La presente investigaci�n se desarroll� para determinar la respuesta agron�mica de plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) a la aplicaci�n de Bradyrhizobium japonicum y quitosano de alto y bajo peso molecular. Para el an�lisis, se establecieron 6 tratamientos 1) Quitosano de alto peso molecular, 2) Quitosano de bajo peso molecular; 3) B. japonicum; 4) B. japonicum + Quitosano de alto peso molecular; 5) B. japonicum + Quitosano de bajo peso molecular y 6) testigo experimental con 3 repeticiones distribuidos aleatoriamente en un dise�o completamente al azar (DCA). Para la comparaci�n entre medias se emple� el test de Tukey (p≤ 0,05). Las semillas se embebieron por dos horas en los distintos tratamientos, posterior al trasplante se realizaron aplicaciones durante su desarrollo a los 30, 60 y 90 d�as. Los resultados determinaron que, la mayor tasa de emergencia de las semillas de tomate las obtuvo aquellas embebidas con el tratamiento T1 (QAPM) y T4 (BFN+QAPM) obtuvieron los mejores resultados con 91,50 y 90,54%. En lo que respecta a par�metros productivos como: longitud de la hoja, altura de la planta, longitud radicular y rendimiento por hect�rea, destacaron los tratamientos que incluyeron el uso de quitosano de bajo peso molecular y el inoculante de Bradyrhizobium japonicum, obteniendo en la mayor�a de los casos un mejor registro por encima de los dem�s tratamientos.

Palabras claves: bioproductos; bioestimulantes; fitosanidad

Agronomic response of tomato solanum lycopersicum l. plants to the application of bradyrhizobium japonicum and chitosane

ABSTRACT

The present investigation was carried out to determine the agronomic response of tomato plants (Solanum lycopersicum L.) to the application of Bradyrhizobium japonicum and chitosan of high and low molecular weight. For the analysis, 6 treatments were established 1) high molecular weight chitosan, 2) low molecular weight chitosan; 3) B. japonicum; 4) B. japonicum + high molecular weight chitosan; 5) B. japonicum + low molecular weight chitosan and 6) experimental trial with 3 replicates randomly distributed in a completely randomized design (DCA). For the comparison between means, the Tukey test (p≤0.05) was used. The seeds were soaked for two hours in the different treatments, after transplanting, the applications will be made during their development at 30, 60 and 90 days. The results determined that the highest rate of emergence of obtuse tomato seeds those soaked with the treatment T1 (QAPM) and T4 (BFN + QAPM) obtained the best results with 91.50 and 90.54%. Regarding productive parameters such as: leaf length, plant height, root length and yield per hectare, the treatments that include the use of low molecular weight chitosan and the Bradyrhizobium japonicum inoculant will be highlighted, obtaining in most of the cases a better record on the other treatments.

Keywords: bioproducts; phytosanitary status; chitosan; yield; tomato

Art�culo recibido:� 05 octubre. 2021

Aceptado para publicaci�n: 02 noviembre 2021

Correspondencia: [email protected]

Conflictos de Inter�s: Ninguna que declarar

Esta investigaci�n ha sido desarrollada gracias al financiamiento del Fondo Competitivo de Investigaci�n Cient�fica y Tecnol�gica (FOCICYT) del Proyecto Emblem�tico PEMBL006-2018 perteneciente a la Universidad T�cnica Estatal de Quevedo (UTEQ).

INTRODUCCI�N

El tomate (Solanum lycopersicum L.) es considerado uno de los principales cultivos a nivel mundial, seg�n �D�vila (2017), debido a su elevado potencial alimenticio; altos contenidos de licopeno, antioxidantes, vitaminas A y C, adem�s de ser ampliamente utilizado en la industria cosm�tica, farmac�utica y ornamental (Valdez-Arellanes et al., 2020; S�nchez & D�az-Barrera, 2019). Debido a su alta demanda tanto para consumo fresco como procesado, autores como (Du et al. 2020) hacen alusi�n a que la producci�n se ha incrementado cerca del 300 % en las �ltimas cuatro d�cadas ha llegado a clasificarse como el segundo vegetal de mayor importancia con 5,02 millones de hect�reas plantadas en el mundo y una producci�n total reportada de 170,7 millones de toneladas, con China en el primer puesto como productor e siguen Estados Unidos, Turqu�a, Italia, Egipto e India, pa�ses que conjuntamente han producido durante los �ltimos 10 a�os el 70 % de la producci�n global.

En Ecuador, el tomate cuenta con una superficie sembrada de 2.609 ha, se cultiva en campo abierto, como bajo cubierta pl�stica, principalmente en las provincias de Pichincha, Tungurahua, Cotopaxi, Azuay y en la regi�n amaz�nica, con una producci�n de 62, 675 toneladas y un promedio de rendimiento de 32.07 t ha^-1 en campo abierto y 250 t ha^-1 en invernadero lo que constituye un rengl�n importante en el comercio local y en la exportaci�n (Alem�n et al.� 2016). A pesar de su gran importancia, los productores con el fin de maximizar los rendimientos del cultivo de tomate y mejorar su fitosanidad, han requerido de una elevada aplicaci�n de fertilizantes minerales y pesticidas de acuerdo a lo planteado por Agui�aga-Bravo et al. (2020), no obstante, se ha comprobado cient�ficamente que el uso irracional de estos insumos propician un impacto negativo en el medio ambiente, ya que contaminan el suelo, se reduce la biodiversidad, aumentan los riesgos de salinizaci�n, disminuyen considerablemente las reservas energ�ticas del suelo y se contaminan las aguas superficiales y subterr�neas seg�n �Socarr�s et al. (2020).

De la creciente demanda de tomate, as� como los altos costos de los insumos agr�colas y con el prop�sito de conservar los agroecosistemas, surge la necesidad de buscar nuevas tecnolog�as para incrementar la producci�n y ofrecer un producto libre de residuos t�xicos a los consumidores la cual ha motivado la b�squeda de alternativas que permitan una nutrici�n org�nica, ecol�gicamente sostenible que posea como condici�n principal, adem�s de satisfacer las necesidades humanas, mejorar y conservar el ambiente. Una de las alternativas m�s generalizadas es el uso de los bioproductos (Calero et al., 2019).

Entro los bioproductos que se vienen usando ampliamente en la producci�n de hortalizas se encuentra el Quitosano, el cual se utiliza como bioestimulante para promover el crecimiento, as� como para inducir tolerancia al estr�s abi�tico y resistencia a pat�genos, aumentando las respuestas defensivas de las plantas (Reyes et al., 2020).

De acuerdo a su grado de polimerizaci�n, el Quitosano puede ser de bajo peso molecular (QBPM) y de alto peso molecular (QAPM) siendo el QBPM m�s activo frente a hongos; sin embargo, un estudio reciente demostr� que el QAPM tendr�a mayor actividad anti-f�ngica debido probablemente al mayor grado de protonaci�n de la mol�cula (Pe�a-Dalton et al., 2016).

As� Santiago et al. (2020) hacen alusi�n a las bacterias del g�nero �Rhizobium�, o tambi�n denominadas bacterias fijadoras de nitr�geno (BFN) las cuales, se encargan de extraer directamente el nitr�geno del aire originando compuestos susceptibles de incorporarse a la composici�n del suelo, aumentando la disponibilidad de minerales para la planta tal como agrega (Cubillo-Honojosa, 2021). Entre las BFN m�s importantes se encuentran las Bradyrhizobium japonicum, las cuales permiten desarrollar los n�dulos esenciales en el sistema radicular de las plantas, permiti�ndoles extraer nitr�geno de la atm�sfera (Meena et al., 2018).

Tomando en cuenta las m�ltiples ventajas que ofrecen estos bioproductos y los diversos requerimientos de esta solan�cea, se propone en la presente investigaci�n evaluar el efecto de estos bioproductos (QAPM, QBPM) y BFN, como Bradyrhizobium japonicum; en el cultivo de tomate, para determinar la efectividad agrobiol�gica de crecimiento, desarrollo, fitosanidad y productividad de este importante cultivo.

MATERIALES Y M�TODOS

La presente investigaci�n se realiz� en el Campus �La Mar�a� predio de la Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, localizada en el kil�metro 7.5 de la v�a Quevedo, El Empalme, cant�n Mocache, provincia de Los R�os, cuya ubicaci�n geogr�fica es de 10 6� 28�� de latitud sur y 700 27� 13�� de longitud oeste.

El ensayo correspondi� a un dise�o completamente al azar (DCA), conformado por 5 tratamientos y un testigo experimental con tres repeticiones con 20 plantas por unidad experimental con un total de 360 plantas. Los tratamientos aplicados fueron T0: Testigo experimental (Sin bioproductos), T1: Aplicaci�n de QAPM, T2: QBPM, T3: B. japonicum, T4: B. japonicum + QAPM, T5: B. japonicum + QBPM. Las semillas de tomate se embebieron por 2 horas en cada uno de los tratamientos. La siembra se realiz� en bandejas germinadoras de polietileno expandido de 220 celdas, utilizando sustrato a base de: humus (20%), tamo de arroz (10%), aserr�n (10%), arena (10 %) y suelo tamizado (50%).

La aplicaci�n de bioproductos se llev� a cabo a los 30, 60 y 90 d�as despu�s del trasplante respectivamente. En caso del QAPM y QBPM se emple� en dosis de 300 mg/ha. La BFN (B. japonicum) fue aplicada en una dosis de 1x10⁵. La cosecha se realiz� pasado los 150 d�as de edad del cultivo, verificando que este haya alcanzado su madurez fisiol�gica.

Las variables cuantificadas en este experimento fue el porcentaje de emergencia, esta se registr� diariamente y el porcentaje final se determin� a los 10 d�as, se calcul� mediante la ecuaci�n descrita por Reyes et al., 2020. donde n1, n2, n20 son el n�mero de semillas germinadas en los tiempos t1, t2, ...� t10 (en d�as) este proceso se realiz� durante la etapa de vivero; y otras variables de crecimiento como: Longitud de la hoja (cm), Altura de planta (cm) y Longitud radicular (cm). Los indicadores de producci�n se obtuvieron por medio del peso total de la parcela �til transform�ndolo a kg/ha-1, para ello se emple� la siguiente ecuaci�n:

Se evalu� la incidencia de Mildiu causado por Peronospora brassicae Gaumann en los distintos tratamientos durante todo el ciclo productivo, este par�metro se evalu� a los 10, 20, 30 y 45 DDT de acuerdo con la siguiente f�rmula (Henr�quez y Reyes et al., 2018):

Obtenci�n del inoculo con Bradyrhizobium japonicum

La cepa de Bradyrhizobium japonicum, fue donada por el Dr. Fabricio Canchignia a cargo del Laboratorio de Biotecnolog�a Vegetal de la UTEQ. Para la realizaci�n de este proceso se utiliz� el medio de cultivo YEM BROTH, el cual es espec�fico para bacterias fijadoras de nitr�geno (BFN).

Manejo

El manejo se efectu� en dos etapas, la etapa de vivero y la etapa de invernadero. Durante la etapa de vivero se realiz� el riego dos veces por d�a, con la ayuda del atomizador, en las primeras horas de la ma�ana y las ultimas horas de la tarde, en lo que respecta al control de malezas, este se hizo de forma manual, de igual manera se realiz� un raleo para evitar la sobrepoblaci�n de pl�ntulas de tomate por hoyo, conservando �nicamente una planta por cada hoyo.

Por otro lado, en el manejo efectuado a partir del trasplante en la etapa de invernadero, se hizo el riego cada 3 d�as, se aporcaron manualmente las plantas, se efectuaron las respectivas podas en la plantaci�n, y se hizo el respectivo control de malezas tanto dentro de las parcelas como en los pasillos de forma manual.

Para el tutoreo se colocaron alambres a lo largo de la hilera, y a partir de estos se sostuvieron las plantas de tomate con la ayuda de una piola.

Para la cosecha se realiz� de forma manual, la cual consisti� en desprender la fruta madura de la planta, por medio de una fractura del ped�nculo o mediante torsi�n o giro.

An�lisis estad�sticos

Los resultados expresados en porcentaje se transformaron para su procesamiento estad�stico por la f�rmula sin -1 √% que garantiz� que cumplieran una distribuci�n normal. Todos los resultados se analizaron por an�lisis de varianza y las medias de los tratamientos se compararon por Pruebas de Rangos M�ltiples de Tukey; estos an�lisis se realizaron con una confianza del 95% (0.05). El software estad�stico utilizado fue el Minitab 17.

RESULTADOS Y DISCUSI�N

Porcentaje de germinaci�n

Los resultados obtenidos demostraron que los tratamientos T1 (QAPM) y T4 (BFN+QAPM) fueron mejores, con 91,50 y 90,54% respectivamente al porcentaje de germinaci�n, mientras que, el tratamiento 3 obtuvo el registro m�s bajo con 82,79%. Lo cual, indica diferencias significativas (p≤ 0.05) (tabla 1). Estos resultados son similares a los reportados por Fern�ndez-Bravo (2016), quien al utilizar la mezcla de compost de cachaza de ca�a de az�car y aserr�n de coco molida en relaci�n 2:1. en la siembra de una variedad de tomate local, y no tuvo diferencias significativas con el resto de los 6 sustratos empleados en su investigaci�n, �atribuibles a que los efectos positivos en la �germinaci�n pueden estar relacionados con la menor densidad manifestada en los diferentes tratamientos �y al �lavado de sales a consecuencia del riego, lo cual no tuvo tampoco un efecto negativo.

La actividad biol�gica del quitosano en los cultivos se ha explicado por varios mecanismos uno de ellos plantea el reconocimiento de mol�culas de quitina/quitosano por receptores espec�ficos presente en las c�lulas vegetales. En el caso de la semilla, influyen en la activaci�n de los procesos germinativos de acuerdo con (Henr�quez & Reyes, 2018). No obstante, seg�n Andrade (2017), en este caso, factores asociados a la salinidad del suelo podr�an incidir de forma negativa a esta situaci�n, disminuyendo el porcentaje de germinaci�n de las semillas por las altas concentraciones de sales que se encuentran en el medio donde son sembradas, prologando tambi�n el tiempo en que realizan este proceso.

Longitud de la ra�z

En la longitud de la ra�z (cm), se encontr� diferencias significativas entre los tratamientos, sobresaliendo T5 (BFN+QBPM) y T2 (QBPM) con longitudes de 22,07 y 21,47 cm. Caso contrario, ocurri� con el tratamiento control (testigo), T1 (QAPM) y el T4 (BFN+QAPM), quienes mostraron los registros m�s bajos con 16,47, 15,67 y 14,60 cm respectivamente. Estos resultados son similares a los reportados por Chiquito-Contreras et al., (2018) quienes aseguran que cuando se emplean bioestimulantes como el humato de vermicompost, estimulan el crecimiento, la biomasa en la ra�z y el tallo, gracias al efecto de la biodisponibilidad de nutrimentos en el sustrato, referido tambi�n al contenido de carbohidratos de la pl�ntula, �importante para la producci�n y desarrollo de ra�ces, por lo que un mayor peso seco de hojas es posiblemente que est� relacionado con una mayor �rea foliar para realizar la fotos�ntesis, a favor de estas estructuras. Lo que concuerda con Cartaya et al., (2017), quienes aseguran que el crecimiento del sistema radicular est� estrechamente ligado a la provisi�n de gl�cidos de la parte a�rea, por lo que, todo factor que act�e sobre �sta tambi�n incidir� sobre el crecimiento y el funcionamiento de la parte subterr�nea, estos sistemas radiculares se caracterizan por una adaptabilidad muy alta en su crecimiento y desarrollo lo que implican, complejas interacciones entre el ambiente del suelo y la parte a�rea, dado que el ambiente en el que se desarrollan estas estructuras es muy heterog�neo en espacio y en tiempo, por lo que precisan tener la habilidad de plasticidad fenot�pica para superar estas situaciones.

Altura de planta

En cuanto a la altura de planta (cm), esta se evalu� en tres distintas fechas: 30, 60 y 90 d�as obteniendo resultados muy variantes entre tratamientos. Con respecto a los 30 d�as, destac� el T1 (QAPM) con 46 cm, mientras se registr� a T3 (BFN) como el tratamiento con la menor altura con 28,47 cm. La tendencia continu� de igual forma a los 60 d�as, donde T1 (QAPM) registr� la mayor altura con 99,80 cm, seguido de T4 (T4BFN+QAPM) con 98,27 cm, mientras los tratamientos T0 (Testigo) y T3 (BFN) obtuvieron los valores m�s bajos con 78,67 y 76,87 cm. Por �ltimo, a los 90 d�as tambi�n se mostraron diferencias significativas (p≤ 0.05) entre tratamientos, arrojando en esta ocasi�n a T5 (TBFN+QBPM) como el mejor tratamiento con 120,67 cm, seguido de T3, T1, T2 y T4 con 119,93, 118,13, 114,53 y 113,93 cm respectivamente, mientras que, el de menor valor fue el T0 (Testigo) con 98,20 cm (Tabla 1). Estos resultados entran en correspondencia con Morales-Nicolau et al., (2021), al emplear productos biorg�nicos para determinar diferentes par�metros productivos del tomate, argumentando que los mismos favorecieron la altura de las plantas, en todos los niveles de inclusi�n empleados, de igual manera ��L�pez et al.� (2021), en el cultivo de la zanahoria, variedad New Kuroda, lo que demuestra el car�cter efectivo, de este tipo de productos para estimular el crecimiento y el desarrollo de la planta de manera general.

Tambi�n influye que el proceso de crecimiento en los vegetales tiene una estrecha relaci�n con el completamiento de su ciclo vegetativo y/o reproductivo, generalmente estos se detienen o disminuyen su ritmo al aparecer la iniciaci�n floral, no obstante, los factores que inciden en mayor proporci�n sobre el crecimiento en altura de una planta se encuentran relacionados con el aporte de agua, nutrientes,� energ�a, y aire que un sustrato pueda aportar,� ya� que las condiciones f�sico-qu�micas de cada sustrato� pueden definir� el� comportamiento tanto de la altura como de las dem�s� variables� agron�micas (Hern�ndez, 2016).

Di�metro del tallo

Los resultados sobre el di�metro del tallo (mm) obtenidos a los 30 d�as fue que el T0 (Testigo) present� un di�metro de 5,67 mm, mientras que los tratamientos T2 (QBPM) y T3 (BFN) registraron el di�metro m�s bajo con 4,33 y 4,20 mm resultados estad�sticamente significativos (p≤ 0.05). A los 60 d�as se obtuvieron mayor di�metro el T1 (QAPM) con 7,47 mm, mientras que, los tratamientos T0 (Testigo) y T1 (BFN) registraron los menores valores con 6,53 y 6,33 cm resultados estad�sticamente significativos (p≤ 0.05). Para el di�metro del tallo a los 90 d�as, los mejores tratamientos fueron� T4, T5 y T1 con 8,88, 8,47 y 8,87 mm respectivamente, mientras que, el de menor valor fue el T2 (QBPM) con 7,53 mm resultados estad�sticamente significativos (p≤ 0.05), los mismos que �son similares a los obtenido por �Le�n & Mesa (2016) , quienes afirman que este comportamiento ocurre gracias a la concentraci�n de compuestos org�nicos y qu�micos, que en peque�as dosis son capaces de influir positivamente en la capacidad fotosint�tica, favoreciendo el desarrollo de los tejidos y su multiplicaci�n celular, lo que permite aumentar de manera significativa el grosor del tallo.

El grosor de tallo es un indicador del estado de vigor de una pl�ntula ya que refleja directamente la� acumulaci�n� de� fotosintetizados,� los� cuales� posteriormente� pueden� traslocarse� a� los� vertederos,�� adem�s un tallo grueso permite soportar la parte a�rea sin doblarse por los vientos en el campo, lo que concuerda con �Terry et al.,� (2018) en su trabajo con plantas de tomate, donde argumentan que �a mayor di�metro del tallo incrementa el n�mero de frutos y en consecuencia el rendimiento. Por su parte Hijuelos y Aguilar (2015), sostienen que variables como la altura de la planta y di�metro del tallo se pueden ver mejorados cuando las plantas son tratadas con bioestimulantes al favorecer la absorci�n eficientemente de nutrientes como el agua y otros contenidos en el suelo.

Rendimiento por hect�rea

El mejor rendimiento por hect�rea (kg/ha^-1) lo obtuvo el T1 (QAPM) con 20322,17 kg/ha^-1, mientras que, los menores rendimientos fueron el T0 (Testigo) y T3 (BFN) con 15856,24 y 16358,59 kg/ha^- ¹ respectivamente, valores que fueron estad�sticamente significativos (≤0.05) (Tabla 1). Estos resultados son menores a los reportados por C�rdova et al. (2018), en h�bridos de tomate importados en Uruguay, lo que indica que las condiciones de manejo del cultivo, m�s el potencial gen�tico de las variedades de tomate, resultan en rendimientos cada vez mayores acotando que este �ltimo es una caracter�stica que presenta mucha variabilidad y que es altamente dependiente del material gen�tico, las condiciones ambientales, la presencia de plagas y enfermedades y las pr�cticas de manejo como densidad de siembra y podas realizadas. Estudios recientes desarrollados con biofertilizantes, abonos org�nicos, bioestimulantes y biorreguladores del crecimiento vegetal, han demostrado que estos bioproductos pueden mejorar la calidad tanto externa como interna de los frutos, respaldado por Caniguante et al. (2019), quienes determinaron que la fertilizaci�n org�nica incrementa la longitud del fruto, el n�mero de frutos, di�metro de los frutos y la biomasa fresca de estos.

Tabla 1

Medici�n de Variables Agron�micas del Cultivo de Tomate con la Adici�n de Quitosano y Bradyrhizobium japonicum.

Tratamiento	C�digo	Tasa de emergencia (%)	Longitud de la ra�z (cm)	Altura (cm)	Di�metro del tallo (mm)	Rendimiento por hect�rea kg/ha-1
T0	Testigo	88,47^ab	16,47^b	98,20^b	8,13^ab	15856,24^c
T1	QAPM	91,50^a	15,67^b	118,3^a	8,47^a	20322,17^a
T2	QBPM	87,99^ab	21,47^a	114,3^a	7,53^b	17957,56^abc
T3	BFN	82,79^b	18,20 ^ab	119,3^a	8,13^ab	16358,59^c
T4	BFN + QAPM	90,54^a	14,60^b	113,3^a	8,80^a	19253,28^ab
T5	BFN + QBPM	87,41^ab	22,07^a	120,7^a	8,47^a	16931,84^bc
CV (%)		2,64	23,88	7,24	10,16	5,66

Nota: Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas, de acuerdo a la prueba de Tukey (P ≤ 0.05)

CONCLUSIONES

El porcentaje de germinaci�n de semillas de tomate certificado se vio positivamente influenciado por el uso de quitosano de alto peso molecular y Bradyrhizobium japonicum, y indicadores de producci�n como: altura de la planta, di�metro del tallo y longitud de ra�z mostraron la sinergia que existe entre el quitosano de bajo peso molecular y el inoculante de Bradyrhizobium japonicum, obteniendo en la mayor�a de los casos un mejor registro por encima de los dem�s tratamientos. Sin embargo, es importante destacar que respecto a la variable de rendimiento por hect�rea se constat� una supremac�a por parte del tratamiento de quitosano de alto peso molecular, demostrando que el uso de este bioproducto con mayor concentraci�n, supera el uso simult�neo de ambos bioproductos (quitosano de bajo peso + BFN), impulsando la producci�n de tomate.

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