Nota de investigación

Inoculación con hongos micorrícicos arbusculares y el crecimiento de plántulas de leucaena*

Effect of Inoculating Leucaena Seedlings with AM Fungi

María del Rocío Flores-Bello¹, Sergio Aguilar-Espinosa², Ramón García Calvario¹, Alejandra Zamora Cruz², Javier Farias-Larios² y José Gerardo López-Aguirre^2‡

² Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad de Colima., Autopista Colima-Manzanillo km. 40, Apdo. Postal 36, 28100 Tecomán, Col., México. ^‡Autor responsable (jglopez@ucol.mx)

Recibido: marzo de 2006.
Aceptado: noviembre de 2007.

RESUMEN

Leucaena leucocephala (leucaena) es una leguminosa forrajera que puede ser usada como complemento proteico para animales. Sin embargo, presenta problemas para su establecimiento. Tomando en cuenta que es una leguminosa y estas son susceptibles a asociarse con hongos micorrícico-arbusculares (HMA), el presente trabajo tuvo como objetivo determinar el efecto de Glomus intraradices y G. etunicatum en el crecimiento de L. leucocephala bajo condiciones de vivero. La altura, el número de hojas y el diámetro de tallo se tomaron cada siete días durante el periodo del experimento, al final se determinó la colonización micorrícica y la longitud radicular. En las plantas inoculadas con ambos hongos la altura óptima de trasplante (30 cm) se alcanzó a los 83 días, en lugar de los 90 a 120 días normalmente requeridos. Los valores más altos se registraron en todas las variables de las plantas inoculadas con G. intraradices (P ≤ 0.05). Los resultados sugieren que este hongo puede ser una opción para mejorar la producción de plántulas de leucaena en vivero.

Palabras clave: Glomus intraradices, Glomus etunicatum, micorriza arbuscular, leguminosa, forrajes, proteínas, longitud de raíz.

Leucaena leucocephala (leucaena) is a forage legume that can be used as a protein complement for animals. However, establishment of this plant species presents some problems. Considering that legumes are highly susceptible to association with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, this work was conducted to determine the effect of Glomus intraradices and G. etunicatum on the growth of L. leucocephala under nursery conditions. Height, number of leaves, and stem diameter were recorded every seven days during the experiment. Mycorrhizal colonization and root length were determined at the end of the experiment. The optimal height for transplanting (30 cm) was achieved at 83 days; which is normally required from Day 90 till 120. The highest values were found in all plant variables inoculated with G. intraradices (P≤ 0.05). These results suggest that these AM fungi may be an option for improving production of leucaena seedlings in nursery.

Keywords: Glomus intraradices, Glomus etunicatum, arbuscular mycorrhiza, legume, forages, protein, root length.

INTRODUCCIÓN

El incremento de la población mundial y la correspondiente necesidad de productos agrícolas han estimulado la necesidad de aumentar la productividad de forrajes y cultivos (Cantrell y Linderman, 2001). En muchas áreas, especialmente en las regiones áridas y semiáridas, la producción animal está limitada por una amplia deficiencia de proteínas, particularmente en regiones con sequía prolongada cuando la calidad del forraje es más baja. Las leguminosas proveen nitrógeno al sistema suelo, el cual es tomado por las plantas y transformado a proteínas las que al ser consumidas por los animales incrementan la producción de carne, sin necesidad de aplicar fertilización química (Stamford et al., 1997; 2000).

Leucaena leucocephala es una leguminosa muy utilizada en bancos de proteína (Valdés, 1992), ya que puede proporcionar hasta un 22% de ésta (Brewbaker, 1987; Suárez, 1994), lo que la hace un forraje de buena calidad en la dieta de los animales (Brewbaker, 1987). La leucaena es un arbusto de porte alto que se adapta a diversos suelos, además es muy resistente al pastoreo. El desarrollo de bancos de proteína permite sustituir el uso de concentrados de importación o la alimentación complementaria, por esto, la leucaena debe ser tratada como un cultivo de alto valor, tanto alimenticio como económico, además si se maneja adecuadamente puede persistir indefinidamente. Por estas razones, todas las inversiones que se hagan para su establecimiento están justificadas y serán recompensadas en términos económicos y de producción (Valdés, 1992).

La explotación intensa de agrosistemas naturales y agropecuarios en los trópicos es la responsable de la degradación de los ecosistemas estables. Entre los cambios bióticos se incluye una disminución en la densidad de esporas de hongos micorrícicos arbusculares (HMA), aspecto que no debe ser pasado por alto, debido al efecto de los HMA en el establecimiento y crecimiento de plántulas, lo que se ha demostrado a través de los resultados positivos obtenidos con plantas inoculadas con HMA al ser trasplantadas (Michelsen y Rosendahl, 1990). Tomando en cuenta la importancia que la leucaena tiene como planta forrajera y su transformación a proteína animal para consumo humano y el tener una raíz pivotante (Suárez, 1994), la hace un modelo de estudio importante para continuar el estudio de su relación con los HMA (Morton y Benny, 1990), además de que el uso de estos microorganismos permite lograr una agricultura sostenible que resulta práctica y económica, y también favorece el reciclaje de nutrientes para mejorar la fertilidad del suelo, por lo tanto, se convierte en una alternativa para contribuir al establecimiento de sistemas de producción sostenibles, competitivos y rentables (Molina et al., 2005).

Los HMA forman abundantes hifas externas y estimulan el desarrollo de las raíces con lo que aumenta la capacidad del sistema radical para absorber y traslocar elementos, principalmente el fósforo, lo que mejora el crecimiento de la planta (Daniels-Hylton y Ahmad, 1994). Las leguminosas y los pastos que crecen en condición natural o de cultivo generalmente establecen asociación con HMA (Saif, 1987; Khasa et al. , 1992). Esta asociación no presenta especificidad, aunque cada día hay más evidencias de que algunos HMA pueden formar asociaciones preferenciales con ciertas plantas hospedantes (Secilia y Bagyaraj, 1992). De este modo, la eficiencia dependerá, parcialmente, de las características del hongo simbionte (Abbott y Robson, 1986). El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de dos cepas de Glomus en la respuesta de crecimiento de Leucaena leucocephala en condiciones de vivero.

El experimento se realizó en el área de posgrado de la Universidad de Colima, ubicado a 103° 52' O, 18° 55' N con una altitud de 33 m, con precipitación media anual de 750 mm y una temperatura promedio anual de 26 °C. El experimento se realizó en el vivero a una temperatura promedio de 22 °C (Estación meteorológica, Universidad de Colima).

Material Biológico

Las semillas de leucaena que se utilizaron para el experimento provenían de plantas silvestres de la zona cercana a la localidad denominada Cofradía de Juárez, municipio de Armería, Colima. Las semillas se desinfestaron superficialmente con solución de formol durante 30 min, posteriormente fueron lavadas cuatro veces con agua destilada estéril y después se escarificaron mecánicamente lijando la testa ligeramente.

Los dos hongos micorrícicos empleados fueron Glomus etunicatum Becker y Gerdemann (aislado UT-123) y Glomus intraradices Schenck y Smith (aislado WV-944), adquiridas en la West Virginia University, Virginia, USA.

Propagación del Inóculo Micorrícico

Las cepas se propagaron en condiciones de invernadero, usando Panicum maximum y Phaseolus vulgaris cv. negro jamapa, como cultivos trampa, en recipientes de plástico con capacidad de 40 kg de sustrato, por seis meses (dos generaciones del frijol); el sustrato utilizado fue arena:suelo (2:1 v/v) previamente tratado en autoclave por dos horas. Durante el periodo de propagación, los recipientes se regaron cada siete días con la solución nutritiva Long Ashton (Sutcliffe y Baker, 1976), agregando un cuarto de la cantidad propuesta de fósforo en dicha solución. Al término de la propagación, antes de ser usado, el inoculante se almacenó a 10 °C por 10 días para romper la latencia de las esporas.

Germinación y Trasplante

La germinación de las semillas de leucaena se llevó a cabo en charolas de germinación que contenían arena tratada con calor húmedo a una temperatura de 120 °C durante 120 min. A los 20 días, se seleccionaron plántulas de tamaño uniforme y se trasplantaron en bolsas de polietileno negras (10 x 30 cm) con una mezcla de suelo:arena (2:1), previamente desinfectadas con alcohol al 70%.

Inoculación

Colonización Micorrícica

Al finalizar el experimento, la colonización micorrícica se determinó mediante la técnica de laminilla (Giovannetti y Mosse, 1980), por lo que las raíces fueron clareadas en KOH al 10% y teñidas con fucsina ácida (Kormanik y McGraw, 1982).

El experimento desde la siembra hasta la cosecha concluyó a los 99 días. Las plántulas estuvieron 15 días en charola a partir de la germinación y a partir de los 35 días posteriores al trasplante se tomaron datos cada siete días por siete semanas. Las variables medidas fueron: altura de planta, diámetro de tallo, número de hojas y volumen de la parte aérea.

Los datos se procesaron mediante análisis de varianza con P ≤ 0.05, mediante prueba de medias de Tukey, usando el programa estadístico SAS (SAS Institute, 1999).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La altura óptima de trasplante de 30 cm se alcanzó entre los 76 y 83 días, esto es, antes de los 90 a 120 días que requiere de manera habitual (Brewbaker, 1987) con 38.25 cm y 37.5 cm para G. intraradices y G. etunicatum, respectivamente (Cuadro 1). En cuanto al número de hojas, ambos HMA indujeron un comportamiento similar (Cuadro 2). Respecto al diámetro de tallo (Cuadro 3), a partir de los 76 días se registraron diferencias significativas respecto al testigo, mientras que en las dos últimas fechas de muestreo (90 y 97 días), las plantas inoculadas con G. intraradices presentaron las mayores diferencias.

En el Cuadro 4 se muestran los valores de la micorrización al final del experimento, donde no se presentaron diferencias entre ambos hongos, así como para longitud radicular, incluyendo en este caso al testigo. Ahiabor e Hirata (1995), al estudiar un grupo de leguminosas, no observaron respuestas significativas en la longitud radical y, en cambio, se produjo una mayor cantidad de raíces delgadas, lo que coincide con los resultados observados en las plantas de leucaena micorrizadas en el presente experimento.

Lo anterior coincide con lo reportado por Ahiabor e Hirata (1995) quienes, al probar varias especies de hongos micorrícicos arbusculares del mismo género sobre tres especies de leguminosas, observaron que el crecimiento de estos vegetales dependió de la combinación planta-hongo. Así mismo, Abbott y Robson (1985) indican que la infectividad (habilidad para colonizar las raíces) y la efectividad de HMA (habilidad para estimular el crecimiento) aparentemente varía dependiendo del hongo y el hospedero. Estos mismos autores sostienen que G. intraradices puede ser más efectivo debido a su capacidad para colonizar rápidamente y formar una extensa y efectiva red externa de hifas alrededor de las raíces que facilita la adquisición de nutrimentos. Es probable que a esto se deban los resultados del presente trabajo.

Al mejorar el crecimiento de las plántulas de leucaena micorrizadas se demuestra el potencial de la inoculación micorrícica en la producción de plántulas que resistan el trasplante (Michelsen y Rosendahl, 1990) y, como consecuencia, serán probablemente competidoras más exitosas en ambientes con niveles bajos de nutrimentos que aquellas plantas no colonizadas con estos hongos (Majunath y Habte, 1989). Rey et al. (2005) obtuvieron resultados similares con respecto a la altura de planta y colonización; estos autores utilizaron una doble inoculación, tanto de HMA como de rizobios.

CONCLUSIONES

Glomus intraradices es una opción para asociarse simbióticamente con leucaena durante su estancia en el vivero, ya que las plantas asociadas con este hongo disminuyeron el tiempo de manejo de las plántulas de leucaena en el vivero. Esto repercutirá directamente en la obtención de plantas vigorosas que podrán superar mejor el trasplante. Es recomendable continuar los estudios realizando determinaciones acerca del contenido proteínico de las plantas y, con ello, establecer el efecto de las aplicaciones de los hongos micorrícico-arbusculares (HMA) en este cultivo de una manera más precisa.

RECONOCIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad de Colima su apoyo para la realización de este trabajo, el cual se realizó con apoyo del Fondo Ramón Álvarez-Buylla de Aldana.

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* Publicado como nota de investigación en Terra Latinoamericana 26: 127–131.