Efectividad de la cepa nativa de Azotobacter chroococcum Tu-24 en el cultivo del pimiento

Se desarrolló un experimento en el período comprendido entre los meses de diciembre de 2005 a Marzo de 2006 sobre un suelo Pardo mullido carbonatado utilizando el cultivo del pimiento (Capsicum annum, L.) variedad "Español", para evaluar la efectividad de la cepa nativa de Azotobacter chroococcum (Tu-24), en comparación con un testigo sin inocular. El experimento se realizó en condiciones de campo, en un área de la CCSF "Omar Pérez Pérez", ubicada en la localidad de Palmarito del Municipio Las Tunas, provincia Las Tunas, que es atendida por la Empresa de Cultivos Varios "Tunas", utilizándose un área total de 1 ha. Se utilizó un diseño de bloques al azar con 2 tratamientos y 4 réplicas, a los que se le realizaron diferentes evaluaciones: análisis foliar en tres momentos (inicio de la floración, floración plena y 50% de los frutos formados), análisis bromatológico de los frutos, masa promedio, ancho y largo de los frutos, biomasa de los restos de cosecha y rendimiento. Los resultados mostraron que la cepa nativa Tu–24, manifestó los mejores resultados difiriendo significativamente con el testigo sin inocular en la mayoría de los indicadores evaluados.

Palabras claves: Capsicum annum, L. Azotobacter chroococcum, cepa.

Introducción

El creciente uso de fertilizantes químicos, pesticidas y herbicidas para el desarrollo agrícola han sido identificados como uno de los principales contaminantes de los suelos y las aguas.

Se hace necesario promover modelos ajustados a una base ecológica, donde sus principales objetivos sean, el desarrollar sistemas productivos, equilibrados, económicos, productivos, sustentables y socialmente justos capaces de mantener una producción estable de alimentos a costos razonables (García, 1993).

Por lo que sin duda alguna se hacen imprescindibles las constantes búsquedas y el desarrollo de investigaciones para reincorporar una racionalidad más ecológica a la producción agropecuaria, lograr la sustentabilidad agrícola. Una agricultura orgánica de sustitución de insumos como reemplazo de agroquímicos tóxicos y caros, por insumos alternativos (biofertilizantes) más benignos ambientalmente.

El uso cada vez mayor de microorganismos en la agricultura, constituye una alternativa promisoria frente a los fertilizantes químicos, es la metodología para obtener altos rendimientos a nivel mundial, ya que es imprescindible renovar la reserva de nutrientes que se han perdido en el suelo; o sea, llegar a una agricultura sostenible a largo plazo, siendo la fijación biológica de nitrógeno una vía para renovar estas pérdidas (Hernández, 2002).

El objetivo general de este trabajo fue evaluar en condiciones de producción la cepa nativa de A. chroococcum (Tu-24) aislada de suelo Pardo mullido carbonatado de la provincia Las Tunas en el cultivo del pimiento (C. annum, L.), variedad "Español", a los efectos de comparar su comportamiento biológico y agroeconómico con un testigo sin inocular. Como objetivo específico determinar en condiciones de producción el comportamiento en indicadores fisiológicos, bioquímicos y de rendimiento en el cultivo del pimiento (C. annum, L.), variedad "Español", de la cepa nativa de A. chroococcum (Tu-24) en comparación con un testigo sin inocular en un suelo Pardo mullido carbonatado de la provincia Las Tunas.

Materiales y Métodos

3.1. Condiciones experimentales.

El experimento se llevó a cabo bajo condiciones de campo, en la CCSF "Omar Pérez Pérez", ubicada en la localidad de Palmarito del Municipio Las Tunas, provincia Las Tunas, que es atendida por la Empresa de Cultivos Varios "Tunas", sobre un suelo Pardo mullido carbonatado, utilizándose un área total de 1 ha.

El análisis químico y caracterización, del suelo se desarrolló en el Laboratorio Provincial de Suelo de Camagüey. Para la determinación de la materia orgánica se utilizó el método colorimétrico, en el caso del fósforo y el potasio se determinó por espectrofotometría de llama, para el pH y para la determinación de sales se utilizó el método de conductividad eléctrica, cuyos resultados aparecen en la tabla 1.

Tabla 1.Características químicas del suelo.

Los datos climáticos fueron tomados de los registros de la Estación Meteorológica Provincial, cita en Lucas Ortiz, entre Fernando Suárez y Calixto Sarduy, Las Tunas, (CITMA, 2006) y se muestran en la tabla 2.

Tabla 2: Comportamiento de las variables climáticas para todo el periodo.

Las posturas de pimiento utilizadas fueron de la especie (Capsicum annum, L) variedad "Español" adquiridas en el Complejo Hortícola Río Potrero. El experimento se montó siguiendo un diseño de bloques completamente al azar con dos tratamientos y cuatro réplicas utilizándose un marco de plantación de 0.70 x 0.35 m.

En el momento del transplante se imbibió el sistema radical de las posturas del tratamiento en el biopreparado con la cepa nativa (Tu-24) de A. chroococcum durante 30 min a razón de 5 L.

El experimento fue plantado el 15 de diciembre de 2005 y cosechado a los 72 días después del transplante.

Los tratamientos utilizados fueron:

• 1- Testigo: Sin aplicación de Azotobacter.

• 2- Tu-24: Cepa autóctona, aislada del suelo Pardo mullido carbonatado de Las Tunas.

Se conformaron 8 parcelas donde se analizaron 2 tratamientos con 4 réplicas. El área total del experimento fue de 1 ha, con 286 plantas por surco, para un total de 5 000 plantas por parcela, el número de plantas en el experimento fue de 40 000. El área de cálculo fue de 1 200 m2, la cantidad de plantas en el área de cálculo fue de 4 800.

Para determinar el área de cálculo se eliminaron las plantas que se encontraban en los surcos exteriores y las primeras plantas de los extremos, para así evitar el efecto de borde.

Las labores de preparación del suelo se realizaron según el Instructivo Técnico del cultivo del pimiento vigente (Cuba, 2000). Previo al establecimiento del cultivo se realizó un riego, los restantes estuvieron en dependencia de la humedad del suelo y la exigencia del cultivo.

El trasplante se realizó de forma manual al igual que las atenciones culturales. No se realizaron aplicaciones de fertilizantes, ni productos químicos para el control de las plagas, enfermedades y malezas; esta última se realizó de forma manual garantizándose mantener al cultivo libre de plantas indeseables.

Mediciones realizadas:

1-Análisis foliar en tres momentos

2-Análisis bromatológico de los frutos.

3-Peso medio de los frutos (en balanza analítica).

4-Ancho y largo de los frutos (con pie de rey)

5-Biomasa de los restos de cosecha (en balanza analítica y con estufa)

6-Rendimiento (t.ha-1).

3.2. Métodos de análisis empleado para evaluar las mediciones.

Todas las mediciones fueron sometidas a un análisis estadístico (en soporte magnético, sistema automatizado del ICA 1998), empleándose el análisis de varianza para diseño completamente al azar y comprobándose las medias donde se encontró significación entre los tratamientos a través de la prueba de Duncan. (Lerch.1997).

3.3. Obtención de los biopreparados.

Los biopreparados se obtuvieron en el Laboratorio de Microbiología del Centro Universitario "Vladimir Ilich Lenin" de Las Tunas, utilizándose las cepas de A. chroococcum nativas, aisladas en el año 1995 por el INIFAT y el CULT para los suelos objeto de estudio.

Estas se fermentaron en zaranda a 210 rpm, utilizando como medio de cultivo Dimargón modificado (Dibut, et al., 1990), cuyos componentes son:

• Sacarosa 20g

• Ca CO3 1-5g

• HCl 0.2mL

• Mg SO4 7H2O 0.2g

• Fe SO4 0.15g

• K2 HPO4 1g

• NH4 NO3 3g

• Solución de microelementos 1mL

• H2O destilada 1L

pH = 7 (neutro)

Los componentes se pesaron en balanza analítica, una vez preparado el medio se esterilizó a 121 Co y una atmósfera en autoclave. El pre-inóculo se obtuvo en placa petri que contenían el medio de cultivo anterior más Agar, después de realizada la presiembra, efectuada en el flujo laminar, se incubó a 37 Co por 72 horas.

Pasado el tiempo de fermentación en zaranda, se obtuvo la densidad óptica necesaria para la cepa, efectuando el conteo en cámara de Neubauer quedando de la siguiente forma:

3.4. Técnicas operativas realizadas para el análisis foliar y bromatológico.

Nitrógeno.

Este se determinó por el método Nítrico Amoniacal (método analítico) el cual tuvo como objetivo determinar el nitrógeno que forma parte de los compuestos nitrogenados en el tejido vegetal. Este método es el idóneo porque se adecua perfectamente para obtener analíticos necesario a emplear como base para el diagnóstico foliar y su uso en la corrección de diferencia nutritiva en los cultivos.

Fundamento

La determinación de nitrógeno se realizó empleando
el reactivo de Nesller que es una disolución de yodo mercurato de potasio
alcalinizado con hidróxido de sodio o hidróxido de potasio, este
en presencia del amoniaco y liesazado por la acción de álcalis
origina una coloración amarillo.

NRAC- 565:19982– Análisis foliar. Método de muestreo.

Fósforo.

Este se determinó mediante el método calorimétrico.
El cual tuvo como objetivo establecer los lineamientos generales para efectuar
los análisis de fósforo total en tejido vegetal por vía
calorimétrica. Este método es idóneo por su precisión
y productividad.

Fundamento

Está basado en la formación del complejo amarillo fósforomoliblico
de gran estabilidad, se atribuye que en presencia del vanadio el ácido
fosforito forma con los iones del moligdato un complejo promógeno el
cual varia su intensidad de color amarillos en dependencia de las concentraciones
de fósforos presente en la solución.

Potasio.

Objetivo: Determinar las concentraciones de potasio en % en el tejido
vegetal. Este método permitió conocer con exactitud las concentraciones
de este elemento en la planta pudiéndose diagnosticar el estado nutritivo
de la misma.

Fundamento

Se basa en la medición de la intensidad de las líneas espectrales
las que son características de cada elemento, esto se logró mediante
el análisis del extracto obtenido en el espectrofotómetro, la
lectura obtenida es referida a una curva de calibración previamente trazada
sobre patrones de concentraciones conocidas.

Calcio y Magnesio.

Objetivo: Determinar de forma simultanea los contenidos de Ca y Mg presentes
en el tejido vegetal, pudiendo determinar el estado carencial o no en la planta,
lo cual permite corregir la deficiencia mediante el empleo de fertilizantes.

Fundamento

Para determinar estos elementos se utilizó el método de
valoración complexo métrica, el cual se fundamenta en el empleo
del benceno por su gran capacidad para la formación de complejo con varios
cationes como el Ca y Mg.

Para la determinación del Ca se propicia la formación de
un complejo con los iones Ca de color rojo anaranjado en presencia del indicador
mureccida (pH=12) este se convierte en violeta cuando los iones Ca son totalmente
capturados por el benceno.

Para el Mg sobre este mismo extracto se propicia la formación
de un complejo de color vino tinto al actuar el indicador Elio cromo negro con
los iones Mg el cual pasa a azul brillante cuando todos los iones de Mg han
sido eliminado por el benceno.

3.5. Análisis económico.

Para el análisis económico de los resultados se empleó
el método de comparación con los siguientes indicadores:

º Se partió del rendimiento (R) en t.ha-1 y el costo de producción
para una hectárea teniendo que:

º El valor de la producción (Vp) se obtuvo al multiplicar
el rendimiento por el precio de venta.

º Costo de producción (Cp) implica los gastos del proceso productivo.

Cp = Sum.g, donde Cp = costo de producción.

Sum.g = sumatoria de los gastos.

º Costo unitario (Cu) se tomó el costo de producción y se dividió entre la producción en toneladas.

Cu = Cp / Pf donde: Cu = costo unitario.

Cp = costo producción.

Pf = producción física.

º Costo por pesos (Cv) se tomó el costo producción y se dividió entre el valor de la producción.

Cv = Cp / Vp donde: Cv = costo por peso.

Cp = costo producción

Vp = valor de la producción.

º Ganancia (G) se tomó el valor de la producción y se le restó el costo de producción.

G = Vp-Cp donde: G = ganancia.

Resultados y discusión

Para los elementos contenidos en la parte foliar en los tres momentos evaluados, (Inicio de floración, floración plena y 50% de frutos formados), se observó que en el primer momento muestreado el nitrógeno no presentó diferencia entre de los tratamientos evaluados, no siendo así para el 2 y 3 muestreo donde el contenido de este elemento se encontró en mayores proporciones en las plantas inoculadas con la cepa nativa Tu-24, difiriendo significativamente con el testigo sin inocular, en el fósforo no existió diferencia entre el testigo y el tratamiento inoculado, en ninguno de los tres momentos analizados, para el potasio en el primero y segundo momento evaluado no existe diferencia entre los tratamiento no siendo así al encontrarse el 50% de los frutos formado reportándose el mayor contenido de potasio en las plantas, para el calcio y el magnesio en el inicio de la floración tiene un comportamiento ambiguo, para la floración plena y el 50% de los frutos formado no existió diferencia significativa entre tratamiento.

Tabla 3. Análisis foliar en tres momentos del cultivo.

*Medias con letras diferentes difieren Significativamente, p < 0.05.

Los resultados coinciden con los obtenidos por Escalona, (2005), donde los valores de nitrógeno fueron mayores en las plantas inoculadas difiriendo significativamente del testigo, para el segundo momento muestreado, no siendo así para el primer y tercer momento. Para el contenido de fósforo no hubo diferencias significativas entre tratamiento coincidiendo con el autor antes mencionado, para el potasio en el primer y segundo muestreo no existió diferencia entre tratamiento, no siendo de esta forma para el tercer muestreo donde existió diferencia significativa a favor de la cepa, en el calcio y el magnesio los resultados obtenidos no se corresponden con los alcanzados por Escalona.

En la investigación realizada por Leyva, (2005), en el cultivo del tomate sus resultados coinciden con los de este trabajo en el elemento nitrógeno, para el segundo y tercer momento muestreado, no coincidiendo en el primer momento, en este experimento, para el fósforo no existió diferencia entre tratamientos lo que no coincide con los resultados obtenidos por dicho autor en los cuales si existió diferencia significativa favoreciendo al tratamiento con la cepa inoculada, el potasio, coincide en el tercer momento muestreado no siendo así para el resto de los momentos, para el calcio y el magnesio coinciden los resultados con los expuestos en nuestro estudio en el primer momento de ambos elementos y no coinciden para el resto de los momentos.

Tabla 4. Análisis bromatológico de los frutos.

* Letras diferentes difieren para P<= 0.05.

Los resultados obtenidos en el análisis bromatológico de los frutos al ser procesados arrojaron que el nitrógeno presentó diferencia significativa en las plantas inoculadas con la cepa nativa Tu-24, con respecto al testigo, y para el resto de los elementos no presentaron diferencia significativa.

Estos resultados corroboran los obtenidos por Escalona, (2005), donde se encontró un mayor contenido de nitrógeno en las plantas inoculadas diferencia significativamente del testigo, este autor obtuvo un mayor contenido de fósforo y calcio en las plantas no tratadas, no siendo así para los valores alcanzados de potasio y magnesio, los cuales están a favor de las plantas tratadas, estos resultados no coinciden con los obtenidos en este trabajo ya que no existió diferencia significativa entre tratamientos en los valores de fósforo, calcio, magnesio y potasio.

En los resultados obtenidos en análisis bromatológicos de fruto por Leyva, (2005), planteó que en el cultivo del tomate existió diferencia significativa para el potasio y el magnesio, no existiendo diferencia para los restantes elementos, lo plateado por este autor no coincide con este trabajo ya que solamente existió diferencia significativa para el elemento nitrógeno.

Tabla 5. Biomasa de los restos de la cosecha.

* Letras diferentes difieren para P<= 0.05.

Al evaluar los resultados del análisis de la biomasa de los restos de cosecha, se observó que en los diferentes indicadores medidos (Peso fresco y peso seco del área foliar, peso fresco y peso seco de la raíz), se presentó diferencia significativa en las plantas inoculadas con la cepa nativa Tu-24, con respecto al testigo sin inocular.

Los resultados obtenidos en este trabajo están en correspondencia con los reportados por Dibut, et al., (1990); Acosta y Martínez (1995), quienes coinciden en señalar que la inoculación de esta bacteria mejora notablemente el crecimiento y el desarrollo de esta planta hortícola, lo que repercute de manera positiva posteriormente en la producción de materia seca y en los rendimientos agroindustriales de este cultivo.

Por otra parte, Dibut et al., (1994), realizaron un experimento a cerca del efecto de la inoculación con A. chroococcum sobre distintas características fisiológicas de las plantas de tomate (L. esculentum, Mill) en la fase de semillero y comprobaron que la aplicación de este bioproducto favoreció el incremento del área foliar y el contenido de pigmentos fotosintéticos (clorofila y carotenoides), lo que produjo a su vez un incremento en la dinámica de crecimiento y en el desarrollo fisiológico de las plantas de este cultivo.

Tabla 6: Componentes del rendimiento medidos durante la cosecha.

* Letras diferentes difieren para P<= 0.05.

Después de analizado el resultado de las mediciones de los indicadores(peso medio, Largo y ancho de los frutos), se observó que el tratamiento inoculado con la cepa Tu-24 superó de manera significativa al testigo, comportándose el rendimiento de forma similar, mostrándose un incremento de 4.58 (t.ha-1) con respecto al testigo, lo cual significó un 48.36 % de incremento.

Estos resultados se corresponden con los de Martínez y Dibut, (1996), quienes plantean que al utilizar biopreparados a base de A. chroococcum, el peso y el largo promedio de los frutos son mayores que en las variantes no tratadas.

Holliffe, (1995), estudiando la dinámica poblacional de los componentes del rendimiento del Capsicum annum, logró incrementar los rendimientos cuando se aplican biofertilizantes con cepas de A. chroococcum nativas en comparación con el testigo, sin ser inoculado, aunque en una variedad diferente a la estudiada.

Todo lo antes expuesto ratifica lo planteado en estudios realizados por Dibut, et al., (1992); Páramo, et al., (1998), que con la aplicación de A. chroococcum, se incrementan los rendimientos. Martínez, et al., (1992), pero en el cultivo de la lechuga lograron incrementar los rendimientos promedios en un 30%, lo que comprobó la eficacia del biopreparado. Martínez, y Dibut, (1996), en del cultivo de tomate, plantean un incremento promedio del rendimiento del 25% en época normal y 40% fuera de época. Similares resultados obtuvieron González, et al., (2002), en el cultivo del tomate; pero en condiciones de organopónico en la provincia de Camagüey. Ravelo, et al., (2000), en el cultivo de la cebolla demostraron que A. chroococcum influyó positivamente en el rendimiento y sus componentes.

Los resultados indican que existió un incremento del rendimiento asta en un 41.5 % cuando se inocularon los tratamientos con A. chroococcum en comparación con el testigo sin inocular, lo que pone de manifiesto la efectividad de la cepa nativa. Estos resultados se corresponden con los obtenidos por Ravelo, et al., (2000), quiénes aplicando A. chroococcum en el cultivo de la cebolla incrementaron los rendimientos en los tratamientos inoculados desde el 12 hasta el 50%.

González, et al., (1998), estudiando la influencia de cepas de A. chroococcum en una secuencia de cultivos en organopónico (tomate, pepino y lechuga), evidenció resultados que incrementaron los rendimientos hasta un 70% con relación a los tratamientos no inoculados.

Al analizar la efectividad de las cepas se apreció que todas estimularon, en mayor o menor cuantía, al menos uno de los indicadores evaluados, lo que sugiere que la producción de sustancias fisiológicamente activas constituye un factor común a dichas cepas. Estos resultados coinciden con los obtenidos por Dibut, et al., (1990), en el cultivo del tomate con otras cepas, lo que es un complemento de las hipótesis de este y otros autores, (Rodríguez y Blanco, 1994; Salazar y González, 1994; Acosta, et al., 1995 y González, et al., 1995) citado por (López, 2002) de que tal comportamiento parece ser una característica afín de la cepas presentes en los suelos de Cuba

Tabla 7: Valoración económica.

En la tabla 7, se refleja el comportamiento de algunos parámetros económicos de los rendimientos logrados partiendo del valor de la producción obtenida en los tratamientos y del costo de producción. Como podemos observar todas las variantes experimentales produjeron ganancias, pero el mayor efecto económico se alcanzó en el tratamiento en que se inoculó con la cepa nativa Tu-24 de A. chroococcum, la cual presentó mayor ganancia, menor costo por peso y el menor costo unitario

Conclusiones

• 1. El uso de la cepa nativa de A. chroococcum Tu–24 provocó un mayor porcentaje de los macroelementos (N-K-Mg) contenidos en el fruto y en el área foliar.

• 2.  La cepa nativa Tu-24 tuvo un mejor comportamiento al superar al testigo sin inocular en la mayoría de los indicadores del rendimiento evaluados.

• 3. La efectividad de la cepa nativa Tu–24 fue superior al permitir mayores ganancias, menor costo por peso, menor costo unitario que el testigo sin inocular.

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Datos Autor

Yusniel Alberto Núñez Acosta (Ingeniero Agrónomo y Máster en Bioseguridad). Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente Las Tunas Cuba. Centro Meteorológico Provincial Las Tunas.

Autor:

Ing.Yusniel Núñez Acosta

MSc Juan Corria Santos