El frijol común (
Common bean (
El frijol común (
Mediante la formación de nódulos en las raíces de dicha planta como toda leguminosa, se lleva a cabo la Fijación Simbiótica del Nitrógeno (FSN), en asociación con rizobacterias denominadas colectivamente rizobios. Este proceso entre el frijol común y bacterias fijadoras de nitrógeno es crucial en la producción de otros cultivos agrícolas por su aporte de nitrógeno en el agroecosistema. Los mayores beneficios de la interacción simbiótica, leguminosa - rizobios son la reducción en la aplicación de fertilizantes nitrogenados y las mejoras en el crecimiento y salud de las plantas.
La Fijación Biológica del Nitrógeno (FBN) ha sido extensamente utilizada en lugar de los fertilizantes nitrogenados en la producción de leguminosas por su eficiencia económica en los agroecosistemas sostenibles (
Sin embargo, en la provincia de Villa Clara, aún es insuficiente el uso de variantes de biofertilización, que contribuyan al incremento de los parámetros del rendimiento del cultivo del frijol en diferentes condiciones edafoclimáticas. Teniendo en cuenta esta problemática, la presente investigación fue encaminada a determinar el efecto de diferentes variantes de biofertilización sobre la nodulación, variables morfofisiológicas y el rendimiento del frijol común en condiciones de campo.
El estudio se llevó a cabo en condiciones de campo y el experimento fue conducido en un área perteneciente a un campesino privado de la Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Lino del Río”, municipio Placetas (22°18′42″ N 79°39′15″ O), provincia Villa Clara. En el período comprendido entre noviembre del 2015 y enero del 2016, correspondiente a la época de siembra intermedia (noviembre - enero).
El suelo del área de estudio se clasifica como Pardo mullido carbonatado (
Leyenda: *- categoría de evaluación, N- neutro, M- mediana, A- alto, MA- muy alto
La variedad de frijol empleada en el estudio fue Delicia-364 (testa roja), teniendo en cuenta que es la más generalizada en la región por su adaptabilidad a las condiciones edafoclimáticas y resistencia a plagas. Los tratamientos evaluados, fueron distribuidos en un diseño experimental en bloques al azar con cuatro réplicas, para un total de 16 parcelas de 5 m2 (2,5 x 2 m). Conformadas por siete surcos de 5 m de largo y una distancia entre estos de 0,70 m, separados cada uno por un pasillo de 1 m. Se realizó la preparación de suelo tradicional, con tracción animal. Las labores agrotécnicas fueron conducidas durante el ciclo biológico del cultivo e incluyeron, dos pases de guataquea con una diferencia aproximada de 38 días uno de otro, comenzando a los 15 días después de la germinación. Se tomaron a los 21, 42 y 87 días después de la siembra (DDS), 5 plantas por parcelas (en los 5 surcos centrales).
Tratamientos:
2. 3. Control (plantas no inoculadas)
Las especies de
Para preparar el inóculo, 10 mL crecidos durante 24 h a 30 ºC fueron transferidos a Erlenmeyer que contenían 250 mL del medio líquido e incubados a igual temperatura durante 24 h en incubadora zaranda (Gerhardt, THO-500, Alemania). La titulación arrojó un mínimo de 109 unidades formadoras de colonias por ml (UFC ml-1) para ambas cepas de
Las semillas fueron recubiertas con almidón 8 % mezcladas con el humus inoculado y secadas al aire. Las bolsas con las semillas inoculadas fueron almacenadas a temperatura ambiente durante 24 h, hasta el momento de la siembra que fue realizada de forma manual.
EcoMic®: las semillas fueron peletizadas en el momento de la siembra con este inoculante sólido que contiene propágulos de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), producido en el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA). Se utilizó el 10 % del peso total de la semilla mezclado con agua, hasta que la mezcla alcanzó una consistencia pastosa.
Las evaluaciones fueron realizadas a los 21, 42 y 87 días después de la siembra (DDS), un total de cinco plantas por parcela fueron removidas por cada tratamiento.
A los 21 (DDS), fue determinado el peso seco de la raíz (PSR, g) y el follaje (PSF, g) los cuales fueron medidos después de mantener las plantas 72 h a 65°C en la estufa, posteriormente fueron pesadas en una balanza (Kern PRS 3203). Durante la fase reproductiva 42 DDS, fueron determinados el número de nódulos (NN), peso seco de los nódulos (PSN, g), peso seco de la raíz (PSR, g), peso seco del follaje (PSF, g).
En el momento de la cosecha aproximadamente a los 87 DDS las evaluaciones incluyeron: Número de plantas por parcela (NPP), Peso de 100 semillas (P100, g), número de frutos por planta (NFP), número de semillas por planta (NSP), peso seco de los frutos (PSF, g), peso seco de las semillas por planta (PSSP, g), peso seco de las plantas (PSP, g) y el peso seco de las semillas por parcela (PSSP, kg). El rendimiento agrícola fue estimado siguiendo la metodología propuesta por
Se utilizó el paquete estadístico STATGRAPHICS Centurion XV.2.14 sobre el sistema operativo Windows 7. Las diferencias estadísticas entre los tratamientos, se determinaron mediante el análisis de varianza simple con nivel de significación p<0,05, empleando la prueba de comparación de medias paramétrica TukeyHSD, verificando la normalidad y la homogeneidad de varianza. Se establecieron las correlaciones de Pearson entre todas las variables y se realizó análisis de regresión simple.
El efecto de los tratamientos sobre la biomasa seca de la raíz y el follaje a los 21 días después de la siembra (DDS) fue significativamente superior respecto al control (
En el caso específico del peso seco de la raíz (PSR) en todos los tratamientos se observaron diferencias significativas desde el punto de vista estadístico y numérico respecto al control. Lográndose los mayores incrementos en los tratamientos donde fueron inoculadas las semillas con
Los valores representan el promedio de 20 plantas Medias con letras no comunes para una misma columna, difieren por Tukey a (P<0,05)
Tratamiento
PSR
PSF
g
0,069 b
0,39 a
0,077 a
0,40 a
EcoMic®
0,087a
0,31 b
Control
0,042 c
0,24 c
EE (±)
0,04
0,02
La respuesta en la estimulación de la raíz ocasionada por el
La respuesta del genotipo al número de nódulos mediante la inoculación de los diferentes variantes a los 42 días DDS (
En todos los casos en que fueron inoculadas las semillas con los diferentes tratamientos se observaron los mayores incrementos en el número de nódulos, mostrando siempre los mejores resultados estadísticos, resultados que coinciden con los obtenidos en el peso seco de los nódulos (
La relación positiva existente entre la estimulación de los parámetros de nodulación, la biomasa radicular y del follaje han sido vinculados con los mecanismos directos que realizan las sustancias excretadas por las bacterias sobre el sistema radicular y de modo indirecto sobre el follaje de las plantas, además del incremento de las tasas de N fijado al follaje como resultado de la eficiencia de la interacción.
En esta etapa del ciclo del cultivo fue evaluado también el PSR sin diferencias significativas entre los tratamientos y el PSF (
Los valores representan el promedio de 20 plantas Medias con letras no comunes para una misma columna, difieren por Tukey a (P<0,05)
Tratamientos
PSN
PSR
PSF
g
0,112 a
0,60 a
3,21 b
0,108 a
0,63 a
4,39 a
0,067 b
0,66 a
3,24 b
Control
0,033 c
0,66 a
3,79 b
EE (±)
0,0011
0,027
0,232
El efecto positivo de este tratamiento sobre el follaje pudiera estar atribuido a los aportes de la inoculación de la cepa en el contenido de N transferido a través de los nódulos y al resto de la planta (
Al evaluar el efecto de los tratamientos sobre algunos componentes del rendimiento (
Todos los componentes evaluados fueron notablemente estimulados con la inoculación de la cepa 40983. Los incrementos con respecto al control fueron de 51 % en el número de frutos por planta (NFP), 68 % en el número de semillas por planta (NSP), 53 % en el peso seco de semillas por plantas (PSSP) y 78 % en el peso seco de los frutos por planta (PSF). Es importante destacar el efecto positivo obtenido con la aplicación de EcoMic® en todos los indicadores evaluados, con resultados muy similares a los obtenidos cuando se inocula la cepa 40983 en la mayoría de los tratamientos.
Los valores representan el promedio de 20 plantas Medias con letras no comunes para una misma columna, difieren por Tukey a (P<0,05)
El efecto beneficioso de los HMA ha sido asociado al efecto que estos ejercen en la rizosfera sobre las cepas de
El efecto de los tratamientos sobre el peso de semillas por parcela (PPS/PP) y peso de 100 semillas (PSS/100), evidencia que las diferencias entre los tratamientos no fueron tan marcadas comparadas con otros indicadores. Para el caso específico del PPS/PP (peso seco de las semillas por parcelas) no se observaron diferencias estadísticas entre los tratamientos, solo entre estos y el control y por otra en el PPS/100 (peso de cien semillas) no existieron diferencias. No obstante, los mejores incrementos en ambos indicadores coinciden con aquellas plantas que fueron inoculadas con la cepa
En concordancia con este estudio resultados superiores en el peso de 100 semillas fueron obtenidos por
Coincidentemente el efecto de los tratamientos sobre el rendimiento agrícola fue superior al control en todas las variantes de inoculación y sin diferencias estadísticas entre ellas (
Los resultados coinciden con los obtenidos por
El incremento positivo en el rendimiento agrícola con la inoculación de las especies de
El análisis de los coeficientes de correlación de Pearson entre el rendimiento agrícola y los parámetros evaluados durante el ciclo del cultivo mostró la relación existente entre los parámetros evaluados, tanto en la fase temprana de crecimiento como en el momento de la cosecha (
Nivel de significación: * 0,05 > P > 0,01, ** 0,01 > P > 0,001, *** P < 0,001 Leyenda: PSS/PP: peso seco de semillas por parcela, PSS/100: peso seco de cien semillas, Rdto: Rendimiento agrícola, NN: número de nódulos, PSN: peso seco de los nódulos, PSR: peso seco de la raíz, PSF: peso seco del follaje, PSP: peso seco de la planta
Como puede observarse el número de nódulos correlacionó significativamente con la mayoría de los indicadores y generalmente mostró los mejores coeficientes, todos superiores a 0,5, mostrándose la alta relación lineal de este y su influencia sobre la producción de biomasa y el rendimiento agrícola, lo cual de forma indirecta pone de manifiesto su efecto sobre la fijación de nitrógeno.
Es de destacar que la correlación entre el rendimiento y el PSN (R2 = 0,046, p = 0,0038) fue significativa, coincidiendo con la correlación positiva entre el NN con el PSF y PSP. La correlación significativa existente el NN y el PSF confirma la dependencia de la biomasa de la planta en la nodulación y por consiguiente en la fijación del nitrógeno (
En este sentido, fue observado una estrecha relación entre la nodulación y la acumulación de nitrógeno en la planta (
Todas las variantes de biofertilización incrementaron la nodulación de 47,5 a 48,4 %, los componentes del rendimiento de 21,8 - 44,1 % y el rendimiento agrícola de 34,4 - 43,2 %, especialmente con la inoculación de las cepas de