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Empleo de una cepa de rizobio combinada con una cepa eficiente de hongo micorrízico arbuscular (HMA) para incrementar la calidad y el rendimiento de bancos de proteína cultivados de Siratro (Macroptilium atropurpureum) y Glycine (Neonotonia wightii)

Publicado: 12 de julio de 2016
Por: L. R. Fundora1, P. J. González1, J. F. Ramírez2, J. Corbera1, R. Reyes1 y H. Acosta1 1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, (INCA), MES, Cuba 2Instituto de Investigaciones de Pastos y Forrajes. MINAG, La Habana, Cuba Correo
Resumen

En los agroecosistemas ganaderos, la fertilización constituye una herramienta para incrementar la oferta forrajera por unidad de superficie y tiempo y consecuentemente, la producción animal. El presente trabajo se realizó en una finca ganadera de la CCSF “Orlando López”, en el municipio La Lisa, La Habana, Cuba, para evaluar un modelo de fertilización para bancos de proteína cultivados de siratro (Macroptilium atropurpureum) y glycine (Neonotonia wightii) en un suelo Ferralítico Amarillento Lixiviado. El modelo consistió en la coinoculación al momento de la siembra y por el método del recubrimiento de las semillas, de un aislado de rizobio y la cepa de hongo micorrízico arbuscular Glomus cubense, más la adición de 5 t ha-1 de compost. Con la fertilización propuesta, ambas leguminosas forrajeras mejoraron los indicadores de la efectividad de la simbiosis rizobio-hongo micorrízico arbuscular-planta hospedera, lográndose  un incremento promedio de 2.13 t ha-1 de masa seca de forraje, así como aumentos de los tenores de proteína bruta y fósforo, y una disminución del contenido de fibra neutro detergente de la biomasa, en relación con la fertilización que tradicionalmente se aplica en la unidad a los bancos de proteína (solamente compost a razón de 10 t ha-1).  Ello implicó un ahorro de $ 82.5 CUP por hectárea, debido a la disminución de la dosis de compost, y la posibilidad de extender a otras áreas los beneficios de la fertilización orgánica.

Palabras clave: compost, rizobio, hongos micorrízicos arbusculares. 

Introducción 
Los pastos y los forrajes constituyen un renglón importantísimo como fuente disponible más económica para la alimentación animal fundamentalmente los rumiantes en el trópico (Martínez et al., 2010).
El manejo efectivo de la asociaciones micorrízicas puede ser una vía para mejorar la  productividad de los pastizales, pues los hongos formadores de micorrizas arbusculares (HMA) son componentes integrales de la rizosfera de estos cultivos, cuyas plantas permanecen estrechamente asociadas mediante una red de hifas interconectadas que incrementan el volumen de suelo que exploran las raíces, mejoran su estructura y facilitan la absorción de los nutrientes y el agua, entre otras funciones importantes (Posada et al., 2008; Leigh et al., 2009).
En relación con los pastos, aunque se reconoce que la introducción de cepas de HMA seleccionadas puede ser una opción necesaria para mejorar su productividad y reducir el uso de fertilizantes (Carneiro et al., 2010), la información sobre el manejo de la simbiosis micorrízica arbuscular vía inoculación es escasa, debido probablemente a la complejidad de estos agroecosistemas, y al hecho de que no siempre se dispone de biofertilizantes micorrízicos que se utilicen en bajas dosis, lo cual facilitaría su uso extensivo. De hecho, algunos autores plantean la necesidad de adoptar tecnologías para maximizar el potencial de los HMA y reducir el uso de insumos externos (Delben et al., 2010; Carneiro et al., 2010). 
Los fertilizantes orgánicos generalmente potencian la formación de estructuras micorrízicas (Atul-Nayyar et al., 2009), y ello puede atribuirse a la estimulación de los HMA debido a la presencia de ciertos compuestos orgánicos y a la propia mineralización de la materia orgánica (Gryndler et al., 2009).
Las leguminosas, además de su capacidad de fijar nitrógeno, presentan un relativo elevado valor nutritivo, mejoran la relación C:N del suelo, por lo que son especies de una gran importancia en los ecosistemas, porque permiten la sustentabilidad de éstos a través del tiempo (Espinoza, 2000). De acuerdo a lo planteado anteriormente, realizamos este trabajo, con el objetivo de evaluar un modelo de fertilización donde se combina la fertilización orgánica con dos microorganismos, los cuales al establecer su simbiosis nos proporcionaría un incremento de los rendimientos, y una mayor calidad del forraje para ofertar a los animales, reduciendo  la fertilización orgánica lo cual a su vez nos posibilitaría lograr mayor sostenibilidad del agroecosistema. 
 
 
Materiales y Métodos 
El presente trabajo se realizó en una finca ganadera de la CCSF “Orlando López”, en el municipio La Lisa, La Habana, Cuba, para evaluar un modelo de fertilización para bancos de proteína cultivados de siratro (Macroptilium atropurpureum) y glycine (Neonotonia wightii) en un suelo Ferralítico Amarillento Lixiviado Gleyco según Clasificación Genética de los Suelos en Cuba (Hernández et al., 2015). 
El modelo consistió en la coinoculación al momento de la siembra y por el método del recubrimiento de las semillas, de un aislado de rizobio y la cepa de hongo micorrízico arbuscular Glomus cubense, más la adición de 5 t ha-1 de compost. 
Los tratamientos estudiados se relacionan a continuación: 
1. Testigo absoluto. (T1)
2. Compost a razón de 10 tn.ha-1(T2)  
3. Compost a razón de 5 t ha-1 + la coinoculación de la semilla al momento de la siembra con cepas eficientes de rizobio y HMA (Glomus cubense). (T3). 
Como variables respuestas se estudiaron  indicadores agronómicos y de eficiencia de la  cepa de HMA y de rizobio  evaluada. La cepa de HMA estudiada se encontraba en el cepario del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) y se nombra: Glomus cubense (Y. Rodr. & Dalpé) (Rodríguez et al., 2011), la cual contenía como titulo de calidad más de 20 esporas/gramos de inoculante. Indicadores agronómicos: % de proteína bruta (%PB), % de fibra neutro detergente (%FND), % de fósforo (%P), masa seca (MS) t.ha-1
Indicadores de eficiencia de las cepas: Nódulos por planta-1, nódulos efectivos (%), esporas en 50g-1, colonización (%), densidad visual (%). Al inicio del experimento se tomaron muestras de suelo en el área escogida y se determino el contenido de elementos minerales que contenía el suelo. Las técnicas utilizadas para determinar estos elementos aparecen en el Manual Técnicas de Laboratorio de Paneque et al., (2010). 
Diseño experimental: El experimento se montó en un diseño experimental de Bloques al Azar; con tres tratamientos y tres réplicas. Para determinar diferencias entre tratamientos se realizó un análisis de varianza clasificación simple, se utilizó el paquete estadístico STATISTICA 6.1 en ambiente Windows y la omparación de medias se realizó a través de la prueba de Rangos Múltiples de Tukey para P≤0,05. 
Valoración económica: La valoración económica se realizó mediante la comparación del costo de la fertilización de los tratamientos.  Se utilizaron los siguientes indicadores, todos expresados en CUP. Para el cálculo se utilizó como información básica la ofrecida por: INCA (2005), MINAG (2007).
Costo de la fertilización con compost (CUP ha-1)
 Precio del inoculante con rizobio (CUP L-1)  
Precio del inoculante micorrízico EcoMic® (CUP kg-1). 
 
 
Resultados y Discusión 
En la Tabla 1 se muestran los resultados del análisis realizado a los diferentes indicadores agronómicos y de efectividad de la inoculación de la cepa de HMA y de rizobio en las especies  leguminosas cultivadas en este tipo de suelo.
Empleo de una cepa de rizobio combinada con una cepa eficiente de hongo micorrízico arbuscular (HMA) para incrementar la calidad y el rendimiento de bancos de proteína cultivados de Siratro (Macroptilium atropurpureum) y Glycine (Neonotonia wightii) - Image 1
En este experimento se observó que para las condiciones de suelo hubo un incremento del rendimiento representado por la MS (t.ha-1) (T3) para ambas especies cuando se coinocularon las semillas y se aplicó la dosis de 5 t ha-1 de compost, la cual representaba el 50% (T2) donde se aplicaron 10 tn.ha-1. Al analizar de forma integral este resultado, se destaca un aspecto importante que es la posibilidad de aplicar una dosis inferior de fertilizante orgánico para obtener altos rendimientos de biomasa en los pastos inoculados. Estos resultados coincidieron con la mayor presencia de nódulos y su efectividad en el tratamiento  donde se coinocularon la cepa de HMA y la cepa de rizobio y el 50% de la fertilización orgánica (T3). 
No hay dudas que la efectividad de la inoculación de las cepas estuvo estrechamente relacionada con la disponibilidad de nutrientes, lo cual coincide con lo planteado por Ruiz (2001), Sánchez (2001) y Rivera y Fernández (2003) para otros cultivos. 
Cuando analizamos las variables micorrízicas, la producción de biomasa, la extracción de nutrientes y el funcionamiento micorrízico (Tabla 1) estuvieron altamente relacionados y por ende existió una respuesta positiva de los pastos a la inoculación de la cepa de HMA. Ello indicó que la cepa introducida fue más efectiva (T3) que los HMA residentes para mejorar los indicadores del funcionamiento micorrízico, las concentraciones y extracciones de nutrientes en la biomasa y los rendimientos de los pastos, y consecuentemente, que el manejo de la simbiosis micorrízica vía inoculación puede asumirse, al menos en las condiciones en que se realizó el presente estudio, como una práctica agronómica válida para mejorar la nutrición y la productividad de estas especies. 
Este resultado  indica la existencia de una alta especificidad cepa eficiente de HMA-tipo de suelo, así como de una baja especificidad cepa eficiente de HMA-especie de pasto, regularidades encontradas anteriormente en otros cultivos con diferentes patrones de crecimiento y requerimientos nutricionales, en un grupo importante de suelos, incluyendo los que aquí se estudiaron (Rivera et al., 2007). 
Resultados similares fueron encontrados por Ruiz (2001), quien al evaluar el efecto de la inoculación de cepas de HMA en raíces y tubérculos, observó que aunque Glomus clarum alcanzó una alta eficiencia en la yuca en todas las condiciones edáficas evaluadas. 
En la propia Tabla 1 se observa que la inoculación de estas cepas influyó sobre el valor nutritivo de la biomasa; con altos contenidos de proteína bruta (PB) y de fósforo (P) T2 y T3  en la biomasa área así como una disminución de la fibra detergente neutra (FDN) con relación al T1. Todos estos resultados condujeron a un ahorro de $ 82.5 CUP por hectárea (tabla 2), debido a la disminución de la dosis de compost, y la posibilidad de extender a otras áreas los beneficios de la fertilización orgánica.
Empleo de una cepa de rizobio combinada con una cepa eficiente de hongo micorrízico arbuscular (HMA) para incrementar la calidad y el rendimiento de bancos de proteína cultivados de Siratro (Macroptilium atropurpureum) y Glycine (Neonotonia wightii) - Image 2
 
 
Conclusiones 
1. La utilización de este modelo de fertilización permitió la reducción del 50% de la fertilización orgánica aplicada en los bancos de proteínas.
2. Se incrementaron los indicadores agronómicos y de calidad de estas especies con la utilización de la cepa eficiente de HMA aplicada.
3. Hubo un ahorro de 52.50 (CUP ha-1) aplicarse la combinación de la cepa de HMA la cepa de rizobio y la fertilización orgánica lo cual puede contribuir mejorar la factibilidad económica con la aplicación de este modelo.
 
 
Referencias
Martínez, Z. R. O. 2010. Departamento de Pastos, Instituto de Ciencia Animal, La Habana, Cuba. Año 1995-2002.      
Posada, R. H.; Franco, L. A.; Ramos, C.; Plazas, L. S.; Suárez, J. C.; Alvarez, F. 2008. Effect of physical, chemical and environmental characteristics on arbuscular mycorrhizal fungi in Brachiaria decumbens (Stapf) pastures. J. Appl. Microb., 104:132. 
Leigh, J.; Hodge, A.; Fitter, A. H. 2009. Arbuscular mycorrhizal fungi can transfer substantial amounts of nitrogen to their host plant from organic material. New Phytol. 181: 199–207.
Carneiro, R.F.V.; Martins, M.A.; Vásquez, H.M.; Detmann, E. 2010. Doses de fósforo e inoculação micorrízica no cultivo de estilosantes em solo sob condições naturais. Arch. Zootec., 59 (227): 415-426. 
Delbem, F. C.; Scabora, M. H; Filho, C. V. S.; Heinrichs, R.; Ferrari, T. A.; Cassiolato, A. M. R. 2010. Colonização micorrízica e fertilidade do solo submetido a fontes e doses de adubação nitrogenada em Brachiaria brizantha. Acta Scientiarum. Agronomy, 32 (3): 455461. 
Atul-Nayyar, A; Hamel, C; Hanson, K; Germida, J. 2009. The arbuscular mycorrhizal symbiosis links N mineralization to plant demand. Mycorrhiza. 19 (4): 239-246.
Gryndler, M., Hršelová, H.; Cajthaml, T.; Havránková, M.; Rezácová, V.; Gryndlerová, H.; Larsen, J. 2009. Influence of soil organic matter decomposition on arbuscular mycorrhizal fungi in terms of aymbiotic hyphal growth and root colonization. Mycorrhiza, 19: 255266. 
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Autores:
Luis R Fundora Sánches
Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA)
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