INTRODUCCIÓN
Los cultivos de granos tienen una gran importancia económica en Cuba. En la actualidad el Ministerio de Agricultura (MINAG) trabaja en la sustitución de importaciones de frijol, arroz y maíz. Los cultivos mencionados, así como el maní, constituyen una fuente importante de proteínas, vitaminas y minerales para la alimentación de la población y representan el sustento financiero de muchas familias campesinas (Morales et al., 2016). En Cuba los cultivos de fríjol y maní pese a recibir fertilización convencional, su rendimiento no supera 1,32 y 1,11t.ha-1, respectivamente (Anuario Estadístico de Cuba, 2017; Moreno, 2017).
Sin embargo, se conoce que mediante métodos biotecnológicos se desarrollan alternativas innovadoras para la nutrición de las plantas. En este sentido, se destacan los productos microbianos y orgánicos, que tienen como fin reducir riesgos de contaminación del agroecosistema e incrementar los rendimientos de las plantas (Chala et al., 2013; Chen et al., 2014; Kuotsu et al., 2014). En tal dirección, muchos agricultores utilizan los microorganismos eficientes (ME), como alternativa a los fertilizantes convencionales (Álvarez et al., 2012). Los ME se consideran como un cultivo mixto de microorganismos benéficos. Estos, al ser inoculados al suelo incrementan la actividad biológica del mismo, así como, en las plantas activan los mecanismos de defensa, potencian la nutrición, el crecimiento y el rendimiento (Núñez et al., 2017).
Los ME contienen microorganismos de tres géneros principales: bacterias, levaduras y hongos. Las bacterias constituyentes de ME intervienen en la síntesis de aminoácidos, ácidos nucleicos, sustancias bioactivas y azúcares. Sin embargo, las levaduras se relacionan con la producción de hormonas y enzimas que intervienen en la división celular activa. Sus secreciones son sustratos útiles para la alimentación de otros microorganismos eficientes como los hongos, mientras que los hongos, actúan sobre los componentes de la materia orgánica y la degradan, aportando elementos nutritivos a las plantas y sintetizan sustancias bioactivas y antibióticos que regulan las poblaciones de ciertos microorganismos fitopatógenos. Por ello, la acción conjunta de estos grupos microbianos tiene un efecto significativo en la activación de importantes procesos fisiológicos y metabólicos en las plantas (Goswami et al., 2014).
Por otro lado, sustancias orgánicas bioactivas como el Quitosano, extraída fundamentalmente del caparazón de los crustáceos, la cutícula de ciertos insectos y la pared celular de algunas especies fúngicas, posee un amplio uso agrícola. Se utiliza pricipalmente como biofertilizante, movilizador de nutrientes del suelo, activador de mecanismos de defensas de las plantas y estimulador del desarrollo y el rendimiento vegetal (Shehata et al., 2012; Nadège et al., 2015; El-Eleryan, 2015). Por lo tanto, se considera que la acción combinada de ME y Quitosano pueden influir en la nutrición del frijol y el maní, con un consecuente incremento del rendimiento de estas especies vegetales, sin causar afectaciones al ambiente. Teniendo en cuenta lo expuesto, esta investigación se realizó con el objetivo de evaluar el efecto de la aplicación simple y combinada de microorganismos eficientes y quitosano en el crecimiento y el rendimiento de los cultivos de frijol y maní.
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se realizó en la Cooperativa de Créditos y Servicios Fortalecida (CCSF) “Anselmo Aldana Medel”, ubicada en las coordenadas, Latitud 20.335823 y Longitud -76.635658, municipio Bayamo, provincia Granma, entre octubre del 2016 y febrero del 2017. El suelo donde se establecieron los cultivos fue clasificado como un Fluvisol (Hernández et al., 1999), el cual posee una fertilidad media, pH ligeramente ácido (6,5), capacidad de intercambio catiónica media, contenido de P2O5 y K2O muy bajo y bajo, respectivamente. Las labores de preparación de suelo de cruce y surca fueron realizadas con el uso de tracción animal. Posteriormente y un día antes a la siembra, se realizó una aplicación de humus de lombriz sólido a una dosis de 4t.ha-1, como mejorador de la fertilidad del suelo.
Se utilizaron dos bioproductos en el experimento Microorganismos Eficientes, LABIOFAM, Granma-Cuba con una concentración microbiana de 5,10x104; 26,00x105 y 12,11x105 UFC/mL de bacterias, levaduras y hongos, respectivamente y quitosano (Q), INCA-Cuba con una concentración de 4g/L de i.a. Semillas de P. vulgaris var., delicia 364 y A. hipogea var. Cascajal rosado fueron tratadas con cada producto (ME, Q). Para ME la semilla se embebió en una solución al 2%, mientras que, en el tratamiento Q se embebió en solución al 10% de i.a. El tiempo de imbibición fue una hora para cada tratamiento. Al tratar la semilla con ambos productos durante una hora, se obtuvo el tratamiento combinado (Q+ME). Luego las semillas se sembraron en campo, en parcelas experimentales de 16 m2. Se estableció una semilla/sitio, con distancias de 0,70 m x 0,06 m y dos semillas/sitio con distancia de 0,60 x 0,10m para maní y fríjol, en su orden. La población por parcelas fue de 380 y 266 plantas de maní y frijol, respectivamente. Las atenciones culturales posterior a la siembra, fueron realizadas de acuerdo con los instructivos técnicos de estos cultivos (MINAG, 2000; MINAG, 2001).
Al presentarse la cosecha se tomaron aleatoriamente 200 plantas por cada parcela, descartando el efecto de borde. En frijol se determinó la altura de las plantas, el número de vainas por planta, las semillas por vaina, el número de semillas por planta, la masa de 100 semillas y el rendimiento. En maní se registró la altura de las plantas, los ginóforos por planta, las semillas por ginóforos, el número de semillas por planta, la masa de 100 semillas y el rendimiento. Se utilizó un diseño de Bloques al Azar con cuatro tratamientos y cuatro réplicas (4x4). Los resultados se evaluaron a través del Análisis de Varianza Unifactorial y para aquellas variables que presentaron diferencias estadísticas significativas, se aplicó la prueba de Rangos Múltiples de Duncan (p≤0,05). Se utilizó el paquete STATISTICA versión 8.0 para Windows, en los procedimientos estadísticos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Al analizar la variable altura de las plantas en frijol y maní, se registraron diferencias significativas (p≤0,05) entre tratamientos. El mayor crecimiento de frijol se evidenció con Q+ME, comparado con el resto de las variantes experimentales, le prosiguieron ME, Q y finalmente, el control registró el menor crecimiento. En maní, se evidenció que las plantas alcanzaron el mayor crecimiento con el tratamiento Q+ME, seguido de ME y Q, que no se diferenciaron entre sí y finalmente, el control registró el menor crecimiento (Tabla 1).
El resultado expuesto evidenció que la combinación Quitosano y Microorganismos Eficientes registró un 9,23 y 6,11% de incremento en altura en frijol y maní, respectivamente, comparado con el control. Probablemente, el efecto combinado de los bioproductos activó los procesos metabólicos y fisiológicos en las semillas y con ello, potenció la germinación de las mismas y el consiguiente desarrollo de las plantas. Al respecto, recientemente en el cultivo de frijol cv. Cuba-Cueto-25 se logró un mayor desarrollo en la longitud de los tallos, el diámetro de los tallos, el número de hojas y el rendimiendo agrícola con la aplicación de Quitosano, comparado en el control (Morales et al., 2016).
Por otro lado, en condiciones de la provincia Las Tunas, Cuba, el maní se desarrolló mejor en los suelos con contenidos medios de materia orgánica y la biofertilización con hongos micorrízicos arbusculares (González y Pupo, 2017), lo cual se relaciona con el resultado obtenido en la presente investigación, donde se evidenció que en un suelo Fluvisol con fertilidad media, se logró el mayor crecimiento del cultivo en la combinación Quitosano y Microorganismos Eficientes. Nadège et al. (2015) en el cultivo de maíz cv. EVDT 97 STR C1 en condiciones de campo, demostraron que la aplicación de Quitosano combinado con rizobacterias y dosis completa de NPK (nitrógeno, fósforo y potasio), incrementó la biomasa vegetal en un 71,43% comparado con el control.
En plantas de arroz cv. sd20a tratadas con Quitosano se registró entre un 16,57 y 52,00% de incremento en la altura y la longitud de la raíz, comparado con el control (Molina et al., 2017). Por otra parte, González et al. (2015) evidenciaron que la combinación de Microorganisos Eficientes y Trichoderma harzianum potenció el desarrollo de los sistemas foliar y radical en plántulas de cebolla cv. H-7, lo cual redujo el tiempo de las mismas en el semillero.
Al analizar las variables componentes del rendimiento en frijol y maní, se encontraron diferencias significativas (p≤0,05) entre tratamientos. En frijol, se evidenció que las variables vainas por planta y masa de 100 semillas obtuvieron resultados estadísticos similares, con mayores valores en la combinación Q+ME, comparado con los demás tratamientos. No se diferenciaron entre sí ME y Q, así como, Q y control. Estos últimos alcanzaron los menores valores. Las variables semillas por vaina y semillas por planta, obtuvieron resultados estadísticos similares, registrándose los mayores valores en la combinación Q+ME, comparado con los demás tratamientos. ME y Q no se diferenciaron entre sí y el control alcanzó los menores valores (Tabla 2).
En maní, la mayor cantidad de ginóforos por planta se obtuvo en la combinación Q+ME. Le siguieron ME, Q y finalmente el control registró el menor valor. La mayor cantidad de semillas por ginóforos se registró en los tratamientos Q+ME, ME y Q, sin diferencias entre sí y el control registró el menor valor. La mayor cantidad de semillas por planta se constató en la combinación Q+ME comparado con los demás tratamientos. Le siguieron ME y Q, los cuales no se diferenciaron entre sí y el control evidenció el menor valor. La mayor masa de 100 semillas se alcanzó en la combinación Q+ME, seguido de ME y Q, sin diferencias entre sí, así como, Q y control no se diferenciaron y ambos registraron los menores valores (Tabla 2).
El resultado señala, que donde se aplicaron los bioproductos se experimentó un mejoramiento en las variables componentes del rendimiento. Esto pudo deberse a los efectos que poseen el quitosano y los microorganismos eficientes sobre la síntesis de sustancias orgánicas estimuladoras del crecimiento como fitohormonas, vitaminas y metabolitos secundarios que tienen un efecto estimulador del rendimiento y activan mecanismos de defensa de las plantas. Así como, su influencia en una mejor nutrición vegetal (Kearney et al., 2015). Lo que demuestra la aplicabilidad práctica de estos bioproductos en la producción sostenible de frijol y maní.
Al analizar la variable rendimiento en frijol y maní, se observaron diferencias significativas (p≤0,05) entre tratamientos. El rendimiento en frijol y maní experimentó un comportamiento estadístico similar, evidenciándose que en ambas especies vegetales el mayor valor se registró en la combinación Q+ME, le siguieron ME y Q, sin diferencias entre sí y finalmente el control registró el menor rendimiento (Figura 1). Los resultados expuestos evidencian un incremento del rendimiento en ambos cultivos en la combinación Q y ME de 61 y 26%, consecuentemente, comparado con el control. Lo cual señala, que estos bioproductos pudieron tener un efecto beneficioso en la nutrición y la sanidad vegetal, elementos claves para lograr altos rendimientos en condiciones de campo. Los valores de rendimiento alcanzados en la investigación superaron los informados para estas especies, las cuales no rebasan 1t.ha-1 en la provincia Granma (AEC, 2017).
C: Control, Q: Quitosano, ME: Microorganismos Eficientes, Q+ME: Combinación quitosano+microorganismos eficientes, CV: Coeficiente de variación. Letras distintas sobre las barras indican diferencias significativas (p≤0,05) según la prueba de rangos múltiples de Duncan.
Al respecto, Álvarez et al. (2012) informan que los microorganismos eficientes posibilitan a las plantas la síntesis de aminoácidos, ácidos nucleicos, vitaminas, hormonas y otras sustancias bioactivas que promueven el desarrollo y el rendimiento. Mientras que, el Quitosano tiene un efecto potenciador en la síntesis de sustancias bioactivas, la división y la elongación celular, así como, en la inducción de resistencia en presencia de plagas (Bautista-Baño et al., 2013). Lo expuesto, sugiere que el efecto combinado de estos bioproductos potenció el desarrollo y el rendimiento de las plantas objeto de estudio.
En Cuba, en el año 2016 se establecieron 122 545 ha de frijol, las cuales registraron un rendimiento de 1,32t.ha-1 (AEC, 2017). Al comparar dicho rendimiento con el obtenido en esta investigación, se demuestra que la combinación Quitosano y Microorganismos Eficientes experimentó un 104% de incremento en el rendimiento, lo que evidencia las potencialidades de estos bioproductos en la producción sostenible de frijol. Por otra parte, MINAG (2010) informó que el cultivar de maní Cascajal Rosado puede lograr un potencial de rendimiento de 3,3t.ha-1. No obstante, el promedio histórico en Granma oscila entre 0,8-1,11t.ha-1 (AEC, 2017). Los resultados obtenidos en este trabajo superaron considerablemente el promedio provincial, por tanto, la aplicación combinada de Microorganismos Eficientes y Quitosano representan una alternativa viable para la producción sostenible de esta especie vegetal.
En plantas de maní, Kearney et al. (2015) demostraron que el uso combinado de tecnologías microbiológicas permite mejorar el rendimiento de esta especie. Mientras que, Díaz et al. (2015) encontraron que la aplicación combinada de hongos y bacterias posibilitó el incremento del rendimiento. Lo expuesto, tiene una estrecha relación con los resultados alcanzados en la presente investigación en la combinación Quitosano y Microorganismos Eficientes. Por otro lado, plantas de col de repollo establecidas en organopónico registraron un incremento del rendimiento de 20% con la aplicación de Microorganismos Eficientes, comparado con el control (Álvarez et al., 2012).
Recientemente, Núñez et al. (2017) demostraron que la zanahoria en condiciones de organopónico incrementó hasta un 19,67% el rendimiento, con la aplicación de Microorganismos Eficientes, comparado con el control. Mientras que, Navia et al. (2013) informaron que la inoculación de Microorganismos Eficientes al agroecosistema, mejora las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, así como, el crecimiento, el rendimiento y la calidad de las cosechas, debido principalmente a una mejor nutrición y sanidad de las plantas.
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en esta investigación señalan que la aplicación combinada de Quitosano y Microorganismos Eficientes, potencian el desarrollo de las plantas, así como, el rendimiento y sus componentes. Estos bioproductos son una alternativa eficiente para la producción sostenible de P. vulgaris y A. hipogea.