Notas de investigación

 

Características de planta y rendimiento de sorgo y su interacción con hongos micorrízicos en condiciones de riego y secano*

 

Sorghum plant characteristics and yield and its interaction with mycorrhizal fungi under irrigation and rainfed conditions

 

Arturo Díaz Franco¹§ y María de los Ángeles Peña del Río²

 

¹ Campo Experimental Río Bravo-INIFAP. Carretera Matamoros-Reynosa km 61, Río Bravo, Tamaulipas, C. P. 88900. §Autor para correspondencia: diaz.arturo@inifap.gob.mx.

² Campo Experimental General Terán-INIFAP. (angelesrio36@yahoo.com.mx).

 

* Recibido: octubre de 2013.
Aceptado: abril de 2014.

 

Resumen

Se evaluó la respuesta del sorgo ('DK-345') a seis cepas nativas de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) experimentales [3 (Funneliformis mossae), 20 (Gigaspora albida), 32 (F. mossae), 35 (F. mossae), 39 (F. mossae), 55 (Gigaspora sp.)], comparadas con micorriza INIFAP (Rhizophagus intraradices) y testigo sin inoculación, en riego y secano. El índice de clorofila (SPAD) se midió en tres estados de desarrollo (hoja bandera, floración y final de f loración), además de la altura de planta, biomasa y rendimiento de grano. En hoja bandera, se observaron variaciones de índice de clorofila entre las cepas de HMA y las condiciones de humedad. Los HMA no influyeron en el índice de clorofila durante la floración. Aunque al final de la floración, las cepas sobresalientes fueron 55 y micorriza INIFAP. La altura de planta fue semejante entre los HMA, pero 16.5 cm mayores en riego. La biomasa entre los HMA fue similar pero superior a la del testigo. El mayor rendimiento de grano en las dos condiciones de humedad se obtuvo con la cepa 55 y micorriza INIFAP. El estudio demostró el potencial comparativo de las cepas nativas de HMA en sorgo.

Palabras clave: Sorghum bicolor, cepas nativas, hongos, endomicorrízicos.

 

Abstract

Sorghum response ('DK- 345') to six native strains of experimental arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) [3 (Funneliformis mossae), 20 (Gigaspora albida), 32 (F. mossae), 35 (F. mossae), 39 (F. mossae), 55 (Gigaspora sp.)] was compared to mycorrhizal INIFAP (Rhizophagus intraradices) and non-inoculated check under irrigated and rainfed conditions. The chlorophyll index (SPAD) was measured in three stages (flag leaf, flowering and end of flowering), in addition to plant height, biomass and grain yield. In flag leaf, chlorophyll index variations among AMF strains and humidity conditions were observed. AMF did not influence the chlorophyll index during flowering. Although at the end of flowering, outstanding strains were 55 and mycorrhizal INIFAP. Plant height was similar among AMF, but 16.5 cm higher in irrigation. Biomass was similar among the AMF but higher than control. The highest grain yield in the two humidity conditions was obtained with strain 55 and mycorrhizal INIFAP. This study showed the comparative potential of native AMF strains in sorghum.

Keywords: Sorghum bicolor, native strains, fungi, endomycorrhizal.

 

Ante una nueva sensibilidad ambiental y la necesidad de un manejo sostenible de los sistemas agrícolas, la importancia del papel de los microorganismos se ha incrementado de manera destacada dentro de la conservación y la fertilidad de los suelos (Adesemoye y Kloepper, 2009; Hungría et al, 2010; Grageda et al, 2012). Reviste gran importancia la preparación de biofertilizantes o inoculantes microbianos que tengan efectividad sobre las plantas y en la agroecología, aunque particularmente aquellos con viabilidad económica. En particular, los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) manifiestan diferentes mecanismos que inducen a una mayor exploración del suelo a través de las hifas, disminuyen los efectos de condiciones abióticas adversas para la planta, producen fitohormonas que estimulan el crecimiento de la planta, facilitan la absorción de nutrimentos, producen glomalina que adhiere las partículas del suelo, e induce acción protectora contra algunos fitopatógenos del suelo (Smith y Read, 2008).

Algunos HMA benefician en mayor grado a un determinado hospedero comparado con otros, además de que su funcionalidad puede ser alterada en determinadas condiciones edáficas y climáticas, hecho que muestra las marcadas diferencias existentes entre cepas (Klironomos, 2003; Rodríguez et al, 2004). Muchos inoculantes micorrizógenos son preparados a partir de cepas introducidas o extranjeras, aunque actualmente se le ha dado énfasis a la utilización de cepas nativas que puedan ser reintroducidas a través de su inoculación a cultivos, con mayor capacidad de adaptación y efectividad en sitios y climas específicos (Plenchette et al., 2005; Ferrera y Alarcón, 2008; Tchabi et al, 2010). Por lo que es importante conocer la relación existente entre los hongos micorrízicos y los sistemas de producción, con el fin de que la cepa seleccionada sea integrada dentro del modelo agronómico del cultivo (Plenchette et al, 2005;Adesemoye y Kloepper, 2009; Grageda et al, 2012).

En la región norte de Tamaulipas se siembra la mayor superficie de sorgo (Sorghum bicolor) en México (<<650 mil ha), con una producción de 2.4 millones de toneladas y un rendimiento medio de 2.2 t ha^-1. Casi una tercera parte de la superficie se maneja en condiciones de riego y el resto en secano. La sobreexplotación del suelo y el sorgo, como monocultivo, ha traído como consecuencia baja productividad y rentabilidad de la producción en la región (Williams et al, 2006). Por ello es indispensable la implementación de prácticas que contribuyan a ser más eficientes en la producción y dentro del contexto de agricultura sostenible. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar cepas nativas de hongos micorrízicos para conocer su impacto sobre algunas características de planta y rendimiento de sorgo en condiciones de riego y secano.

El estudio se realizó durante 2009 en dos localidades del norte de Tamaulipas, la primera en el Ejido Santo Domingo, municipio de Río Bravo (área de riego) y la segunda en 'El Vaso', municipio de Matamoros (área de secano). El híbrido de sorgo utilizado en ambos sitios fue 'DK-345'. En el Ej. Santo Domingo la siembra fue el 5 de febrero, en suelo fertilizado de pre siembra con dosis de 80-00-00 y riegos aplicados en las etapas fonológicas prefloración y grano lechoso. En la localidad 'El Vaso', la siembra fue el 27 de enero y no consideró fertilización química.

Se evaluaron seis cepas de HMA experimentales del INIFAP, provenientes de colectas de regiones semiáridas de Tamaulipas (Peña del Río et al, 2007). Las cepas 3 (Funneliformis mossae), 20 (Gigaspora albida), 32 (F. mossae), 35 (F. mossae), 39 (F. mossae) y 55 (Gigaspora sp.), se compararon con la micorriza INIFAP (Rhizophagus intraradices) y un testigo no inoculado. La densidad utilizada fue de 125 mil plantas por hectárea. Las cepas micorrízicas, con >40 esporas g^-1 de suelo, se inocularon a razón de 0.5 kg ha^-1, mediante agua y adherente. En cada sitio se utilizó el diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones, al considerar parcelas de tres surcos (0.82 m) y 6 m de largo.

En ambas localidades se midió el índice de clorofila en los estados fenológicos de hoja bandera (10-abril), en floración (50%; 26-abr) y al término de floración (13-mayo), mediante 15 lecturas por parcela, tomadas de la parte central de hojas bandera, con un determinadorportátil Minolta SPAD-502®. En madurez fisiológica se estimó la altura de planta y la biomasa seca de cinco plantas tomadas de los surcos centrales de cada parcela experimental. El rendimiento de grano se cuantificó al cosechar y trillar las panojas de los surcos centrales y con humedad de grano ajustada a 14%. Los efectos de los tratamientos sobre las variables se determinaron a través de análisis de varianza combinado entre las localidades y además, correlaciones entre las variables mediante el coeficiente de Pearson (p< 0.05). Para la comparación de las medias se utilizó la prueba de Tukey (p< 0.05).

La respuesta de la planta de sorgo a la combinación cepa micorrízica-condición de humedad, indicó impactos significativos sobre el índice de clorofila en estado de hoja bandera, al final de la floración, biomasa seca y rendimiento de grano; pero no en floración ni en la altura de planta. Los mayores índices SPAD en estado de hoja bandera (p= 0.004) fueron con micorriza INIFAP y las cepas 3, 55 y 35; al final de la floración se observaron (p= 0.003) con micorriza INIFAP y la cepa 55 (Gigaspora sp.) (Cuadro 1). El hecho de no encontrar diferencias de índice de clorofila entre cepas micorrízicas en etapa de floración, tal vez se deba a que la planta se encuentra en una fase fisiológicamente crítica. Al final de la floración todos los HMA fueron superiores en índice de clorofila, promedio 17%, comparado con el tratamiento testigo. Se ha verificado que el índice SPAD de clorofila se encuentra correlacionado con el contenido de clorofila extraíble (Marquard y Tipton, 1987) y con el N foliar (Piekielek y Fox, 1992; Loredo et al, 2008), por lo que es un indicador del estatus fisiológico y sanitario de la planta.

En la biomasa seca, la mayoría de las cepas incrementaron el peso (p= 0.026) de forma similar con relación al testigo. Este fenómeno se ha observado en otros estudios con HMA. En maíz de invernadero, Boucher et al. (1999) reportaron variaciones de 16 a 24% en el incremento de biomasa foliar con cuatro especies de HMA. En un estudio con tomate (Lycopersicun esculentum) cultivado en casa malla, Rodríguez et al. (2004), evaluaron la efectividad de seis cepas de HMA y destacaron la variabilidad de respuesta en altura de planta y biomasa seca entre las cepas.

En el rendimiento de grano se observaron variaciones entre las cepas micorrízicas, la mayoría superaron el rendimiento del testigo. No obstante, destacaron micorriza INIFAP y la cepa 55 (Gigaspora sp.) por su mayor producción (Cuadro 1). En particular la micorriza INIFAP también ha presentado efectividad en sorgo cuando fue sometida bajo diferente manejo agrotecnológico en el estado de Tamaulipas (Díaz et al, 2013). Es un hecho de que las cepas de HMA pueden variar su funcionalidad según las interacciones entre el hospedero y las condiciones edafoclimáticas, diferencias que pueden ser incluso entre la misma especie (Klironomos, 2003; Rodríguez et al, 2004).

Los mayores valores del índice de clorofila en las etapas de floración y final de floración (p= 0.001) se observaron en la condición de riego. De forma similar, como era de esperarse, la altura de planta, biomas seca y el rendimiento de grano, fueron mayores (p= 0.001) en la condición de riego que en secano (Cuadro 1). Correlaciones significativas positivas (de r= 0.69** a 0.93**) entre índice de clorofila en floración y al final de la floración con las variables altura de planta, biomasa seca y rendimiento de grano fueron evidenciadas. Por el contrario, el índice de clorofila en estado de hoja bandera no mostró correlación, probablemente se debe a que es el resultado de otros factores diferentes a los considerados en este estudio. La altura de planta correlacionó con biomasa seca (r= 0.88**) y el rendimiento de grano (r= 0.70**).

Los resultados del estudio mostraron la expresión del potencial de las cepas nativas experimentales de HMA en el sorgo. Son cepas cuyo origen proviene de las regiones semiáridas del estado de Tamaulipas. Tchabi et al. (2010) indicaron que la efectividad de los HMA es más dependiente de su capacidad y habilidad intrínseca que de su origen geográfico. Actualmente y desde el punto de vista práctico, se le ha dado importancia en seleccionar HMA eficientes, que procedan de agroecosistemas particulares donde se les pretendan incorporar como un elemento biotecnológico.

 

Literatura citada

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