RESUMEN ABSTRACT PRELIMINARY RESULTS ON THE EFFECT OF AZOTOBACTER CHROOCOCCUM AND BACILLUS MEGATHERIUM VAR. PHOSPHATICUM IN DARK TOBACCO

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1 RESULTADOS PRELIMINARES DEL EFECTO DE LA APLICACIÓN DE AZOTOBACTER CHROOCOCCUM Y BACILLUS MEGATHERIUM VAR. PHOSPHATICUM EN EL CULTIVO DEL TABACO NEGRO AL SOL Yarilis León González, Rafael Martínez Viera, Juan Miguel Hernández Martínez, Yoanna Cruz Hernández UCTB Estación Experimental del Tabaco. Finca Vivero, San Juan y Martínez, Pinar del Río, Cuba RESUMEN Durante la campaña tabacalera 2008/2009 se realizó un experimento en la Estación Experimental del Tabaco de San Juan y Martínez, Pinar del Río, con el objetivo de conocer el efecto de la aplicación de biofertilizantes sobre algunos indicadores biológicos, el rendimiento y la calidad del tabaco negro cultivado al sol. Se empleó la bacteria fijadora de dinitrógeno atmosférico Azotobacter chroococcum y su combinación con la bacteria solubilizadora del fósforo del suelo Bacillus megatherium var. phosphaticum. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar, con un modelo trifactorial, cuatro réplicas y 18 tratamientos, que se formaron a partir de la combinación de dos niveles de fertilizante nitrogenado (100 % y 75 % del fertilizante total), tres niveles de fertilizante fosfórico (100 %, 75 % y 50 % del total a aplicar), y dos biofertilizantes Dimargón (Azotobacter chroococcum) y Azomeg (A. chroococcum + Bacillus megatherium var. phosphaticum). Los resultados mostraron que con la utilización de los biofertilizantes mejoraron las características morfológicas de las plantas, aumentó el rendimiento del cultivo y se puede disminuir la dosis del fertilizante mineral nitrogenado y fosfórico en 25 %. Palabras claves: Tabaco, biofertilizante, Azotobacter chroococcum y Bacillus megatherium. ABSTRACT PRELIMINARY RESULTS ON THE EFFECT OF AZOTOBACTER CHROOCOCCUM AND BACILLUS MEGATHERIUM VAR. PHOSPHATICUM IN DARK TOBACCO During tobacco crop 2008/2009, at the Experimental Tobacco Station in San Juan y Martínez, in Pinar del Río province, with the objective to know the effect of biofertilizer on some biological characteristics, yield and quality of dark tobacco an experiment was carried out. It was used the atmospherical nitrogen fixative bacteria Azotobacter chroococcum and its combination with the soil phosphate solubilizing bacteria Bacillus megatherium var Phosphaticum. It was used a random block experimental design, with a trifactorial model, four repetitions and eighteen treatments. The treatments were formed combinating: two levels of nitrated fertilizer (100 % and 75 % of the total fertilizer), three levels of phosphorous fertilizer (100 %, 75 % and 50 % of the total to apply) and two biofertilizers: Dimargón (Azotobacter chroococcum) and Azomeg (A. chroococcum + Bacillus megatherium var phosphaticum). The results showed than the morphological characteristics of the plants were improved with the biofertilizer, the 16

2 Vol. 12, No. 1, 2011 CUBA TABACO yield was increased and the nitrated and phosphorous biofertilizer dose can be diminished in 25 %. Key words: Tobacco, biofertilizer, Azotobacter chroococcum and Bacillus megatherium. INTRODUCCIÓN Los biofertilizantes son productos elaborados a partir de diferentes microorganismos que, una vez aplicados al suelo o a las plantas, a través de diversos mecanismos, realizan funciones de fertilización. A esta acción se le ha denominado fertilización biológica y constituye uno de los puntales de la agricultura orgánica. La producción comercial de biofertilizantes se ha extendido considerablemente, y existe una amplia gama de productos (Martínez et al., 2001). El género Azotobacter es uno de los microorganismos utilizados como biofertilizantes que más se aplica e investiga en Cuba. Sus propiedades beneficiosas se ponen de manifiesto en una gran variedad de hortalizas, granos y viandas (Mayea et al., 1998). FAO (1995) reporta que este se considera de menor importancia agrícola por incorporar modestas cantidades de nitrógeno al suelo; Bhattacharya y Chaudhuri (1993) reportan que es capaz de fijar de 20 kg a 30 kg de N ha- 1 año, pero el efecto beneficioso, tanto de Azotobacter como de Azospirillum no se debe solamente a la cantidad de N 2 atmosférico fijado, sino a la capacidad de producir vitaminas y sustancias estimuladoras del crecimiento (ácido indolacético, ácido giberélico, citoquininas y vitaminas) que influyen directamente en el desarrollo vegetal (Rodelas, 2001). Por otra parte, el fósforo no se encuentra libre en la naturaleza, excepto en algunos meteoritos y formando parte de compuestos que están distribuidos en muchas rocas, minerales, plantas y animales. Bacillus megatherium pertenece al grupo de bacterias denominadas PSB (Phosphate Solubilizing Bacteria), es decir, que es capaz de solubilizar el fósforo mineral haciéndolo accesible a la planta. En el cultivo del tabaco se han obtenido resul tados positivos en la utilización del Azotobacter chroococcum (Franganillo et al., 2002), pero aún no se ha investigado en cuanto a la utilización de inoculantes mixtos que contengan organismos capaces de realizar distintas funciones, lo cual puede simplificar las aplicaciones y reducir el costo de los productos; por ello el objetivo de este experimento es evaluar el efecto de las aplicaciones del Azotobacter chroococcum y el Bacillus megatherium var. phosphaticum en algunos indicadores biológicos, el rendimiento y la calidad del tabaco negro cultivado al sol. MATERIALES Y MÉTODOS El experimento se desarrolló en la UCTB Estación Experimental del Tabaco de San Juan y Martínez, Pinar del Río, durante la campaña tabacalera 2008/2009, con la variedad de tabaco negro Criollo 98. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con un modelo trifactorial, cuatro réplicas y 18 tratamientos, resultantes de la combinación de dos niveles de fertilizante nitrogenado (100 % y 75 % del fertilizante total), tres niveles de fertilizante fosfórico (100 %, 75 % y 50 % del total a aplicar), un biofertilizante simple a base de Azotobacter chroococcum y la mezcla de este con el Bacillus megatherium var. phosphaticum. La selección de ambas cepas se realizó a partir de 10 cepas de ambas bacterias procedentes de la colección del INIFAT, según el procedimiento de Martínez et al. (2007). 17

3 Los tratamientos fueron: % N+ 100 % P (variante testigo) % N+ 100 % P+ Azotobacter % N+ 100 % P + Azotobacter + Bacillus meg % N+ 75 % P % N+ 75 % P + Azotobacter % N+ 75 % P + Azotobacter+ Bacillus meg % N + 50 % P % N+ 50 % P + Azotobacter % N + 50 % P + Azotobacter+ Bacillus Meg % N+ 100 % P % N+ 100 % P+ Azotobacter % N+ 100 % P + Azotobacter + Bacillus meg % N+ 75 % P % N+ 75 % P + Azotobacter % N+ 75 % P + Azotobacter+ Bacillus meg % N + 50 % P % N+ 50 % P + Azotobacter % N + 50 % P + Azotobacter+ Bacillus meg Se utilizaron plántulas obtenidas en semilleros tecnificados, que fueron inoculadas en el momento de la riega de la semilla a razón de 3 L/ha para el Azotobacter y de 2 L/ha para el Bacillus; con una concentración de UFC/ ml. En el momento del trasplante no se realizó ninguna inoculación. Se utilizaron como portadores para la aplicación de fertilizante mineral: nitrato de amonio, super fosfato sencillo, sulfato de potasio y sulfato de magnesio. En todos los casos en la fertilización mineral el potasio y el magnesio se aplicaron según la dosis recomendada en el Manual técnico para el cultivo del tabaco (MINAG, 2001). A los 20 días del trasplante se marcaron 10 plantas a muestrear y a cada una de ellas se les realizó las siguientes observaciones y mediciones según la metodología descrita por Torrecilla et al. (1980). 1. Diámetro del tallo (cm) con pie de rey de precisión ± 0.01 mm 2. Longitud del tallo (cm) con regla graduada de precisión ± 0.1 mm 3. Longitud y anchura de la hoja central de la planta con regla graduada de precisión ± 0.1 mm Además se realizó: 4. Rendimiento total y rendimiento en clases según planteo oficial de ABT para el tabaco de sol (kg/ha). Los resultados se sometieron a un análisis de varianza de clasificación doble y la diferencia entre las medias se compararon por la prueba de rangos múltiples de Duncan, con una probabilidad de error menor e igual que 0.05 (Lerch, 1977). RESULTADOS Y DISCUSIÓN En el análisis de las variables morfológicas (tabla 1) la longitud del tallo mostró pocas variaciones entre los diferentes tratamientos. Los mayores valores absolutos se alcanzaron en las variantes: 100 % N+ 100 % P; 100 % N+ 100 % P+ Azotobacter y 75 % N+ 75 % P + Azotob.+ Bac. meg, y entre estas no hubo diferencias significativas, mientras que el menor valor corresponde al tratamiento 75 % N+ 75 % P. Para el diámetro del tallo los mayores valores se alcanzaron, sin diferencias significativas entre ellos, con los tratamientos 100 % N+ 100 % P y 100 % N+ 75 % P + Azotobacter. 18

4 Vol. 12, No. 1, 2011 CUBA TABACO Tabla 1. Efecto de la biofertilización sobre las características morfológicas de las plantas 19

5 En la longitud y anchura de la hoja central de la planta hubo una marcada influencia en los tratamientos: 75 % N+ 50 % P + Azotobacter y 75 % N+ 75 % P+ Azotob.+ Bac. meg. Este comportamiento es similar para ambos indicadores, aunque para la anchura de la hoja central, la variante con 75 % N + 50 % P + Azotob. + Bac. meg., alcanzó valores similares a los tratamientos antes mencionados. Este efecto beneficioso de las bacterias pudo estar dado por pertenecer ambas al grupo de las PGPR (Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal), las cuales tienen la capacidad de sintetizar tiaminas, ácido nicotínico, ácido proteico, biotina, vitaminas, aminoácidos y auxinas que favorecen el crecimiento y el desarrollo de las plantas (Pérez et al., 2009). Tabla 2. Resultados de la biofertilización sobre el rendimiento del cultivo 20

6 Vol. 12, No. 1, 2011 En cuanto al rendimiento (tabla 2), en las clases superiores los mejores tratamientos fueron: 2, 3, 6, 8 y 15, que se diferenciaron significativamente del resto. En todos ellos se aplicaron biofertilizantes, sean simples o mixtos, con o sin reducción del fertilizante mineral. De estos resultados, cabe destacar el obtenido en el tratamiento (6) 100 % N+ 75 % P + Azotob. + Bac. meg., con el cual también se logró el mayor rendimiento en capote y rendimiento total, con valores superiores al testigo en (454, 633 y 532) kg/ha en clases superiores, rendimiento en capote y rendimiento total respectivamente. Por otra parte, con el tratamiento (15) 75 % N+ 75 % P + Azotob.+ Bac. meg., se obtuvo una reducción del fertilizante mineral nitrogenado y fosfórico de 25 % y un aumento del rendimiento en clases superiores de 407 kg/ha con respecto al testigo (variante 1). Los resultados coinciden con Martinez et al., (2003), Lino et al., (2004) y Dibut et al., (2009), quienes lograron aumentar los rendimientos agrícolas en cultivos hortícolas de importancia económica, mediante la aplicación de inoculantes mixtos como el Azomeg. Rodelas (2001) plantea que las relaciones sinérgicas y compatibles que desarrollan estas bacterias, así como la interacción bacteria-bacteria-planta que se establece, originan efectos positivos sobre el crecimiento y rendimiento de las plantas y que el género Azotobacter es capaz de producir fitohormonas y vitaminas que influyen favorablemente en el crecimiento y desarrollo del sistema radical, además de aumentar la disponibilidad de nutrientes minerales asimilables para la planta. CONCLUSIONES CUBA TABACO Con la reducción del fertilizante mineral nitrogenado en 25 %, el fosfórico hasta 50 %, y la combinación con el biofertilizante, tanto simple como mixto, se obtuvo la mayor longitud y diámetro del tallo y la mayor longitud y anchura de la hoja central de las plantas. Los mejores rendimientos se obtuvieron con el tratamiento 100 % N+ 75 % P + Azotob. + Bac. meg. Con la utilización de estos biofertilizantes se puede disminuir la dosis de fertilizante mineral nitrogenado y fosfórico en 25 %. BIBLIOGRAFÍA Bhattacharya, P. and S. R. Chaudhuri: Biofertilizer: Opening a new horizon, Yohana 37(9): 12-31, Dibut, B., R. Martínez, Maricel García, Yoania Ríos, Rosa García, Grisel Tejeda, Liuba Plana, Yanet Rodríguez, L. Fey, U. Soca, E. Mesa: Introducción en la práctica agrícola de un nuevo biopreparado mixto para el beneficio de cultivos hortícolas de importancia económica. En: Memorias de la XII Jornada Científica por el 105 Aniversario de la Estación Experimental Agronómica de Santiago de las Vegas. INIFAT, ISBN , del 1 al 3 de Abril, FAO: Manual técnico de la fijación simbiótica del nitrógeno, Dora Franganillo, I. Martínez y P. Alfonso: Uso del Azotobacter chroococcum en el tabaco negro var. «P-1-6» (Pelo de oro) y sus ventajas, Cuba Tabaco, 3 (2): 3-7, Lerch, G.: La experimentación en las ciencias biológicas y agrícolas, 452 pp., Ed. Científico Técnica, Lino, A., N. Arozarena, B. Dibut, Y. Ríos, J. Fernández, H. Ramos, Creacgh: Evaluación de la aplicación conjunta de biofertilizantes en el cultivo del tomate (Solanum Lycopersicum, L.), En: Congreso Científico del INCA (14 nov. 9-12, La Habana). Memorias CD-ROOM. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, ISBN- 21

7 X, Martínez, R., M. López, B. Dibut, C. Parra, J. Rodríguez: La fijación biológica del nitrógeno atmosférico en el medio tropical, Ed. MPPAT, Caracas, 190 pp., Martínez, R., B. Dibut, G. Tejeda y R. García: Trascendencia internacional de los biofertilizantes cubanos, En: Memorias del XV Congreso Latinoamericano de la Ciencia del suelo, Varadero, CD, Martinez, R., B. Dibut, R. García, G. Tejeda: Informe final del proyecto «Biofertilizantes multipropósitos», 75, Mayea, S., Margarita Carone, R. Novo, Isabel Boado, E. Silveira, Miguelina Soria, Yolanda Morales y A. Valiño: Microbiología Agropecuaria, t. 2, Félix Varela, , MINAG, Ministerio de la Agricultura, Cuba: Manual técnico para la producción de tabaco negro bajo tela, Ed. AGRINFOR, Pérez, W., M. García, C. La Torre, J. Tolentino, C. Soto, C. García, y D. Zúñiga: Estudio de la capacidad PGPR de diferentes cepas de Bacillus y Azotobacter aisladas de la rizosfera de papa, En: Memorias de la XXIV Reunión Latinoamericana de Rizobiología (XXIV RELAR) y I Conferencia Iberoamericana de Interacciones Beneficiosas Microorganismo-Planta-Ambiente (I IBEMPA), ISBN , A4-02 Solubilizadores de fósforo y PGPRs, Rodelas, M. B.: Interacción Rhizobium- Azospirillum y Rhizobium- Azotobacter. Efecto sobre la nodulación y fijación simbiótica del dinitrógeno en Vicia faba, Disponible en: Ecologia/Rodelas.html, Torrecilla, G., L. A. Pino., P. Alfonso., A. Barroso: Metodología para las mediciones de los caracteres cualitativos de la planta de tabaco. Cienc. Téc. Agric. Tabaco, 3(1): 21-61,