Recepción: 05 Abril 2019
Aprobación: 21 Junio 2019
Resumen: La agricultura moderna en la actualidad afronta grandes problemas económicos y medioambientales, debidos entre otros, al uso indiscriminado de productos químicos y mal manejo de los recursos naturales, de aquí la necesidad de reducir el empleo de fertilizantes minerales y recurrir a otros métodos más sanos como la utilización de biofertilizantes. El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de Gluconacetobacter diazotrophicus en el cultivo del tomate en las condiciones de suelo Ferralítico Rojo típico. La investigación se realizó en el Instituto de Investigaciones Hortícolas ¨Liliana Dimitrova¨, durante dos campañas (2016- 2017 y 2017-2018) en condiciones de campo abierto. Se utilizó como material vegetal la variedad de tomate ´L-43´. Se estudiaron cuatro tratamientos: T1: 70 % fertilización nitrogenada + 2 aplicaciones de G. diazotrophicus, T2: 50 % fertilización nitrogenada + 2 aplicaciones de G. diazotrophicus, T3: 50 % fertilización nitrogenada + 3 aplicaciones de G. diazotrophicus y T4: testigo (100 % fertilización nitrogenada) los cuales se distribuyeron en un diseño de bloques a la azar con cuatro réplicas, donde se evaluaron indicadores de desarrollo vegetativo y morfológicos, productivas y de calidad de los frutos. Los resultados indican que la aplicación de G. diazotrophicus permite reducir en un 30 % la fertilización nitrogenada recomendada para el tomate en las condiciones de suelo Ferralítico Rojo típico, sin afectar la calidad externa de sus frutos, constituyendo una alternativa de manejo nutricional.
Palabras clave: bacteria endófita, fertilización nitrogenada, biofertilizantes.
Abstract: Modern agriculture is currently facing major economic and environmental problems, due to the indiscriminate use of chemical products and poor management of natural resources, hence the need to reduce the use of mineral fertilizers and resort to other healthier methods such as the use of biofertilizers. The objective of this work was to evaluate the effect of Gluconacetobacter diazotrophicus in the tomato crop in the typical Ferralitic Red soil conditions. The research was conducted at the Horticultural Research Institute ¨Liliana Dimitrova¨, during two campaigns (2016-2017 and 2017-2018) under open field conditions. The variety of tomato 'L-43' was used as vegetable material. Four treatments were studied: T1: 70 % nitrogen fertilization + 2 applications of G. diazotrophicus, T2: 50 % nitrogen fertilization + 2 applications of G. diazotrophicus, T3: 50 % nitrogen fertilization + 3 applications of G. diazotrophicus and T4: control (100 % nitrogen fertilization) which were distributed in a randomized block design with four replications, where indicators of vegetative and morphological, productive Fernández-Delgado, J., Abad-Rodríguez, E.M. & Salgado-Pulido, J.M. and fruit quality were evaluated. The results indicate that the application of G. diazotrophicus allows reducing by 30 % the nitrogen fertilization recommended for the tomato in the typical Red Ferralitic soil conditions, not affecting the external quality of the fruits, constituting an alternative of nutritional management.
Keywords: endophyte bacteria, nitrogen fertilization, biofertilizers.
INTRODUCCIÓN
El tomate (S olanum lycopersicum L.) es una de las hortalizas que más se produce e industrializa en todo el mundo y de las de mayor valor económico. Su demanda aumenta continuamente y con ella su cultivo, producción y comercio ( Terry et al., 2017). Según datos de la FAO esta solanácea ocupa una superficie anual de 4 803 680 ha y un rendimiento a nivel mundial de 33,68 t.ha-1 ( FAOSTAT, 2018). En Cuba, este cultivo resulta de gran importancia económica pues representar el 22.54 % de la superficie destinada a las hortalizas con un rendimiento de 12,5 t.ha-1, ONEI (2017)
Con el fin de optimizar los rendimientos en el cultivo del tomate, disminuir el empleo de fertilizantes inorgánicos y por lo tanto, la contaminación de los suelos y el deterioro agro-ecológico se hace necesario realizar un manejo que permita activar la disponibilidad y accesibilidad de fuentes de nutrientes para
la planta ( Gutiérrez et al., 2015). Para ello, Cuba ha recurrido a la búsqueda de tecnologías que resulten viables y sostenibles para el ambiente, seguras para los trabajadores y que garanticen la obtención de productos inocuos para el consumidor. Dentro de las alternativas que se utilizan se encuentran los microorganismos que poseen la capacidad promotora del crecimiento vegetal para mejorar la fertilidad de los suelos y proveer nutrientes a la planta ( Vidal et al., 2017).
perspectivas de poder utilizar con éxito esta bacteria en la elaboración de inoculantes ( Ríos et al., 2016b & Restrepo et al., 2017).
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de Gluconacetobacter diazotrophicus en el cultivo del tomate ( Solanum lycopercicum L.) en las condiciones de suelo Ferralítico Rojo típico.
Gluconacetobacter diazotrophicus es una bacteria endófita que posee grandes atractivos para la elaboración de bioproductos estimuladores del crecimiento vegetal, debido a su capacidad para fijar nitrógeno atmosférico, producir fitohormonas como ácido Indol acético (AIA)y ácido giberélico, solubilizar nutrientes minerales como el fósforo y el zinc y presentar actividad antagonista frente a organismos fitopatógenos como Colletothrichum falcatum, Xanthomonas albilineans y el nematodo Meloidegyne incognita ( Saravanan et al., 2007; Prabudoss, 2011; Ríos et al., 2016a; Restrepo et al., 2017). Este microrganismo se ha aplicado con éxito sobre diferentes cultivos como la caña de azúcar (Saccharum spp.), sorgo ( Sorgum bicolor L. Moench.), malanga ( Xanthosoma spp.), boniato ( Ipomoea batata L.) y yuca ( Manihot esculenta Crantz), ( Dibut et al., 2009; Kumarasamy y Santhaguru, 2011 & Prabudoss, 2011). Los resultados positivos obtenidos en estos cultivos refuerzan las
perspectivas de poder utilizar con éxito esta bacteria en la elaboración de inoculantes ( Ríos et al., 2016b & Restrepo et al., 2017).
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de Gluconacetobacter diazotrophicus en el cultivo del tomate ( Solanum lycopercicum L.) en las condiciones de suelo Ferralítico Rojo típico.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para cumplir los objetivos propuestos se llevó a efecto el presente estudio durante dos campañas (2016-2017 y 2017?2018), en áreas del Instituto de Investigaciones Hortícolas ¨Liliana Dimitrova¨ ( IIHLD), ubicado en el municipio de Quivicán, al sur de la provincia de Mayabeque, a 220 23´ de longitud norte y 820 23´de latitud oeste, a una altura sobre el nivel del mar de 68 m.
El material vegetal que se utilizó, fue el tomate ( Solanum lycopersicum L.), variedad ´L-43´, proveniente del programa de mejoramiento genético del IIHLD. Dentro de las características de esta variedad se encuentran: hábito de crecimiento determinado intermedio, buena cobertura del follaje, ciclo productivo de 100-110 días, peso promedio de los frutos
140 g en los primeros racimos y un rendimiento potencial de 50 t/ha. Es resistente al Virus del encrespamiento amarillo de las hojas del tomate (TYLCV), presenta además resistencia a F usarium oxysporum y Stemphylium spp, así como
una buena adaptabilidad a las altas temperaturas ( IIHLD, 2018).
Los experimentos se desarrollaron en condiciones de campo abierto. El cultivo se estableció en la misma área y durante los meses de octubre a marzo de cada campaña sobre un suelo Ferralítico Rojo típico según Hernández et al. (2015).
La producción de plántulas se realizó en cepellones, en una instalación modelo Tropical A?12, con una superficie de 180 m2 y cerramiento total con malla anti? insectos, en bandejas cubanas de poliestireno expandido con 247 alvéolos de 32,50 cm3 de volumen. Se utilizó como sustrato una mezcla de 90 % de humus de lombriz + 10 % de cascarilla de arroz. El riego se efectuó dos veces al día por cinco minutos, con un sistema de microaspersión aérea y una entrega en los goteros de 36 L/h.
El trasplante se realizó a los 27 días después de la siembra de las semillas, en canteros de 140 cm de ancho y 15 cm de altura, la distancia entre plantas fue de 25 cm. Las labores agrotécnicas se efectuaron según lo establecido en la Guía técnica para la producción de tomate a campo abierto (Casanova et al., 2010). La técnica de riego implementada fue el riego por gravedad. La cosecha se realizó después de los 70 días después del trasplante (ddt). Entre ambas campañas el área se conservó en barbecho.
Se estudiaron cuatro tratamientos, T1:
70 % fertilización nitrogenada (50 % en trasplante + 20% a los 30ddt) y 2 aplicaciones de G. diazotrophicus (en el trasplante y a los 15 ddt), T2: 50 % fertilización nitrogenada (en trasplante) y 2 aplicaciones de G. diazotrophicus (a los 15 ddt y a los 30 ddt), T3: 50 % fertilización nitrogenada (en trasplante) y 3 aplicaciones de G. diazotrophicus(a los 15 ddt, a los 30 ddt y a los 45ddt) y T4: testigo (100 % fertilización nitrogenada, 50
% en trasplante + 50% a los 30ddt). Todas las variantes recibieron un fondo fijo de P2O5 y K2O de 80 y 100 kg/ha, respectivamente.
Los tratamientos se distribuyeron en un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas. El trasplante se realizó en parcelas de 21 m2 (5 m de largo x 1,4 m de camellón) con un área de cálculo de 7 m2.
G. diazotrophicus procedía del Instituto Cubano de investigaciones Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), con una concentración de 3,5 x 1011 UFC x mL-1 y se aplicó a razón de 2 L/ha en un volumen final de 200 L de agua utilizando una asperjadora de 16 L. Se tuvo en cuenta la existencia de una capacidad de campo del
85 % en el suelo en el momento de las aplicaciones.
Los indicadores evaluados fueron:
Altura de la planta (cm), ancho de la planta (cm) y diámetro basal del tallo
(mm): Para la determinación de estas variables se tomaron 10 plantas por parcela experimental. La altura y el ancho de la planta se midieron con una regla graduada (cm) y el diámetro basal del tallo con un pie de rey (mm). Las evaluaciones se efectuaron a los 30, 45 y 60 días después del trasplante (ddt).
Número de racimos por planta (u) y número promedio de frutos por planta (u): Para la determinación se contaron los frutos de 16 plantas de la parcela experimental y luego se pesaron en una balanza técnica.
Porcentaje de fructificación (%): Para la determinación de esta variable se contó la cantidad de flores presentes en los cuatro primeros racimos y la cantidad de frutos cuajados en los mismos, posteriormente se calculó el porcentaje de fructificación.
Rendimiento total (t/ha): Se calculó sobre la base de la masa de todos los frutos por parcela experimental, luego se transformó en t.ha-1.
Calidad externa de los frutos: Teniendo en cuenta que la segunda cosecha es la de mayor producción, se tomó durante está, una muestra de 12 frutos por réplica con un estado de maduración de seis (maduro firme: desarrollo del color rojo firme superior a 90 % en toda la superficie del fruto). Las variables de calidad externa evaluadas fueron: masa promedio de los frutos (g), firmeza del fruto (kg), diámetro ecuatorial y polar de los frutos (cm),
profundidad del pedúnculo (cm), grosor del pericarpio (cm) y número de lóculos (u)
Para el procesamiento estadístico de la información se realizaron, en cada campaña de estudio y variables evaluadas un Análisis de Varianza de clasificación doble. Se utilizó el paquete estadístico Statgraphics versión 5.0. Las medias se compararon mediante la prueba de Tukey con un nivel de significación de 0,05 en los casos que fue necesario.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las variables de crecimiento vegetativo altura de la planta y ancho de la planta tuvieron un comportamiento similar, sin presentar diferencias significativas entre los tratamientos estudiados con respecto al testigo ( Figura 1). Lo que posibilita obtener un buen desarrollo de las plantas de tomate haciendo un uso racional de los productos químicos. Resultados similares fueron obtenidos por Vidal et al. (2017) al evaluar el efecto del G. diazotrophicus sobre el crecimiento de la planta de tomate.
En cuanto al diámetro basal del tallo de la planta a partir de los 45 días después del
trasplante se produjo un incremento apreciable en este indicador, los mayores valores corresponden a los tratamientos T1 (70 % fertilización N + 2 aplicaciones de G. diazotrophicus) y T3 (50 % fertilización N +
3 aplicaciones de G. diazotrophicus), sin diferir significativamente del testigo ( Figura 1).
Estos resultados indican que las bacterias promotoras del crecimiento vegetal endófitas tienen mayor disponibilidad de nutrientes en el interior de los tejidos vegetales y mínima competencia con otros géneros bacterianos relacionados, tal como sucede en la rizósfera y suelo. La G. diazotrophicustiene como característica que invade el sistema de conducción en el interior del sistema radical, en donde los carbohidratos y ácidos orgánicos, metabolitos generados por la fotosíntesis les sirven como fuente de alimento; cuando colonizan y circulan en el xilema de una amplia variedad de plantas domésticas y silvestres ( Muñoz-Rojas, Fuentes-Ramírez & Caballero-Mellado, 2005).
Figura 1
Efecto de los tratamientos sobre variables de crecimiento vegetativo.
El número de racimos por planta, porcentaje de fructificación y número de frutos por planta no presentaron diferencias significativas entre los tratamientos; sin embargo, el T1. (70 % de fertilización N +
2 aplicaciones de G. diazotrophicus) presentó una tendencia superior en las variables evaluadas al alcanzar los mejores resultados ( tabla 1).
Fernández-Delgado, J., Abad-Rodríguez, E.M. & Salgado-Pulido, J.M.Efecto de los tratamientos sobre los componentes del rendimiento.
Fernández-Delgado, J., Abad-Rodríguez, E.M. & Salgado-Pulido, J.M.
Efecto de los tratamientos sobre el rendimiento (t.ha-1).
En la figura 2 se observa que el rendimiento tuvo diferencias significativas entre los tratamientos, siendo el T1. (70 % de fertilización N + 2 aplicaciones G. diazotrophicus) y el T4 (100% de la fertilización N) los que obtuvieron los máximos valores sin diferir significativamente entre ellos. En los tratamientos donde la fertilización nitrogenada se redujo al 50% también se observó un efecto benéfico sobre el rendimiento.
Estos resultados son similares a los obtenidos por Vidal et al. (2017)quien al
inocular las plantas de tomate con G. diazotrophicusno produjo diferencias significativas sobre el rendimiento total, con un aumento en la producción del 45% en los frutos de primera, componente importante de la calidad comercial del tomate. Estos resultados sugieren que en el xilema de la planta, la bacteria actúa simultáneamente en la generación de sustancias promotoras del crecimiento vegetal y con ello una eficaz absorción radical del fertilizante nitrogenado.
Figura 2
Efecto de los tratamientos sobre el rendimiento (t.ha-1).
Fernández-Delgado, J., Abad-Rodríguez, E.M. & Salgado-Pulido, J.M.
Las variables de calidad externa, masa promedio de los frutos y número de lóculos tuvieron un efecto significativo sobre los tratamientos ( tabla 2). Encontrándose el valor máximo para ambas variables de calidad externa en el T1. (70 % de fertilización N + 2 aplicaciones de G. diazotrophicus) lo que demuestra la acción promotora del crecimiento de la bacteria
sobre el cultivo del tomate. Estos resultados se corresponden con Vidal et al. (2017) quienes obtuvieron que las plantas inoculadas con G. diazotrophicus presentaron frutos de mayor masa promedio, componente importante en la calidad comercial en tomate.
Por otro lado, se constato que existe una tendencia a presentar mayor número de lóculos los frutos de mejor masa promedio. Estos resultados son similares a los informados por Gómez y Herrera (2014) y Marín, Gómez y Herrera (2016) en estudios realizados con diferentes cultivares de tomate.
potencia de la demanda de nutrientes durante el periodo de crecimiento del fruto.
Los tratamientos evaluados no ejercieron un efecto significativo sobre los indicadores firmeza del fruto, diámetro ecuatorial y polar, profundidad del pedúnculo y grosor del pericarpio ( tabla 2). Este comportamiento puede atribuirse a la estabilidad genética que caracteriza al genotipo estudiado.
Otros autores como Wereing y Patrick (1975) citados por Santiago, Mendoza y Borrego (1998) plantean que el peso del fruto está determinado por la relación entre la potencia de la fuente de nutrientes y la
potencia de la demanda de nutrientes durante el periodo de crecimiento del fruto.
Los tratamientos evaluados no ejercieron un efecto significativo sobre los indicadores firmeza del fruto, diámetro ecuatorial y polar, profundidad del pedúnculo y grosor del pericarpio ( tabla 2). Este comportamiento puede atribuirse a la estabilidad genética que caracteriza al genotipo estudiado.
Efecto de los tratamientos sobre la calidad externa del tomate.
Fernández-Delgado, J., Abad-Rodríguez, E.M. & Salgado-Pulido, J.M.
CONCLUSIONES
La inoculación con Gluconacetobacter diazotrophicus permite reducir en un 30 % la fertilización nitrogenada recomendada para el cultivo del tomate en las condiciones de suelo Ferralítico Rojo típico, sin afectar la calidad externa de sus frutos, constituyendo una alternativa de manejo nutricional, ecológica y económicamente viable.
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