Intercalamiento de Canavalia ensiformis (L.) inoculada con hongos micorrízicos arbusculares para la producciónde forraje de Morus alba (L.)

Intercropping of Canavalia ensiformis (L.) inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi for the production of Morus alba (L.) forage

RESUMEN

En un suelo Ferralítico Rojo lixiviado, en condiciones de secano, se determinó el efecto del intercalamiento de Canavaliaensiformis (L.) inoculada con HMA, complementada con fertilizante mineral, en la producción de forraje de morera y en el estado nutricional de las plantas. Los tratamientos se formaron por la combinación del intercalamiento de C. ensiformis (canavalia) inoculada con HMA (con CeHMA) o no (sinCeHMA) y las dosis de fertilizante mineral (F0: sin fertilizante; F1: 100-50-50 kg ha^-1 de N, P₂O₅ y K₂O en cada época; F2: 200-100-100 kg ha^-1 de N, P₂O₅ y K₂O en cada época). Se empleó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial. Los mayores rendimientos se alcanzaron con CeHMA, complementada con F1 (12,15 y 16,65 t ha^-1 para los años 1 y 2 respectivamente), sin diferencias de F2 sin canavalia en tres de las cuatro épocas evaluadas. En la época de lluvia se produjo el 76 % del rendimiento total del año. Existió una relación alta y significativa entre el rendimiento estacional y el acumulado de lluvia caída, con coeficiente de determinación de 0,97. La morera con CeHMA, complementada con fertilizante, logró mantene rrendimientos estables entre los cortes en cada época evaluada. El rendimiento en la época lluviosa varió en función de la concentración de N en las hojas, que alcanzó 32,6 g kg^-1 de MS. Se concluye que el intercalamiento de canavalia inoculada con HMA, complementada con el tratamiento F1, produjo un mayor rendimiento de biomasa comestible de morera y un mejor estado nutricional de las plantas en términos de concentración de N en las hojas.

Palabras clave: Biomasa, estado nutricional, rendimiento.

ABSTRACT ]]> On a lixiviated, non-irrigated Ferralitic Red soil, the effect of intercropping Canavalia ensiformis (L.), inoculated with AMF, complemented with mineral fertilizer, on the production of mulberry forage and the nutritional status of the plants was determined. The treatments were formed by the combination of intercropping C. ensiformis (common jack bean) inoculated with AMF (with CeAMF) or not (without CeAMF), and the doses of mineral fertilizer (F0: without fertilizer; F1: 100-50-50 kg ha^-1 of N, P₂O₅ and K₂O in each season; F2: 200-100-100 kg ha^-1 of N, P₂O₅ and K₂O in each season). A randomized block design with factorial arrangement was used. The highest yields were reached with CeAMF, complemented with F1 (12,15 and 16,65 t ha^-1 for years 1 and 2, respectively), without differences from F2 without C. ensiformis in three of the four evaluated seasons. In the rainy season 76 % of the total yield of the year was produced. There was a high and significant relation between the seasonal yield and the accumulated amount of rainfall with determination coefficient of 0,97. The mulberry with CeAMF, complemented with fertilizer, could maintain stable yields between cuttings in each evaluated season. The yield in the rainy season varied depending on the concentration of N in the leaves, which reached 32,6 g kg^-1 DM. It is concluded that the intercropping of jack bean inoculated with AMF, complemented with treatment F1, produced a higher yield of edible biomass of mulberry and a better nutritional status of the plants in terms of N concentration in the leaves.

Keywords: Biomass, nutritional status, yield.

La morera (Morus alba, L.) es una especie que se destaca por sus elevados rendimientos de forraje destinado a la alimentación de rumiantes y monogástricos, y por su alta aceptabilidad, digestibilidad, valor nutricional y perennidad frente al corte; también puede ser empleada como forraje verde y conservada en forma de ensilaje o harina (Martín et al., 2007).

Según la literatura procedente de América Latina, el rendimiento de masa seca comestible de esta planta puede llegar a 30-40 t ha^-1por año cuando ocurren altas precipitaciones con distribución uniforme, en suelos de elevada fertilidad o con un manejo adecuado de la nutrición vegetal (Almeida y Fonseca, 2002; Dingle et al., 2005; Sanginés et al., 2006).

En Cuba este cultivo se encuentra en fase de extensión y se obtienen rendimientos en secano que varían entre 8 y 12 t ha^-1 año^-1 de biomasa seca comestible (Martín et al., 2007). El cultivar Tigreada se destaca por su adaptación a las condiciones de escasas precipitaciones.

La morera se caracteriza por sus elevados requerimientos de nutrientes, fundamentalmente de N, y su concentración en las hojas puede alcanzar 40 g kg^-1 de MS (Liu et al., 2002; Martín, 2004). Con el fin de obtener mayores rendimientos de forraje con concentraciones adecuadas de nitrógeno se utilizan, por lo general, altas cantidades de fertilizante nitrogenado, que en dependencia de las condiciones edafoclimáticas varían entre 260 kg ha^-1 y 400 kg ha^-1 de N poraño (Rodríguez et al., 1994; Cifuentes y KeeWook, 1998; Benavides, 1999).

Las altasdosis de fertilizantesimplicanelevadoscostos de producción (Elizondo, 2007), por lo que, en función de reducir dichos insumos, resulta importante evaluar prácticas de manejo de la nutrición que hayan resultado efectivas en otros cultivos, tales como el uso de abonos verdes (CIDICCO, 2004) y de inoculantes micorrízicos(González, 2014).

Los abonos verdes, particularmente los del grupo de las leguminosas, presentan beneficios asociados no solo al aporte de N vía fijación biológica, sino también al reciclaje de nutrientes, el incremento de la actividad biológica del suelo, la cobertura del suelo, el mantenimiento de la humedad y el control de arvenses (Ramos et al., 2001; Elfstrand et al., 2007), los cuales constituyen aspectos favorables para el cultivo de la morera. ]]> Por otra parte, en los últimos años se han incrementado los resultados acerca del efecto positivo de los inoculantes micorrízicos arbusculares al ser aplicados a los cultivos, ya que se establece una simbiosis micorrízica efectiva que hace que aumente la toma de nutrientes, garantiza altos rendimientos y produce disminución en las necesidades de fertilizantes (Rivera et al., 2007; González, 2014). Si bien la morera es un cultivo micótrofo, son escasos los estudios acerca de la importancia de su inoculación con HMA y, en lo fundamental, estos se localizan en la India (Ram Rao et al., 2007).

En Cuba y en la región de Centroamérica son insuficientes las experiencias con morera manejada con inoculantes micorrízicos y canavalia intercalada; por lo que el objetivo de la investigación fue determinar el efecto de esta práctica de manejo, complementada con fertilización mineral, en la producción de forraje de morera en función de la época del año, y su relación con la concentración de N en las hojas.

Ubicación geográfica. El experimento se realizó en áreas de la Estación Experimental Indio Hatuey, ubicada entre los 22°, 48ꞌ y 7ꞌꞌ de latitud norte, y los 81° y 2ꞌ de longitud oeste, a 19,01 msnm; en el municipio de Perico, provincia de Matanzas, Cuba.

Características edafoclimáticas. El suelo se corresponde con el tipo genético Ferralítico Rojo lixiviado, según Hernández et al. (2015), y con el tipo Nitisol Ferralítico Ródico, Líxico, Eutrico, según FAO (2014). La topografía es llana, con pendiente de 0,5 a 1,0 %, y la profundidad hasta la roca caliza es de 1,50 m.

Los valores de pH y las concentraciones de Ca y Mg intercambiables (tabla 1) fueron típicos de estos suelos, que presentaron además valores bajos de K intercambiable. La concentración de P disponible fue baja y la de materia orgánica (MO) puede considerarse alta para el agrupamiento de los suelos Ferralíticos, e indica que es un suelo poco degradado (Hernández et al., 2014).´

La duración del estudio fue de dos años, y este se realizó en una plantación de morera cv. Tigreada con cuatro años de establecida. El área experimental se caracterizó por un régimen de precipitación que varió más entre años y épocas, comparado con la temperatura media del aire (tabla 2).

El tamaño del área fue de 1 000 m²; el marco de plantación consistió en surcos dobles (0,50 m x 0,50 m x 1 m) y se correspondió con una densidad de 26 666 plantas ha^-1.

Las parcelas experimentales tenían una superficie de 13,5 m² y estaban compuestas por 36 plantas, de las cuales se consideraron 12 en el área de cálculo, con una edad homogénea. El corte se efectuó cada 90 días a una altura de 30 cm. ]]> Diseño y tratamientos. Se empleó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial y cuatro réplicas. Los tratamientos fueron:

• Factor 1: intercalamiento (A): sin canavalia intercalada e inoculada con HMA (sin CeHMA); canavalia intercalada e inoculada con HMA (con CeHMA).
• Factor 2: dosis de fertilización mineral (B): F0: dosis 0 de fertilización mineral; F1: 100, 50, 50 kg ha^-1 de N, P₂O₅ y K₂O por época; F2: 200, 100, 100 kg ha^-1 de N, P₂O₅ y K₂O por época.

Procedimiento. La canavalia se sembró de forma manual, en los meses de mayo y noviembre de cada año, con un marco de siembra de 0,75 x 0,54 m y una localización con respecto al surco de morera de 0,25 m. Las semillas fueron inoculadas previamente con una cepa de Glomus cubense, mediante el método establecido por Rivera et al. (2006), con 0,15 g de inoculante por semilla en cada época del año. El inoculante micorrízico consistió en esporas y otros propágulos, y fue preparado por la tecnología del EcoMic® (Fernández et al., 2000) en el departamento de biofertilizantes y nutrición de plantas del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) Mayabeque, Cuba, con un título de 25 esporas por cada gramo de inoculante como mínimo; 60 días después de la siembra la canavalia se cortó para forraje verde, la biomasa aérea se fraccionó en partes iguales y se colocó en forma de arrope alrededor de la morera, en una proporción de 1,25 plantas de canavalia por cada planta de morera.

Los fertilizantes se aplicaron en forma manual, sobre la superficie del suelo y en la base del tallo, a los siete días en los meses de mayo y noviembre.

Se mantuvieron las labores de limpieza manual de las plantas arvenses durante todo el período experimental; y se asumió el criterio de no aplicar riego, en correspondencia con la realidad de la mayoría de las explotaciones agropecuarias.

Rendimiento de masa seca de biomasa comestible (t ha^-1 en cada época). Se determinó mediante la suma del rendimiento de la masa seca de las hojas y de los tallos tiernos, y se expresó como masa seca acumulada en cada época del año (rendimiento estacional).

Rendimiento de masa seca comestible por corte. Se determinó mediante la suma de la masa seca de las hojas y de los tallos tiernos en cada corte. ]]> Concentración de N en las hojas de morera (g kg^-1 MS). En cada época se determinó la concentración de N como porcentaje de la masa seca de las hojas, según el método analítico descrito por Paneque et al. (2010) a partir de la digestión húmeda con H₂SO₄ + Se.

Análisis estadístico. Se verificó la normalidad de la distribución de los datos en todas las variables a través de la prueba modificada de Shapiro Wilk, y la homogeneidad de la varianza utilizando la prueba de Levene. En cada corte y época del año se efectuaron análisis de varianza y comparación de medias mediante la prueba de Duncan (1955). Asimismo, se realizó análisis de muestras pareadas (Steel y Torrie, 1992) y posterior prueba de t.

Se establecieron relaciones, a través de análisis de regresión, entre el rendimiento de biomasa comestible y las precipitaciones acumuladas en cada época del año, y entre el rendimiento relativo de biomasa comestible (con respecto al tratamiento CeHMAF1) y la concentración de N en las hojas. Para estos análisis se consideraron los criterios de Guerra (1986).

El paquete estadístico empleado fue Infostat 2008 (Di Rienzo et al., 2008).

En términos de rendimiento estacional de biomasa comestible de morera, fue significativa la interacción entre los factores en estudio (tabla 3). Se encontraron altos rendimientos en la época lluviosa en los tratamientos con CeHMA en presencia de las dosis de fertilizantes F1, sin diferencias con F2 con y sin canavalia intercalada; ello demostró los beneficios del intercalamiento cuando el forraje recibe el 50 % de las dosis de fertilizantes minerales necesarios para alcanzar sus altos rendimientos.

De acuerdo con los estudios de Shankar et al. (1999) y Martín (2004), los aportes de nutrientes vía fertilizantes en dosis inferiores a 300 kg de N ha^-1por año no suplen los requerimientos del cultivo de morera. No obstante, en las condiciones de este estudio el tratamiento F1 resultó efectivo en cada época, al ser utilizado como complemento de la CeHMA. Ello se explica, entre otras razones, por un posible funcionamiento eficiente de los HMA. Según señalan Siqueira et al. (2010), en presencia de un suministro de nutrientes por debajo del óptimo se estimula el crecimiento de la sestructuras micorrízicas y aumenta la eficiencia de absorción y la extracción de nutrientes minerales; esto último fue demostrado por Solaiman et al. (2014).

En relación con el rendimiento de biomasa en la época poco lluviosa, en el primer año se obtuvo una respuesta significativa a la mayor dosis de fertilizante mineral sin CeHMA, y en el segundo año el mayor valor se halló en los tratamientos con fertilización mineral.

La respuesta productiva de la morera a las dosis de fertilizantes corroboró los resultados de Shankar et al. (1999) en un ensayo en el que se evaluaron dosis de N (300 y 400 kg ha^-1 poraño) y de K (120, 160 y 200 kg de K₂O), y los mayores incrementos en el rendimiento y la composición química de las hojas se alcanzaron con las dosis más altas.

Se apreció efecto de las precipitaciones acumuladas por época del año en el rendimiento de masa seca comestible en los tratamientos más productivos (con CeHMA, complementada con F1, y F2), con un coeficiente de determinación alto y significativo (fig. 1). ]]> Los resultados demostraron la importancia de la lluvia para el crecimiento de la morera en condiciones de secano, y los altos coeficientes de determinación sugieren que esta es la variable fundamental que define que una época sea más productiva que otra, e incluso explican la variación en el rendimiento entre los años en condiciones en las que el suministro de nutrientes no es limitante.

Los rendimientos de biomasa comestible en cada corte en los tratamientos más productivos (fig. 2) indicaron que canavalia intercalada e inoculada con HMA, complementada con las dosis intermedias de fertilizantes, logró mantener rendimientos similares entre los cortes de la época lluviosa. Todo parece indicar que la fertilización garantizó suficientes nutrientes al cultivo a corto plazo, lo que se manifestó en el primer corte, y además debió estimular la inoculación y funcionamiento efectivo de HMA en la morera, con el consiguiente beneficio del rendimiento en el segundo corte.

La mayor concentración de N estuvo relacionada con la fertilización mineral (tabla 4), y en tres de las cuatro épocas evaluadas hubo también influencia significativa de CeHMA; ello se explica, entre otras razones, porque las plantas inoculadas con HMA absorben más N del suelo (Gryndler et al., 2009).

Solo existió interacción entre los factores en estudio en la época lluviosa del primer año. Además, la concentración de N en las hojas se ubicó en el rango óptimo reconocido para la especie (Benavides, 1996; Noda, 2005).

El efecto de la época resultó significativo, y fue mayor la concentración de N en la época poco lluviosa en todos los tratamientos; ello estuvo relacionado con la mayor acumulación de N en presencia de un menor crecimiento.

La relación entre el rendimiento de biomasa comestible y la concentración de N en lashojas, en la épocalluviosa, se presenta en la figura 3. Las variacionesdelrendimiento en función de la concentración de N fueronsignificativas, lo queindicaunasuficiencia de los nutrientes en los tratamientosmásproductivos, asociados a CeHMA, complementada con fertilización mineral.

En la época poco lluviosa las variaciones del rendimiento en función de la concentraciónde N no fueron significativas, y los coeficientes de determinación presentaron valores de 0,38 y 0,58.

La comparación entre épocas y años se realizó mediante prueba de muestras pareadas (valores de cada tratamiento en ambas épocas) y prueba de t correspondiente (Steel y Torrie, 1992).

Se concluye que en las condiciones de este estudio se corroboró el alto grado de dependencia de la producción intensiva de la morera respecto al suministro de nutrientes y a las precipitaciones, en condiciones de secano.

El intercalamiento de canavalia inoculada con HMA, complementada con la dosis intermedia de fertilizantes minerales, produjo en la biomasa comestible de la morera mayor rendimiento y mejor estado nutricional de las plantas, en términos de concentración de N en las hojas. ]]>  

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Recibido el 2 de noviembre de 2014 ]]> Aceptado el 18 de diciembre de 2015 ]]> 1 2002 147 73-95 2 1996 2 7 7 27-30 3 1999 275-294 4 CIDICCO 2004 5 1998 6 2005 7 2008 8 1955 11 1 1 1-42 9 2007 35 610-621 10 2007 18 2 2 255-261 11 FAO 2014 12 2000 13 2014 14 2009 19 4 4 255-266 15 1986 16 2014 17 2015 18 189-202 19 2004 20 2007 30 ne ne 3-19 21 2005 22 2010 23 2007 5 2 2 111-117 24 2001 91 105-115 25 2007 151-196 26 2006 27 1994 2 515-529 28 2006 29 1999 30 2010 31 2014 32 1992