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Agrociencia

versión On-line ISSN 2521-9766versión impresa ISSN 1405-3195

Agrociencia vol.48 no.3 México abr./may. 2014

 

Fitociencia

 

Efectividad de inoculantes microbianos en el crecimiento y productividad de chile habanero (Capsicum chinense Jacq.)

 

Effectiveness of microbial inoculants on growth and productivity of habanero pepper (Capsicum chinense Jacq.)

 

Arturo Reyes-Ramírez1, Mauricio López-Arcos1, Esaú Ruiz-Sánchez1* , Luis Latournerie-Moreno1, Alfonzo Pérez-Gutiérrez 1 , Mónica G. Lozano-Contreras2 , Manuel J. Zavala-León2

 

1 Instituto Tecnológico de Conkal. Km 16.3, Antigua carretera Mérida-Motul. 97345. Conkal, Yucatán, México. *Autor responsable (esau_ruiz@hotmail.com).

2 Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias-CIRSE. Campo Experimental Mocochá Km 25.5 Antigua carretera Mérida-Motul. 97454. Mocochá, Yucatán, México.

 

Recibido: marzo, 2013.
Aprobado: abril, 2014.

 

Resumen

El uso de inoculantes microbianos es una alternativa viable para nutrir los cultivos e incrementar su productividad sin deteriorar el suelo. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de inoculantes microbianos en el crecimiento y productividad de chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) en invernadero. El estudio se realizó en Conkal, Yucatán, México, de septiembre a diciembre de 2012. Tres inoculantes y un testigo (sin aplicación de inoculante) fueron evaluados y con fertilización química comercial. El diseño experimental fue completamente al azar y los tratamientos fueron Rhizophagus irregularis (1 espora mL-1), Pseudomonas spp. (1X106 ufc mL-1) y Azospirillum brasilense (1X106 ufc mL-1). El ANDEVA y la comparación de medias de Tukey (p ≤ 0.05) se realizaron con SAS. La aplicación de los inoculantes se realizó durante el trasplante y las variables de respuesta fueron el crecimiento, la productividad y el contenido nutrimental (N, P, K) del follaje. Las plantas tratadas con Pseudomonas spp. tuvieron significativamente mayor altura, diámetro de tallo y biomasa seca total que las plantas testigo 120 d después del transplante. En este mismo tratamiento el rendimiento fue mayor (899.84 g por planta) y los frutos tuvieron longitud, diámetro y peso mayor. El contenido mineral del follaje no fue diferente (p>0.05) entre las plantas tratadas con los inoculantes y el testigo. La inoculación de Pseudomonas spp. a chile habanero en el trasplante aumenta el crecimiento, rendimiento y tamaño de fruto.

Palabras clave: Capsicum chinense, inoculantes microbianos, Pseudomonas spp., fertilización.

 

Abstract

The use of microbial inoculants is a viable alternative to nurture crops and increase productivity without damaging the soil. The objective ofthis study was to evaluate the effect of microbial inoculants on growth and productivity of habanero pepper (Capsicum chinense Jacq.) in a greenhouse conditions. The study was conducted in Conkal, Yucatan, Mexico, from September to December 2012. Three inoculants and a control (without application of inoculant) were evaluated under commercial chemical fertilizer. A completely randomized design was used and treatments were Rhizophagus irregularis (one spore mL-1), Pseudomonas spp. (1X106 cfu mL-1) and Azospirillum brasilense (1X106 cfu mL-1). ANOVA and Tukey's comparison of means (p ≤ 0.05) were performed using SAS. The application of inoculants was performed during transplantation and response variables were growth, productivity and foliage nutrient content (N, P, K). The plants treated with Pseudomonas spp. were significantly higher, and showed greater stem diameter and total dry biomass than the control plants 120 d after transplanting. In this same treatment the highest yield (899.84 g per plant) was obtained and fruits were larger, with greater diameter and weight. The mineral content of leaves was not different (p>0.05) between the plants treated with inoculants and those of the control. Inoculation of Pseudomonas spp. to habanero pepper during transplantation enhances growth, yield and fruit size.

Key words: Capsicum chinense, microbial inoculants, Pseudomonas spp., fertilization.

 

INTRODUCCIÓN

El cultivo de chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) es parte de la identidad regional en algunas zonas de México, como la península de Yucatán. En esta región, el chile habanero es uno de los principales productos agrícolas de importancia económica, y se consume fresco y procesado en salsas y curtidos (Soria et al., 2002). La superficie de siembra de este cultivo ha aumentado para cubrir la demanda regional e internacional, y otros estados del sureste de México han abierto nuevas áreas al cultivo de esta solanácea (Sistema de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2011).

El cultivo de especies hortícolas enfrenta limitantes que minimizan su potencial de rendimiento y utilidad. La nutrición de las plantas es preponderante porque el mal uso de los fertilizantes químicos puede tener un costo económico alto, además de causar efectos adversos al suelo y agua (Zhang et al., 1996). Una alternativa ecológicamente aceptable para aumentar el rendimiento de cultivos es la inoculación de microorganismos promotores del crecimiento, denominados bioestimulantes o biofertilizantes (Compant et al., 2010; Parmar y Dufresne, 2011). Estos microorganismos pueden mejorar la fertilidad del suelo mediante la solubilización y mineralización de nutrientes P y K mediante ácidos orgánicos como el glicólico, oxálico, malónico y succínico. También pueden utilizar el N atmosférico y fijarlo para disponibilidad de las plantas (Nadeem et al., 2013), o pueden mejorar el crecimiento vegetal mediante la síntesis y exportación de reguladores de crecimiento como las auxinas, giberelinas, citoquininas, etileno y ácido abscísico (Compant et al., 2010). Los microorganismos como inoculantes microbianos son las bacterias de los géneros Azospirillum, Rhizobium, Bradyrhizobium, Azotobacter, Anabaena, Frankia, Bacillus y Pseudomonas, y los hongos Glomus spp. y Trichoderma spp. (Lugtenberg y Kamilova, 2009). Canto-Martin et al. (2004) obtuvieron más biomasa seca aérea y de raíz en C. chinense inoculadas con Azospirillum brasilensis, así como mayor número de raíces secundarias y terciarias. Según Constantino et al. (2008), el crecimiento vegetativo de las plantas y el rendimiento de los frutos fueron mayores en C. chinense inoculadas con A. brasilense, Azotobacter chroococum y Rhizophagus spp. que en plantas sin inocular. Por tanto, el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de tres inoculantes microbianos en el crecimiento y rendimiento de C. chinense en invernadero en Conkal, estado de Yucatán, México.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación del área experimental

La investigación se realizó en un invernadero tipo capilla en el Área de Investigación del Instituto Tecnológico de Conkal, Yucatán, en el km 16.3 de la antigua carretera Mérida-Motul, al noreste de Mérida a 21° 04' N y 89° 31' O, a una altitud de 8 m. El clima predominante es Awo (Xo) (i) g (Mardero et al., 2012).

Preparación del sustrato y de la parcela

El cultivar criollo de chile habanero H224 fue utilizado en el estudio. Las plántulas se establecieron en bolsas con capacidad de 10 kg; en el fondo de ellas se colocaron 2 kg de grava y 6 kg de una mezcla de tierra negra y bagazo de henequén, en proporción 2:1. Las características químicas del sustrato fueron: pH 5.5, N total 0.019 %, P total 3.28 g kg-1 y K total 3.94 g kg-1. Después se instaló el sistema de riego con cinta de goteo calibre 8000, con goteros cada 30 cm y gasto nominal de 1 L h-1. Luego, el sustrato se desinfectó con peróxido de hidrógeno al 5 % diluido en el agua de riego, para evitar microorganismos fitopatógenos; el peróxido de hidrógeno es un desinfectante usado contra hongos y bacterias patógenas en ambientes domésticos y médicos (Ikai et al., 2010), de fácil adquisición y no representa un riesgo alto para el aplicador. El sustrato desinfectado se dejó en reposo 48 h y se realizó el trasplante. La plantación se estableció con distancia de 1.60 m entre surcos y 0.30 m entre plantas.

A los 50 d después del trasplante (ddt) se realizó el tutorado de las plantas. La fertilización (125 N-100 P-150 K) recomendada por Soria et al. (2002) se aplicó cada 2 d con el agua de riego: 1) etapa de crecimiento vegetativo, 63 % N, 33 % P y 33 % K; 2) etapa de floración y amarre de frutos 25 % N, 50 % P y 22 % K; 3) etapa de fructificación, 12 % N, 17 % P y 45 % K. También se realizaron dos aplicaciones de calcio foliar (Poliquel calcio®, 2 mL L 1 de agua). El control de araña roja (Tetranychus sp.) se realizó con dos aplicaciones de Amitraz (Amitac*20 CE®) y una de Dicofol (AK-20®), ambas a dosis de 2 ml L-1 de agua. El control de mosquita blanca (Bemisia tabaci) se realizó con una aplicación de Imida-cloprid (Confidor®, 1.5 ml L-1 de agua). Durante la cosecha se realizaron cuatro aplicaciones de Maxigrow® (1.5 ml L-1 de agua).

Tratamientos

Los tratamientos fueron: 1) micorriza INIFAPMR (Rhizophagus irregularis), proporcionado por el Dr. Oscar Grageda Cabrera del INIFAP-Bajío; 2) bacterias 2709 INIFAPMR (Pseudomonas spp.), consorcio de bacterias comercializadas por INIFAP; 3) Azospirillum brasilense (recolecta particular del INIFAP), proporcionado por el Dr. Gerardo Armando Aguado Santacruz del INIFAP-Bajío; 4) testigo, (Cuadro 1). Estos inoculantes se usan en tomate, cebada, sorgo, arroz y maíz, con efectos positivos al menos en alguna de las siguientes variables: biomasa aérea, bio-masa de raíz, rendimiento de fruto (Diaz-Franco et al., 2013 y 2014; Lozano-Contreras et al., 2013; Orona Castro et al., 2013; Alvarado-Carrillo et al., 2014). Los inoculantes estaban en forma sólida, se diluyeron en agua corriente en contenedores plásticos (20 L de capacidad) y 100 mL de la suspensión microbiana, en la concentración respectiva, se aplicaron en el cuello de cada plántula durante el trasplante (Cuadro 1).

Variables de respuesta

El crecimiento de las plantas se evaluó con: 1) altura de la planta medida cada 30 d con un flexómetro desde la base del tallo hasta el ápice terminal; 2) diámetro del tallo medido cada 30 d con un vernier digital colocado a 3 cm de la superficie del suelo; 3) biomasa seca medida a 60 y 120 ddt. Los órganos de las plantas se separaron y depositaron en bolsas de papel, se secaron 3 d en una estufa a 65 °C y se pesaron en una balanza analítica (Ohaus®).

Las variables para los componentes del rendimiento fueron: 1) longitud y diámetro ecuatorial de fruto medidos con un vernier digital en 100 frutos elegidos al azar encada una de las ocho plantas de la parcela útil; 2) peso de los frutos medido con una balanza analítica (Ohaus®), y se usaron los mismos frutos en los cuales se evaluó longitud y diámetro; 3) rendimiento, obtenido con el peso de los frutos frescos de cuatro cortes en cada una de las ocho plantas de la parcela útil.

El contenido foliar de N, P y K se determinó 120 ddt en muestras compuestas del follaje total de cuatro plantas de cada parcela útil; las muestras se mantuvieron en bolsaron selladas hasta su análisis de acuerdo con Alcántar-González y Sandoval-Villa (1999). La determinación del N fue con el método Kjeldahl modificado, la del P por espectrofotometría de luz UV-visible con el procedimiento que incluye molibdato de sodio con p-metilami-nofenol sulfato, y la del K por espectrofotometría de absorción atómica con el procedimiento digestión ácida.

Diseño experimental y análisis de datos

El diseño experimental fue completamente al azar con cuatro tratamientos, cinco repeticiones por tratamiento y 16 plantas por cada repetición. Para las evaluaciones de biomasa y rendimiento por planta se usaron ocho plantas de la parcela útil, y para las variables de los frutos se tomaron 100 frutos al azar del total de frutos de las mismas plantas. Para el contenido de los minerales del follaje se usaron cuatro repeticiones de cada tratamiento, y las repeticiones consistieron de dos plantas. Con los datos se realizó un ANDEVA y la prueba de comparación múltiple de medias (Tukey; p ≤ 0.05) en SAS para Windows, versión 3.11.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Crecimiento de la planta

No hubo diferencias significativas en la altura de las plantas por efecto de los inoculantes 30 y 60 ddt, pero después de 90 d las inoculadas con Pseudomonas spp. tuvieron una altura de 89.17 cm significativamente mayor (p ≤ 0.05) que la de las plantas inoculadas con Azospirillum brasilense y las del testigo. Además, a los 120 ddt las plantas inoculadas con Pseudomonas spp. fueron 8 cm más altas (p ≤ 0.05) que las del testigo (Cuadro 2). Estos resultados coinciden con los de Kang et al. (2007), quienes reportan que las plantas de chile (Capsicum annum L.) inoculadas con Pseudomonas sp. fueron significativamente más altas que las del testigo sin inocular.

A los 30 y 60 ddt no hubo diferencias (p>0.05) entre los tratamientos para diámetro del tallo, pero desde los 90 ddt el diámetro del tallo de las plantas inoculadas con Pseudomonas spp.fue mayor (p ≤ 0.05) que el de las plantas del testigo y las inoculadas con A. brasilense (Cuadro 3). A los 120 ddt el diámetro de tallo en las plantas inoculadas con Pseudomonas spp. fue mayor (p ≤ 0.05) sólo respecto a las inoculadas con A. brasilense. Al respecto, Pseudomonas spp. son promotoras eficientes del crecimiento en varios genotipos de chile por su capacidad para colonizar eficientemente las raíces de este cultivo, su efecto es notable en la altura de plantas y el diámetro de tallos, y otras variables de la biomasa aérea (Lucas-García et al., 2003; Sharma et al., 2007).

Producción de biomasa

Los inoculantes no tuvieron efecto (p>0.05) en la producción de biomasa de los órganos de las plantas 60 ddt (resultados no mostrados). La biomasa de la raíz y el tallo de las plantas inoculadas con Pseudomonas spp. 120 ddt fue mayor que la de las plantas del testigo, pero no respecto a las inoculadas con R. irregularis o A. brasilense. La biomasa de las hojas no fue diferente entre los tratamientos. La biomasa de las flores y de los frutos de las plantas inoculadas con Pseudomonas spp. fue mayor que la de las plantas tratadas con los otros inoculantes (Cuadro 4).

Los inoculantes microbianos promueven el crecimiento vegetal al asociarse exitosamente con la planta; así, hay una serie de eventos que deben suceder después de la inoculación. En particular, después que los micoorganismos son aplicados exógenamente y en contacto con la raíz, deben colonizar y adherirse al tejido radicular para ejercer su acción. La colonización requiere tiempo y sucede sólo cuando hay compatibilidad entre los microorganismos y factores intrinsecos de la planta, como los exudados de raíz (Trivedi et al., 2012). Todos los anteriores son factores que ayudan a explicar la falta de efecto de los inoculantes en los primeros 60 ddt.

El efecto positivo de la inoculación con Pseudomonas spp. después de 120 ddt fue evidente en la promoción de crecimiento. En este sentido, el efecto particular de este inoculante pudo ser una combinación del mecanismo propio de acción del inoculante y la fertilización convencional (N, P y K), la que pudo afectar negativamente las inoculaciones con R. irregularis y A. brasilense. Por ejemplo, la fertilización química con P es muy probable que haya afectado la acción de R. irregularis así como la adición de N la acción de A. brasilense, pues la acción de estos microorganismos es particularmente significativa cuando estos elementos son limitantes en la rizosfera (Figeiredo et al., 2010; Nadeem et al., 2014).

Muchas especies de Pseudomonas además de aumentar la biodisponibilidad de nutrientes en el suelo, secretan fitohormonas que mejoran la absorción de los minerales por la planta (Saharan y Nehra, 2011). En otros estudios se comparó la eficiencia de diversos inoculantes en especies de Capsicum. Por ejemplo, Sharafzadeh (2011) obtuvo valores mayores de biomasa seca (7.1 g por planta) en plántulas de Capsicum annunm inoculadas con Pseudomonas sp. y Azospirillum sp. con respecto a las plantas testigo (5.3 g por planta). Canto-Martín et al. (2004) observaron que el crecimiento aéreo y de la raíz de plántulas de C. chinense inoculadas con A. brasilense fue mayor que el de las plántulas sin inocular. Lo anterior contrasta con los resultados del presente estudio, pues no hubo efecto de A. brasilense en C. chinense. Esta diferencia pudo deberse a que los aislados de A. brasilense tienen efectividad diferente para colonizar la rizosfera y porque la fertilización con N en el presente estudio pudo afectar negativamente la efectividad del aislado, pues la adición exógena de este elemento no fue un recurso limitante en la rizosfera de las plantas.

 

Rendimiento y componentes del rendimiento

Las plantas inoculadas con Pseudomonas spp. mostraron rendimiento y peso del fruto mayores (p≤ 0.005) que los demás tratamientos. También, la longitud y el diámetro de los frutos de este tratamiento fueron mayores (p≤0.01) que en el tratamiento a base de A. brasilense (Cuadro 5).

En el presente estudio fue evidente el efecto positivo de Pseudomonas spp. en los componentes del rendimiento de chile habanero. Rini y Sulochiana (2006) documentaron el crecimiento y rendimiento significativamente mayor de las plantas de C. annuum L. inoculadas con Pseudomonas fluorescens respecto al testigo sin inocular. Constantino et al. (2008) observaron crecimiento y rendimiento mayores en las plantas de C. chinense tratadas con A. brasilense y un consorcio de Rhizophagus spp. en comparación con las no inoculadas. Pero en el presente estudio el efecto de A. brasilense y R. irregularis no fue significativo en el crecimiento de la planta y los frutos o el rendimiento, lo cual se debió probablemente a la fertilización química (N y P) y a la forma de inoculación. En el presente estudio la inoculación fue en el cuello de la planta en el transplante, mientras que en el estudio de Constantino et al. (2008) la aplicación de los microorganismos se hizo directamente por inmersión de la raíz en una suspensión líquida de esporas o cubriendo la raíz con una formualción sólida que contenían los microorganismos.

Contenido nutrimental del follaje

La aplicación de los inoculantes microbianos no tuvo efectos significativos (p>0.25) en la concentración foliar de nutrimentos. Los valores para el contenido foliar de N variaron de 2.65 a 2.82 %, para P de 0.23 a 0.29 % y para K de 0.58 a 0.79 %. Constatino et al. (2008) señalaron que la efectividad de los inoculantes y las concentraciones de N, P y K foliar pueden variar de acuerdo con el método de inoculación y la presentación del soporte del inóculo. En ese estudio el valor mayor de N foliar se obtuvo con la inoculación combinada de A. brasilense y Rhizophagus spp. en forma sólida y directa a las raíces. La concentración foliar mayor de P y K se obtuvo con A. brasilense también aplicado en forma sólida a las raíces. Las concentraciones foliares de N, P y K reportadas por Constantino et al. (2008) fueron superiores a las del presente estudio.

 

CONCLUSIONES

La aplicación de Pseudomonas spp. en el cuello de las plantas de chile habanero al momento del transplante promueve el crecimiento y acumulación de biomasa aérea y radical. Las Pseudomonas spp. permiten incrementar la biomasa de los frutos y el rendimiento. En las condiciones de este estudio, el contenido de N, P y K del follaje no varió significativamente por efecto de la inoculación con Pseudomonas spp. Así, el uso de este inoculante microbiano puede ser una estrategia sostenible para incrementar la productividad de chile habanero.

 

LITERATURA CITADA

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