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INTRODUCCIÓN
El frijol es la leguminosa de grano más importantes para el consumo humano directo en el mundo. En términos nutricionales, estos granos son una gran fuente de proteína y son ricos en minerales (especialmente hierro y zinc) y vitaminas [1].
El nivel de producción del frijol en Latinoamérica y en Cuba son relativamente bajos, no se logran los resultados alcanzados por países como China, Brasil, entre otros, principalmente porque existen factores que afectan el rendimiento del cultivo, además de los efectos del cambio climático, la presencia de plagas y la deficiencia de nutrientes en los suelos [2].
El frijol común puede sembrarse en Cuba desde septiembre hasta febrero y este período se divide en tres épocas de siembra, las tempranas (01 de septiembre a 15 de octubre), las óptimas o intermedias (16 de octubre a 30 de noviembre) y las tardías (01 de diciembre a 10 de febrero) [3 ].
En respuesta a la utilización inadecuada de los fertilizantes químicos y los problemas edáficos, sociales y ambientales que causan, se estimula cada vez más, la implementación de estas prácticas agrícolas más sostenibles [2]. Por otra parte, para mejorar la producción agrícola, existen una gama de bioestimulantes, que promueven el equilibrio fisiológico de las plantas, lo que favorece la expresión del potencial genético y la productividad, a través del crecimiento y desarrollo de los órganos radiculares y aéreos [4].
El Fitomas-E es un 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 [5], varios estudios han demostrado su efecto bioestimulante en el cultivo del frijol [6-8].
Por otra parte, el papel de los microorganismos en la mejora de la disponibilidad de nutrientes para las plantas es una estrategia importante y está relacionada con las prácticas agrícolas climáticamente inteligentes [9,10]. Interacciones benéficas se han reportado entre las plantas y los microorganismos en el medio ambiente y las funciones de los ecosistemas derivados [11].
El rol de los microorganismos eficientes (ME), una tecnología descubierta y desarrollada por el profesor Teuro Higa [12], quien encontró, que el éxito de su efecto estaba en su mezcla. Esta tecnología ha sido investigada, desarrollada, aplicada y utilizada en más de 80 países del mundo [13]. Otros autores refieren que el principio fundamental de esta tecnología consiste en la introducción de un grupo de microorganismos benéficos para mejorar las condiciones del suelo y suprimir la putrefacción (incluyendo enfermedades) [14].
La utilización de los microorganismos eficientes ha resultado favorable para la agricultura, diversos estudios han reportados los efectos benéficos, porque su introducción a favorecido y beneficiado a los agricultores [15] y la producción de varios cultivos, como en hortalizas [16-18], maíz [19] y en frijol [20].
Escasos estudios han utilizados la asociación de microrganismos eficientes con Fitomas E, en este sentido [21] aplicaron varios biopreparados de microrganismos eficientes mezclado con Fitomas E en el cultivo del frijol común y lograron incrementar los indicadores agroproductivos evaluados.
Si es conocido que la utilización de los biofertilizantes y bioestimulantes desde el establecimiento inicial del cultivo, son esenciales para el éxito de la producción, la hipótesis a constatar, es que la aplicación de microorganismos eficientes asociada con Fitomas E podría estimular y aumentar la producción de frijol común. Para comprobar nuestra hipótesis, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de la utilización asociada entre microorganismos eficientes y Fitomas E en el incremento productivo del frijol común en dos épocas de siembra.
MÉTODO
Localización del experimento
La investigación se desarrolló en las áreas de la Cooperativa de Créditos y Servicios Mártires de Taguasco” (22°6ʹ17.588ʹʹN;79°22ʹ33.544ʹʹO), en el municipio de Cabaiguán, provincia de Sancti Spíritus, Cuba, durante los meses de octubre de 2014 a abril de 2015.
Material vegetal
Se utilizó el cultivar Bat- 304, procedente de la Empresa de Semillas, con un 96% de germinación, la siembra se realizó a la distancia de 0,60 m entre hileras y 0,05 m entre plantas. Este cultivar presenta granos de color rojo, de tamaño medio, con potencial de rendimiento de 2,3 ton.ha-1, hábito de crecimiento tipo I y un ciclo de 72 a 77 días [3].
Características y condiciones climatológicas
Las variables climáticas fueron registradas por la Estación de Recursos Hidráulicos del Municipio de Cabaiguán, situada a 1,5 km del lugar, la temperatura media diaria fue de 23,15°C, la humedad relativa media diaria 85,33% y la precipitación pluvial acumulada de 112,72 mm, durante el desarrollo de los experimentos. El agroecosistema se caracteriza por ser llano (90 msnm), con predominio de los vientos alisios, con dirección predominante de norte-sur, condiciones que favorecen el desarrollo del cultivo del frijol común.
Diseño experimental y tratamientos
Se realizaron dos experimentos, los cuales fueron dispuestos en diseños en bloques al azar, con cuatro tratamientos y cincos repeticiones, el tamaño de las parcelas fue de 10 m2 y el área efectiva de 3,60 m2. El primer experimento fue desarrollado entre los meses de octubre de 2014 a enero de 2015 y el segundo de enero a abril de 2015. Los tratamientos fueron los siguientes:
Control absoluto: sin inocular y sin fertilizar.
Inoculación a las semillas a 50 mg.g-1 (2 horas) y aplicaciones foliares de microorganismos eficientes (ME) a la concentración de 100 mg.L-1.
Inoculación a las semillas a 50 mg.g-1 (2 horas) y aplicaciones foliares de Fitomas E (FE) a la dosis de 2,0 L.ha-1.
Inoculación a las semillas a 50 mg.g-1 (2 horas) con ME más aplicaciones foliares de FE a la dosis de 2,0 L.ha-1
Las aspersiones foliares fueron aplicadas a partir de la etapa V3 hasta la R5 (una aplicación por etapa), con apoyo de una asperjadora manual (ECHO MS-21H) de 7,6 L de capacidad. El manejo agrotécnico se realizó según la guía tecnológica para el cultivo [3], sin la utilización de fertilizantes químicos u orgánicos.
Características de los productos
Los bioestimulantes fueron obtenidos en la Sucursal de Labiofam de Sancti Spíritus. EL bioproducto Fitomas E, es un formulado obtenido por el Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), el cual 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 inóculo de microorganismos eficientes compuesto 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, fue adquirido en la Sucursal de Labiofam de Sancti Spíritus”.
Tipo de suelo y principales características
El suelo fue clasificado como Pardo Sialítico Carbonatado [22], conocido como Cambisol [23]. Este tipo de suelo con perfil ABC, de mediana a poca profundidad, arcillosos con predominio de arcillas del tipo 2:1 Montmorillonita, el color predominante es pardo o pardo oscuro y verde azules en ocasiones cuando existen condiciones de oxidación en el medio, por el mal drenaje o compactación. Estos representan estadios jóvenes de formación del suelo y sus principales limitantes agroproductivas son, la poca profundidad efectiva y la susceptibilidad a la compactación, cuando son manejados inadecuadamente.
Variables evaluadas
Las observaciones de las variables evaluadas correspondieron a los criterios expuestos por descriptores recomendados en las etapas de crecimiento y desarrollo del cultivo [24].
Los muestreos fueron realizados en el área efectiva de las parcelas (1,92 m2) y evaluadas 40 plantas por tratamientos, los indicadores morfofisiológicos evaluados fueron: el número de hojas por planta, materia seca (g planta-1) en la etapa R5 y al finalizar el ciclo del cultivo (R9) fueron evaluados el número legumbres por planta, granos por legumbre, masa de 100 granos (g) y el rendimiento (kg ha-1).
Análisis estadísticos
Los datos fueron procesados en el software estadístico AgroEstat® y analizados por un análisis conjunta de experimentos [25]. La distribución normal de los datos se comprobó mediante el test de Kolmogorov-Smirnov para la bondad de ajuste y se aplicó la prueba Dócima de Levene para evaluar la homogeneidad de la varianza. Cuando existió normalidad y homogeneidad se realizó un análisis de varianza simple (ANOVA) y cuando este fue significativo al 5% de probabilidad de error, las medias fueron comparadas por la prueba de Rangos Múltiples de Tukey (p < 0,05).
RESULTADOS
El número de hojas por planta mostró diferencias significativas (P ≤ 0,05) entre los tratamientos evaluados en las dos épocas de siembra del cv. Velazco largo (figura 1). La época intermedia mostró mayores resultados de los tratamientos en el incremento de este indicador en relación a la tardía. En los dos periodos la utilización asociada de microorganismos eficientes (ME) y Fitomas E (FE), mostró lo mayores resultados comparados con la aplicación individual de ME y FE y el tratamiento control en ambas épocas, con aumentos en relación a este último de 8,88 y 7,64 hojas por planta, lo que significó un incremento de 58,12% en intermedia y en la tardía de 58,63%.
Fueron demostrados los efectos positivos de la aplicación conjunta entre ME y FE, en el incremento de la producción de hojas por planta. En este sentido [26] expresaron que la aplicación foliar de microorganismos eficientes, mejoran el crecimiento del follaje (22 %), aspecto que aumenta el área fotosintética, mayor elaboración de nutrimentos, materia seca acumulada y el rendimiento. La utilización de Fitomas E en el frijol común se comporta como antiestrés, estimulante y activador de los procesos fisiológicos [5]. Resultados positivos en el incremento de los indicadores morfológicos del frijol fueron logrados por [20] con la aplicación foliar e individual de microorganismos eficientes y Fitomas E, con la aplicación de este ultimo de forma individual aumentaron el número de hojas por planta a los 25 y 30 días posteriores a la germinación en relación al tratamiento sin aplicación. Los resultados obtenidos en el trabajo corroboran el efecto beneficioso obtenido por [21] con la aplicación mezclada de microorganismos eficientes (ME-50 y LEBAME) con Fitomas E en época intermedia, porque incrementó el número de hojas por planta en el cv. Bat-304 de frijol común, a los 20 y 42 días posteriores después de la germinación comparados con el tratamiento sin aplicación. Con la inoculación de microorganismos eficientes [27] aumentaron el número de hojas por planta en el cultivo de la fresa en relación al tratamiento sin inoculación
Figura 1 Número de hojas por planta. Letras mayúsculas difieren entre tratamientos para las épocas de siembra y letras minúsculas difieren entre tratamientos dentro de cada periodo, según Tukey (p ≤ 0,05).
La masa seca de las plantas del cv. Velazco largo mostraron diferencias significativas (P ≤ 0,05) entre los tratamientos en los dos periodos de siembra utilizados (figura 2), con destaque para la época intermedia en relación a la tardía porque mostró mayores resultados en el incremento de este indicador. En ambos periodos todos los bioproductos aumentaron la masa seca de las plantas en relación al tratamiento control, los mayores resultados fueron alcanzados con la utilización combinada de ME+FE, comparados con la aplicación de ME y FE individual y el control, con aumentos en relación a este último de 9,51 g:planta-1 en la época intermedia y 7,64 g.planta-1 en la tardía, lo que significó un incremento de 79,92 y 101,51%, respectivamente.Los resultados analizados en este indicador muestran que el desarrollo de las plantas, se fundamenta porque los microorganismos del suelo desempeñan un papel importante en una serie de transformaciones químicas de los suelos, por lo tanto, influyen en la disponibilidad de macro y micronutrientes para las plantas [28]. Con la combinación combinada de microorganismos eficientes y Trichoderma harzianum, [17] obtuvieron en incremento de la masa seca de las plántulas de cebolla comparada con el tratamiento control. En este sentido, [20] aumentaron la masa seca de las plantas de frijol común con la aplicación foliar de Fitomas E individual y la mezcla de este con varios biopreparados de microorganismos eficientes en relación a la variante sin aplicación.
El número de legumbres por planta del cv. Velazco largo mostró diferencias significativas (P ≤ 0,05) entre todos tratamientos utilizados en ambas épocas de siembra (figura 3). Los tratamientos en época intermedia lograron mayores resultados comparado con la tardía en el incremento de este indicador. Todos los bioproductos aumentaron la cantidad de legumbres por planta en relación al tratamiento control en ambos periodos, con destaque para la utilización combinada de ME+FE, en la época intermedia, aunque no mostró diferencia con la utilización de ME individual logró aumentar la cantidad de legumbres por planta en 10,21, lo que significó un incremento de 104,18%. En el periodo tardío la aplicación combinada con ME+FE, mostró diferencias en relación a la aplicación individual de los bioproductos ME y FE y el tratamiento control, con un aumento en relación a este último de 9,80 legumbres por planta, lo que significó un incremento de 124,52%.
El número de frutos, legumbres o vainas por planta es un indicador que influye directamente en el rendimiento de este cultivo, algunos estudios han demostrado el efecto bioestimulante de la aplicación individual del Fitomas-E en la mejora de la nutrición, la floración y el cuajado de los frutos [7 ].
Estos factores incrementan la producción de frutos por planta [6,8] resultados que aumentaron el desarrollo de esta variable con en relación a la no aplicación del bioproducto. Por su parte [20], demostraron con la aplicación individual de microorganismos eficientes y Fitomas E un incremento de esta variable en relación a la no utilización de estos, mientras que, [21] obtuvieron valores de este indicador superiores al tratamiento sin aplicación.
El promedio de granos por legumbres alcanzado por los tratamientos mostró diferencias significativas (P ≤ 0,05) entre ellos en ambas épocas de siembra (figura 4). En la época intermedia se alcanzaron los mayores resultados de los tratamientos de este indicador en relación a la tardía. En ambos periodos todos los bioproductos superaron al tratamiento control, con destaque para la utilización asociada de microorganismos eficientes (ME) y Fitomas E (FE), porque superó la aplicación individual de ME y FE y logró incrementos de 25,32% en la época intermedia y 58,63% en la tardía, en relación al tratamiento sin aplicación.
El número de granos por fruto, legumbre o vaina es otro componente que influye proporcionalmente en relación al rendimiento del grano en este cultivo, diversos estudios han demostrado que la utilización de Fitomas-E, aumenta este criterio porque favorece la nutrición y el desarrollo fisiológico del cultivo. En este sentido, con la aplicación de este bioproducto aumentaron en 12,10 vainas por planta al resto de los tratamientos [8]. Resultados similares a los obtenidos en este trabajo fueron alcanzados por [21] quienes evaluaron la aplicación foliar individual de Fitomas E y mezclada con diferentes biopreparados de microorganismos eficientes incrementaron esta variable en relación al control sin aplicación, con el consecuente aumento del rendimiento.
La masa de 100 granos obtenidas en plantas del cv. Velazco largo mostraron diferencias significativas (P ≤ 0,05) entre los tratamientos, tanto en la época de siembra intermedia como en la tardía (figura 5), con destaque para la primera en relación a la segunda porque mostró mayores resultados en el incremento de este indicador. En ambos periodos todos los bioproductos aumentaron la masa de 100 granos en relación al tratamiento control, los resultados más favorables fueron alcanzados con la utilización combinada de ME+FE, comparados con la aplicación de ME y FE individual y el tratamiento sin aplicación, con aumentos en relación a este último de 11,89 g en la época intermedia y 12,20 g en la tardía, lo que significó un incremento de 27,09 y 31,09%, respectivamente.
La masa de 100 granos o semillas es una variable determinante para el indicador rendimiento porque caracteriza y clasifica la producción de granos o semillas en este cultivo, el cv. Velazco largo de forma general presenta granos de tamaño grande porque estos presentan una masa superior a 40 g [24]. Resultados positivos en el incremento de este indicador fueron obtenidos con la aplicación individual de microorganismos eficientes y Fitomas E una masa promedio de 100 semillas superior al control sin aplicación [20]. En este sentido, la aplicación foliar de Fitomas E individual y la mezcla de este con varios biopreparados de microorganismos eficientes obtuvieron resultados positivos en relación al control sin aplicación [21].
El rendimiento medio alcanzado por los tratamientos sobre el cv. Velazco largo mostró diferencias significativas (P ≤ 0,05) entre ellos en ambos periodos de siembra utilizados (figura 6). En la época intermedia se alcanzaron las mayores productividades de los tratamientos en relación a la tardía. En ambos periodos todos los bioproductos superaron al tratamiento control, con medias productivas superiores para la utilización asociada de ME + FE, con respecto a la aplicación de ME y FE individual y producir 1,09 y 0,66 ton.ha-1, lo que significó incrementos de 25,32% en la época intermedia y 58,63% en la tardía, en relación al tratamiento sin aplicación.
El rendimiento es un indicador importante para validar esta investigación. Hubo un incremento de la productividad del grano de frijol, con la aplicación asociada ent re ME y FE, porque fueron incrementados la producción de hojas por planta, la masa seca, el número de legumbre por planta, el número de granos por legumbre y la masa de 100 granos en los periodos de siembra evaluados, con resultados superiores en la época de siembra temprana en relación a la tardía. El uso de microorganismos promotores del crecimiento (PGPM] ayuda a aumentar los rendimientos de los cultivos además de la protección convencional de las plantas [29,30]. Varios autores estudiaron y validaron el efecto bioestimulante del Fitomas E aplicado de forma foliar al incrementar el rendimiento en relación a la no utilización del bionutriente [6-8]. Efectos similares en el incremento del rendimiento fueron logrados con la aplicación individual de ME y FE comparado con la no aplicación de estos (control) [20], mientras que, con la aplicación foliar de Fitomas E individual y la mezcla de este con varios biopreparados de microorganismos eficientes alcanzaron un incremento del rendimiento en relación a la variante sin aplicación[21].
CONCLUSIONES
La utilización de microorganismos eficientes, Fitomas E y la asociación entre ellos alcanzaron mayores respuestas de los indicadores agroproductivos del cv. Velazco largo en la época de siembra intermedia en relación a la tardía. La producción de frijol común en los dos periodos de siembra fue favorecida con la aplicación asociada de ME + FE, comparado con los tratamientos con ME y FE individual y aumentar los indicadores como el número de hojas por planta, masa seca, cantidad de legumbre por planta, promedio de granos por legumbre, la masa de 100 granos y producir 1,09 ton ha-1 en época intermedia y 0,66 ton ha-1 en la tardía en relación al tratamiento sin aplicación.
