Introducción

Los vegetales son buenos proveedores de vitaminas, minerales, antioxidantes (polifenoles y carotenoides) y fibra dietética, lo cual mejora la calidad nutricional en la dieta de las personas que los consumen (^{Hervert-Hernández et al., 2011}). Además, son fuente de fitonutrientes y fitonutracéuticos, que son sustancias que tienen propiedades protectoras o preventivas de enfermedades, y se asocian con la prevención de ciertos padecimientos crónicos, incluidas las enfermedades cardiovasculares, el cáncer, la diabetes y la osteoporosis (^{Chen et al., 2007}; ^{Ramya y Patel, 2019}).

La producción intensiva de los productos vegetales ha provocado una dependencia excesiva de la fertilización química, ya que es una forma rápida de proporcionar a las plantas los macro y micronutrientes necesarios; sin embargo, en su mayoría es ineficiente, ya que gran parte del fertilizante aplicado se escapa al medio ambiente, se lava del suelo por la escorrentía y muchas veces pueden dejar de estar disponibles para las plantas (^{Sánchez et al., 2001}; ^{Daverede et al., 2004}; ^{Benbi et al., 2013}). Además, la aplicación excesiva de fertilizantes químicos genera problemas de inocuidad y deterioro de la calidad de los alimentos, como la acumulación de nitratos en los productos vegetales que puede provocar metahemoglobinemia en menores (^{Ye et al., 2020}).

Debido a estos problemas se han sugerido y probado métodos alternativos de fertilización orgánica, tales como los abonos orgánicos (^{Murillo et al., 2016}; ^{Reyes-Pérez et al., 2018}; ^{Mendivil-Lugo et al., 2020}), bioestimulantes (^{Torres et al., 2016}; ^{Murillo et al., 2021}) y microorganismos (^{Espinosa-Palomeque et al., 2019}; ^{Adame-García et al., 2021}). Sin embargo, el uso de la fertilización orgánica siempre se asocia con menor rendimiento de los cultivos y, por lo tanto, mayor costo (^{Ye et al., 2020}). De tal forma que, la fertilización química no se puede excluir por completo si se pretende una producción considerable de alimentos. Por tal motivo, una alternativa que se puede utilizar es el manejo integrado de nutrientes, que no pretende eliminar por completo la fertilización química de manera inmediata, sino que sugiere el uso de inoculantes microbianos para reducir la cantidad de fertilizantes aplicados (^{Ye et al., 2020}).

Los bioestimulantes microbianos son productos a base de hongos micorrízicos y no micorrízicos, bacterias endosimbióticas y rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (^{Calvo et al., 2014}), que se utilizan para mejorar la eficiencia nutricional en las plantas y la calidad del cultivo (^{du-Jardin, 2015}). Estos reducen las enfermedades causadas por fitopatógenos, disminuyendo las fuentes de alimento por competencia de espacio y/o nutrientes, producen compuestos antimicrobianos y estimulan los mecanismos de defensa de las plantas. También, promueven el crecimiento de las plantas, mejoran la calidad de los frutos y aumentan el rendimiento en los cultivos a través de la producción de fitohormonas y disponibilidad de fosfatos y otros minerales necesarios para el metabolismo de las plantas (^{Rojas-Solís et al., 2013}; ^{Ruiz-Cisneros et al., 2019}).

El uso de bioestimulantes microbianos en la horticultura ha aumentado el interés por estudiarlos, evaluarlos y conocer sus efectos. En el cultivo de chile, cepas de bacterias Bacillus y de hongos Trichoderma han sido eficientes para estimular el desarrollo de la raíz, plántula y planta, así como para mejorar la calidad de la fruta (^{Candelero et al., 2015}; ^{Gamboa-Angulo et al., 2020}; ^{Adame-García et al., 2021}). Además, productos comerciales a base de estos microorganismos también han tenido efectos positivos en la calidad de frutos en condiciones de macrotúnel (^{Murillo et al., 2021}).

En el cultivo de jitomate, cepas de bacterias Entero-bacter y Bacillus incrementan de manera significativa la biomasa, el desarrollo de la planta y el rendimiento del cultivo en condiciones de invernadero (^{Sánchez et al., 2012}), así mismo, aislados de rizobacterias incrementan la biomasa de la parte aérea de las plántulas (^{Noh et al., 2014}). Igualmente, cepas de B. amyloliquefaciens incrementan significativamente la altura de la planta, longitud de raíz y el rendimiento del cultivo, además, cepas B. subtilis han mostrado efectos positivos en el diámetro y firmeza de los frutos (^{Ruiz-Cisneros et al., 2019}).

El macrotúnel es un sistema de producción que protege a los cultivos de los efectos que imponen los fenómenos climáticos, además permite el desarrollo de los cultivos en menor tiempo y mejora el rendimiento en menos espacio (^{Moreno et al., 2011}). Sin embargo, es poca la información que se tiene de la producción de hortalizas en este sistema (^{Velásquez et al., 2014}). De tal forma que se considera que bioestimulantes a base de microorganismos ejercerán un efecto significativo en el tamaño y peso de fruto en los cultivos de chile morrón y jitomate en condiciones protegidas de macrotúnel. Por lo que el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de dos bioestimulantes comerciales a base de Trichoderma spp. y uno nuevo a base de Bacillus spp. en el diámetro, longitud y peso de frutos de chile morrón y jitomate en condiciones protegidas de macrotúnel.

Materiales y métodos

El trabajo se realizó en el ciclo productivo 2021-2022 en el Tecnológico Nacional de México, Campus Úrsulo Galván en las coordenadas 19° 24’ 43.12” latitud norte y 96° 21’ 32.12” longitud oeste, ubicado en el municipio de Úrsulo Galván, en la región centro costera de Veracruz. El clima de esta región se clasifica como Aw (tropical húmedo-seco) por el sistema Köppen-Geiger, definido como cálido subhúmedo con lluvias en verano, con un rango de temperatura que oscila entre 24 y 26 °C, y un rango de precipitación entre 1100 y 1300 mm (^{INAP, 2013}).

Resultados y discusión

Los bioestimulantes registraron un efecto positivo en el peso, diámetro y longitud de frutos de chile morrón en los tres cortes evaluados (Tabla 3). En el primer corte, los frutos de las plantas tratadas con los bioestimulantes fueron significativamente (F_3,196 = 8.66, p = 0.0001) más pesados que los frutos de las plantas testigo (Tabla 3). Las diferencias significativas obtenidas en el segundo (F_3,196 = 14.26, p = 0.0001) y tercer corte (F_3,196 = 17.61, p = 0.0001), mostraron que todos los frutos de las plantas tratadas tuvieron mayor peso en relación a los frutos de las plantas testigo. Además, el producto Genifix® logró frutos de mayor peso en comparación a los productos T22® y Mix® (Tabla 3).

En cuanto al diámetro del fruto, las diferencias significativas en cada uno de los cortes (primero F_3,196 = 9.70, p = 0.0001; segundo F_3,196 = 15.61, p = 0.0001 y tercero F_3,196 = 18.26, p = 0.0001) indicaron que los frutos de las plantas tratadas fueron superiores a los frutos de las plantas testigo (Tabla 3). En longitud de fruto, las diferencias significativas obtenidas en el primer corte (F_3,196 = 2.40, p = 0.0491), mostraron que los frutos de las plantas con aplicaciones de T22® tuvieron mayor longitud en comparación a los frutos testigo. Para el segundo y tercer corte las diferencias significativas (F_3,16 = 10.50, p = 0.0001 y F_3,196 = 17.25, p = 0.0001respectivamente) señalaron que todos los bioestimulantes incrementaron la longitud de los frutos (Tabla 3). En el tercer corte el Genifix® fue superior al T22® en sus efectos sobre la longitud de los frutos.

Al analizar los tres cortes juntos de chile morrón, se observó que los frutos de las plantas con aplicaciones de bioestimulantes fueron significativamente (F_3,588 = 34.25, p = 0.0001) más pesados que los frutos de las plantas testigo, además, los frutos de plantas con Genifix® fueron los más pesados (Tabla 4). En la variable diámetro, los frutos de plantas tratadas fueron significativamente (F_3,588 = 36.72, p = 0.0001) más anchos que los frutos de las plantas testigo. Los frutos de plantas con Genifix® superaron en diámetro a los frutos de las plantas con Mix® (Tabla 4). Los frutos de plantas con Genifix^® y T22^® tuvieron la mayor longitud de frutos (F_3,588 = 6.94, p = 0.0001) (Tabla 4).

En cuanto al peso de muestras de 20 frutos de chile morrón (Figura 1), en el primer corte no se registraron diferencias significativas (F_3,6 = 1.99, p = 0.2168), en el segundo las diferencias significativas (F_3,6 = 13.74, p = 0.0043) mostraron que los frutos de plantas con Genifix® y T22® fueron superiores a los frutos de las plantas testigo. En el tercer corte, sólo la muestra de 20 frutos de plantas con Genifix® fueron significativamente (F_3,6 = 5.68, p = 0.0346) más pesados que la muestra de 20 frutos de las plantas testigo (Figura 1).

Figura 1 Efecto de los bioestimulante en el peso (g) de muestras de 20 frutos de chile morrón en tres cortes de frutos en condiciones protegidas de macrotúnel. Literales diferentes indican diferencias estadísticas (p < 0.05) entre tratamientos, Tukey α = 0.05. 

Figure 1. Effect of biostimulants on the samples weight (g) of 20 bell pepper fruits in three harvests under protected macrotunnel conditions. Different literals indicate statistical differences (p < 0.05) between treatments, Tukey α = 0.05. 

En el cultivo de jitomate, los bioestimulantes también tuvieron un efecto positivo sobre el peso, diámetro y longitud de los frutos (Tabla 5). En el primer corte, los frutos de las plantas con aplicaciones de Genifix® fueron significativamente (F_3,180 = 10.80, p = 0.0001) más pesados que los frutos de los otros tratamientos (Tabla 5). En el segundo corte, sólo plantas con aplicaciones de Genifix® y Mix® tuvieron frutos significativamente más pesados (F_3,452 = 13.17, p = 0.0001) en comparación a los frutos testigo, y en el tercer corte, las diferencias significativas (F_3,461 = 3.83, p = 0.0099) demostraron que únicamente los frutos de las plantas con Genifix® fueron más pesados que los frutos testigo (Tabla 5).

En la Tabla 5 se muestra que algunos bioestimulantes tuvieron un efecto positivo sobre el diámetro y longitud de los frutos de jitomate. En el primer corte los frutos de plantas con Genifix^® y T22^® fueron significativamente (F_3,180 = 8.84, p = 0.0001) más anchos que los frutos testigo (Tabla 5). En el segundo corte los frutos de plantas tratadas con Genifix® y Mix^® fueron significativamente (F_3,452 = 8.78, p = 0.0001) más anchos que los frutos testigo, y en el tercer corte las diferencias significativas (F_3,461 = 4.65, p = 0.0032) fueron de los frutos de plantas con Genifix® y T22®, con los mayores diámetros en comparación a los frutos testigo.

La longitud de frutos de jitomate también fue promovida por algunos de los bioestimulantes (Tabla 5). En el primer corte los frutos de plantas con aplicaciones de Genifix® fueron significativamente (F_3,180 = 5.84, p = 0.0008) más largos que los frutos de las plantas testigo. En el segundo corte los frutos de plantas con bioestimulantes fueron significativamente (F_3,452 = 10.28, p = 0.001) más largos que los frutos testigo, y en el tercer corte los frutos de plantas con aplicaciones de Genifix® y T22^® registraron diferencias significativas (F_3,461 = 10.81, p = 0.0001), con frutos más largos en comparación a los frutos de las plantas testigo (Tabla 5).

Al tomar en cuenta los tres cortes juntos de jitomate, los frutos de plantas tratadas con los bioestimulantes mostraron diferencias significativas en peso (F_3,1093 = 23.45, p = 0.0001), diámetro (F_3,1093 = 18.55, p = 0.0001) y longitud (F_3,1093 = 22.02, p = 0.0001) (Tabla 6). Además, los frutos de plantas con aplicaciones de Genifix® superaron en peso, diámetro y altura a los frutos de las plantas tratadas con los otros bioestimulantes (Tabla 6).

En relación al peso de muestras de 20 frutos de jitomate (Figura 2), en el primer corte las diferencias significativas (F_3,8 = 32.12, p = 0.0001) mostraron que las muestras de frutos de plantas con Genifix® y T22® tuvieron mayor peso en comparación a las muestras de los frutos testigo y del tratamiento Mix®. En el segundo corte se invirtieron los resultados para los frutos provenientes de las plantas con aplicaciones de T22® y Mix®, ya que muestras de 20 frutos de plantas con Genifix^® y Mix^® resultaron significativamente (F_3,8 = 23.50, p = 0.0003) más pesadas que las muestras de frutos testigo y del tratamiento con T22®, y para el tercer corte únicamente las muestras de frutos de plantas con Genifix® fueron significativamente (F_3,8 = 9.53, p = 0.0051) más pesadas que las muestras de frutos testigo (Figura 2).

Figura 2 Efecto de los bioestimulante en el peso de muestras de 20 frutos de jitomate en en tres cortes de frutos en condiciones protegidas de macrotúnel. Literales diferentes indican diferencias estadísticas (p < 0.05) entre tratamientos, Tukey α = 0.05. 

Figure 2. Effect of biostimulants on the samples weight of 20 tomato fruits in three harvests under protected macrotunnel conditions. Different literals indicate statistical differences (p < 0.05) between treatments, Tukey α = 0.05. 

El efecto de los bioestimulantes microbianos evaluados en este trabajo, que en la mayoría de los casos tuvieron resultados superiores al testigo sin aplicación de bioestimulantes, mostraron el potencial de estos para ser utilizados en la promoción del tamaño y peso de frutos de chile morrón y jitomate en condiciones protegidas de macrotúnel, y con esto complementar una fertilización mínima requerida.

Genifix® es un producto a base de cepas de bacterias B. megaterium y B. subtilis obtenidas de suelos de sistemas agroforestales (^{Adame-García et al., 2021}), los cuales tienen mayor actividad enzimática y diversidad microbiana en comparación a los suelos de otros cultivos (^{Paudel et al., 2012}). Estas cepas del Genifix® han dado buenos resultados de forma individual en el desarrollo de plántulas con 38.63 cm de longitud y peso de frutos de hasta 6.45 g de chile habanero (^{Adame-García et al., 2021}), ya que estas bacterias se caracterizan por beneficiar a las plantas de forma directa mediante la producción de compuestos fitoestimulantes, o indirecta mediante la síntesis de compuestos con actividad antibiótica que inhiben el crecimiento de fitopatógenos (^{Rojas-Solís et al., 2013}), además de la solubilización de fosfatos y la fijación del nitrógeno (^{Tejera-Hernández et al., 2011}).

Los bioestimulantes T22® y Mix® a base de hongos del género Trichoderma mostraron también un efecto importante en el desarrollo de frutos más grandes y pesados en relación a los frutos testigo en la mayoría de los cortes y en el total de cortes. Los hongos del género Trichoderma incluyen hongos promotores del crecimiento vegetal y agentes de control biológico que se utilizan contra hongos fitopatógenos, también tienen efectos inductores sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas, debido a la presencia de hormonas reguladoras de crecimiento que actúan como estimulantes en tejidos meristemáticos primarios en partes jóvenes (^{Candelero et al., 2015}). Se han desarrollado formulaciones comerciales de Trichoderma en todo el mundo debido a su alta eficacia, aunque la mayoría se limita a unas pocas especies, incluidas T. harzianum, T. asperellum y T. viride (^{Fernando et al., 2018}).

Con este trabajo se corroboran los efectos positivos de los bioestimulantes a base de Bacillus spp. y Trichoderma spp. en frutos de hortalizas, ya que, en su mayoría, la información que se tiene de los efectos de estos microorganismos es sobre la germinación, crecimiento y desarrollo de las plantas. Por ejemplo, aislados de Bacillus spp. aumentan el área foliar y biomasa seca en plántulas de chile habanero, además de aumentar significativamente la actividad de B-glucanasas (^{Sosa-Pech et al., 2019}). En el cultivo de jitomate, cepas de Bacillus han mejorado la longitud transversal de la hoja y el diámetro de tallo de la planta, y en el cultivo de zanahoria mejoran la masa fresca de la raíz (^{Rojas-Badía et al., 2020}).

También, Trichoderma spp. mejoran la altura, diámetro de tallo, biomasa aérea y volumen de raíz de plantas de chile habanero var. ‘Chichén Itzá, así como la formación de hojas, área foliar e índice de clorofila (^{Larios et al., 2019}). Asimismo, tratamientos foliares con T. harzianum incrementan el número de hojas, de flores, la altura de planta, el largo y ancho de hojas, la cantidad de foliolos y los rendimientos en el cultivo de jitomate (^{Pérez et al., 2013}). En cuanto a la calidad o dimensiones de frutos, se ha indicado que especies de Trichoderma mejoran el peso de frutos en diferentes variedades de chile serrano (^{Espinoza et al., 2019}). Además, cepas de B. subtilis han mostrado efectos positivos en el diámetro y firmeza de frutos de jitomate, mejoraron algunos parámetros de la calidad del fruto (^{Ruiz-Cisneros et al., 2019}).

En relación a los bioestimulantes evaluados Genifix,® T22® y Mix®, ^{Murillo et al. (2021)} reportan sus efectos en el tamaño y peso de frutos de chile habanero, obteniendo frutos significativamente más grandes y pesados con el uso de estos bioestimulantes; sin embargo, a diferencia de nuestros resultados, los tratamientos T22® y Mix® tuvieron mejor desempeño en el desarrollo del tamaño del fruto que el producto Genifix®, lo que indica que este producto fue menos eficiente en el cultivo de chile habanero en comparación a los cultivos de jitomate y chile morrón. Estos resultados pueden deberse a una mejor actividad de las cepas de Bacillus del producto Genifix® en la inducción de síntesis de hormonas y sistemas de protección en las plantas de jitomate y chile morrón, a diferencia de lo que ocurre en las plantas de chile habanero reportados por ^{Murillo et al. (2021)}.

Los bioestimulantes T22® y Mix® tuvieron desempeños diferentes en el peso y dimensiones de los frutos, siendo ligeramente superior el bioestimulante T22®, lo cual puede explicarse al ser productos con cepas distintas, lo que permite la posibilidad de que tengan atributos bioquímicos diferentes; por ejemplo, en la producción de auxinas, ácidos orgánicos y solubilización de fosfatos inorgánicos, que permiten que una cepa sea mejor promotora de crecimiento a comparación de otras (^{Ortuño et al., 2013}). Esto debido a que cada cepa y/o especie de Trichoderma posee diferentes atributos para la estimulación del crecimiento vegetal y desarrollo de frutos, lo cual se ha confirmado en trabajos como el de ^{Larios et al. (2019)}, en el cual determinaron la efectividad de dos cepas nativas de Trichoderma sp. (SP6 y Clombta) en plantas de C. chinense var. “Chichen Itza”, encontrando que las plantas tratadas con Trichoderma cepa Clombta presentaron mayor crecimiento vegetal y desarrollo de fruto.

Conclusiones

De acuerdo con los resultados obtenidos los bioestimulantes evaluados mejoraron del tamaño y peso de frutos de chile morrón y jitomate en plantas con un manejo mínimo tradicional de fertilización en condiciones de macrotúnel. El producto Genifix® tuvo un mejor desempeño como bioestimulante en el tamaño y peso frutos de chile morrón y jitomate en comparación a los otros productos.

Este trabajo constituye un aporte al conocimiento científico sobre los efectos de bioestimulantes a base de cepas de Bacillus y Trichoderma sobre el desarrollo de frutos de jitomate y chile morrón en condiciones protegidas de macrotúnel, con la finalidad de que se consideren como alternativas para mejorar la calidad en el tamaño y peso de frutos en la producción de alimentos.