Cultivos Tropicales

Plantas herbáceas de ambientes contaminados como fuentes de bacterias degradadoras y promotoras del crecimiento vegetal

RESUMEN La búsqueda de nuevas estirpes de bacterias con capacidad de estimular el crecimiento vegetal o para ser utilizadas en tareas de biorremediación es importante ante la necesidad de desarrollar producciones agrícolas sostenibles. La rizosfera de las plantas cultivadas en ambientes contaminados con compuestos orgánicos puede ser una fuente potencial de compuestos que las bacterias degradan y con características de promotores del crecimiento de las plantas. Este trabajo tuvo como objetivo aislar bacterias con características de promotores del crecimiento vegetal de la rizosfera de plantas cultivadas en suelos contaminados con petróleo y compuestos fenólicos. También se evaluó la capacidad de crecer usando ácido 2,4-diclorofenoxiacético, 2,4-diclorofenol y 4-clorofenol como única fuente de carbono. Se aislaron 51 bacterias de la rizosfera de las gramíneas Cyperus rotundus, Cynodon dactylon y Scleria sp. De los aislados obtenidos, 92 % creció en presencia de ácido 2,4-diclorofenoxiacético, y 45 % para 2,4-diclorofenol y 4-clorofenol. El 49 % de los aislados mostró dos o más características de promotoras del crecimiento vegetal, de ellos 16 % creció, además, en presencia de los compuestos fenólicos. Estos aislamientos se seleccionaron para evaluar la degradación de 2,4-diclorofenol y mostraron entre 15 y 40 % de degradación. En conclusión, son los primeros informes de rizobacterias aisladas de estas malezas con capacidad para degradar compuestos fenólicos. Los resultados sugieren el potencial de estas herbáceas para aislar bacterias con la capacidad de promover el crecimiento de las plantas y degradar los clorofenoles y la posibilidad de que se asocien con las plantas para la fitorremediación.

ABSTRACT The search for new strains of bacteria capable of stimulating plant growth or that in bioremediation tasks is essential to the need of developing sustainable agricultural production is used. Plants rhizosphere grown in environments contaminated with organic compounds may be a potential source of compounds bacteria degrade and with characteristics of plant growth promoters. This work aimed to isolate bacteria with characteristics of plant growth promoters from the rhizosphere of plants grown on contaminated soils with petroleum and phenolic compounds. Also the ability to grow using 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-dichlorophenol and 4-chlorophenol as the sole carbon source was evaluated. Fifty-one bacteria from rhizosphere grasses of Cyperus rotundus, Cynodon dactylon and Scleria sp were isolated. At presence of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid it grew 92 %, and in 2,4-dichlorophenol and 4-chlorophenol 45 % grew. The 49 % of the isolates showed two or more characteristics of plant growth promoters of which 16 % also grew in phenolic compounds. These isolates were selected to evaluate degradation of 2,4-dichlorophenol and showed between 15 - 40 % degradation. In conclusion, it is the first reports of rhizobacteria isolated from these weeds with capacity to degrade phenolic compounds. Results suggest the potential of these grasses to isolate bacteria with ability to promote plant grow as well as to degrade chlorophenols and the possibility of their associating to plants for phytoremediation.

Obtención de compost mediante la biotransformación de residuos de mercados agropecuarios

RESUMEN La generación de residuos sólidos urbanos en La Habana ciudad con más de dos millones de habitantes alcanza los 20 000 m3 diarios y demanda alternativas eficientes para su manejo y tratamiento; una fracción considerable corresponde a residuos de productos agrícolas, derivados del funcionamiento de más de 300 mercados públicos existentes, que por su naturaleza química pueden convertirse en fuente de obtención de portadores de materia orgánica para la agricultura. Para evitar impactos ambientales desfavorables asociados a la acumulación y descomposición de estos residuos, se evaluó su biotransformación como alternativa de tratamiento; se compostaron bajo dos tratamientos los residuos sólidos urbanos generados en mercados (básicamente de frutas, hortalizas, viandas, raíces y tubérculos), a saber: adición de un 20 % de estiércol vacuno usado como inoculante microbiano para acelerar el proceso de biotransformación y sin dicho inóculo; al material biotransformado obtenido se le evaluó el pH, la conductividad eléctrica y los contenidos de materia orgánica, fósforo, potasio, calcio, magnesio, cobre, cinc, cadmio y plomo; también se le determinaron el índice de germinación, la respiración basal y la presencia de microorganismos patógenos (coliformes totales y fecales y Salmonella sp.). Las compostas obtenidas sirven para preparar sustratos de uso agrícola, en mezclas con suelos de reacción ácida; su uso no implica afectaciones por microorganismos patógenos ni por metales pesados, según normas internacionales vigentes, lo que valida la vía de tratamiento seleccionada para estos residuos.

ABSTRACT The generation of solid urban waste in Havana city with more than two million habitants reaches 20,000 m3 per day and demands efficient alternatives for its management and treatment. A considerable fraction corresponds to agricultural products residues, derived from the operation of more than 300 existing public markets, which due to their chemical nature can become a source to obtain organic matter carriers for agriculture. The biotransformation of these wastes was evaluated as an alternative treatment to avoid unfavorable environmental impacts associated to their accumulation and decomposition; the urban solid waste from the markets was composted (of fruits, vegetables, roots and tubers). The biotransformed material was evaluated for pH, electrical conductivity and the contents of organic matter, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, copper, zinc, cadmium and lead; the germination index, basal respiration and the presence of pathogenic microorganisms (total and fecal coliforms and Salmonella sp.) were also determined. The obtained compost serves to prepare substrates for agricultural use, in mixtures with acid reaction soils. Its use does not imply contaminations by pathogenic microorganisms nor by heavy metals, according to valid international norms, which validates the selected treatment route for these residues.

Manejo de precedentes inoculados con HMA para micorrizar eficientemente el boniato Ipomoea batatas (L.) Lam en sucesión

RESUMEN La utilización de cultivos precedentes, inoculados como vía para micorrizar eficientemente los cultivos en sucesión, tiene un alto valor práctico, sobre todo en cultivos como el boniato, cuya inoculación directa requiere una alta cantidad de inoculante, pero en los trabajos realizados solo se ha evaluado el intervalo de 30 días entre ambos cultivos. Con el objetivo de precisar la efectividad en intervalos superiores y su dependencia del tipo de cultivo precedente y época de plantación, se ejecutaron 12 experimentos en un suelo Pardo, utilizando maíz y dos especies de frijol como precedentes, sembrados en época lluviosa y poco lluviosa y en todos los casos bajo riego. Los precedentes presentaron una alta respuesta a la inoculación con Rhizophagus irregulare /INCAM11 en ambas épocas, con mayores porcentajes de colonización micorrízica, de esporas en el maíz y en la época lluviosa. La duración del efecto de permanencia en el rendimiento del boniato dependió del precedente y fue similar en ambas épocas, con las leguminosas se extendió hasta 45 días, aunque con el maíz, a los 45 días, se logró entre el 76 el 81 % del efecto y a los 60 días desapareció para ambos precedentes. Los mayores rendimientos del boniato se alcanzaron con la plantación en la época lluviosa y en la sucesión frijol-boniato. La potencialidad de los cultivos precedentes inoculados para provocar el efecto de permanencia, no puede ser definida a través de la simple comparación de los indicadores de funcionamiento micorrízico que presentan estos.

ABSTRACT The use of inoculated precedent crops as via to mycorrhize efficiently crops in succession have a practice high value and overall in crops like sweet potato which its direct inoculation needs a high amount of inoculants, but in the carried out studies only 30 days between both crops have been evaluated. With the purpose of precise the effectiveness in superior intervals and its dependence of the precedent crop and sowing season 12 experiments were executed in Brown soil, using maize and two species of bean as precedent seeded in rainy and little rainy seasons and in all cases under irrigation. The precedents presented a high response to inoculation with Rhizophagus irregulare/INCAM11 in both seasons with high percentages of mycorrhizal colonization and spores in maize and rainy season. The duration of the permanence effect in the sweet potato yield depended of the precedent and it was similar in both seasons, with leguminous it was extended until 45 days, although the maize at to the 45 days was achieved between 76 to 81 % of effect and at to the 60 days disappear for both precedents. The highest yields of sweet potato were achieved with the planting in the rainy season and in the bean-sweet potato succession. The potentiality of the precedent crops inoculated to provoke the permanence effect cannot be defined through the simple comparison of the indicators of mycorrhizal functioning that are presented in them.

Micropropagación y caracterización molecular de una variedad de café (Coffea arabica) resistente a roya (Hemileia vastatrix)

RESUMEN En Santa Ana, Departamento de El Salvador, existe una accesión de café derivada del Bourbon, que ha sido resguardada durante varias generaciones, gozando de resistencia a esta enfermedad y manteniendo la calidad de taza. Los objetivos del trabajo fueron establecer un protocolo de micropropagación para esta variedad, así como realizar la caracterización molecular de las vitroplantas obtenidas. Se utilizaron semillas maduras, se desinfectaron e introdujeron en una solución estéril de ácido bórico y cisteína. El medio de cultivo fue un MS (pH 5,7) con 0,5 mg L-1 de 6- BAP. Para la multiplicación se empleó MS con las macrosales a la mitad de la concentración inicial, suplementado con 1,5 mg L-1 de 6-BAP y 30 g L-1 de sacarosa. Las tasas de multiplicación variaron entre 2,1 y 4,5 con diferencias estadísticas. Para la fase de desarrollo y enraizamiento se utilizó el medio de cultivo MS con dos tratamientos: uno, sin hormona con las macrosales a la mitad de la concentración, y otro, de igual formulación más 2,5 mg L-1 de ANA y 10 g L-1 de sacarosa; ambos mantenidos en oscuridad durante 14 días. Para los indicadores de número y longitud de raíces en la fase de desarrollo y enraizamiento, el medio de formulación MS sin hormona (T1), presentó diferencias estadísticas, por lo que éste se propone para la propagación de esta accesión de café. El análisis estadístico fue Análisis de Varianza, con comparación de medias por Tukey. Para la determinación de la huella genética, se utilizaron los marcadores microsatélite o secuencias simples repetidas (SSRs); estableciendo que todas las plantas resultantes poseen el mismo perfil genético.

ABSTRACT In Santa Ana, Department of El Salvador, there is an accession of coffee derived from Bourbon, which has been sheltered for several generations, enjoying resistance to this disease and maintaining cup quality. The objectives of the work were to establish a micropropagation protocol for this variety, as well as to perform the molecular characterization of the vitroplants obtained. Mature seeds were used, disinfected and introduced into a sterile solution of boric acid and cysteine. The culture medium was an MS (pH 5.7) with 0.5 mg L-1 of 6- BAP. For multiplication, MS was used with the macrosalts at half the initial concentration, supplemented with 1.5 mg L-1 of 6-BAP and 30 g L-1 of sucrose. The multiplication rates varied between 2.1 and 4.5 with statistical differences. For the phase of development and rooting the MS culture medium was used with two treatments: one, without hormone with the macrosalts at half the concentration, and another, of the same formulation plus 2.5 mg L-1 of ANA and 10 g L -1 of sucrose; both kept in darkness for 14 days. For the indicators of number and length of roots in the phase of development and rooting, the formulation medium MS without hormone (T1), presented statistical differences, so it is proposed for the propagation of this accession of coffee. The statistical analysis was Analysis of Variance, with comparison of means by Tukey. For the determination of the genetic fingerprint, microsatellite markers or repeated simple sequences (SSRs) were used; establishing that all the resulting plants have the same genetic profile.

Germinación y crecimiento de propágulos de Rhizoglomus sp. in vitro

RESUMEN Los estudios fisiológicos relacionados con la simbiosis micorrízica se dificultan considerablemente debido a la condición de simbiontes obligados que caracteriza a los hongos que intervienen en la asociación, lo cual, hasta el momento, hace imposible su crecimiento en condiciones axénicas. Sin embargo, el empleo del cultivo de raíces in vitro como un sistema simplificado para establecer la simbiosis micorrízica arbuscular, ha sido muy utilizado y particularmente útil en numerosas investigaciones. El objetivo del presente estudio fue obtener esporas desinfectadas de Rhizoglomus sp. (INCAM-11) provenientes de suelo, que expresen altos porcentajes de germinación y bajos niveles de contaminación en condiciones in vitro y determinar el periodo de crecimiento de la hifa de germinación. Para ello se desinfectaron propágulos de la cepa INCAM-11 y se evaluaron sus porcentajes de germinación, contaminación y el crecimiento del tubo germinativo. Se demostró que el tiempo de permanencia de las esporas en solución antibiótica durante 24 horas, antes de su inoculación en medio de cultivo Strullu y Romand modificado (SRM), disminuye los porcentajes de contaminación y la germinación se adelanta de dos a cuatro días. Las hifas de germinación se extendieron en el medio de cultivo durante aproximadamente 30 días de forma independiente antes de detener su crecimiento, contribuyendo al posterior establecimiento de la asociación con las raíces transformadas.

ABSTRACT The physiological studies related to the mycorrhizal symbiosis have made difficult due to the condition of the symbionts that are characterized by the fungi that intervene in the association, which, up to now, can’t grow in axenic conditions. However, in vitro root cultivation techniques, as a simplified system for the establishment of the arbuscular mycorrhizal symbiosis, have been widely used and they are very important in several investigations. The aim of this study was to obtain disinfected spores of Rhizoglomus sp. (INCAM-11) from soil, which express high percentages of germination and low levels of contamination on in vitro conditions and determine the growth period of the germination hyphae. INCAM-11 propagules were disinfected and their percentages of germination and contamination, as well as the germinative tube length were evaluated. Results show that the immersion time of spores in antibiotic solution during 24 hours, before its inoculation in the Modified Strulla and Romand (MSR) medium, can reduces the contamination percentage and the moment of germination. In the other hand, the hyphae germination spreads in the culture medium during 30 days approximately, before stopping their growth, contributing to the later establishment of the association in the transformed roots.

Principales suelos y particularidades de su formación del sistema Carrizal-Chone, Manabí, Ecuador

RESUMEN Conocer la distribución y las características de los suelos constituye una de las premisas más importantes para lograr el manejo sostenible de los suelos de una región determinada. Por esta razón, los objetivos de este trabajo consistieron en elaborar un mapa de suelos escala 1:25 000, para la llanura del Sistema Carrizal-Chone (7233 ha), en Manabí, Ecuador y realizar la caracterización morfológica, química y física de los suelos. Para lograr estos objetivos, se estudiaron 145 perfiles de suelos. Entre los resultados obtenidos está el diagnóstico y distribución de cuatro Grupos Referenciales de Suelos (GRS); Fluvisoles (53 % del área total), Feozems (29 %), Cambisoles (14 %) y Gleysoles (4 %) por el sistema de Clasificación de Suelos del World Reference Base, y se caracteriza cada uno de ellos con las Unidades de Suelos correspondientes. Se conoció además, que la formación natural de los suelos en la región es de los Grupos Referenciales de Suelo Feozems y Fluvisoles; el Cambisol se forma a partir de la degradación por el cultivo continuado del Feozem cámbico. En los resultados se muestra la descripción y datos analíticos de todos los perfiles de suelos estudiados.

ABSTRACT One of the most important premise to arise the suitablemanagement of soils in a region is the study of the distribution and characteristics of soils. For this reason, the main objective in this paper was to elaborate a soil map in scale 1:25 000 for the Carrizal-Chone System (7 233 ha) in Manabí, Ecuador. At the same time to know, the chemical, physical and morphological soil characteristics, based on 145 soil profiles that were taking in different soil separated in the map. Among the results is the diagnosis and classification of four Referential Soil Groups, Fluvisols (53 % de of the total area), Feozems (29 %), Cambisols (14 %) and Gleysols (4 % only), by the World Reference Base soil classification system. In this paper are included the study of Soil Units in each Referential Soil Group. Is determined that the natural soil formation in this region is Feozem and Fluvisol, the Cambisol appears because the degradation of the cambicFeozem for the cultivation during many years.In the results are present also, the analytical data of the Referential Soil Groups studied.

Selección de una rizobacteria promotora del crecimiento en papa (Solanum tuberosum L.)

RESUMEN El empleo de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal tiene efectos beneficiosos sobre los cultivos, por lo que el objetivo del presente trabajo fue seleccionar una cepa del género Rhizobium capaz de estimular el crecimiento en papa. Con este fin se desarrolló un trabajo en condiciones semicontroladas y el empleo de dos cepas (C1: Rhizobium etli CE-3 y C2: Bradyrhizobium elkani ICA 8001) así como dos dosis de cada una (D1: 3 µL y D2: 6 µL) aplicadas en el nicho en que se colocaron los tubérculo en el momento de la plantación. Mediante un diseño completamente aleatorizado se distribuyeron cinco tratamientos que incluía un control sin inocular y el empleo de cepas y dosis, con diez repeticiones por cada uno. No se aplicó fertilización química en ningún caso. Se utilizaron recipientes de seis litros de capacidad, que se llenaron con suelo Ferralítico Rojo Eútrico. Las evaluaciones se realizaron a los 40 días después de la plantación y consistieron en determinar la altura las plantas, el número de tallos, la cantidad de estolones emitidos por tubérculos, el número promedio de hojas por tallo, la superficie foliar y las unidades SPAD determinadas en dos momentos. En todas las variables evaluadas la cepa Bradyrhizobium elkani ICA 8001, fue la que propició el mejor resultado con diferencias significativas respecto al control.

ABSTRACT The use of plant growth promoting rhizobacteria has beneficial effects on crops, so the objective of this work was to select a strain of Rhizobium genus able to stimulate growth in potatoes. To this end, work was carried out under semicontrolled conditions and the use of two strains (C1: Rhizobium etli CE-3 and C2: Bradyrhizobium elkani ICA 8001) as well as two doses of each (D1: 3 μL and D2: 6 μL) applied in the niche in which the tuber was placed at the time of planting. Through a completely randomized design, five treatments were distributed, including the control not inoculated and the use of strains and doses, with ten repetitions for each one. In any case no chemical fertilization was applied. Containers of six-liter capacity filled with red Ferralitic Eutric soil were used. The evaluations were made at 40 days after plantation and consisted in determining the height of the plants, the number of stems, the number of stolons emitted by tubers, the average number of leaves per stem, the leaf surface and the SPAD units determined in two moments. In all the evaluated variables, the strain Bradyrhizobium elkani ICA 8001, was the one that favored the best result with significant differences respect to the control.

Efecto del pH del medio de cultivo en el crecimiento presimbiótico de Rhizoglomus irregulare

RESUMEN Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) están representados en casi todos los ecosistemas terrestres y colonizan a más del 90 % de las plantas. Su asociación depende de muchos factores edafoclimáticos entre ellos el pH, uno de los parámetros químicos más importantes del suelo, que regula directamente la disponibilidad de los nutrientes y puede afectar la germinación, diversidad, densidad de esporas y colonización de raíces por HMA El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto del pH del medio de cultivo Strullu y Romand Modificado (SRM) en el crecimiento presimbiótico de Rhizoglomus irregulare (INCAM 11) en condiciones “in vitro”. Para el desarrollo del experimento las esporas de HMA se expusieron a diferentes pH (4,5; 5,5; 6,5 y 7,5) y se evaluó el crecimiento del tubo germinativo durante 4 semanas presentando los mayores valores de crecimiento en el pH 7,5. Este resultado está dentro del rango de pH óptimo recomendado para esta cepa en experimentos de campo, en los cuales muestra su mayor eficiencia.

ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are represented in almost all terrestrial ecosystems and colonize more than 90 % of plants. Its association depends on many edaphoclimatic factors including pH one of the most important chemical parameters of the soil which directly regulates the availability of nutrients and can affect germination, diversity, spore density and colonization of roots by AMF The objective of this study was to evaluate the effect of the pH of the Strullu and Romand Modified culture medium (SRM) on the presymbiotic growth of Rhizoglomus irregulare (INCAM 11) on in vitro conditions. For the development of the experiment, surface sterilized AMF spores were exposed to different pH conditions (4.5, 5.5, 6.5 and 7.5). The growth of the germinative tube was evaluated during 4 weeks, presenting the higher values on pH 7.5. This result is within the range of optimum pH recommended for this strain in field experiments, in which it shows its highest efficiency.

Mejoramiento, conservación y diversidad genética de la malanga (Colocasia esculenta (L.) Schott.) en Cuba

RESUMEN La malanga (C. esculenta) constituye un alimento fundamental en la dieta de niños y ancianos por sus propiedades y riquezas nutricionales. Este trabajo tiene como objetivo aumentar el conocimiento en cuanto al mejoramiento y diversidad genética de la malanga (Colocasia esculenta) existente en Cuba. Actualmente existen, pocos clones de esta especie en los diferentes escenarios productivos debido, fundamentalmente, a las características de las vías de multiplicación que impiden la existencia de amplias fuentes de variabilidad, tanto natural como inducida. Por una parte, las mutaciones espontáneas son raras y por otra, la emisión de inflorescencias es escasa y poco productiva, con agentes polinizadores que no son eficientes y dependientes de las condiciones ambientales. El cultivo de la malanga constituye una vía importante en la sustitución de importaciones y contribuye a la sostenibilidad alimentaria a nivel de país.

ABSTRACT Taro (C. esculenta) is a fundamental part of the diet of children and the elderly because of its nutritional properties and riches. The objective of this work is to increase the knowledge regarding the improvement and genetic diversity of the taro existing in Cuba. Besides, in Cuba there are currently few clones of taro in the different productive scenarios, due to the characteristics of the multiplication pathways of this species mainly, that prevent the existence of wide sources of variability, both natural and induced. On the one hand, spontaneous mutations are rare and on the other hand, the emission of inflorescences is scarce and not very productive, with pollinating agents that are not efficient and dependent on environmental conditions. The cultivation of taro is widely used in the feeding of different animal species worldwide, including Cuba, which is an important route in the substitution of imports and contributes to food sustainability at the country level.

Emergía: generalidades, apuntes, y ejemplos de utilidad, como herramienta para evaluar la sostenibilidad

RESUMEN El hombre, a través de su historia, ha utilizado la emergía como una herramienta útil, para evaluar la eficiencia de los sistemas productivos, aunque por mucho tiempo y por el desconocimiento de las ventajas que proporciona el empleo del análisis emergético, no se le haya dado una mayor utilización. Los avances de la ciencia, han permitido profundizar en los estudios acerca de la implementación de la metodología síntesis emergética. Anualmente se consume y se genera, una considerable cantidad de diferentes tipos de energía en los disimiles procesos productivos, pero solo una cierta parte, se reconoce y contabiliza, ya que la mayoría se pierde por la ignorancia del beneficio que representa el poder utilizarla, o ponerla al servicio del ecosistema. Ante esta problemática, se intenta demostrar la importancia que reviste el estudio y la implementación de metodologías que conduzcan a un acercamiento a la sostenibilidad. En la presente revisión bibliográfica, se hace un abordaje sobre el tema de la emergía. Además, se resumen aspectos relacionados con la nomenclatura a utilizar, así como indicadores e índices más comunes a evaluar. Finalmente, se exponen algunos ejemplos, en los que el empleo de dicha metodología ha sido exitoso, a la vez que se reflexiona sobre la importancia del tema, para futuras investigaciones.

ABSTRACT Throughout its history man has used emergia as a useful tool to evaluate the efficiency of productive systems even for a long time, and because of the lack of knowledge of the advantages of using the emergia analysis, he has not been given, greater utilization. The advances of science, have allowed deepening in the studies on the implementation of Methodology Emergent Synthesis. Every year a considerable number of different types of energy are in different production processes generated, but only a certain part is recognized and accounted, since most are lost because of the ignorance of the benefit it represents, the power to use it, on put it at the service of ecosystem. Faced with this problem, we try to demonstrate the importance of the study, and the implementation of methodologies, leading to a closer approach to sustainability. In the present bibliographic review, an approach is made on the subject of Emergence. In addition, it summarizes aspects related to the nomenclature to be used, as well as indicators and indexes more common to evaluate. Finally, some examples are presented, in which the use of this methodology has been, successful, while reflecting on the importance of the subject future research.