Colonización temprana de hongos micorrícicos arbusculares en trigo con aplicación de productos naturales en un Andisol de La Araucanía

Transcripción

1 Volumen 34, Nº 2. Págins IDESIA (Chile) Aril, 216 Colonizción temprn de hongos micorrícicos rusculres en trigo con plicción de productos nturles en un Andisol de L Arucní Effect on erly coloniztion of rusculr mycorrhizl fungi in whet with ppliction of nturl products in Andisol of Arucní Region Cludi Cstillo 1, 2 *, Dniz Morles 1, Frncisco Fuentel 1, Víctor Sn Mrtín 1 RESUMEN En un suelo serie Vilcún de l Región de L Arucní se estleció un ensyo de rotción trigo (Triticum estivum L.) vriedd Crc-Ber usndo como precultivo rps (Brssic npus L.). El ojetivo del estudio fue determinr en condiciones de cmpo, el efecto de l plicción de tres productos nturles (PN): Fosfoio (cteris soluilizdors de fosftos); Myconte (formononetin) y Nturl Green (cronto de clcio) ls semills del cerel. A los 44 dís después de l siemr (), 63 y se evluron l micorrizción temprn en ls ríces de ls plnts cuntificndo los puntos de entrd (PE) del hongo, frecuenci e intensidd micorrícic y ioms de ríz colonizd (BRC) junto con prámetros de l plnt. El diseño correspondió un cudrdo ltino con cutro trtmientos y cutro repeticiones, con uniddes experimentles de 12 m 2. A los 44, con l plicción de Myconte umentron los PE y frecuenci de colonizción, mientrs los 63 y, umentó l intensidd micorrícic con l plicción de Nturl Green y Fosfoio, respectivmente. Este PN tmién los, incrementó en form significtiv l BRC, sore los otros PN. De los resultdos, se concluye que existe un efecto eneficioso de l micorrizción HMA en trigo por l plicción de estos PN. Finlmente, estos estudios resultn pioneros en el tem de l sustentilidd de los groecosistems, yudndo dilucidr ls relciones que se estlecen entre los microorgnismos enéficos de l rizósfer. Plrs clve: porcentje de frecuenci micorrícic, intensidd micorrícic, ioms de ríz colonizd. ABSTRACT In Vilcún series soil of L Arucní Region ws estlished crop rottion whet (Triticum estivum L.) vriety Crc-Ber using rps s preculture (Brssic npus L.).The im of the study ws to determine under field conditions, the effect on the ppliction of three nturl products (NP): Fosfoio (phosphte soluilizing cteri); Myconte (formononetin) nd Nturl Green (clcium cronte). At 44 dys fter sowing (DAS), 63 DAS nd DAS, plnt prmeters nd erly mycorrhizl prmeters s entry points (EP), frequency (%F), intensity (%M), nd colonized root iomss (BRC) were evluted. The experimentl design ws Ltin squre with four replictes per tretment corresponded to 16 units of 12 m 2. At 44 DAS, the results show tht erly coloniztion with ppliction of Myconte, the EP nd %F incresed compred to control. With the ppliction of PN, it incresed mycorrhizl intensity, t 63 DAS increse with the ppliction of Nturl Green, whilst t DAS, ws highest with Fosfoio, compred to control. Also, this PN, t DAS, significntly incresed the BRC, over the rest of PN. From the results, it is concluded tht there is eneficil effect of mycorrhiztion HMA in whet due to the ppliction of these PN. Finlly, these studies re pioneers in the field of sustinility in groecosystems helping to elucidte the reltionships estlished etween the eneficil microorgnisms in the rhizosphere. Key words: frequency mycorrhiztion percentge, mycorrhiztion intensity, colonized root iomss. Introducción El trigo (Triticum estivum L.) es uno de los cultivos más importntes nivel ncionl presentndo grn importnci socioeconómic, por ser cultivdo myoritrimente por pequeños productores (Lrrín y Olfos, 212). L superficie totl semrd durnte l tempord 211/212 curió ls h, de ls cules l Región de L Arucní portó con l myor superficie lcnzndo ls h 1 Escuel de Agronomí. Fcultd de Recursos Nturles. Universidd Ctólic de Temuco (UCTemuco). Rudecindo Orteg 295. Temuco, Chile. 2 Núcleo de Investigción en Producción Alimentri. UCTemuco. * Autor pr correspondenci: ccstill@uct.cl Fech de Recepción: 8 Julio, 215. Fech de Aceptción: 1 Mrzo, 216.

2 64 IDESIA (Chile) Volumen 34, Nº 2, Aril, 216 (Lrrín y Olfos, 213). L productividd triguer ncionl se sustent en el empleo de vrieddes de lto potencil de rendimiento, que requieren un uso intensivo de insumos como fertilizntes, enmiends clcáres y pesticids (Fundción Chile, 25). Como consecuenci de l fertilizción se fectn los procesos iológicos, que involucrn ls polciones de microorgnismos enéficos que hitn l rizósfer de los groecosistems cusndo un deterioro constnte de los suelos (López et l., 27). Como lterntiv se están utilizndo iofertilizntes y ioestimuldores microinos, que constituyen un medio ecológicmente ceptle pr reducir insumos externos y mejorr l cntidd y clidd de los recursos internos. Así, l utilizr microorgnismos selecciondos, se port los cultivos nitrógeno (N) fijdo de l tmósfer, fósforo (P) disponile prtir de forms escsmente solules en el suelo y sustncis fisiológicmente ctivs que l interctur con l plnt, desencdenn un myor ctividd del metolismo vegetl (Chturvedi, 26). Entre los microorgnismos rizosféricos enéficos se encuentrn los hongos micorrícicos rusculres (HMA), que constituyen un de ls sociciones simiótics mutulístics más importntes de l nturlez. L socición se estlece entre ls ríces de proximdmente el 8% de ls plnts terrestres y hongos pertenecientes l phylum Glomeromycot, que tienen un mpli distriución en el plnet (Smith y Red, 28). Los HMA ctún como un complemento de l ríz en l cptción de nutrientes, especilmente P y N (Colozzi Filho y Crdoso, 2), deido l micelio extrrrdicl que permite l explorción de un myor volumen de suelo (Clrk y Zeto, 2). Sin emrgo, no tods ls sociciones entre HMA-plnt son comptiles, pudiendo eneficirse en myor grdo un hospedero y su vez el hongo dptrse distints condiciones edfoclimátics, evidencindo mrcds diferencis, no sólo estructurles, sino tmién funcionles entre especies, e incluso morfotipos de un mism especie (Lindermn y Dvis, 24). Así, Gvito y Miller (1998) informron un disminución en l colonizción fúngic de un cultivo hospedero, l incluir en l rotción un cultivo cecer no hospedero, en comprción con rotciones que incluyen plnts ntecesors micotrófics (Cstillo et l., 26). Al considerr l importnci que tiene l colonizción HMA temprn en l sorción de P, est disminución en l micorrizción producid por un precultivo no hospedero, podrí fectr l producción del cultivo siguiente, trvés de cmios en el potencil de inóculo del suelo y l consecuente colonizción (Gvito y Miller, 1998; Cstillo et l., 28). Por otr prte, los HMA pueden estimulrse por otros microorgnismos o productos nturles presentes en l rizósfer, celerndo l colonizción de ls ríces (Siqueir et l., 22). Los flvonoides como formononetin estimuln l colonizción fúngic (Siqueir et l., 1991) y cteris de vid lire, pueden lierr iones fosfto que cptn ls hifs HMA pr l plnt hospeder (Bonfnte y Anc, 29). Estos mecnismos lterntivos que ocurren en l rizósfer pueden estimulr el desrrollo rdiculr, cusndo en ls ríces un myor susceptiilidd l colonizción HMA y mejorndo el reconocimiento entre l ríz y los hongos (Sri et l., 21). De cuerdo lo nterior, el ojetivo de este trjo fue estudir en un rotción rps-trigo estlecid en cmpo en un Andisol de l Región de L Arucní, el efecto de l plicción de tres productos nturles comerciles (Myconte, Fosfoio y Nturl Green) sore l micorrizción temprn por HMA. Mteriles y Métodos En julio de 212 se estleció el ensyo en l loclidd de Vilcún, Región de L Arucní (38º39 lt. Sur; 72º3 long. Oeste); el ño nterior el terreno fue semrdo con rps, un no hospedero micorrícico. L cosech finl se relizó en ferero de 213, los 111 dís después de l siemr (). Durnte el desrrollo del ensyo, con l finlidd de cuntificr l colonizción HMA temprn del trigo se relizron tres muestreos de plnts, los 44 (Z 1.2), 63 (Z 2.2) y (Z 2.3) (Zdoks, 1974). El cerel utilizdo fue trigo vriedd Crc- Ber en un dosis de 2 kg h 1. L fertilizción se relizó en form prcilizd, con un primer plicción ( l siemr) de 333 kg de mezcl 7:27:8:6(S):14(C) h 1 y otrs dos plicciones cd 2 meses, con slitre potásico (equivlente 5 kg N h 1 ). El diseño experimentl correspondió un cudrdo ltino con cutro repeticiones y cutro trtmientos: ) un control (C) sin plicción de producto nturl (PN); ) Fosfoio (F) (1 ml h 1 ), PN que contiene cteris soluilizdors

3 Colonizción temprn de hongos micorrícicos rusculres en trigo con plicción de productos nturles 65 de fosfto (Azotocter sp., Bcillus megterium de Bry y Bcillus polymyx); c) Myconte (M) (1 g h 1 ), PN que tiene como ingrediente ctivo formononetin, y d) Nturl Green (N) (2,5 kg h 1 ), PN que contiene principlmente cronto de clcio. Ls uniddes experimentles fueron 16, presentndo cd prcel un dimensión de 4 x 3 m. L colonizción HMA en ls ríces del trigo se cuntificó por el número de puntos de entrd (PE), el porcentje de frecuenci de micorrizción (%F) y l intensidd de micorrizción (%M) según metodologí propuest por Trouvelot et l. (1986) y l ioms de ríz colonizd (BRC) de cuerdo con Cstillo et l. (28). Desde cd prcel experimentl, los 44, 63 y, se cosechron l zr cinco plnts de trigo. En cd un se cortó l prte ére y se seprron ls ríces que se lvron con undnte gu y se tiñeron con un solución de zul de tripán,5% p/v (Phillips y Hymn, 197). Pr cuntificr los prámetros de micorrizción HMA, se colocron en un portojeto 1 trozos de ríces, que se oservron jo un microscopio contilizndo el número de PE, de cuerdo con ls hifs que formron un presorio sore l cortez y el %F y %M, se determinó por l presenci de estructurs fúngics usndo ctegorís de 1 5 (Trouvelot et l., 1986). Análisis estdístico Pr cd prámetro se verificó normlidd y homogeneidd, seguido de un nálisis de vrinz utilizndo ANDEVA de un ví y el test de comprción múltiple de Tukey (p,5). Los vlores de frecuenci e intensidd fueron trnsformdos por el rco seno de l ríz cudrd del porcentje pr normlizr su distriución. Pr el nálisis estdístico de los dtos se utilizó el softwre SPSS pr Windows versión 2.. Resultdos y Discusión A los 44, el myor número de PE de los HMA en ls ríces de trigo se otuvo con el trtmiento diciondo con Myconte, presentndo diferencis significtivs en relción los otros dos PN y con el control. Estos resultdos muestrn el efecto eneficioso de Myconte en los primeros estdios de desrrollo del cultivo. L dición de Nturl Green tmién umentó significtivmente los PE en comprción con el control, pero en menor mgnitud que Myconte (Figur 1). A los 63 no se oservron diferencis entre los distintos trtmientos y trdímente los, en el control umentron significtivmente los PE con respecto los otros trtmientos diciondos con PN, donde l micorrizción est más vnzd. En relción con l formononetin, principl componente de Myconte, Siqueir et l. (1991) informron que ctú como inductor en l formción de presorios, umentndo l densidd de PE de los HMA en l ríz y fcilitndo l intercción hongo-plnt, lo que influye en el desrrollo de ls micorrizs. A los 44, en l frecuenci de micorrizción (%F) de ls ríces del trigo se oservron diferencis entre Myconte sore Fosfoio (Figur 2) mientrs que, los, significtivs frecuencis de micorrizción se lcnzron con Fosfoio y el control. Los resultdos muestrn que l formononetin estimul l colonizción HMA temprn durnte ls primers etps de desrrollo del cultivo. Por el contrrio, Fosfoio estimuló l frecuenci de micorrizción en el último muestreo, los. Según Lindermn (1997), ls rizocteris tendrín un efecto estimulnte sore el crecimiento de HMA, lo que concuerd con lo informdo por Sri et l. (21) sore l estimulción que ejercerín los microorgnismos en el desrrollo rdiculr, es decir, un myor susceptiilidd de l ríz l colonizción por HMA y l mejor del proceso de reconocimiento entre l ríz y los hongos. PE (Nº) c c Figur 1. Puntos de entrd de hongos micorrícicos rusculres en ríces de T. estivum vriedd Crc-Ber, los 44, 63 y, con plicción de tres PN comerciles (C = Control, F = Fosfoio, M = Myconte, N = Nturl Green). En cd tiempo, rrs seguids con distint letr indicn diferencis significtivs según test de Tukey (p,5).

4 66 IDESIA (Chile) Volumen 34, Nº 2, Aril, 216 Frecuenci (%) Figur 2. Frecuenci de micorrizción HMA en ríces de T. estivum vriedd Crc-Ber, los 44, 63 y, con plicción de tres PN comerciles (C= Control, F = Fosfoio, M = Myconte, N = Nturl Green). En cd tiempo, rrs seguids con distint letr indicn diferencis significtivs según test de Tukey (p,5). En relción con l intensidd de colonizción (%M) en l ríces de trigo (Figur 3) los 63, se encontrron diferencis significtivs entre Nturl Green sore Fosfoio. A los, l intensidd de colonizción con Fosfoio incrementó en un 58% sore el trtmiento diciondo con Myconte y en un 57% sore Nturl Green. Estudios relizdos por McGonigle y Miller (1993) encontrron que l colonizción HMA del trigo sigue un curv sigmoidl, comenzndo con un fse de ltenci cort que fluctú entre los 15 y 19, seguid por un crecimiento de l colonizción que lcnz su máximo los 5, pr luego disminuir linelmente. Un tendenci similr l oservd en los dos primeros muestreos. A los 44, l BRC en el trigo, presentó diferencis entre el trtmiento con Nturl Green sore Fosfoio (Figur 4). A los fue significtivmente myor en el control y el trtmiento con Fosfoio. En generl, trvés del tiempo, se oserv un curv scendente en l BRC, resultdos que concuerdn con los informdos por Cstillo et l. (212) trjndo con distintos hospederos que incluyeron l T. estivum, con notle umento de l ioms los 3 y 45. A los 44, con el trtmiento diciondo de Fosfoio, se otuvieron ls plnts de T. estivum vr. Crc-Ber de myor ltur (Figur 5). A los 63, entre PN, Myconte mostró un incremento de 16%, en comprción con Nturl Green, mientrs los se oservron diferencis de 21% en ltur entre ls plnts trtds con Fosfoio y el control. Según Sri et l. (21) l simiosis micorrícic fcilit l cptción de P, influyendo tmién direct o indirectmente en l sorción de otros iones minerles que promueven un myor crecimiento de ls plnts especilmente en suelos de j disponiilidd. En relción l longitud rdicl no se oservron diferencis significtivs entre PN con el control. Según Bert et l. (1993) uno de los efectos eneficiosos de los HMA consiste en incrementr l proporción de ríces secundris con respecto ls primris; sí, en un sistem de ríces fino y Intensidd (%) Bioms de ríz (mg plnt 1 ) Figur 3. Intensidd de colonizción HMA en T. estivum vriedd Crc-Ber, los 44, 63 y con plicción de tres PN comerciles (C= control, F = Fosfoio, M = Myconte, N = Nturl Green). En cd tiempo, rrs seguids con distint letr indicn diferencis significtivs según test de Tukey (p,5). Figur 4. Bioms de ríz colonizd en T. estivum vriedd Crc-Ber, los 44, 63 y, con plicción de tres PN comerciles (C= Control, F = Fosfoio, M = Myconte, N = Nturl Green). En cd tiempo, rrs con distint letr indicn diferencis significtivs según test de Tukey (p,5).

5 Colonizción temprn de hongos micorrícicos rusculres en trigo con plicción de productos nturles 67 Altur (cm) Figur 5. Altur de plnt en T. estivum vriedd Crc-Ber, los 44, 63 y, con plicción de tres PN comerciles (C= Control, F = Fosfoio, M = Myconte, N = Nturl Green). En cd tiempo, rrs seguids de distint letr indicn diferencis significtivs según test de Tukey (p,5). elongdo l sorción de nutrientes result ser más efectiv (McCully, 1999). Al igul que en l longitud rdicl, tmién en el peso seco éreo (PSA) no se oservron diferencis entre los trtmientos diciondos con PN y el control. En relción l peso seco de l ríz (PSR), los 63, el trtmiento con Myconte presentó un peso significtivmente myor que Nturl Green y el control mientrs que, los, el myor peso de ríz correspondió l control (Figur 6). En estudios relizdos con 1 cultivres de trigo, Borie et l. (1998) oservron que los HMA resultron eneficiosos pr l formción de mteri sec. En este trjo en cmpo, el potencil fúngico podrí encontrrse excerdo por l presenci de mlezs hospeders que compñron l cultivo (Cstillo et l., 28). Por otr prte, el efecto que tendrín los PN en l micorrizción temprn del trigo l usr como precultivo un no hospedero, estlecido en un suelo típico de l región, resultn ser un estudio pionero en el tem de l sustentilidd de los groecosistems que yudn dilucidr ls relciones que se estlecen entre los microorgnismos enéficos de l rizósfer. Sin emrgo, surgen lguns interrogntes, como lo que sucederí en l micorrizción temprn del trigo, Peso seco ríz (g plnt 1 ),16,12,8,4, Figur 6. Peso seco rdicl de T. estivum vriedd Crc-Ber, los 44, 63 y, con plicción de tres PN comerciles (C = Control, F = Fosfoio, M = Myconte, N = Nturl Green). En cd tiempo, rrs seguids de distint letr indicn diferencis significtivs según test de Tukey (p,5). l usr otros PN o rotciones de cultivos sólo con hospederos micorrícicos. Conclusiones A los 44, en l rotción en cmpo rpstrigo, l plicción de Myconte l semill de trigo vriedd Crc-Ber, enefició l colonizción temprn de hongos micorrícicos rusculres, medid por un myor número de puntos de entrd y frecuenci de micorrizción, en relción con el control. Con l dición de PN l cultivo de trigo se otuvieron en ls ríces distints intensiddes de colonizción. L myor intensidd se lcnzó con Nturl Green los 63 y con Fosfoio los. A los, con l plicción de Fosfoio l trigo, l ioms de ríz colonizd umentó significtivmente en relción con los otros trtmientos. Agrdecimientos Los utores grdecen l Proyecto FONDECYT Nº 11914, por el finncimiento otorgdo pr l ejecución de l investigción.

6 68 IDESIA (Chile) Volumen 34, Nº 2, Aril, 216 Litertur Citd Bert, G.; Fusconi, A.; Trott, A VA mycorrhizl infection nd the morphology nd function of root systems. Environmentl nd Experimentl Botny, 33 (1): Bonfnte, P.; Anc, I. 29. Plnts, mycorrhizl fungi, nd cteri: network of interctions. Annul Review Microiology, 63: Borie, F.; Ruio, R.; Schälchli, C Micorrizs rusculres y ctividd fosftásic de diez cultivres de trigo. Agricultur Técnic, 58: Cstillo, C.G.; Puccio, F.; Morles, D.; Borie, F.; Sieverding, E Erly rusculr mycorrhiz coloniztion of whet, rley nd ots in Andosols of Southern Chile. Journl of Soil Science nd Plnt Nutrition, 12 (3): Cstillo, C.G.; Ruio, R.; Rounet, J.L.; Borie, F. 26. Erly effects of tillge nd crop rottion on rusculr mycorrhizl fungl propgules in n Ultisol. Biology Fertility of Soils, 43: Cstillo, C.G.; Astroz, I.; Borie, F.; Ruio, R. 28. Efecto de cultivos hospederos y no hospederos sore propágulos micorrícicos rusculres. Journl of Soil Science nd Plnt Nutrition, 12 (3): Chturvedi, I. 26. Effects of phosphorus levels lone or in comintion with phosphte-soluilizing cteri nd frmyrd mnure on growth, yield nd nutrient up-tke of whet (Triticum estivum L.). Journl of Agriculture nd Socil Sciences, 2 (2): Clrk, R.B.; Zeto, S.K. 2. Minerl cquisition y rusculr mycorrhizl plnts. Journl Plnt Nutrition, 23: Colozzi Filho, A.; Crdoso, E.J. 2. Detecção de fungos micorrizicos rusculres em rízes de cfeeiro e de crotolári cultivd n entrelinh. Pesquis Agropecuári Brsileir, 35 (1): Fundción Chile 25. Un nuev visión pr el sector triguero en Chile. Fundción Chile. Sntigo, Chile, 1 p. Gvito, M.E.; Miller, M.H Chnges in mycorrhiz development in mize induced y crop mngement prctices. Plnt nd Soil, 198: Lrrín, J.D.; Olfos G., M.J Boletín de trigo: Producción, precios y comercio exterior. Enero-ferero 212. Odep. Sntigo Chile. 44 p. Disponile en servicios-informcion/boletines/btrigo_enefe12.pdf;j sessionid=afea695bcf4299b9d734134cf21eec1. Consultdo: 23/Dic/214. Lrrín, J.D.; Olfos G., M.J Boletín de trigo: Producción, precios y comercio exterior. Diciemre 12 - enero 213. Odep. Sntigo Chile. 34 p. Disponile en servicios-informcion/boletines/oletintrigoenero213. pdf;jsessionid=52a7424a179b686496d917b97ad4 8C. Consultdo: 23/Dic/214. Lindermn, R.G Vesiculr-rusculr mycorrhizl (VAM) fungi. In: Croll, G.C.; Tudzynski, P. (eds.). The Mycot. Berlin, Germny: Springer-Verlg., pp Lindermn, R.G.; Dvis, E.A. 24. Vried response of mrigold (Tgetes spp.) genotypes to inocultion with different rusculr mycorrhizl fungi. Scienti Horticulture 99: López, M.; López de Rojs, I.; Espñ, M.; Izquierdo, A.; Herrer, L. 27. Efecto de l fertilizción inorgánic sore l disponiilidd de nutrimentos en el suelo, nivel nutricionl de l plnt y hongos micorrízicos rusculres en plntciones de Theorom cco L. Agronomí Tropicl 57 (1): McCully, M Roots in soil: unerthing the complexities of roots nd their rhizosphere. Annul Review of Plnt Physiology nd Plnt Moleculr Biology 5: McGonigle, T.P.; Miller, M Mycorrhizl development nd phosphorus sorption in mize under conventionl nd reduced tillge. Soil Science Society of Americn Journl 57 (4): Phillips, J.; Hymn, D Improved procedures for clening roots nd stining prsitic nd vesiculr rusculr mycorrhizl fungi for rpid ssessment of infection. Trnsnctions of the British Mycologycl Society, 55: Sri, M.; Mdrigl, R.; Mrtínez, M.; Crreón, Y. 21. Plnts, hongos micorrícicos y cteris: su complej red de intercciones. Biológics, 12 (1): Siqueir, J.O.; Nir, M.G.; Hmmerschimidt, R.; Sfir, G.R Significnce of phenolic compounds in plnt-soilmicroil systems. Criticl Review in Plnt Science, 1 (1): Siqueir, J.O.; Lmis, M.R.; Sturmer, S.L. 22. Fungos micorrízicos rusculres: crcterístics, ssocição simiótic e plicção n gricultur. Biotecnologi Ciênci e Desenvolvimento, 25: Smith, S.E.; Red, D.J. 28. The mycorrhizl symiosis. Londres, R.U.: Acdemic Press, 3 ed., 787 p. Trouvelot, A.; Knough, J.L.; Gininzzi-Person, V Mesure du tux de mycorrhiztion VA d un systeme rdiculire. In: Gininzzi-Person, V.; Gininzzi, S. (eds.). Physiologicl nd geneticl spects of mycorrhize. Pris, Frnci: INRA Press, pp Zdoks, J.C.; Chng, T.T.; Konzk, C.F A deciml code for the growth stges of cerels. Weed Reserch 14: