Manejo de la inoculación micorrízica arbuscular para el establecimiento, mantenimiento y recuperación de pastizales

Introducción

La inclusión de HMA en los sistemas de fertilización para los pastos y cultivos forrajeros puede ser una vía efectiva para mejorar su rendimiento y valor nutritivo y a la vez, reducir el uso de fertilizantes, pues los beneficios de estos microorganismos en los agroecosistemas de pastizales están muy ligados al aumento de la superficie de absorción de las raíces y consecuentemente, a la mejora de la eficiencia de la utilización de los nutrientes por las plantas (Verbrugen et al., 2012).

En Cuba se ha logrado un avance progresivo en las investigaciones sobre el uso y manejo de los HMA en una amplia gama de cultivos agrícolas, cuyos resultados han conducido a la obtención de altos rendimientos mediante la inoculación de cepas eficientes, lográndose sustituir entre el 30 y 50 % de los fertilizantes minerales u orgánicos, en dependencia del cultivo, el suelo y su disponibilidad de nutrientes (Rivera y Fernández, 2007). Sin embargo, en relación con los pastos la información existente es escasa.

Teniendo en cuenta estas premisas, así como la necesidad de mejorar la producción de alimentos para el ganado y reducir el uso de insumos, se ejecutó un programa de investigación con el objetivo de disponer de una tecnología integral para el manejo efectivo de la inoculación micorrízica arbuscular para el establecimiento, mantenimiento y recuperación de pastizales. En el presente trabajo se presentan los principales resultados obtenidos a partir de la ejecución del programa.

Materiales y Métodos

El programa se ejecutó en agroecosistemas ganaderos de Artemisa, La Habana y Villa Clara, sobre suelos Ferralítico Rojo Lixiviado, Vertisol Pélico Gleyzoso y Gley Nodular Ferruginoso (Anon., 1999), y abarcó la realización de los grupos de experimentos.

Selección de cepas de HMA eficientes por tipos de suelos y especies de pastos. En cada suelo se evaluó el efecto de la inoculación de las cepas de HMA Glomus cubense, Funneliformis mosseae y Rhizoglomus intraradices más un testigo sin inocular, en los pastos Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Brachiaria. brizantha cv. Marandú, B. híbrido cv. Mulato II (CIAT 36061) y Panicum maximum cv. Likoni. En todos los casos se utilizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial y cuatro réplicas. Los experimentos tuvieron una duración de dos años.

Determinación de dosis óptimas de fertilizantes minerales y orgánicos para pastos inoculados con cepas de HMA eficientes: Se ejecutaron dos grupos de experimentos; el primero en suelos Ferralítico Rojo Lixiviado y Vertisol Pélico Gleyzoso, donde se evaluaron dosis de N (0, 100, 200 y 300 kg ha-1 año-1), P2O5 (0, 30, 60 y 90 kg ha-1) y K2O (0, 50, 100 y 150 kg ha-1), solas y combinados con la inoculación de la cepa de HMA más eficiente, de acuerdo con los resultados de los experimentos del grupo anterior, para el establecimiento y mantenimiento de especies de Brachiaria cultivadas bajo un régimen de corte intensivo. El segundo se realizó en los suelos Ferralítico Rojo Lixiviado y Gley Nodular Ferruginoso, y se evaluaron dosis de estiércol vacuno (0, 15 y 30 t ha-1) solas o acompañadas de aplicaciones de N, y combinadas con la inoculación de la cepa de HMA más eficiente, para el establecimiento y mantenimiento de B. híbrido bajo un régimen de corte menos intensivo, y para la rehabilitación de P. maximum. En todos los casos se utilizaron diseños de bloques al azar con arreglo factorial y los experimentos tuvieron una duración de tres a seis años.

Determinación de dosis y frecuencia de aplicación de la inoculación micorrízica para mantener un funcionamiento micorrízico efectivo en los pastos: Se evaluaron dosis de inoculante micorrízico que aportaron desde 0 hasta 10 x 105 esporas ha-1 de la cepa de HMA eficiente para cada tipo de suelo, en B. decumbens cultivada en suelo Ferralítico Rojo Lixiviado y en P. maximum cultivado en suelo Gley Nodular Ferruginoso. En ambos casos se utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas, y los experimentos tuvieron una duración de dos a tres años.

Validación de los resultados experimentales: Los resultados de los experimentos fueron validados en áreas de producción de forraje permanente de la Empresa Pecuaria Genética (EPG) Niña Bonita, en Artemisa, y en áreas de pastizales degradados de la Empresa Agropecuaria Santo Domingo, Villa Clara, dos de los escenarios donde se ejecutó el programa de investigación.

Procedimiento general: En los casos en que se sembraron los pastos, esta se realizó en surcos separados a 70 cm y a chorrillo, con una dosis de 6-8 kg de semilla total ha-1 (1 kg ha-1 de semilla pura germinable). La inoculación de las cepas de HMA se efectuó al momento de la siembra por el método del recubrimiento de las semillas, con una cantidad de inoculante equivalente al 10% de su peso. Para los pastos establecidos se preparó una suspensión de inoculante micorrízico y agua en una relación 1:10, la cual se aplicó sobre la superficie del pasto inmediatamente después de un corte y al inicio de la época de lluvias. En todos los casos se utilizó el inoculante micorrízico EcoMic®, producido en el INCA, con una concentración de 30-35 esporas g-1 de inoculante. La frecuencia de corte dependió de la disponibilidad de insumos de cada unidad.

Resultados y Discusión

En todos los casos se encontró una respuesta positiva de los pastos a la inoculación, pues las cepas de HMA incrementaron el rendimiento, en relación con el testigo sin inocular (tabla 1). No obstante, para cada tipo de suelo se encontró una cepa que produjo los mayores efectos. La cepa con mejor comportamiento para los pastos cultivados en el suelo Vertisol Pélico fue R. intraradices, mientras que para los cultivados en los suelos Ferralítico Rojo Lixiviado y Gley Nodular Ferruginoso lo fueron G. cubense y F. mosseae, respectivamente, quedando demostrada la alta dependencia micorrízica de estas especies y la existencia de un alto grado de compatibilidad entre el tipo de suelo y la eficiencia de las cepas, en la respuesta de los pastos a la inoculación con HMA.

Manejo de la inoculación micorrízica arbuscular para el establecimiento, mantenimiento y recuperación de pastizales - Image 1

Tales resultados revelaron la mayor efectividad de las cepas introducidas, en relación con los HMA residentes, para incrementar el rendimiento de los pastos, e indicaron que el manejo de la simbiosis micorrízica arbuscular vía inoculación podría asumirse como una práctica agronómica efectiva para mejorar la productividad de las especies forrajeras, coincidiendo con lo encontrado por de Oliveira et al. (2014).

Una vez seleccionada la cepa de HMA más eficiente para cada condición edáfica, se definieron las dosis de fertilizantes minerales u orgánicos más adecuadas para el establecimiento, mantenimiento y recuperación de los pastos inoculados, así como las dosis y frecuencia de aplicación del inoculante micorrízico necesarias para mantener un funcionamiento micorrízico efectivo en estos cultivos. Los resultados obtenidos se resumen en la tabla 2.

Manejo de la inoculación micorrízica arbuscular para el establecimiento, mantenimiento y recuperación de pastizales - Image 2

Inoc: inoculación, NI: no inoculado, I (a): inoculado con G. cubense al momento de la siembra y a razón de 4 x 105 esporas ha-1 año-1 a partir del tercer año. I (b): inoculado con F. mosseae al momento de la siembra y a razón de 4 x 105 esporas ha-1 en el cuarto año. K2O (kg ha-1): el número menor indica la cantidad anual aplicada durante los cuatro primeros años y el mayor, la aplicada a partir del quinto, según las necesidades del pasto. Promedios con letras no comunes en la misma columna y tipo de suelo difieren significativamente, según dócima de Duncan (P<0.05).

La inoculación al momento de la siembra, conjuntamente con la aplicación de dosis de fertilizantes minerales u orgánicos adecuadas a las necesidades del pasto inoculado, produjo durante el primer o los dos primeros años, rendimientos similares a los alcanzados con las dosis de fertilizantes necesarias para alcanzar los mayores rendimientos en ausencia de inoculación. La permanencia del efecto de la inoculación inicial dependió del tipo de suelo, así como de la especie de pasto y su manejo.

Obsérvese cómo en B. decumbens cultivada en suelo Ferralítico Rojo Lixiviado en condiciones de altos insumos (altas dosis de fertilizantes minerales y con disponibilidad de riego), el efecto se mantuvo sólo durante el primer año, mientras que en P. maximum cultivado en el suelo Gley Nodular Ferruginoso y en condiciones de bajos insumos (baja disponibilidad de fertilizantes minerales y sin riego), este se mantuvo durante los dos primeros años.

Los experimentos donde se evaluaron las dosis y frecuencia de aplicación del inoculante (datos no mostrados) revelaron que la aplicación de 4x105 esporas ha-1 de la cepa más eficiente para cada condición edáfica, fue suficiente para alcanzar un funcionamiento micorrízico efectivo en los pastos cultivados en los suelos Ferralítico Rojo Lixiviado y Gley Nodular Ferruginoso, y que la duración de la efectividad de la inoculación fue similar a la observada cuando estos se inocularon por el método del recubrimiento de la semilla.

Teniendo en cuenta estos resultados, B. decumbens se reinoculó anualmente a partir del tercer año, y P. maximum en el cuarto año, con una dosis de inoculante micorrízico que aportó 4x105 esporas ha-1 de las cepas G. cubense y F. mosseae, respectivamente. En la propia tabla se observa que ambos casos la reinoculación permitió mantener los niveles de reducción de las dosis de fertilizantes que se alcanzaron con la inoculación inicial, sin disminuir los rendimientos.

El efecto positivo de la inoculación micorrízica arbuscular en la reducción de las dosis de fertilizantes estuvo relacionado con su contribución a la mejora de la eficiencia del uso de los nutrientes. El hecho de que con las cepas de HMA que resultaron más efectivas en cada condición edáfica más la aplicación de dosis menores de fertilizantes se hayan alcanzado niveles de rendimiento similares a los que se obtuvieron con dosis mayores de fertilizantes en ausencia de inoculación, indica que las plantas tuvieron un mejor acceso a los recursos del suelo y ello evidentemente contribuyó al incremento del rendimiento (Castillo et al., 2014).

Los resultados experimentales fuero validados a escala de producción, en 300 ha cultivadas de B. híbrido cv. Mulato en la EPG Nina Bonita, y 20 ha de pasto guinea (P. maximum cv. Likoni) con un alto grado de degradación en la E A Santo Domingo, las cuales fueron inoculadas con la cepa de HMA recomendada para cada condición edáfica y fertilizadas con las dosis de fertilizantes minerales y orgánicos, respectivamente, más adecuadas para los pastos inoculados. En la EPG Niña Bonita se ahorraron de 300 kg ha-1 año-1 de fertilizante balanceado (fórmula 9-13-17) y 132 kg ha-1 año-1 de urea, y ello significó un ahorro de 230 CUP ha-1 año-1. En la EA Santo Domingo se ahorraron 15 t ha-1 año-1 de estiércol vacuno y consecuentemente, 120 CUP t ha-1 año-1 debido a la reducción de la dosis de estiércol utilizada tradicionalmente para la rehabilitación del pastizal.

Referencias

Anon 1999. Nueva versión de clasificación genética de los suelos de Cuba. Instituto de Suelos. Ministerio de la Agricultura, La Habana, p. 45.

Castillo, C. G.; Fredericksen, C.; Koch, R.; Sieverding, E. 2014. Effect of seed treatment with natural products on early arbuscular mycorrhizal colonization of wheat by Claroideoglomus claroideum. Journal of Applied Botany and Food Quality, 87: 117 – 123.

Oliveira de, T. B.; de Mello, A. H.; Ferreira, L. A. 2014. Influência da inoculação de fungos micorrízicos em amendoim forrageiro (Arachis pintoi) em pastagens no projeto de assentamento Belo Horizonte I em São Domingos do Araguaia-Pa. Enciclopédia Biosfera, 10 (18): 1988-1999.

Rivera, R.; Fernández, F.; Fernández, K.; Ruiz, L.; Sánchez. C.; Riera, M. 2007. Advances in the management of effective arbuscular mycorrhizal symbiosis in tropical ecosystesm. Pages 151-196 In: Mycorrhizae in Crop Production (eds.) Chantal Hamel y Christian Plenchette. Haworth Press, Binghamton, N. Y. Hard Cover ISBN: 978-1-56022-306-1; Soft Cover ISBN: 978-1-56022-307-8.

Verbruggen, E; van der Heijden, M. G. A.; Weedon, J. T.; Kowalchuk, G. A.; Röling, W. F. M. 2012. Community assembly, species richness and nestedness of arbuscular mycorrhizal fungi in agricultural soils. Molecular Ecology 21: 2341–2353.

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