Crecimiento, producci�n y
estado fitosanitario de plantas de nabo (brassica napus l.)
a la aplicaci�n de quitosano y bacterias promotoras del crecimiento
vegetal
Ana Ruth �lvarez S�nchez1
0000-0003-2780-8600
Eudoro Miguel Castillo �lvarez1
Juan Jos� Reyes P�rez1
0000-0001-5372-2523
Aim� Rosario Batista Casac�1
0000-0002-1039-7414
Marlon Fernando Monge Freile1
Mariasol Bel�n Culcay V�liz1
https://orcid.org/0000-0002-9330-8826
Wilver Humberto Santana Alvarado1
1Universidad T�cnica Estatal de Quevedo.
Facultad de Ciencias Agropecuarias.
Av. Quito. Km 1 � v�a a Santo Domingo.
Quevedo, Los R�os, Ecuador, CP 120504.
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de bioproductos en el crecimiento, producci�n y estado fitosanitario en plantas de nabo, teniendo en cuenta la viabilidad en el uso de quitosano e inoculantes elaborados a partir de cepas de Bradyrhizobium japonicum, para contribuir con pr�cticas m�s sostenible en este cultivo. La presente investigaci�n fue realizada en el campus �La Mar�a� de la Universidad T�cnica Estatal de Quevedo, provincia de los R�os, Ecuador. La metodolog�a: un dise�o completamente al azar (DCA), conformado por 6 tratamientos triplicados: 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. Las semillas de nabo fueron embebidas por 2 horas en cada tratamiento antes de su plantaci�n, los tratamientos se aplicaron a los 10, 20 y 30 d�as. Para la comparaci�n entre medias se emple� el test de Tukey (p≤ 0,05). Los resultados determinaron, que la mayor tasa de emergencia de las semillas de nabo las obtuvo aquellas embebidas con el tratamiento T5 (Quitosano bajo peso + bacteria) con un registro del 49,45%. Los par�metros productivos estudiados fueron: longitud de la hoja, altura de la planta, longitud radicular y rendimiento por hect�rea, destacaron los tratamientos con el uso de quitosano de alto peso molecular, as� mismo, ocurri� durante la valoraci�n del estado fitosanitario manifestando una gran eficiencia productiva de nabo en las condiciones agroclim�ticas de la zona.
Palabras clave: B. japonicum; inoculantes; quitosano
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). La correspondencia relacionada con este proyecto debe ser dirigida a Ana Ruth �lvarez-S�nchez, en la direcci�n previamente citada.
Growth, production and phytosanitary status of nabo plants
(brassica napus l.) to the app application of chitosan and bacteria
�that promote plant growth
ABSTRACT
The objective of this work was to determine the effect of bioproducts on the growth and phytosanitary status of turnip plants, this with the main purpose of determining the viability in the use of ecological alternatives such as chitosan and inoculants made with strains of Bradyrhizobium japonicum, with a view to contribute to the implementation of more sustainable practices in turnip production. The present study took place at the �La Mar�a� campus of the Quevedo State Technical University, Los R�os province, Ecuador. The methodology that was used was a completely randomized design (dca), consisting of 6 treatments in triplicate; the treatments consisted of the application of: 1) Chitosan of high molecular weight, 2) Chitosan of low molecular weight; 3) B. japonicum; 4) B. japonicum + high molecular weight chitosan; 5) B. japonicum + Chitosan of low molecular weight and 6) control. The turnip seeds were soaked for 2 hours in each of the treatments before planting later, the treatments were applied at 10, 20 and 30 days. To see the differences between the treatments, the Tukey test was implemented (p≤ 0, 05). The results determined that the highest emergence rate of turnip seeds was those obtained embedded with the T5 treatment (Chitosan underweight + bacteria) with a record of 49, 45%. Regarding productive parameters such as: leaf length, plant height, root length and yield per hectare, the treatments that included the use of high molecular weight chitosan stood out, in the same way, it occurred during the evaluation of the state phytosanitary, demonstrating great efficiency in turnip production under the agroclimatic conditions present in the area.
Key words: B. japonicum; inoculants; chitosan
Art�culo recibido:� 05 octubre. 2021
Aceptado para publicaci�n: 02 noviembre 2021
Correspondencia: [email protected]
Conflictos de Inter�s: Ninguna que declarar
INTRODUCCI�N
Las Br�ssicas son conocidas por su consumo en gran parte del mundo (Europa del norte, norte de Asia, Am�rica y sur de Ocean�a), por ser cultivos de alta calidad y digestibilidad, alto rendimiento y r�pido crecimiento (Melo et al., 2019; Ram�rez et al., 2017), el nabo es una de las especies m�s importantes dentro de este g�nero (Brassica napus l.) (Joensu- Sinkko, 2015). En Ecuador, esta hortaliza se cultiva en Saquisil�, Ambato, P�llaro, Quero, Cevallos y dem�s zonas de la regi�n interandina (Abasolo-Pacheco et al., 2020). En la regi�n costa, son escasos los registros que indiquen el establecimiento de este cultivo con fines comerciales (Cunuhay y Vivas, 2017); debido a las condiciones presentes en el litoral que predisponen a las hortalizas a diversos tipos de enfermedades f�ngicas, bacterianas y v�ricas que afectan el rendimiento y la calidad de la producci�n (Acurio-V�sconez et al., 2020). La alta demanda de productos qu�micos con frecuencia es recurrente para combatir plagas y enfermedades incrementado los costos de producci�n, da�ando el medio ambiente y generando un incremento en la resistencia a los pat�genos por el uso indiscriminado de estos insumos (Blanco y Arrag�n, 2020). Para hacer frente a esta problem�tica es necesario adoptar nuevas alternativas que, adem�s de aumentar la brecha beneficio/costo, permitan producir alimentos m�s saludables de forma ecol�gica y responsable con el medio ambiente (Raza et al., 2019). Una alternativa a esta problem�tica es el empleo de bioproductos que puedan mejorar la asimilaci�n de los nutrientes, ayuden en el desarrollo, producci�n y adem�s, sea una alternativa para reducir la incidencia de fitopat�genos logrando producciones sostenibles y partidarios con el medio ambiente (Brown y Saa, 2015). Dentro de los bioproductos que cumplen con lo descrito anteriormente se encuentra el quitosano (Vel�squez et al., 2019; P�rez, 2020) y microrganismos capaces de fijar nitr�geno (Le�n y Fuentes, 2017; Gonz�lez y Fuentes 2017).
El quitosano es un pol�mero natural biocompatible y biodegradable que constituye un recurso renovable de gran potencial en la agricultura (Peniche- Ag�ero et al., 2015). Posee caracter�sticas esenciales en su actividad biol�gica, el cual beneficia el desarrollo y los rendimientos de muchos cultivos (Zerpa et al., 2017; Domini, 2018); adem�s del incremento y la actividad de los microorganismos, as� como de organismos ben�ficos, lo que ayuda a la disposici�n de nutrimentos y sus propiedades en los suelos de cultivo aumentando de esta manera la producci�n (Domini, 2018; Holgu�n-Pe�a et al., 2020) as� como la estimulaci�n �inmunol�gica, la defensa y la resistencia contra pat�genos de origen bacteriano, f�ngico y viral (Berumen-Varela et al., 2015). Su importante actividad antimicrobiana est� determinada por inhibici�n del crecimiento de pat�genos y por la inducci�n de resistencia sist�mica a infecci�n de pat�genos (Moreno et al., 2012; Casta�eda Ram�rez et al., 2016) y por un novedoso m�todo de control de las enfermedades (Gonz�lez y Falc�n 2014; Rendina et al., 2019). Por otro lado, las bacterias fijadoras de nitr�geno (BFN), se encargan de fijar nitr�geno atmosf�rico al suelo (P�rez-Cordero et al., 2014), a trav�s de la inducci�n en las ra�ces o en el tallo de la planta de estructuras especializadas denominadas n�dulos, dentro de los cuales, el nitr�geno gaseoso se reduce a amonio (Llerena y Casta�o , 2014) entre la que sobresale Bradyrhizobium japonicum, cuya funci�n es la de capturar nitr�geno del aire, mineralizarlo y cederlo a la planta en una relaci�n de 1 kg. de nitr�geno fijado por cada mg de carbohidrato consumido ( Meena et al., 2018). A pesar de que, el quitosano y B. japonicum se presentan como una excelente propuesta como abono org�nico en el enfoque de la agricultura sostenible, no se conocen con exactitud la eficiencia que estos insumos ejercen sobre las plantas de nabo.
Es por ello, que la presente investigaci�n tiene como objetivo: Evaluar el efecto de bioproductos como quitosano de alto peso molecular (QAPM), quitosano de bajo peso molecular (QBPM) y bacterias fijadoras de nitr�geno (BFN) espec�ficamente B. japonicum, sobre el crecimiento, producci�n �y estado sanitario en plantas de nabo, para obtener informaci�n acerca de la eficiencia de cada uno de ellos bajo las condiciones agroclim�ticas del campus �La Mar�a� en Quevedo, Los R�os, Ecuador. Esta alternativa brindar� un camino viable, sustentable y sostenible para los productores de nabo.
MATERIALES Y M�TODOS
El ensayo correspondi� a un dise�o completamente al azar (DCA), conformado por 5 tratamientos y un testigo experimental con 20 unidades experimentales por triplicado 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.
La siembra se efectu� en bandejas germinadoras de poliestireno expandido de 220 celdas, utilizando sustrato a base de: humus, tamo de arroz, aserr�n, arena y suelo tamizado. Las semillas se embebieron por 2 horas en cada uno de los tratamientos posteriormente, se plantaron a una profundidad de 2 mm dentro de las bandejas germinadoras bajo una cubierta con f�cil acceso del sol para facilitar la germinaci�n. El trasplante se llev� a cabo a los 6 d�as despu�s de la siembra, en las primeras horas de la ma�ana para evitar el estr�s. Previo al trasplante, se dot� de riego a las camas, las pl�ntulas se colocaron a una distancia de 0,20 m entre plantas y 0,40 m entre hileras.
La aplicaci�n de bioproductos se realiz� a los 10, 20 y 30 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. Se realizaron controles manuales de malezas en el cultivo a fin de causar el m�nimo impacto posible sobre el mismo. Referente al control de plagas y enfermedades, no se adicion� ning�n producto qu�mico para su control o prevenci�n con el fin de no alterar los resultados de los bioproductos a�adidos. La cosecha se realiz� pasado los 60 d�as de edad del cultivo, verificando que este haya alcanzado su madurez fisiol�gica.
Las variables cuantificadas en este experimento fueron 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. Se tomaron 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-D�az et al., 2020):
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 (Minitab Inc., Filadelfia, Pensilvania, EE. UU., 2010).
RESULTADOS Y DISCUSI�N
La tasa de emergencia indic� que el tratamiento T5 (QBPM + B. japonicum) fue el que obtuvo mejores resultados con el 49,45%, mientras que, el tratamiento con los m�s bajos resultados fue el T4 (QAPM + B. japonicum) con 45,34%. �Tabla1� resultados estad�sticamente significativos (P≤0,05). Nuestros resultados son diferentes a los reportados por L�rez et al. (2012) quienes mostraron que el potencial de emergencia en semillas de calabac�n (Cucurbita pepo) es estimulado con mayor potencial por el quitosano con alto peso molecular. Resultados que podemos observar en algod�n americano (Gossypium Irsutum), trigo (Triticum
Aestivum) (Bhaskara et al., 1999), pepino (Cucumis Sativus), pimiento (Capsicum Annuum), calabaza (Cuc�rbita Sp.) (Chandrkrachang, 2002) y alcachofa (Cynara Scolymus L.) (Ziani et al., 2010).
P�rez et al. (2020) reporta en el tomate (Solanum lycopersicum L.) con embebecimiento con quitosano, valores superiores al 12,5%. Pe�a-Datoli et al. (2016) en semillas de ma�z con
quitosano reporta valores de 13 a 67 % menores al testigo. Es importante destacar que el tiempo de emergencia puede ser influenciado por factores como la temperatura, la humedad y la luminosidad (Ojeda-Silvera et al., 2015). Otros aspectos que influyen en la tasa de germinaci�n son las condiciones f�sicas del suelo, as� como los factores ambientales durante el desarrollo de las pl�ntulas (Bedoya et al., 2018).
Tabla 1
Efecto de Bioproductos Sobre los Componentes de Crecimiento y Rendimiento en Plantas de Nabo
|
Tratamientos |
Descripci�n |
Tasa de emergencia (%) |
Longitud de la hoja (cm) |
Altura de la planta (cm) |
Longitud radicular (cm) |
Rendimiento por hect�rea kg/ha-1 |
|
Testigo |
Sin bioproductos |
46,30bc |
40,61cd |
48,16d |
10,95b |
27.423,61c |
|
T1 |
QAPM |
47,39b |
45,13a |
55,81a |
15,98a |
38.680,56a |
|
T2 |
QBPM |
45,37c |
40,82cd |
49,48cd |
12,41b |
32.326,39b |
|
T3 |
B. japonicum |
45,84c |
39,67d |
50,23c |
12,51b |
28.444,44c |
|
T4 |
B. japonicum + QAPM |
45,34c |
44,07ab |
53,81b |
15,86a |
35.187,50ab |
Para las variables de crecimiento, en la longitud de la hoja, se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, destac�ndose como mejor tratamiento el T1 (QAPM) obteniendo una longitud de 45,13 cm caso contrario, ocurri� con T3 (B. japonicum) el cual, obtuvo el registro m�s bajo con 39,67 cm �Tabla 1�. Referente a la altura de la planta, al finalizar el experimento (45 d�as) se observ� que el tratamiento T1 (QAPM) obtuvo la mayor altura en los tratamientos con 55,81 cm, mientras que, la menor altura corresponde al testigo con 48,16 cm resultados estad�sticamente significativos (P≤0,05) �Tabla 1�. Los resultados del presente estudio son superiores a los reportados por Abasolo-Pacheco et al. (2020) quien obtuvo valores de crecimiento de 31,17 � 42,38 cm a los 45 d�as de cultivo con la aplicaci�n de medicamentos homeop�ticos. Las variaciones en la altura de la planta pueden llegar a tener lugar debido a los factores gen�ticos, as� como los factores clim�ticos que influye de distintas maneras en la expresi�n de esta variable lo cual, concuerda con lo mencionado por Argentel-Mart�nez et al. (2017), quien manifiesta que la temperatura es uno de los factores ambientales que m�s afecta a la fisiolog�a de las plantas.
En relaci�n con la longitud radicular el tratamiento con los mayores valores corresponde al T1 (QAPM) y T4 (QAPM + B. japonicum) con 15,98 y 15,86 cm respectivamente resultando estad�sticamente significativos (P ≤0,05) �Tabla 1�. Los resultados del presente trabajo se encuentran dentro del rango reportado por Zia et al. (2016) de 13,44 a 16,85 cm quien utilizo agua tratada magn�ticamente para la germinaci�n y crecimiento del nabo, aunque son mayores a los obtenidos por Chong-Qui. (2019) quien encontr� valores radiculares de 10,5 a 13,7 cm utilizando tres tipos de compost. Aisha et al. (2014) evalu� el efecto de varios niveles de fertilizante org�nico y �cido h�mico en el crecimiento y las ra�ces de las plantas de nabo (Brassica rapa). Y encontr� valores de 8,77 a 11,27 cm., similar a Alonso y D�az, 2019 describen que la longitud radicular depende de la variedad y var�a entre 5 a 15 cent�metros, el cambio de temperatura bajo cero y la humedad relativa inciden sobre esta variable. Por otro lado, Batista et al. (2011) indica que el nabo genera una ra�z promedio de 25 cm de longitud; no obstante, este crecimiento no se da en condiciones de clima tropical h�medo y suelo franco-arenoso donde llego a obtener un promedio m�ximo de 17.6 cm de longitud lo cual, se asemeja al presente caso en estudio.
El rendimiento por hect�rea kg/ha indico que, el tratamiento T1 (QAPM) fue el m�s sobresaliente con 38. 680,56 kg/ha-1, seguido del T4 (QAPM + B. japonicum) con 35.187,50 kg/ha-1, mientras que por otra parte, el tratamiento T3 (B. japonicum) obtuvo el menor rendimiento registrado con un promedio de 28.444,44 kg/ha-1. Los rendimientos de la presente investigaci�n son semejantes a los obtenidos por Abasolo et al. (2020) quien reporta un valor de 34. 250,00 kg ha-1 con una rentabilidad del 71%, y superiores a los reportados por Chong Qui. (2019) que estuvieron entre 22. 916,7, 21. 666,7 y 19. 983,3 kg ha-1. Estas diferencias se deben posiblemente a elementos como el cultivar, �poca de siembra, la vegetaci�n del cultivo (el suelo, humedad, pH y en especial la calidad de la semilla (Rojas y �Aristiz�bal, 2011).
Finalmente, la evaluaci�n del estado fitosanitario demostr� una evidente superioridad en el control de Mildiu por parte de los tratamientos que involucraron el uso del QAPM (T1 y T4); no se encontr� diferencias significativas (p≥ 0,05) entre ambos tratamientos a los 10, 20 y 30 DDT. La diferencia estad�stica se observ� a los 45 DDT donde el tratamiento T1 demostr� tener menor incidencia de Mildiu (18,33%) en comparaci�n con los otros tratamientos y el control experimenta T0 (63,33%). El tratamiento con B. japonicum no present� diferencias significativas (p≥ 0,05) respecto al tratamiento control T0 en ninguno de los muestreos realizados �Tabla 2�. La incidencia de Mildiu en el presente trabajo fue mayor a la encontrada por Henr�quez-D�az et al. (2020) a los 40 DDT donde utilizando Quitomax encontr� valores de Mildiu velloso en plantas de pepino de 28,2% a 56,5% y menor a la reportada a los 50 DDT 31,5% a 84,5%. �Los resultados obtenidos podr�an guardar relaci�n con lo concluido por L�rez (2012) en su investigaci�n, quien determina que adem�s de estimular el crecimiento de la planta, el quitosano induce los mecanismos de defensa en ra�ces, hojas y frutos contra fitopat�genos como: bacterias, hongos y nem�todos.
Tabla 2
Incidencia de Mildius Causado por Peronospora brassicae Gaumann en Plantas de Nabo
|
Tratamientos |
Descripci�n |
Incidencia (%) |
|||
|
10 DDT |
20 DDT |
30 DDT |
45 DDT |
||
|
T0 |
Sin bioproductos |
16,67c |
41,67c |
53,33d |
63,33d |
|
T1 |
QAPM |
1,67a |
8,33a |
13,67a |
18,33a |
|
T2 |
QBPM |
12,33b |
14,67b |
30,00c |
35,00c |
|
T3 |
B. japonicum |
15,67c |
39,33c |
48,00d |
56,67d |
|
T4 |
B. japonicum + QAPM |
3,33a |
9,00a |
16,67a |
21,33bc |
|
T5 |
B. japonicum + QBPM |
10,33b |
16,33b |
20,00b |
25,00bc |
|
ES |
|
4,3 |
3,9 |
4,0 |
3,8 |
CONCLUSIONES
El quitosano de bajo peso molecular en combinaci�n con B. japonicum present� los m�s altos promedios de tasa de emergencia con un registro del 49,45%. Los par�metros de crecimiento y producci�n 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 alto peso molecular.
La aplicaci�n de quitosano de alto peso molecular como adictivo agr�cola demostr� poseer una marcada influencia en la incidencia de Mildiu causado por Peronospora brassicae Gaumann en el cultivo de nabo.
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