0258-5936 0258-5936 S0258-59362009000100007 Cuba Brasil 00 03 2009 00 03 2009 30 1 00 00

Los abonos verdes y la inoculación micorrízica de plántulas de Coffea arabica sobre suelos Cambisoles Gléyicos

 

Dr.C. C. SánchezI, D. CaballeroI, R. CupullI y C. GonzálezI, Dr.C. R. RiveraII y Dr. S. UrquiagaIII

I Investigadores de la Estación Experimental de Café de Jibacoa, Villa Clara

II Investigador Titular del departamento de Biofertilizantes y Nutrición de las Plantas, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), gaveta postal 1, San José de las Lajas, La Habana, Cuba. Email: rrivera@inca.edu.cu

III Investigador Titular del Centro Pesquisa Agrobiología, EMBRAPA, Brasil.

 

 

ABSTRACT

With the aim of evaluating green manures applied to mycorrhized coffee seedling production on Gleyic Cambisols, four species were grown and characterized: Sorghum vulgare, Crotalaria juncea, Canavalia ensiformis and Dolico lablab. They were later cut and added to the soil for obtaining different substrates at 70 days, in order to study coffee response to an efficient AMF strain inoculation, using a randomized complete design with (6x2) factorial arrangement, besides including single soil and soil/earthworm humus (3/1) treatments. The experiment was replicated for three years. The greatest dry weight production was achieved by sorghum, followed by crotalaria (20 %) and canavalia (50 %), whereas dolico showed a worse performance. The highest N content (near 200 kg.N.ha-1) was recorded in crotalaria, which was relatively similar to sorghum and canavalia (150 kg). The highest P and K contents were recorded in sorghum. Green manures increased native mycorrhizal propagules in the substrate and, thereby, native seedling mycorrhization; however, it was not so effective. Therefore, a significant coffee response to mycorrhizal inoculation by Glomus intraradices was observed with any green manure. The use of sorghum, crotalaria and canavalia assured nutrient requirements for an optimum mycorrhizal growth and functioning of inoculated seedlings, so that there is no need to apply other organic manures.

 

Key words: Coffea arabica, fungi, arbuscular mycorrhizae, green manures, production, seedlings, inoculation

 

]]> RESUMEN

Con el objetivo de evaluar la utilización de abonos verdes en la producción de plántulas micorrizadas de cafeto sobre suelos Cambisoles gléyicos, se sembraron y caracterizaron cuatro especies de abonos verdes: Sorgum vulgare, Crotalaria juncea, Canavalia ensiformis y Dolico lablab; posteriormente a los 70 días, estas se cortaron e incorporaron en el suelo obteniéndose diferentes sustratos, sobre los cuales se estudió la respuesta del cafeto a la inoculación de una cepa eficiente de HMA para este tipo de suelo, en un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial (6x2), incluidos los tratamientos de suelo solo y suelo/humus de lombriz (3/1). El experimento se repitió durante tres campañas de producción de plántulas. Se encontraron las mayores producciones de masa seca con el sorgo, seguida por la crotalaria con un 20 % menos y la canavalia 50 %, el dolico presentó un comportamiento muy inferior. Los contenidos de N fueron mayores para la crotalaria, cercanos a los 200 kg N.ha-1, y relativamente similares para el sorgo y la canavalia, del orden de 150 kg, mientras que los contenidos de P y K fueron mayores para el sorgo. Si bien los abonos verdes incrementaron los propágulos micorrízicos nativos en el sustrato y, en consecuencia, la micorrización nativa en las posturas, esta no fue una micorrización efectiva y, por tanto, se encontró una respuesta significativa del cafeto a la inoculación micorrízica con Glomus intraradices en presencia de cualquiera de los abonos verdes. La utlización del sorgo, la crotalaria y la canavalia garantizaron los requerimientos de nutrientes para el óptimo crecimiento y funcionamiento micorrízico de las posturas inoculadas, sustituyendo totalmente las aplicaciones de abonos orgánicos.

 

Palabras clave: Coffea arabica, hongos, micorrizas arbusculares, abonos verdes, producción, plántulas, inoculación

 

 

 

INTRODUCCIÓN


La importancia de los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) para la producción agrícola ha sido ampliamente reconocida y fundamentada (1, 2), siendo posiblemente la producción de posturas de cafeto una de las áreas en la cual, desde hace años, más resultados con repercusión práctica hayan sido encontrados (3).
A partir de 1989, comenzaron varios proyectos de investigación al respecto en Cuba, en las principales condiciones edáficas para el cultivo del cafeto, lográndose un grupo importante de resultados que permitieron la obtención de posturas micorrizadas y vigorosas, a partir de la selección e inoculación de cepas eficientes de HMA por tipo de suelo, con menores requerimientos de abonos orgánicos, debido a un mejor aprovechamiento de los nutrientes del suelo y abonos, así como una menor estadía de las posturas micorrizadas en el vivero (4, 5).
Las necesidades de nutrientes para las plántulas o posturas de cafetos en Cuba se garantizan tradicionalmente con abonos orgánicos (6), aplicados en una relación de tres partes de suelo/una parte de abono orgánico (25 % abono orgánico). Debido a los anteriores trabajos, las necesidades de abonos orgánicos para la obtención de posturas micorrizadas en suelos de fertilidad baja y media disminuyeron hasta 16,6 % (cinco partes de suelo/una parte de abono orgánico); no obstante estas disminuciones, las cantidades totales de abono orgánico a utilizar aún continuaban siendo preocupantes, sobre todo por su costosa transportación en condiciones montañosas o por la necesidad de incrementar la producción in situ, no existiendo siempre fuentes locales para la producción de humus de lombriz o compostaje.
Por otra parte, es ampliamente conocida la importancia de los abonos verdes para aportar nitrógeno vía FBN y garantizar un balance positivo, reciclar nutrientes en general y mejorar la actividad biológica en los suelos (7, 8, 9), recomendándose su uso en muy diversos agrosistemas, con un manejo variable dependiendo de estos (10, 11, 12).
No obstante, la información publicada acerca de la influencia de los abonos verdes sobre la micorrización de los cultivos posteriores, se circunscribe a incrementos en las poblaciones nativas de HMA, producto de la reproducción de los propágulos nativos, por el crecimiento de los abonos verdes e incrementos, de forma general, en la micorrización nativa de los cultivos posteriores (13, 14, 15), siendo este uno de los beneficios quizás menos conocidos de los abonos verdes. Sin embargo, no hay información publicada sobre la importancia y los beneficios de los abonos verdes en la producción de las posturas de cafeto, ni relacionados con la inoculación de especies eficientes de HMA en la producción subsiguiente de estas.
Por tales motivos, se ejecutaron una serie de trabajos en diferentes suelos, para caracterizar inicialmente varias especies de abonos verdes, incorporarlas y establecer su relación con la inoculación micorrízica de las posturas, así como la factibilidad de disminución de las cantidades de abonos orgánicos a utilizar en su producción y, de esta forma, integrar esta práctica cultural en la tecnología de producción de posturas micorrizadas de cafeto, correspondiendo este artículo a los trabajos ejecutados sobre Cambisoles gléyicos.

MATERIALES Y MÉTODOS

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El experimento se desarrolló en áreas de la Empresa Agroforestal de Jibacoa, Villa Clara, durante las campañas de vivero 1995-1998, sobre suelos Pardos Gleyzosos (16), que corresponden con los Cambisoles Gléyicos de acuerdo con el referencial WRB (17). Este tipo de suelo es representativo de la zona premontañosa a 350-400 m snm en la región central de Cuba, con temperatura media anual de 22,1ºC y precipitación anual de 1600 mm (5), en la que abundan los viveros o áreas para producir posturas de cafetos con destino a las plantaciones ubicadas en el macizo montañoso de Guamuhaya, situado en la propia región central del país.
Algunas de las características promedio del suelo en estudio se presentan en la Tabla I, clasificándose como de fertilidad media, de acuerdo con sus contenidos de cationes intercambiables. Precisamente, este fue uno de los suelos en el que se ejecutaron previamente los experimentos de selección e inoculación de cepas eficientes de HMA y de optimización de la relación suelo/abono orgánico, para la obtención de posturas de cafeto micorrizadas en dicha región (5).

El experimento se ejecutó en dos etapas y se repitió íntegramente durante tres campañas de producción de posturas.
Etapa 1. Caracterización y crecimiento de las especies de abonos verdes. Como especies de abonos verdes se evaluaron Sorghum vulgare, Canavalia ensiformis, Crotalaria juncea y Dolico lablab, con muy buenos resultados en el país (18) y, de forma general, en condiciones tropicales (8, 10, 19). En todos los casos, las especies de abonos verdes se sembraron en parcelas de 21 m2 (6x3,50), que estaban compuestas cada una por 10 surcos, ubicados a una distancia de 0.35 m. La densidad de siembra dependió de la especie en cuestión: Sorghum vulgare a chorrillo; Crotalaria juncea de 25-30 semillas.m-1; Canavalia ensiformis y Dolico lablab seis semillas.m-1. La siembra se realizó en todos los años, a inicios de la primavera (junio) y a los 70 días posteriores se realizaron las evaluaciones en cada especie. Se utilizó un diseño de bloques al azar con tres repeticiones.
Etapa 2. Efecto de los abonos verdes y la inoculación de una cepa eficiente de HMA sobre el desarrollo de las posturas de cafetos. Siempre se desarrollaron inmediatamente a continuación del anterior, en el período comprendido entre octubre y mayo. Las especies de abonos verdes se cortaron a los 70 días de sembradas (dds), se picaron en pedazos e incorporaron de forma manual en el propio suelo, sobre el cual crecieron, a una profundidad de 0 a 20 cm. Transcurridos 30 días de esta operación, se realizó el llenado y acanterado de las bolsas con las diferentes combinaciones o sustratos, conformados por el suelo conteniendo cada uno de los abonos verdes previamente incorporados. El experimento se desarrolló en un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial 6x2. Los niveles del primer factor consistieron en cada uno de los sustratos originados por el crecimiento e incorporación in situ de las cuatro especies de abonos verdes y dos testigos. Uno de los testigos consistió en el suelo sin aplicar abono orgánico (testigo absoluto) y el otro con la relación 3:1 suelo:humus de lombriz, que es utilizada comúnmente en la producción de posturas de cafetos (6). El segundo factor estudiado con dos niveles correspondió a la inoculación o no de una cepa eficiente para este tipo de suelo. La cepa eficiente de HMA utilizada fue Glomus intraradices, de acuerdo con resultados previos (5). Cada tratamiento estuvo conformado por 120 plantas, de las cuales se evaluaron 24 al finalizar cada período experimental. El inoculante micorrízico contenía como mínimo 20 esporas.g de suelo-1, con un grado de pureza superior al 95 %. El inóculo se aplicó en el momento de la siembra debajo de las semillas a razón de 10 g por bolsa.
Atenciones culturales. Las actividades agrotécnicas para la producción de posturas se realizaron según las Instrucciones técnicas para el cultivo del café y el cacao (6). Se utilizaron bolsas de polietileno negro de 22 cm de altura y 14 cm de diámetro, donde se sembraron dos semillas/hoyo de Coffea arabica var. Caturra Rojo, para dejar después una sola planta/bolsa cuando el 80 % se encontraba en fase de mariposa.
Evaluaciones. Análisis químico de suelos. Previo al comienzo del experimento, cada año se tomaron muestras compuestas (0-20 cm de profundidad) para realizar análisis químico de fertilidad. Se evaluaron el pH en KCl con una relación suelo:solución de 1: 2.5, la materia orgánica (%) por el método de Walkley y Black, el P2O5 y K2O por el de Oniani (extracción en H2SO4 0,05 N, con una relación suelo:solución 1:25), el Ca y Mg por extracción con solución de AcNH4 1N a pH 7 y posteriormente utilizando espectrometría de absorción atómica.
Evaluaciones en las plantas de abonos verdes. Las evaluaciones en las especies de abonos verdes se realizaron a los 70 dds. Se evaluaron la masa seca y los contenidos de N, P y K (%), así como el conteo de esporas micorrízicas, según lo siguiente:
]]> 2. Análisis de plantas: se determinaron los contenidos de N, P, K (%) en la masa seca de las diferentes partes de las plantas. En todos los casos a partir de la digestión H2SO4+Se; el N por el método Nessler, P por el de molibdovanadato y el K por fotometría de llama
3. Conteo de esporas HMA: se tomaron muestras de suelo rizosférico hasta 20 cm de profundidad y se determinaron según el método del decantado-húmedo (20) utilizándose mallas de 40 µm.
Evaluaciones en las posturas de cafetos. Se realizaron a los siete meses de sembradas, evaluándose el área foliar de las posturas y los indicadores del funcionamiento micorrízico en su sistema radical.
Área foliar (AF): se estimó siguiendo la metodología de Soto (4) a partir de las dimensiones lineales de las hojas y de acuerdo con la siguiente fórmula:
AF (cm2)= largo (cm) x máximo ancho (cm) x 0.64.
Porcentaje de colonización micorrízica: la clasificación y tinción de raicillas se realizó de acuerdo con el método descrito por Phillips y Hayman, y la cuantificación según Giovannetti y Mosse (5).
Masa de endófito arbuscular (EA): se aplicó la metodología planteada por Herrera et al. (5), que se basa en la cuantificación de los segmentos colonizados de acuerdo con los niveles de infección, que al ser referido a la masa de raicillas/g de suelo, permite estimar la masa del simbionte como mg de EA.g de suelo-1. Estas dos evaluaciones se realizaron solo en las últimas dos campañas.
Análisis estadísticos. Los resultados experimentales se procesaron en correspondencia con el diseño experimental y los arreglos utilizados. Los datos de colonización micorrízica (porcentaje de colonización) fueron transformados por Arc sen Öx. Cuando el análisis de varianza dio significativo, se aplicó la prueba de comparación de rangos múltiples de Duncan para P£0.001 %, como criterio de comparación entre las medias de los tratamientos.

]]> Resultados y discusión

 


Crecimiento y cantidades de nutrientes en los abonos verdes. Cada una de las especies evaluadas como abonos verdes presentó un comportamiento diferenciado (Tabla II), destacándose el sorgo con producciones entre 9 y 10 t masa seca.ha-1, seguido por la crotalaria también con altas producciones y variando entre 7 y 7,5 t masa seca.ha-1. Ambas especies presentaron las mayores cantidades de nutrientes, con valores superiores de N para la crotalaria cercanos a los 200 kg N.ha-1 y mayores de P2O5 y K2O para el sorgo, con valores promedio de 70 kg P2O5 y 190 kg K2O. ha-1.

La canavalia tuvo un comportamiento inferior al mostrado por las especies anteriores, aunque muy superior al dolico, llegando a alcanzar un valor promedio cercano a 4,5 t masa seca.ha-1 y cantidades muy importantes de N de cerca de 150 kg N.ha-1. Los contenidos de N de la canavalia y el sorgo fueron similares.
El dolico presentó un comportamiento muy inferior en la producción de masa seca y consecuentemente en los contenidos de nutrientes.
Similares comportamientos para estas especies de abonos verdes han sido encontrados en condiciones edafoclimáticas diferentes en Cuba (18), con los mejores resultados para crotalaria y canavalia en ese orden, y un comportamiento muy inferior del Dolico lablab.
En Brasil, se ha encontrado muy buen comportamiento de ambas especies de leguminosas, con mayor producción de masa seca también a favor de la crotalaria (7, 9, 21). Por otra parte, algunas gramíneas han sido recomendadas como abonos verdes por su alta producción de masa seca y acumulación de nutrientes (22), lo cual fue corroborado con estos resultados.
Efecto de los abonos verdes y la inoculación de HMA sobre el desarrollo de las posturas de cafetos. Los resultados en tres campañas de producción de posturas de cafeto presentaron alta reproducibilidad (Tabla III), con una respuesta diferenciada entre los tratamientos y muy dependiente de la especie de abono verde empleado.
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Cuando se usaron el dolico, la canavalia o la crotalaria, se encontró una respuesta creciente sobre el crecimiento de las posturas, pero con un desarrollo significativamente muy inferior al obtenido en el tratamiento de referencia suelo:humus 3/1; sin embargo, cuando sobre estos abonos verdes incorporados se inocularon las semillas de café con la cepa eficiente de HMA, se incrementó fuertemente el crecimiento de las posturas e inclusive con las combinaciones de Crotalaria juncea+HMA y Canavalia ensiformis+HMA se obtuvieron posturas que no difirieron significativamente de las del tratamiento 3/1, corroborando la efectividad de esta cepa e indicando que la incorporación de estos abonos verdes garantizaron los requerimientos nutricionales para el cafeto micorrizado en estos suelos, los cuales habían sido equivalentes a una relación 5/1 suelo/humus de lombriz (5).
La utilización del sorgo presentó un comportamiento superior al de cualquiera de las otras especies y las posturas de dicho tratamiento fueron ligeramente menores a las del tratamiento de referencia (3/1), oscilando entre el 84 y el 95 % del área foliar obtenida; no obstante, en dos de los tres años existieron diferencias significativas entre ambos. En consonancia con lo anterior, la intensidad de la respuesta a la inoculación con HMA, en presencia del sorgo, fue la menor de las encontradas.
Los efectos diferenciados causados por los abonos verdes en la respuesta a la inoculación micorrízica de las posturas estuvieron muy relacionados con su crecimiento y el funcionamiento micorrízico en las posturas.
Los propágulos nativos fueron reproducidos con mayor intensidad (Tabla IV) por los abonos verdes en la medida que estos crecieron mejor (R2=99,5 %) y ocasionaron además incrementos en la masa del endófito arbuscular y la colonización micorrízica de las posturas “no inoculadas”, alcanzándose un funcionamiento de la micorrización nativa directamente relacionado con el crecimiento diferenciado de los abonos verdes. De esta forma, la utilización de los abonos verdes originó de por sí un incremento en el funcionamiento micorrízico en las posturas, aún cuando estas no se inocularon.

En trabajos previos (4, 5) se encontró que la masa del endófito arbuscular reflejó de una forma más consistente el funcionamiento micorrízico en las posturas de cafeto que el porcentaje de colonización micorrízica, encontrando que valores entre 19 y 20 mg.g-1 de suelo se asocian con una simbiosis efectiva de las posturas de cafeto en este suelo.
El sorgo de por sí fue el abono verde que más elevó el funcionamiento (Tabla III) micorrízico “nativo” de las posturas (17 a 18,4 mg.g-1), pero incluso con este en dos de los tres años se encontró respuesta a la inoculación sobre el crecimiento y funcionamiento micorrízico de las posturas.
En el caso de la crotalaria y canavalia, aunque originaron un incremento importante en el funcionamiento micorrízico de las posturas no inoculadas, fueron bastante inferiores (13 a 16 mg.g-1) a los valores propios de un funcionamiento eficiente y en consonancia con la fuerte respuesta positiva que presentaron las posturas de cafeto crecidas sobre cualquiera de estos dos abonos verdes a la inoculación de una cepa eficiente de HMA, tanto en el área foliar como en funcionamiento micorrízico.
En relación con el sorgo, este ha sido una de las plantas hospederas más utilizadas para reproducir inóculo micorrízico (1) y, por tanto, es explicable que su crecimiento previo elevará los propágulos nativos.
]]> Los resultados indican que si bien hay un incremento de los propágulos nativos, estos no fueron suficientes para garantizar una micorrización efectiva de las posturas de cafeto en estos suelos, ni para impedir la respuesta a la inoculación de cepas eficientes de HMA y, por tanto, se debe inocular con estas para garantizar un óptimo funcionamiento micorrízico y crecimiento de las posturas micorrizadas de cafeto. Asimismo, el hecho de que el sorgo, la crotalaria y la canavalia combinadas con la inoculación micorrízica garantizaron posturas con un crecimiento óptimo y área foliar similares entre sí y con relación al testigo 3/1, fue indicativo de que cualquiera de dichas especies de abonos verdes aseguraron el suministro de nutrientes necesario para una micorrización efectiva de las posturas, con independencia de las diferencias en cantidades de nutrientes que reciclaron estas plantas y, por tanto, sustituyen completamente la aplicación inicial de abono orgánico.
Sin embargo, cuando se utilizó el dolico, las posturas inoculadas presentaron un comportamiento inferior al obtenido con el resto de los abonos verdes, explicable porque fue la planta con menores producciones de masa seca y reciclaje de nutrientes. El comportamiento de la inoculación en presencia del dolico o el tratamiento de suelo solo, ambos con muy bajos índices de funcionamiento micorrízico, confirman que la micorrización necesita de un suministro óptimo de nutrientes para ser efectiva (25).
La ausencia de respuesta a la inoculación en el tratamiento 3/1 (Tabla III) y los bajos valores de funcionamiento micorrízico encontrados fueron consecuencia de que los suministros óptimos de nutrientes para las posturas no micorrizadas no permiten una simbiosis micorrízica efectiva en las posturas, tal y como había sido encontrado anteriormente en posturas de cafeto (4) aún cuando se aplique una cepa eficiente.

Conclusiones


La inoculación con Glomus intraradices garantizó un óptimo crecimiento y funcionamiento micorrízico de las posturas cuando se utilizaron el sorgo, la crotalaria o canavalia como abonos verdes precedentes en suelos Cambisoles gléyicos, suministrando estas especies de abonos verdes los requerimientos nutricionales de las posturas micorrizadas y sustituyendo totalmente a los abonos orgánicos.
La utilización de los abonos verdes incrementó el funcionamiento micorrízico nativo y el crecimiento de las posturas, pero siempre fueron inferiores al logrado con la inoculación de las posturas con una cepa eficiente de HMA.
La utilización de los abonos verdes fue totalmente compatible con la producción de posturas de cafetos micorrizadas vía inoculación de cepas eficientes de HMA.

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Recibido: 12 de junio de 2008
Aceptado: 5 de febrero de 2009

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