcum Al analizar el rendimiento (t.ha -1 ) (Tabla 6), se observa que los mejores resultados se obtuvieron donde se combinaron ambos bioproductos, con una media de t.ha -1, seguido de la aplicación simple de éstos y como peor, el testigo (sin aplicación), que alcanzó un valor de t.ha -1, lo que representó incrementos de este indicador a favor de la doble inoculación en un %. Tabla 6. Efecto de los tratamientos sobre el rendimiento en tubérculos (t.ha -1 ) del clon de boniato estudiado: No TRATAMIENTOS Rendimiento (t.ha -1 ) 1 Control (sin aplicación) c 2 Glomus sp b 3 Azotobacter chroococcum b 4 Glomus sp + Azotobacter chroococcum a CV (%) ES Medias con letras iguales en la misma columna no difieren significativamente para la prueba de Duncan p<0.05. La versatilidad del cultivo del boniato a incrementar su crecimiento y desarrollo podría ser atribuido a la asociación con hongos micorrízicos arbusculares y bacterias diazotróficas o rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal. Resultados similares han sido reportados por Balota [et al.] (1994) para este propio cultivo y por, al estudiar el efecto de estos microorganismos para la yuca (Manihot esculenta, Crantz), pero en condiciones edafoclimáticas de Brasil. La aplicación de ambos bioproductos favoreció el crecimiento y desarrollo de este cultivo, al lograrse incrementos significativos con relación a los indicadores morfofisiológicos y el rendimiento del tubérculo y sus componentes en comparación con el control (sin aplicación), lo cual pudiera estar relacionado con el efecto bioestimulante y biofertilizante del Azotobacter chroococcum y la

6 respuesta positiva de los hongos micorrízicos arbusculares sobre la absorción de nutrientes y la acumulación de materia seca en la planta hospedera. Se ha demostrado científicamente, que las plantas micorrizadas crecen más rápido y más saludable que las no micorrizadas, debido a que los hongos MA incrementan la absorción de elementos nutritivos esenciales para el crecimiento como el fósforo y microelementos (Jakobsen, 1995; Olsen [et al.], 1996). En tal sentido, Johansen, Jakobsen y Jensen (1994) hacen referencia a que las micorrizas arbusculares, además de incrementar la biomasa fresca y seca vegetal, elevan considerablemente la relación masa seca de la parte aérea / masa seca de la raíz, aumentando de esta manera la capacidad de absorción de nutrientes y su consecuente traslocación al follaje y a las raíces. Por otra parte, Azcón-Aguilar y Barea (1996) y Ludwig-Muller [et al.] (1997) señalan, que los hongos MA, incrementan la absorción de agua por parte de la planta, con el consiguiente incremento de la resistencia a la sequía y al ataque de patógenos radicales; así como estimulan la producción de sustancias reguladoras del crecimiento vegetal, que posteriormente son transferidas a la planta hospedera. Asimismo, se ha comprobado por un gran número de autores, que las plantas sometidas a la bacterización con Azotobacter aumentan su área foliar, la tasa fotosintética y su productividad (Abbass y Okon, 1993; Martínez-Viera [et al.], 1997). Los resultados obtenidos en este trabajo están en correspondencia con los reportados por Steinberga [et al.] (1996), quienes coinciden en señalar que la inoculación del suelo con Azotobacter mejora notablemente el crecimiento y el desarrollo de las plantas, lo cual pudiera estar relacionado con su efecto biofertilizante y con la capacidad de esta bacteria para sintetizar determinadas sustancias, que actúan como bioestimulantes del crecimiento vegetal, tales como: aminoácidos, vitaminas, fosfolípidos, ácidos grasos, auxinas, giberelinas y citoquininas; compuestos que son capaces de incrementar el vigor general de las plantas y acelerar los procesos de floración, fructificación y la producción de materia seca. Por otra parte, Mezei [et al.] (1998) y Alarcón y Alarcón (2001), informaron que el efecto beneficioso de esta bacteria no solo se debe a su capacidad bioestimulante, sino también a su acción nitrofijadora y a que en sus excreciones metabólicas liberan ciertas proteínas y enzimas que pueden producir modificaciones fisiológicas y metabólicas en las plantas. Asimismo, Tabatabai (1994) y Martínez-Viera [et al.] (1997) coinciden en señalar que esta bacteria es capaz de estimular el crecimiento y desarrollo de los cultivos mediante la liberación ó excreción de ciertos ácidos orgánicos (ácido oxálico, cítrico, glucónico y otros), que influyen fuertemente en la solubilización del fósforo poco soluble del suelo y su posterior utilización en la nutrición de la planta. Ruiz [et al.] (2000) estudiaron la efectividad de las asociaciones micorrízicas en raíces y tubérculos en diferentes tipos de suelos de Cuba y demostraron la alta respuesta de los cultivos estudiados a la inoculación de las cepas de HMA; lográndose incrementos significativos en la producción de masa seca, rendimiento y extracción de nutrientes, siendo la cepa Glomus intraradices la que mejor infectividad y efectividad mostró. Por otra parte, Pérez [et al.] (1993), reportaron que las micorrizas arbusculares asociadas al Azotobacter ejercen un mayor efecto sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento de las plantas del boniato, que cuando se utilizan aisladamente; con

7 el consiguiente ahorro de fertilizantes minerales y reducción de los costos. El efecto sinérgico que se establece entre estos microorganismos ha sido observado también en otros cultivos; y pudiera estar relacionado con los mecanismos de biosíntesis de sustancias promotoras del crecimiento vegetal, el incremento de la absorción de nutrientes o los procesos de fijación del dinitrógeno atmosférico. (Steinberga [et al.], 1996). En cuanto a la valoración económica de la investigación (Tabla 7), se observó, que a pesar de que los gastos fueron mayores en el tratamiento 4 (Azotobacter chroococcum + Glomus sp), se obtuvo una mayor ganancia y valor de la producción que el resto de los tratamientos empleados en el experimento. Tabla 7. Efecto económico de la aplicación de micorrizas arbusculares y Azotobacter chroococcum en el cultivo del boniato: Tratamientos Valor de la producció n ($.ha -1 ) Gastos de producción ($.ha -1 ) Costo por peso ($) Costo unitario ($.t -1 ) Ganancia ($.ha -1 ) Rentabilidad (%) Medina (2001) comprobó que con el uso de estos biofertilizantes se puede estimular el crecimiento y desarrollo vegetal y se pueden producir plantas más vigorosas y en menor tiempo, evidenciándose la capacidad de las micorrizas, cuando son inoculadas de forma independiente ó combinadas con bacterias rizosféricas, de garantizar las necesidades nutricionales de las plantas en no menos de un 50% sin afectar los rendimientos del cultivo y la calidad de la cosecha, lo que permite a su vez la sustitución de la fertilización mineral en niveles similares y reducir los costos de producción. CONCLUSIONES 1. La inoculación de hongos MA y bacterias rizosféricas del género Azotobacter incrementó de manera significativa el número promedio de tubérculos, la masa fresca y seca del tubérculo y los rendimientos de este cultivo en comparación con el testigo (sin aplicación). 2. Con el empleo de estos biofertilizantes se redujeron los costos de producción y se mejoraron los índices de ganancia y rentabilidad en este cultivo. BIBLIOGRAFÍA

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