Introducción

El cultivo del chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) ha tomado relevancia en los últimos ocho años en el Pacífico Centro de México, en los estados de Michoacán (^{Tapia-Vargas et al. 2016}), Colima (^{Chan-Cupul et al. 2024}; ^{Llamas-Rodríguez et al. 2024}), Jalisco y Nayarit (^{Luna-Fletes et al. 2023}). En estos estados, la producción de C. chinense se realiza tanto en campo abierto como en agricultura protegida, sin embargo, en su mayoría se cultiva en agricultura protegida (casa malla, malla sombra e invernadero) (^{Valdovinos-Nava et al. 2020}). La producción se lleva a cabo mayormente en suelo (^{Chan-Cupul et al. 2024}, ^{Llamas-Rodríguez et al. 2024}), aunque existen estudios realizado en sustratos como fibra y polvillo de coco (^{Llamas-Rodríguez et al. 2024}), pumita (^{Luna-Fletes et al. 2023}) y mezclas de tezontle con fibra de coco y composta (^{Moreno-Salazar et al. 2020}). Las variedades e híbridos cultivados mayormente son los de maduración naranja, aunque se tienen registrados frutos con maduración rojo (^{Toscano-Verduzco et al. 2019}) y chocolate (^{Tapia-Vargas et al. 2016}). Los rendimientos varían de 34.3 a 65.8 t ha^-1 de acuerdo con el tipo de tecnología y fertilización empleada (^{Moreno-Salazar et al. 2020}; ^{Llamas-Rodríguez et al. 2024}).

El fruto de C. chinense posee una rica composición nutraceútica, ya que contiene más de cincuenta compuestos y metabolitos, entre los que se incluyen azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos de cadena corta, nucleósidos, colorantes, resinas, pentosanos, elementos minerales y muy poco aceite volátil (^{Ramírez-Meraz et al. 2024}). También son una excelente fuente de compuestos nutricionales, como ácido ascórbico (vitamina C), carotenoides (provitamina A), capsaicinoides y polifenoles (^{Datt-Joshi et al. 2017}), lo que hacen de este cultivo uno de los más importantes para la industria farmacéutica y nutrimental (^{Satish-Chhapekar et al. 2020}). Sin embargo, el cultivo de hortalizas, incluyendo el cultivo de C. chinense, presenta uno de los retos más grandes, el cambio climático, el cual ocasiona el aumento de la temperatura ambiental y con ello sequias que resultan en un estrés hídrico en la planta (^{Goto et al. 2021}). Asimismo, estos factores abióticos favorecen el incremento de las poblaciones de insectos fitófagos (plagas) y algunos patógenos (enfermedades) (^{Subedi et al. 2023}).

Una estrategia de bajo impacto ambiental para incrementar los rendimientos del cultivo de C. chinense y que contribuye a mitigar los efectos del cambio climático (estrés hídrico) es el uso de bioestimunlates, los cuales se definen como “sustancias, microorganismos y materiales, con excepción de nutrientes y plaguicidas, que cuando se aplican a plantas, semillas o sustratos de cultivo en formulaciones específicas, tienen la capacidad de modificar los procesos fisiológicos de las plantas de una manera que proporcionan beneficios potenciales para el crecimiento, desarrollo y/o respuesta al estrés” (^{Ertani et al. 2014}, ^{du Jardi 2015}). Los bioestimulantes pueden clasificarse de acuerdo con su origen como sustancias húmicas (ácidos húmicos, fúlvicos y huminas), proteínas hidrolizadas (de origen vegetal y animal) y extractos de vegetales, algas marinas y microorganismos (micorrizas, microalgas, bacterias, actinobacterias y hongos filamentosos (^{Sible et al. 2021}, ^{Kumari et al. 2022}).

Tomando la presente definición y clasificación de los bioestimulantes, son escasos los estudios desarrollados con fines de mejorar el desarrollo, rendimiento y tamaño de fruto de C. chinense, puesto que, mayormente los estudios realizados han sido sobre Capsicum annuum (chile verde, jalapeño y pimiento). Al respecto, ^{Robles-Hernández et al. (2015)} evaluaron caldos de Streptomyces spp. (PRIO41) como promotor de crecimiento vegetal y agente de control biológico contra Fusarium sp. en C. annuum, resultando que la inoculación del extracto de la actinobacteria redujo la marchitez causada por el fitopatógeno hasta un 40% y mejoró la altura de planta, área foliar, longitud de raíz, biomasa seca foliar y radical, demostrando que el extracto de Streptomyces spp. PRIO41 es un bioestimulante microbiano en C. annuum.

Recientemente, ^{Ruiz-Sánchez et al. (2022)} evaluaron el efecto de tres bioestimulantes foliares: extracto de algas (Nutri Alga®), ácidos húmicos derivados de Leonardita (Humitron 12L®) y L-aminoácidos, péptidos y polipéptidos de origen natural (Amikrone®) en el crecimiento y características foliares de C. chinense en etapa de almácigo y maceta. Los autores reportaron que la aplicación de ácidos húmicos incrementó el número de hojas y diámetro de tallo de C. chinense en almácigo; mientras que, en las macetas los ácidos húmicos incrementaron el grosor y dureza de hoja. Estos antecedentes confirman el interés de evaluar el efecto de diferentes bioestimulantes en el crecimiento y rendimiento de C. chinense. Por lo tanto, el objetivo fue evaluar el crecimiento y rendimiento de chile habanero con aplicaciones foliares de bioestimulantes bajo condiciones de invernadero en Tecomán, Colima.

Materiales y métodos

Resultados

A los siete días después del trasplante (ddt) se encontraron diferencias significativas (p = 0.0281) en la altura de planta; sin embargo, ninguno de los tratamientos superó al testigo (Tabla 2). A medida que avanzó el experimento, se registraron diferencias significativas entre los tratamientos, a los 49, 56 y 63 ddt. El tratamiento Castell^® mejoró la altura de planta de C. chinense, respecto al testigo. Los incrementos fueron de 8.8, 8.5 y 7.1%, a los 49, 56 y 63 ddt, respectivamente (Tabla 2).

La aplicación de los bioestimulantes incrementó el grosor del tallo, Kelpak® incrementó significativamente (p < 0.05) el diámetro de tallo con respecto al testigo a partir del 21 hasta los 70 ddt, los incrementos oscilaron entre el rango de 8.0 al 24.8% (Tabla 3). Asimismo, Castell® mejoró el diámetro de tallo de C. chinense a partir del 28 a los 56 ddt, el porcentaje de incremento fue en un rango de 8.22 a 24% (Tabla 3).

Kelpak® incrementó, respecto al testigo, el IC de C. chinense en los 21, 28, 35, 56 y 63 ddt, los incrementos oscilaron entre 4.5% (35 ddt) y 26% (28 ddt, Tabla 4). Mientras que el Castell® solo mejoró el IC en tres muestreos, a los 28 (27.4%), 35 (4.6%) y 63 ddt (8.4%). El tratamiento BliteFree® solo a los 28 ddt permitió mayor IC (27.4%) en plantas de C. chinense (Tabla 4).

Durante un periodo consecutivo de 21 días (21 al 42 ddt) en la etapa de desarrollo de la planta, los tres bioestimulantes permitieron un mayor IAF (p < 0.05) en C. chinense comparado con el testigo (Tabla 5). Los incrementos oscilaron en un rango de 25.6 a 108.0%, siendo Kelpak® el producto que permitió un mayor incremento en el IAF (Tabla 5).

La aplicación foliar de los bioestimulantes incrementó significativamente la calidad de fruto de C. chinense con respecto al testigo. Kelpak®, BliteFree® y Castell® aumentaron en 2.86, 3.56 y 3.27 g el peso de fruto, respectivamente (Tabla 6); el largo en 4.08 (Kelpak®), 4.2 (BliteFree®) y 3.18 mm (Castell®), y el ancho en 3.06 (Kelpak®), 3.2 (BliteFree®) y 3.37 mm (Castell®), respectivamente (Tabla 6).

La aplicación de los bioestimulantes mejoró las variables de rendimiento, los tres productos evaluados mejoraron el número de frutos planta^-1, kg planta^-1 y t ha^-1 (Tabla 6). En promedio los bioestimulantes evaluados incrementaron 32.58, 35.35 y 39.60% los frutos planta^-1, kg planta^-1 y t ha^-1 de C. chinense. Los valores más altos de rendimiento se obtuvieron al aplicar Castell® con 96.55 frutos planta^-1, 1.45 k planta^-1 y 32.36 t ha^-1, comparado con los valores del control con 66.90 frutos planta^-1, 0.99 kg planta^-1 y 22.00 t ha^-1.

Discusión

Los bioestimulantes mejoraron las variables de crecimiento y rendimiento de C. chinense bajo condiciones de invernadero. El extracto de Streptomyces spp. (Castell®) destacó ligeramente sobre el extracto de E. máxima (Kelpak®) y Streptomyces spp. (BliteFree®). En estudios previos, bajo condiciones in vivo (macetas), ^{Ertani et al. (2014)} diseñaron y evaluaron dos bioestimulantes derivados de plantas de alfalfa (AH) y uva tinta (RG) en el desarrollo y rendimiento de C. chinense, la aplicación de 50 mL L^-1 incrementó el número de hojas y frutos totales, los incrementos en número de hojas fueron de 66.3 y 164.0%, para RG y AH; mientras que, los incrementos en el número de frutos fueron de 57.4 y 116.3%, respectivamente. El incremento en número de frutos fue mayor a los del presente estudio (32.58%), posiblemente este resultado se deba a la composición de los compuestos naturales de las plantas comparado con los compuestos de macroalgas marinas (E. maxima = Kelpak®) y actinobacterias (Streptomyces spp.= Castell® y BliteFree®). Los principales compuestos en AH y RG reportado por ^{Ertani et al. (2014)} fueron ácido indolacético e isopenteniladenosina; asimismo, los espectros de resonancia magnética nuclear mostraron grupos funcionales de aminoácidos en AH y polifenoles como el resveratrol en RG.

En otro estudio ^{Ertani et al. (2015)} reportaron que la aplicación de los extractos AH y RG en C. chinense incrementaron el peso de los frutos al aplicar una concentración de 50 mL L^-1, los frutos verdes y rojos pesaron hasta 40 y 30 g, respectivamente, mientas qué los frutos en el control pesaron menos de 15 g. Los bioestimulantes evaluados en el presente estudio mejoraron el peso de fruto de C. chinense, aumentándolo un 19.8% en promedio (Bioestimulantes = 19.46 g, control = 16.24 g). La variación en el peso de los frutos es amplia, si comparamos los pesos de fruto del presente trabajo con los de ^{Ertani et al. (2015)}; sin embargo, esto se puede deber a la variedad empleada o a la especie, puesto que en los estudios de ^{Ertani et al. (2014)} y ^{Ertani et al. (2015)} mencionan que se trabajó con la especie Capsicum chinensis L. cv. Fuoco della Prateira, un germoplasma de maduración amarillo a rojo con forma alargada, muy diferente a C. chinense Jacq. híbrido Megalodon de maduración verde a naranja.

Recientemente, ^{Ruiz-Sánchez et al. (2022)} reportaron que la aplicación de un extracto algáceo (sin especie, NutriAlga®), ácidos húmicos (Humitron®) y aminoácidos (Amikrone®) en plantas de C. chinense en macetas incrementaron en 1.5, 2.7 y 1.8 el número de hojas respecto al control. Mientras que, únicamente los ácidos húmicos incrementaron el diámetro de tallo en 0.4 mm, respecto al control. En el presente trabajo, aunque no se midió el número de hojas, se cuantificó el índice de área foliar, el cual incrementó por efecto de la aplicación foliar de los bioestimulantes evaluados. El incremento estuvo bien marcado en el periodo de 21 a 42 ddt, justo cuando se realizó la tercera aplicación de los bioestimulantes (21 ddt), dónde el incrementó fue mayor si los comparamos con los reportados por ^{Ruiz-Sánchez et al. (2022)}.

El extracto de E. máxima (Kelpak®), posee diversos compuestos que promueven el crecimiento vegetal como el eckol (flototanino) (^{Kulkarni et al. 2019}), citoquinas, auxinas (ácido indol-3-acético), poliaminas (putrescina y espermidina) (^{Papenfus et al. 2012}) y floroglucinol (^{Aremu et al. 2015}). El extracto de E. máxima o sus compuestos aislados se han estudiado ampliamente con resultados positivos en el desarrollo y crecimiento vegetal de espinaca (Spinacia oleracea L.) (^{La-Bella et al. 2021}), jitomate (Solanum lycopersicum L.) (^{Righini et al. 2023}), pimiento (C. annuum) (^{Rekanović et al. 2010}) y arúgula (Eruca vesicaria L. Cav.) (^{Hassan et al. 2021}). Sin embargo, el presente trabajo representa el primer reporte para C. chinense.

Por otra parte, Streptomyces un género de actinobacterias grampositivas, ha sido ampliamente estudiado por su papel en la promoción del crecimiento de las plantas. ^{Amaresan (2018)} y ^{Al-Tammar y Khalifa (2023)} destacan los diversos mecanismos a través de los cuales las especies de Streptomyces mejoran el crecimiento de las plantas, incluida una mejor adquisición de nutrientes, la producción de fitohormonas (ácido indo-3-acético, butirolactona IM2 y VB, butenolida y cinetina) y la supresión de enfermedades (antibiosis). También se ha descubierto que estas actinobacterias producen compuestos bioactivos que benefician a las plantas tales como antibióticos, compuestos orgánicos volátiles y enzimas (^{Sousa y Olivares 2016}). Al respecto, ^{Manullang y Chuang (2020)} reportan que Streptomyces sp. puede mitigar las respuestas al estrés abiótico y promover el crecimiento de las plantas en Arabidopsis thaliana y Brassica sp. mediante la producción de ácido indolacético y la solubilización de fosfatos.

Sin embargo, los extractos naturales, incluyendo los de algas marinas (Kelpak®) y actinobacterias (Castell® y BliteFree®), se originan a partir del tratamiento de las materias primas (Ecklonia máxima y Streptomyces) a través de procesos químicos, físicos o enzimáticos, por lo que la composición del producto final a menudo abarca un amplio espectro de compuestos bioactivos que teóricamente pueden inducir múltiples efectos benéficos en las plantas. En consecuencia, desentrañar el posible mecanismo de acción es a menudo delicado e implica enfoques multidisciplinarios mediante técnicas bioquímicas y moleculares (^{Boukhari et al. 2020}). Tanto los extractos de E. máxima y Streptomyces poseen auxinas (ácido indol-3-acético y ácido indol-3-carboxílico) los cuales promueven el crecimiento radicular y con ello el aumento en la absorción de nutrientes y agua, causando un incremento en el vigor y crecimiento vegetal. Asimismo, se ha demostrado que las citoquininas provenientes de los extractos de E. máxima, favorecen la movilidad de nutrientes en las plantas, inducen radicales libres (especies reactivas de oxígeno) e inhiben la oxidación de xantina combatiendo el estrés abiótico y a su vez promueven el crecimiento y rendimiento de las plantas (^{Panda et al. 2012}).

El uso de bioestimulantes ha sido más estudiado en C. annuum, al respecto ^{Cedeño-Guerra et al. (2020)} reportaron que la aplicación de lixiviado de vermicompost bovina mejoró la longitud de fruta; sin embargo, no mejoró el rendimiento por planta (43.88 t ha^-1) respecto a la fertilización mineral (46.90 t ha^-1). ^{Cobeña-Montes et al. (2022)} reportaron que la aplicación de este mismo bioestimulante (lixiviado de vermicompost bovina) incrementa el contenido relativo de clorofila (CRC) dependiendo del híbrido de C. annuum, puesto que los híbridos Quetzal y Canario incrementaron su CRC en 23.6 y 18.8%, respectivamente; mientras que los híbridos Odin y Nathalie no presentaron incrementos significativos.

^{Nogueira de Moura-Guerra et al. (2023)} evaluaron un bioestimulante (Stimulate®) a base de reguladores de crecimiento (ácido indolbutírico 0.005%, cinentina 0.009% y ácido giberélico 0.005%) en la germinación y crecimiento de plantas de C. annuum. A la dosis de 8 mL L^-1 del producto, se incrementó la germinación un 3%, pero no mejoró el crecimiento de la radícula e hipocótilo. Para el crecimiento se encontraron incrementos en la altura de planta y diámetro de tallo de 5.6 y 12.7%, respectivamente; mientras que el número de hojas no incrementó al aplicar la misma dosis de 8 mL L^-1. Estos resultados coinciden con los del presente estudio en cuanto al aumento en la altura y diámetro de tallo de C. chinense por el extracto de E. maxima, el cual se caracteriza por su alto contenido de auxinas como regulador de crecimiento.

Recientemente, ^{Adame-García et al. (2024)} evaluaron bioestimulante microbianos Genefix® (Bacillus sp., B. megaterium), Trichoderma harzianum y Bio-Terra® (Rhizobium sp., B. subtilis, B. thuriengiensis, Beauveria bassiana y T. harzianum) en el crecimiento de plantas y frutos de C. annuum. El producto Genifix® originó plántulas con mayor peso seco, con un incremento promedio del 39.9 % en plántula y del 40.8% en raíz. Genifix® y Trichoderma tuvieron un efecto significativo en el peso y diámetro ecuatorial de los frutos, similar al presente estudio con los resultados de Castell® y BliteFree®. En producción, el Genifix® incrementó el rendimiento en 39% para C. annuum, este resultado es menor al incremento en el rendimiento obtenido en C. chinense por efecto del Castell® (47%).

Conclusiones

El extracto de Streptomyces spp. (Castell®) incrementó la altura y diámetro de las plantas de C. chinense. El índice de clorofila en hojas de C. chinense se incrementó al aplicar los extractos de Streptomyces spp. (Castell®) y E. maxima (Kelpak®). Los tres bioestimulantes (BliteFree®, Castell® y Kelpak®) incrementaron el índice de área foliar, tamaño de fruta y rendimiento. Los incrementos promedios en el rendimiento en las ocho cosechas (2 meses de producción) realizadas fueron de 7.80, 8.02 y 10.36 t ha^-1 para Kelpak®, BliteFree® y Castell®, respectivamente.