Servicios personalizados
texto en 
Inglés (pdf)
Articulo en XML
Referencias del artículo
Enviar articulo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
INTRODUCCIÓN
En los sistemas agrícolas, cuando se ponen en práctica técnicas de explotación donde no se tomen medidas para la conservación y mejora de los suelos, paulatinamente se van afectando indicadores de la fertilidad 1,2, que imposibilitan la obtención de altos rendimientos de los cultivos. Por eso resulta necesaria la introducción de tecnologías para mejorar su productividad, mediante un incremento de la disponibilidad de nutrientes para las plantas, lo que reviste gran importancia en suelos destinados a la ganadería, donde los niveles de fertilizantes que se destinan a esta rama no son suficientes para satisfacer la demanda de nutrientes de los cultivos y el reciclaje de nutrientes resulta deficiente.
Dentro de las tecnologías para la recuperación y la conservación de los suelos se encuentra la aplicación de abonos orgánicos, los cuales tienen efectos positivos sobre el incremento en el contenido de carbono orgánico (C), incorporación de elementos minerales e intervienen en la formación de la estructura 3, tal es el caso del vermicompost, compuesto orgánico que ofrece diversas cualidades como mejorador del suelo y actúa como fuente de nutrientes para las plantas 4.
Otras de las alternativas para un aprovechamiento más eficiente de los nutrientes por las plantas, es el empleo de los biofertilizantes a base de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), cuyos microorganismos forman simbiosis con aproximadamente el 90 % de plantas terrestres 5, facilitando la absorción de nutrientes y agua por las mismas, entre otras ventajas 6. El millo perla no queda exento de esta interacción, al ser un cultivo que presenta marcada dependencia micorrízica 7 y, en ocasiones, una elevada colonización micorrízica, incluso al ser inoculados con diferentes especies de HMA 8.
En estudios previos se ha demostrado como la utilización de especies eficientes de HMA permite reducir las dosis de fertilizantes minerales o abonos orgánicos, sin afectar los rendimientos agrícolas de los cultivos 9-11.
En una investigación realizada en un suelo Gley Nodular Ferruginoso, que tuvo como antecedente el cultivo de pastos, se demostró que el uso combinado del estiércol vacuno, como fuente de abono orgánico y biofertilizante micorrízico, contribuyó a la mejora de la fertilidad del suelo, al incremento de la productividad y al valor nutritivo de la especie poácea forrajera 12.
El presente trabajo tuvo como objetivo investigar el efecto de las aplicaciones de vermicompost y la inoculación de un biofertilizante micorrízico sobre el suministro de nutrientes de un suelo Gley Nodular Ferruginoso para plantas de millo perla (Panicum italicum L.).
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizaron dos experimentos bajo condiciones de mesocosmos en el área del invernadero del departamento Biofertilizantes y Nutrición de las Plantas, del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), San José de las Lajas, Mayabeque, entre los meses de marzo a mayo, durante los años 2014 y 2015.
El suelo clasificado como Gley Nodular Ferruginoso agrogénico 13, proveniente del área de la Dirección Municipal de Flora y Fauna del municipio Boyeros, ocupa el 38,28 % de la superficie total, cuya extensión es de 897,22 ha y al momento de iniciar la investigación, llevaba más de 12 años bajo explotación, con pastos y forrajes para la ganadería, previéndose cambiar su uso mediante el fomento del cultivo de la moringa (Moringa oleifera); con anterioridad se dedicó al cultivo de la caña de azúcar.
El suelo se caracterizó desde el punto de vista físico y químico 13 y se demostró que poseía un suministro de nutrientes deficiente para las plantas, destacando la baja disponibilidad fosfórica y potásica y el bajo contenido de materia orgánica (Tabla 1).
Tabla 1 Caracterización del horizonte cultivable del suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico de la Dirección Municipal de Flora y Fauna del municipio Boyeros
| Estadígrafos | pH | P2O5 | Ca2+ | Mg2+ | Na+ | K+ | CIB | C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -log [H+] | mg 100 g-1 | cmolckg-1 | g kg-1 | |||||
| Media | 6,9 | 1,83 | 22,5 | 16 | 0,17 | 0,21 | 38,87 | 12,3 |
| CV (%) | 4,35 | 4,92 | 3,56 | 5,0 | 3,46 | 2,79 | 4,13 | 48,8 |
| IC | ±0,75 | ±0,22 | ±1,99 | ±1,99 | ±0,01 | ±0,01 | ±3,99 | ±1,5 |
pH: potenciometría relación suelo:agua 1:2,5; P2O5: extracción con H2SO4 0,05 mol L-1 relación suelo:solución 1:25 y determinación colorimétrica por el desarrollo del color azul; Cationes intercambiables: extracción con acetato de amonio 1 mol L-1 pH 7, determinación del Na y K por espectrofotometría de llama y del Ca y Mg por volumetría; CIB: suma de la bases intercambiables; C: carbono orgánico por el método de Walkley-Black. CV: Coeficiente de Variación; IC: Intervalos de Confianza
Se llenaron bolsas negras de polietileno de 4 kg de capacidad con el suelo, tomando el horizonte cultivable (0-20 cm), que después de secado al aire, se tamizó por una malla de 5 mm, con el objetivo de lograr un tamaño de agregado uniforme y se mezcló con el vermicompost para conformar las diferentes proporciones. El vermicompost utilizado fue producido en la CCS “Orlando López González”, ubicada en el municipio La Lisa, La Habana, elaborado a partir de estiércol vacuno y residuos de cosecha (Tabla 2) y se encontró en el vermicompost del año 2015, menor contenido de nutrientes, con la excepción del Mg, mayor humedad, una relación C:N más amplia y un pH más cercano a la neutralidad.
Tabla 2 Caracterización en base seca del vermicompost proveniente de la CCS “Orlando López González” elaborado a partir de estiércol vacuno y residuos de cosecha
| Años | C | N | P | K | Ca | Mg | Humedad | pH | Relación C:N |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (g kg-1) | -log [H+] | adimensional | |||||||
| 2014 | 218,7 | 17,8 | 21,5 | 13,0 | 36,7 | 5,3 | 413 | 7,4 | 12:1 |
| 2015 | 208,2 | 14,8 | 19,9 | 11,9 | 35,3 | 6,2 | 441 | 7,1 | 14:1 |
C: carbono orgánico por el método de Walkley-Black; digestión del vermicompost con H2SO4 + Se y determinación del N colorimétricamente por Nessler, P por el desarrollo del color azul, K por espectrofotometría de llama, Ca y Mg por volumetría; pH: determinación potenciométrica relación vermicompost:agua 1:2,5
Se utilizó el millo perla (Panicum italicum L.) como cultivo indicador y se sembraron 10 semillas en cada bolsa; cuando las plantas alcanzaron entre 10 y 15 cm de altura, se dejaron seis plantas por bolsa. A partir de la siembra y durante los primeros 15 días, se aplicó un riego diario hasta que las bolsas comenzaran a drenar; posteriormente se regó cada dos días con igual consideración, manteniendo las bolsas libres de arvenses, mediante limpieza manual.
Se utilizó el inóculo certificado formulado con la especie Glomus cubense, cepa INCAM 4, producido en el INCA (Y. Rodr. & Dalpé) 14, con una concentración de 28 esporas g-1 de inoculante, el que fue aplicado a las semillas por el método del recubrimiento 15.
Al suelo se le realizó un conteo de esporas residentes en ambos años, al momento del montaje de los experimentos (Tabla 3).
Tabla 3 Cantidad de esporas en el suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico de la Dirección Municipal de Flora y Fauna del municipio Boyeros al inicio de la investigación
| Año | Cantidad de esporas | Intervalo de Confianza |
|---|---|---|
| Esporas 50 g de suelo-1 | ||
| 2014 | 68 | 25,21 |
| 2015 | 47 | 28,58 |
| Promedio | 57,5 | 27,00 |
Se estudiaron ocho tratamientos (Tabla 4), en un diseño completamente aleatorizado, con una estructura factorial y tres repeticiones; los factores a estudiar fueron las proporciones suelo/vermicompost con cuatro niveles y la inoculación micorrízica con dos niveles.
Tabla 4 Descripción de los tratamientos utilizados para evaluar el efecto de las aplicaciones de vermicompost y la inoculación de un biofertilizante micorrízico sobre el suministro de nutrientes de un suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico
| Tratamientos | Proporción suelo-vermicompost (m/m) | Inoculante micorrízico | |
|---|---|---|---|
| Suelo | Vermicompost | ||
| 1 | 4 | 0 | sin HMA |
| 2 | con HMA | ||
| 3 | 3 | 1 | sin HMA |
| 4 | con HMA | ||
| 5 | 5 | 1 | sin HMA |
| 6 | con HMA | ||
| 7 | 7 | 1 | sin HMA |
| 8 | con HMA | ||
El suelo provino de la Dirección Municipal de Flora y Fauna del municipio Boyeros
El crecimiento, el rendimiento de biomasa aérea y la concentración y contenido de N, P y K en ella, se determinaron a los 50 días después de la emergencia, momento en que las plantas se encontraban en la fase de grano semiduro con las espigas amarillas:
Altura de las plantas (cm): mediante el empleo de una cinta métrica, desde la base del tallo hasta el último dewlap visible.
Masa seca de la biomasa aérea (g planta-1): el material cortado se llevó a una estufa de circulación de aire a 70 ºC hasta alcanzar una masa constante.
Concentración de nutrientes (g kg-1): una alícuota del material secado en la estufa se oxidó con una mezcla de H2SO4 concentrado+Se; en el extracto obtenido luego de diluido, se determinó la concentración de N por el método de Nessler, la de P por el desarrollo del color azul molibdo fosfórico y la de K por espectrofotometría de llama.
Contenido de nutrientes (mg planta-1): se calculó a partir de la biomasa seca de la parte aérea y las respectivas concentraciones de cada elemento:
Nutriente (mg planta-1) = [biomasa (mg planta-1) x concentración (g kg-1)/10]
Variables micorrízicas: las raíces de las plantas se trataron según se describe en la literatura 16. La frecuencia y la intensidad de colonización micorrízica se determinó por el método de los interceptos 17. Para la determinación del número de esporas en cada bolsa se empleó el método de extracción 18.
Se realizó un análisis de varianza bifactorial para las variables evaluadas. Cuando se encontraron diferencias significativas entre tratamientos, las medias se compararon según la prueba de Rangos Múltiples de Duncan (p<0,10). Se determinó el intervalo de confianza para la media en las variables del análisis químico y en el conteo de esporas residentes iniciales. Se utilizó el programa Statgraphics Centurion XV Versión 15.2.14.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En los dos años de investigación, solo se manifestó el efecto de la aplicación del vermicompost y no hubo interacción entre los dos factores investigados en las variables altura de la planta, biomasa aérea seca, frecuencia e intensidad de la micorrización y concentración y contenido de nutrientes; mientras que la cantidad de esporas presentes en el suelo no se afectó con ninguno de los tratamientos.
La aplicación de vermicompost incrementó la altura de las plantas (Figura 1) de manera diferente en cada año; en el año 2014 con las relaciones suelo/vermicompost 5/1 y 7/1, las plantas alcanzaron mayor altura; mientras que, en el año 2015, esta manifestación se logró con las relaciones 3/1 y 5/1 con tendencia a disminuir el efecto en la medida en que dicha relación se amplió.
V 3/1: relación suelo-vermicompost 3/1, V 5/1: relación suelo-vermicompost 5/1, V 7/1: relación suelo-vermicompost 7/1Medias con letras iguales para cada factor y año no difieren entre sí según prueba de Duncan (p<0,10)Figura 1 Efecto del vermicompost y de la inoculación con HMA sobre el crecimiento de las plantas de millo perla. Suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico
Algo similar se encontró al analizar el rendimiento de masa seca de la biomasa aérea (Figura 2), pero para el año 2015 quedó definida la disminución del rendimiento con las relaciones suelo/vermicompost más amplias.
V 3/1: relación suelo-vermicompost 3/1, V 5/1: relación suelo-vermicompost 5/1, V 7/1: relación suelo-vermicompost 7/1Medias con letras iguales para cada factor y año no difieren entre sí según prueba de Duncan (p<0,10)Figura 2 Efecto del vermicompost y de la inoculación con HMA sobre la masa seca de la biomasa aérea de las plantas de millo perla. Suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico
Los resultados corroboran los alcanzados por diversos investigadores en otras latitudes y que trabajaron con suelos diferentes al utilizado en esta investigación. Evaluando el efecto de diferentes dosis de vermicompost sobre el crecimiento del millo perla, tanto la altura de las plantas 19,20, así como la acumulación de biomasa 19, se incrementaron por la aplicación del abono orgánico. También mediante la aplicación de diferentes tipos de abonos orgánicos, se obtuvo un incremento de la biomasa aérea del millo perla 21, lo que refleja la respuesta del cultivo ante la aplicación de enmiendas orgánicas.
Se ha informado que el vermicompost, a partir de las sustancias húmicas, favorece el desarrollo fenológico de los cultivos al ejercer una acción bioestimuladora sobre el crecimiento de las plantas, mediante la incidencia de las fitohormonas producidas por este compuesto orgánico que estimulan la producción de biomasa 22,23.
Por otra parte y en condiciones cubanas, con otros cultivos también se ha podido comprobar el efecto positivo del vermicompost sobre el crecimiento, de tal manera que trabajando durante dos años en suelo similar al de esta investigación, se registraron mayores valores de biomasa en plantas de Panicum maximum y Brachiaria decumbens, fertilizadas con este abono, efectos que los autores lo atribuyeron a la mejora de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo 24.
En estudios previos se demostró que el vermicompost tiene la característica de aportar macro y micronutrientes, de incrementar los contenidos de carbono orgánico y mejorar el pH del suelo 25,26, lo que incidió en un crecimiento óptimo de las plantas, ya que es un compuesto rico en elementos minerales, que ya han pasado por un proceso de descomposición y se encuentran en formas disponibles para las plantas 27.
En correspondencia con lo mencionado en el párrafo anterior, los resultados obtenidos referidos a la concentración y el contenido de nutrientes en las plantas de millo, indicaron que la aplicación del vermicompost mejoró el suministro de nutrientes para las plantas (Tabla 5, Tabla 6).
Para el caso del N y en ambos años, tanto en la concentración, como en el contenido del nutriente en la biomasa aérea seca, todas las proporciones suelo/vermicompost, tuvieron el mismo efecto y siempre superaron al suelo solo. El P en al año 2014, se comportó de manera similar al N; sin embargo, en el año 2015, la mayor concentración y cantidad del nutriente se encontró en las plantas crecidas en el sustrato con la relación 3/1, en correspondencia con el comportamiento del rendimiento de masa seca y se manifestó un incremento en el contenido de este elemento en las plantas, con inoculación micorrízica. Para el K y en el año 2014, ambos indicadores de nutrición se manifestaron en mayor magnitud con la relación 3/1; mientras que, en el año 2015, la concentración de K no se vio afectada por la aplicación del vermicompost, pero el contenido fue mayor cuando la relación fue más estrecha (3/1).
El N fue el nutriente que no resultó sensible a cambios en función de la relación suelo/vermicompost, ni de la composición del vermicompost, al menos con las utilizadas en esta investigación; mientras que el P y el K mostraron cierta dependencia de ambos. En este sentido, los resultados indicaron que mientras más estrecha fue la relación, mayor fue la disponibilidad de P y K para las plantas.
Las diferencias encontradas entre los años, presumiblemente, se debieron a la composición del vermicompost. En el utilizado en el año 2015 se encontró menor cantidad de nutrientes, exceptuando al Mg, mayor humedad y un pH más cercano a la neutralidad (Tabla 2), requiriéndose mayor cantidad de vermicompost para satisfacer las necesidades de las plantas.
Tabla 5 Concentración y contenido de nutrientes del millo perla cosechado a los 50 días después de la emergencia (fase de grano semiduro). Año 2014
| Tratamiento | N | P | K | N | P | K |
|---|---|---|---|---|---|---|
| suelo/vermicompost | g kg-1 | mg planta-1 | ||||
| 4/0 | 13,42 b | 1,83 b | 17,98 c | 6,63 b | 0,90 b | 8,98 c |
| 3/1 | 22,77 a | 2,58 a | 37,27 a | 146,92 a | 16,65 a | 240,17 a |
| 5/1 | 22,20 a | 2,52 a | 31,0 b | 151,85 a | 17,12 a | 211,19 b |
| 7/1 | 22,38 a | 2,37 a | 30,22 b | 147,54 a | 15,68 a | 199,81 b |
| Es χ | 2,42* | 0,12* | 1,57* | 16,40* | 0,57* | 10,57* |
| Inoculación micorrízica | ||||||
| - HMA | 19,34 | 2,28 | 28,23 | 108,32 | 12,15 | 158,69 |
| + HMA | 21,04 | 2,38 | 30,01 | 118,15 | 13,03 | 171,38 |
| Es χ | 1,17 n.s. | 0,09 n.s. | 1,11 n.s. | 11,60 n.s. | 0,40 n.s. | 7,47 n.s. |
Suelo: Gley Nodular Ferruginoso agrogénico de la Dirección Municipal de Flora y Fauna del municipio Boyeros; HMA: inóculo certificado formulado con la especie Glomus cubense, cepa INCAM 4 producido en el INCA; n.s.: sin diferencias significativas;
*: diferencias significativas al 10 %
Tabla 6 Concentración y contenido de nutrientes del millo perla cosechado a los 50 días después de la emergencia (fase de grano semiduro). Año 2015
| Tratamiento | N | P | K | N | P | K |
|---|---|---|---|---|---|---|
| suelo/vermicompost | g kg-1 | mg planta-1 | ||||
| 4/0 | 15,43 b | 1,58 b | 37,87 | 1,48 b | 0,15 c | 3,68 c |
| 3/1 | 22,85 a | 2,82 a | 38,92 | 90,05 a | 11,11 a | 153,02 a |
| 5/1 | 21,98 a | 2,65 a | 36,88 | 75,23 a | 9,03 b | 125,46 b |
| 7/1 | 23,03 a | 2,65 a | 37,55 | 73,67 a | 8,57 b | 120,27 b |
| Es χ | 1,55* | 0,11* | 1,22 n.s. | 7,34* | 0,66* | 7,63* |
| Inoculación micorrízica | ||||||
| - HMA | 19,70 | 2,36 | 37,49 | 53,90 | 6,64 b | 95,28 |
| + HMA | 21,95 | 2,49 | 38,12 | 66,32 | 7,80 a | 105,93 |
| Es χ | 1,09 n.s. | 0,08 n.s. | 0,86 n.s. | 5,19 n.s. | 0,47* | 5,40 n.s. |
Suelo: Gley Nodular Ferruginoso agrogénico de la Dirección Municipal de Flora y Fauna del municipio Boyeros; HMA: inóculo certificado formulado con la especie Glomus cubense, cepa INCAM 4 producido en el INCA; NS: sin diferencias significativas;
*: diferencias significativas al 10 %
El aumento de las concentraciones y los contenidos de nutrientes en las plantas fertilizadas con humus de lombriz, puede ser atribuido, tanto al aporte de nutrientes por el abono orgánico, como al incremento de la disponibilidad de nutrientes del suelo por efecto de la fertilización orgánica.
En trabajos realizados previamente, se demostró cómo aplicando diferentes dosis de vermicompost, se alcanzó una mayor absorción de estos nutrientes en los órganos aéreos, en el cultivo del millo perla, en relación con el tratamiento control, lo que influyó en un incremento en la producción de biomasa seca y rendimiento del cultivo 28. Igualmente, en estudios realizados en otros cultivos, se comprobó el incremento en la absorción de N, P y K y el crecimiento de las plantas, a medida que se aumentaron las dosis de humus de lombriz aplicadas 29. Este mismo efecto, en cuanto a la absorción de nutriente, se vio reflejado al aplicar diferentes dosis de ácidos húmicos extraídos del vermicompost, en plantas de mangostán (Garcinia mangostana. L) 30.
En los dos años, el vermicompost deprimió la frecuencia e intensidad de la micorrización y en la medida que la relación suelo/vermicompost se hizo más amplia, la tendencia encontrada se dirigió hacia el aumento de las variables evaluadas (Figura 3).
V 3/1: relación suelo-vermicompost 3/1, V 5/1: relación suelo-vermicompost 5/1, V 7/1: relación suelo-vermicompost 7/1Medias con letras iguales para cada factor y año no difieren entre sí según prueba de Duncan (p<0,10)Figura 3 Efecto del vermicompost y de la inoculación con HMA sobre la frecuencia e intensidad de la colonización micorrízica en plantas de millo perla. Suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico
Lo señalado se puede atribuir a que las plantas dispusieron de una mayor cantidad de nutrientes, pues en suelos enriquecidos con abonos orgánicos, se ha comprobado que la disponibilidad de los nutrientes controla el crecimiento de las estructuras micorrízicas intra y extrarradicales; de tal modo que, cuando las plantas han sido fertilizadas suficientemente, la distribución de dichas estructuras se reduce, ya que la entrega de nutrientes a la planta hospedera, a través de los HMA, pierde efecto 31.
Estos resultados coinciden con los obtenidos en otras investigaciones en las que se aplicaron diferentes fuentes orgánicas y fertilizante mineral en distintos cultivos y se demostró que cuando la disponibilidad de nutrientes fue suficiente en el suelo, se garantizó el estado nutricional de los cultivos y no se favoreció la colonización micorrízica 32,33.
En cuanto al número de esporas y en los dos años evaluados, los tratamientos fertilizados con vermicompost no mostraron diferencias, en relación con los tratamientos con suelo solo, (Figura 4).
V 3/1: relación suelo-vermicompost 3/1, V 5/1: relación suelo-vermicompost 5/1, V 7/1: relación suelo-vermicompost 7/1Medias con letras iguales para cada factor y año no difieren entre sí según prueba de Duncan (p<0,10)Figura 4 Efecto del vermicompost y de la inoculación con HMA sobre el número de esporas en 50 g de suelo. Suelo Gley Nodular Ferruginoso agrogénico y millo perla como cultivo indicador
Al comienzo de ambos experimentos, la cantidad inicial de esporas de HMA residentes en el suelo fue inferior a 70 esporas por 50 g de suelo (Tabla 3), mientras que al momento de las evaluaciones, este indicador alcanzó cifras en el entorno de las 550 esporas en 50 g de suelo (Figura 4); o sea, 9,5 veces más, cantidades que resultaron similares e incluso superiores a las observadas en trabajos de campo realizados en el millo perla, inoculadas con especies micorrízicas del género Glomus34 y otras especies de la familia Poaceae, con un ciclo de crecimiento mayor y cultivadas en condiciones de campo 35.
El hecho de que el número de esporas obtenido en el tratamiento sin inocular haya sido similar al observado en el que se aplicó el inoculante micorrízico, indicó que el millo perla desempeñó un papel relevante en la reproducción micorrízica, debido a que la arquitectura radical de este cultivo le confiere una alta capacidad para reproducir esporas de HMA 36, favoreciéndose, por tanto, la producción de esporas de HMA residentes y compitiendo estas con el inóculo aplicado, criterio que coincide con lo planteado por otros autores, referido a que la simbiosis entre las plantas y las especies residentes de HMA, en ocasiones, son más eficientes y competitivas que las establecidas con la especie de colección inoculada 37. Por consiguiente y tal como se ha aseverado, el éxito de la inoculación, no sólo depende de la infectividad y eficiencia de la especie a aplicar, sino que también está relacionada con la cantidad y tipos de propágulos residentes en el suelo 38.
CONCLUSIONES
La aplicación de vermicompost incrementa la disponibilidad de nutrientes del suelo y se refleja en el incremento de la concentración y la cantidad de nutrientes en las plantas, lo que origina mayor crecimiento y desarrollo de estas.
La incorporación del abono orgánico hace que disminuya la frecuencia e intensidad de la micorrización, inhibiendo el efecto de la inoculación con hongos micorrízicos arbusculares, sobre las plantas y sin afectar la producción de esporas en el suelo.
