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INTRODUCCIÓN
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.), entre las leguminosas de granos alimenticios, es una de las especies más importantes para el consumo humano. América Latina es la zona de mayor producción y consumo, pues se estima que más del 45 % de la producción mundial proviene de esta región (Voysest, 2000). En términos nutricionales, estos granos son una gran fuente de proteína, además de ser ricos en minerales (especialmente hierro y zinc) y vitaminas (García et al., 2012).
Los biofertilizantes y bioestimulantes ofrecen un potencial para mejorar la producción y calidad de las cosechas. Estos productos no nutricionales pueden reducir el uso de fertilizantes y mejorar la resistencia de las plantas al estrés (Padilla, 2010). En el actual proceso tecnológico del cultivo del frijol, se tiene como premisa la aplicación de estimulantes biológicos, con capacidad suficiente de participar en los principales procesos metabólicos, entre los que se encuentran los análogos de brasinoesteroides (Zullo y Adam, 2002). El Biobras-16® es una formulación producida en Cuba que tiene como ingrediente activo un análogo espirostánico de brasinoesteroides y ha sido utilizada como estimuladora de los rendimientos agrícolas (Rosabal et al., 2013).
El Fitomas E es un nuevo derivado de la industria azucarera cubana que actúa como bionutriente vegetal con marcada influencia antiestrés, presenta efecto bioestimulante, porque potencializa el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Asimismo, diferentes estudios han demostrado su efecto bioestimulante en el cultivo del frijol (Montano et al., 2007).
El uso de microorganismos eficientes (ME) ha sido investigado, desarrollado y aplicado en una multitud de usos agropecuarios y ambientales, además, son utilizados en más de 80 países del mundo (Arias, 2010). Distintos autores refieren que el principio fundamental de la tecnología consiste en la introducción de un grupo de microorganismos benéficos para mejorar las condiciones del suelo, y la producción de varios cultivos, entre los que se menciona al frijol común (Calero et al., 2016, Calero et al., 2017). La búsqueda de alternativas con bioestimulantes, biofertilizantes o bioproductos, constituyen una alternativa para promover incrementos en el rendimiento del grano. Basado en estas premisas el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de diferentes bioestimulantes en el incremento de los indicadores morfofisiológicos y productivos del frijol común.
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento se realizó en la finca de un agricultor asociado a la CCS “Joe Westbrook”, Sancti Spíritus, Cuba. Se utilizó el cultivar Bat-304, procedente de la Empresa de Semillas, con un 97 % de germinación. La siembra fue realizada a la distancia de 0,80 m entre surcos y de 0,15 m entre plantas, depositando dos semillas por nido, para obtener alrededor de 161 667 plantas ha-1. Este cultivar presenta granos de color negro, hábito de crecimiento tipo III, un ciclo entre 75-80 días y el potencial de rendimiento de 2,4 t ha-1. Las variables climáticas fueron registradas por la Estación Provincial de Sancti Spíritus, la temperatura media diaria fue de 22,25 °C, la humedad relativa media diaria 77,75 % y la precipitación pluvial acumulada de 87,55 mm. La siembra fue realizada en noviembre de 2014 y la cosecha en febrero de 2015.
Los bioestimulantes evaluados fueron:
T1 - Aplicación foliar de ME-50 a la concentración de 50 mg L-1
T2 - Aplicación foliar de ME-50 Agitado a la concentración de 50 mg L-1
T3 - Aplicación foliar de LEBAME a la concentración de 50 mg L-1
T4 - Aplicación foliar de Fitomas E a la dosis de 1,5 L ha-1
T5 - Aplicación foliar de Biobras-16® a la dosis de 0,05 mg L-1
T6 - Control sin aplicación
Se utilizó un diseño en bloques al azar, con seis tratamientos, cuatro bloques y 24 parcelas experimentales. El tamaño de las parcelas fue de 10 m2 y el área total del experimento 0,14 ha. Los bioestimulantes se aplicaron foliarmente a partir de la etapa V3 hasta la R5 (una aplicación por etapa), en el caso de ME-50. ME-50 Agitado y LEBAME, también fueron aplicados al surco en el momento de la siembra, con apoyo de una asperjadora manual del tipo Mataby de 16 L de capacidad. El manejo agrotécnico se realizó según la guía tecnológica para el cultivo (Faure et al. 2014), pero no se aplicaron fertilizantes químicos u orgánicos.
Los bioestimulantes fueron obtenidos en la Sucursal de Labiofam, Sancti Spíritus. El bioproducto LEBAME, obtenido por el Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), se presenta en forma líquida y está compuesto por una combinación de microorganismos eficientes (de los géneros Bacillus subtilis, Lactobacillus bulgaricum y Saccharomyces cervisiae) con 106 ufc mL-1.
El Biobras-16® fue desarrollado por el Centro de Productos Naturales (CEPN) de la Facultad de Química. Ingrediente activo: Esteroide polioxigenado (sólido), fórmula global: C27H42O5, con una concentración de principio activo de 0,1 mg mL-1 soluble en agua y pH: 5-6.
El inóculo de microorganismos eficientes (ME-50 y ME agitado) compuestos por Bacillus subtilis B/23-45-10 Nato (5,4 104 ucf mL-1), Lactobacillus bulgaricum B/103-4-1 (3,6 104 ucf mL-1), y Saccharomyces cereviciae L-25-7-12 (22,3 105 ucf mL-1), con certificado de calidad emitido por ICIDCA, código R-ID-B-Prot-01-01.
EL Fitomas E, un formulado obtenido por el Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), se presenta en forma líquida y compuesto por 150 g L-1 de extracto orgánico, 55 g L-1 de Nitrógeno total, 60 g L-1 de K2O y 31 g L-1 de P2O5.
El tipo de suelo fue clasificado como Pardo Sialítico Carbonatado según los criterios propuestos por (Hernández et al. 2015). Este es un suelo de perfil ABC, de mediana a poca profundidad, color pardo a pardo oscuro, en ocasiones verde azul cuando existen condiciones de oxidación en el medio, por el mal drenaje o compactación. Son suelos arcillosos con predominio de arcillas del tipo 2:1 Montmorillonita. Representa estadios jóvenes de formación del suelo y entre sus mayores limitantes agroproductivas, se encuentra la poca profundidad efectiva y la susceptibilidad a la compactación.
Las observaciones de las variables evaluadas correspondieron a los criterios establecidos, por los descriptores recomendados, en las etapas de crecimiento y desarrollo del cultivo (Fernández et al., 1986). Los muestreos fueron realizados en el área efectiva de las parcelas (1,92 m2), siendo evaluadas 40 plantas por tratamientos. Los indicadores morfofisiológicos evaluados fueron:
altura de la planta (cm)
diámetro del tallo (cm)
número de hojas por planta
materia seca (g planta-1)
Los datos obtenidos fueron analizados por medio de estadística descriptiva de variables continuas, se comprobó la distribución normal de los datos mediante el test de Kolmogorov-Smirnov para la bondad de ajuste y aplicó la prueba Dócima de Levene para evaluar la homogeneidad de la varianza. Cuando existió normalidad y homogeneidad fue realizado un análisis de varianza simple (ANOVA), las medias fueron comparadas por la prueba de Rangos Múltiples de Tukey (p < 0,05). Los datos fueron procesados en el software estadístico AgroEstat®.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Al evaluar el efecto de la aplicación de diferentes bioestimulantes en los indicadores altura de las plantas, diámetro del tallo y número de hojas por planta en la etapa R6 (tabla), se observa que existieron diferencias entre todos los tratamientos. La altura de las plantas fue superior en todos los bioestimulantes al ser comparaos respecto al tratamiento control, con destaque para la aplicación de ME-50 y Biobras-16® que lograron aumentos de 30,11 cm, lo que significó un incremento de 46,05 %. Los bioestimulantes ME agitado, Fitomas E y LEBAME incrementaron un 37,64 % la altura. Igualmente, el diámetro del tallo fue significativamente superior para todos los tratamientos con bioestimulantes. Las plantas más gruesas fueron logradas con la aplicación de ME-50 y Fitomas E (un incremento de 54,76 %). Los bioestimulantes ME agitado, LEBAME y Biobras-16® no mostraron diferencias entre ellos e incrementaron este indicador en 37,57 %. Todos los bioestimulantes superaron al control respecto al número de hojas por planta, siendo el mejor tratamiento, la aplicación foliar de Biobras-16® y ME-50 con aumentos de 12,46 hojas por planta como promedio. Los bioestimulantes ME agitado, Fitomas E y LEBAME lograron 9,46, 7,60 y 5,03 hojas por planta, lo que significó incrementos del 25,45, 20,45 y 13,53 % respectivamente.
En este trabajo se demostró los efectos de la aplicación de bioestimulantes sobre las variables de crecimiento. Díaz et al. (2009) expresaron que la aplicación foliar de microorganismos eficientes mejoran el crecimiento del follaje (22 %), lo que incrementa el área fotosintética, mayor elaboración de nutrimentos, materia seca acumulada y rendimiento. Con la aplicación de Fitomas-E, Terry et al. (2013) obtuvieron resultados positivos en dos periodos (2009 y 2010) sobre las variables de crecimiento de la habichuela respecto al tratamiento control. Asimismo, López y Pouza (2014) obtuvieron que la aplicación de Fitomas E durante las etapas vegetativa y reproductiva beneficia las alturas de las plantas.
Tabla Comportamiento de la altura de las plantas, diámetro del tallo y número de hojas por plantas en los tratamientos evaluados
| Tratamientos | AP (cm) | DT (cm) | NH (U) |
|---|---|---|---|
| ME-50 | 95,83±0,63 a | 0,98±0,20 a | 49,63±0,40 a |
| ME agitado | 90,63±0,67 b | 0,87±0,16 b | 46,63±0,29 b |
| LEBAME | 88,60±0,52 b | 0,87±0,21 b | 42,20±0,53 c |
| Biobras-16® | 95,12±0,35 a | 0,86±0,14 b | 50,17±0,51 a |
| Fitomas E | 90,70±0,28 b | 0,97±0,27 a | 44,77±0,56 bc |
| Control | 65,37±0,72 c | 0,63±0,44 c | 37,17±0,66 d |
| CV (%) | 8,89 | 8,68 | 7,71 |
| Error estándar | 0,66 | 0,09 | 0,53 |
Valores representados por las medias (n=4) ± desviación estándar (DE)
Letras desiguales en la misma columna difieren según Tukey (p<0,05)
AP: altura de las plantas, DT: diámetro del tallo, NH: número de hojas,
CV (%): coeficiente de variación
Todos los bioestimulantes evaluados favorecieron significativamente la producción de materia seca de la parte aérea respecto al tratamiento sin aplicación (Fig. 1). Los tratamientos más relevantes fueron con ME-50 y Biobras-16® porque incrementaron en 11,47 g planta-1, lo que significó un incremento de 49,30 %. Los bioestimulantes Fitomas E y LEBAME lograron aumentos de 10,16 g planta-1, mientras que ME Agitado aumentó en 4,28 g planta-1.
Diferentes trabajos desarrollados a partir de la utilización de bioestimulantes coinciden en conferirles a estos productos una gran importancia al ser capaces de influir sobre diferentes procesos fisiológicos que ocurren en el vegetal y hacen que sean estimulados el crecimiento y desarrollo de las plantas. En este sentido Terry et al. (2013) con la aplicación de Fitomas E incremento la masa seca en relación al control. Según Calero et al. (2016), con la aplicación foliar de microorganismos eficientes combinado con Fitomas E y LEBAME se aumenta la masa de la parte aérea de las plantas.
Valores representados por las medías (n=4) ± DE
Letras desiguales en los tratamientos difieren estadísticamente según Tukey (p≤0,05)
Fig. 1 Comportamiento de la materia seca de la parte aérea de las plantas del cv. Bat-304 de frijol común en los tratamientos evaluados
El análisis específico del número de vainas por planta (fig. 2) al finalizar el ciclo del cultivo (R9), evidenció que todos los bioestimulantes superaron significativamente al tratamiento control. Los resultados más relevantes fueron alcanzados por la utilización de ME-50, Fitomas E y Biobras-16®, con incrementos de 6,41 vainas por planta, lo que significó un aumento de 56,06 %.
El número de vainas es un indicador importante del rendimiento, el aumento de esta variable constituye un fuerte estímulo para incrementar la productividad de las plantas. Méndez et al. (2011) aumentaron este indicador con la aplicación de Fitomas E, bioproducto antiestresante, estimulante y activador de los procesos fisiológicos de las plantas. Guevara et al. (2013) obtuvieron al aplicar el Fitomas E en el cultivo del frijol común 6,02 vainas más que el tratamiento control. Resultados similares para este indicador fueron logrados por Calero et al. (2016) quienes lograron un incremento del 40 % del promedio de vainas respecto al control al utilizar ME combinado con Fitomas E y LEBAME. Igualmente, Martínez et al. (2017), con la aplicación de varios estimulantes en dos cultivares de frijol común obtuvieron que el Biobras-16® incrementó el número de vainas por planta en relación al tratamiento control.
Letras desiguales en los tratamientos difieren estadísticamente según Tukey (p≤0,05)
Valores representados por las medías (n=4) ± DE
Fig. 2 Comportamiento del promedio de vainas por planta en los tratamientos evaluados
De manera general, todos los bioestimulantes aumentaron significativamente la producción de granos por vaina en relación al tratamiento sin aplicación (fig. 3), la aplicación del bioestimulante ME-50 logró un incrementó de 49,39 %, mientras que los bioestimulantes Biobras-16®, Fitomas E y LEBAME aumentaron en 29,54 % la producción. Sin embargo, es necesario acentuar que la utilización de ME agitado no difirió del control.
Este indicador influye directamente en la productividad del frijol, la utilización de los bioestimulantes favoreció la formación y cuajado de los frutos. López y Pouza, (2014) con la aplicación de Fitomas E aumentaron la producción de granos por vaina y Calero et al. (2016) aumentaron el número de granos por legumbre. Igualmente, Calero et al. (2017) al realizar aplicaciones foliares de ME obtuvieron resultados superiores a los obtenidos durante el presente trabajo, en lo que respecta a este indicador. Resultados positivos con el empleo de Biobras-16® fueron obtenidos por Martínez et al. (2017) y Vuelta et al. (2017), al incrementar significativamente el número de granos por legumbre en correspondencia al tratamiento control.
Valores representados por las medías (n=4) ± DE
Letras desiguales en los tratamientos difieren estadísticamente según Tukey (p≤0,05)
Fig 3 - Comportamiento del promedio de granos por vaina en los tratamientos evaluados
La masa promedio de 100 granos fue superior en todos los bioestimulantes (fig. 4), con destaque para el ME-50 y Biobras-16®. El Fitomas E logró un aumento de 21,03 %, mientras que, lo bioproductos LEBAME y ME agitado no difirieron del control. Este parámetro es un importante indicador del rendimiento y constituye una forma de clasificar las semillas. En este sentido Rosabal et al. (2013) con la aplicación foliar de Biobras-16® en el cv. Tomeguín 93 obtuvieron un incremento del 19,40 %, mientras que López y Pouza (2014) refieren que la aplicación de Fitomas E beneficia este indicador al ser superior en las plantas tratadas respecto a las no tratadas. Según Peña et al. (2015) el efecto bioestimulante del Fitomas E y Biobras-16® es positivo al incrementar la masa de 100 semillas en relación al control. Incrementos de 20,52 % fueron obtenidos por Calero et al. (2017) con la aplicación foliar ME y Fitomas E en el cv. Velazco largo.
Valores representados por las medías (n=4) ± DE
Letras desiguales en los tratamientos difieren estadísticamente según Tukey (p≤0,05)
Fig. 4 Comportamiento de la masa promedio de 100 granos de frijol cv. Bat-304 en los tratamientos evaluados
Asimismo, el rendimiento de los granos fue significativo en todos los tratamientos con bioestimulantes (fig. 5). Con ME-50 y Biobras-16® se lograron medias superiores a 1,12 t ha-1, lo que significó un incremento del 125,84 %, el Fitomas E aumentó en 0,83 t ha-1 (lo que significó un incremento de 104,49 %) y la aplicación de LEBAME y ME agitado lograron medias superiores a 0,48 y 0,30 t ha-1 respectivamente (lo que significó incrementos de 53,93 y 33,71 %).
