universidad nacional agraria - Colegio de Ingenieros del Perú

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
LA MOLINA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
“EFECTO DE DOS CEPAS DE Rhizobium sp. Y MICROORGANISMOS
EFECTIVOS EN EL RENDIMIENTO DE GRANO SECO DE FRIJOL (Phaseolus
vulgaris L.) CULTIVAR CANARIO CENTENARIO EN COSTA CENTRAL”
Tesis para optar el Título de:
INGENIERO AGRÓNOMO
CHRISTIAN FERNANDO NUÑEZ ESPIRITU
Lima – Perú
2011
1
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
“EFECTO DE DOS CEPAS DE Rhizobium sp. Y MICROORGANISMOS
EFECTIVOS EN EL RENDIMIENTO DE GRANO SECO DE FRIJOL
(Phaseolus vulgaris L.) CULTIVAR CANARIO CENTENARIO
EN COSTA CENTRAL”
Tesis para optar el Título de:
INGENIERO AGRÓNOMO
CHRISTIAN FERNANDO NUÑEZ ESPIRITU
Sustentado y aprobado ante el siguiente jurado:
---------------------------------Dr. Oscar Loli Figueroa
Presidente
-------------------------------------------Ing. Amelia Huaringa Joaquín
Patrocinadora
-------------------------------------Dr. Hugo Soplín Villacorta
Miembro
------------------------------------Dra. Doris Zúñiga Dávila
Miembro
Lima – Perú
2011
2
DEDICO ESTE TRABAJO
A mis padres Mercedes y Juan por todo el sacrificio, esfuerzo y paciencia, por
su infinito amor que siempre brindan a sus hijos, a quienes debo todo lo que
soy con todo mi cariño y gratitud.
A mis hermanos Miguel y Magnolia mi respeto y gratitud por brindarme lo mejor
de su vida en mi formación profesional y ser fuente de inspiración, amor y
comprensión, sobre todo a mi hermana Magnolia, por enseñarme a compartir
en momentos difíciles de mi vida.
A mis abuelos Justinia y Evaristo, por sus consejos y apoyo en momentos que
más necesitaba.
A mis sobrinas Ariana y Silvana, quienes con sus abrazos y besos me hacen
alegrar la vida y mi cuñado por brindarme su amistad y apoyo moral.
3
AGRADECIMIENTO
- A la Ing. Mg. Sc. Amelia Huaringa Joaquín, patrocinadora de la presente tesis
por su orientación constante e invalorable apoyo en la ejecución y culminación
del presente trabajo.
- A la Ing. Elvia Mostacero Neyra, por su orientación en la culminación de mi
tesis.
- A los miembros del jurado:
Al Dr. Oscar Loli Figueroa, la Dra. Doris Zúñiga Dávila y al Dr. Hugo Soplín
Villacorta a quienes agradezco eternamente, por su apoyo y asesoramiento en
la culminación de mi trabajo.
- Al personal del Programa de Leguminosas, por su desinteresada colaboración
en el desarrollo del presente trabajo, en especial a Maritza.
- A la Oficina Académica de Investigación de la Universidad Nacional Agraria la
Molina, por haberme subvencionado mi proyecto de tesis y hacer realidad mi
más caro anhelo.
- A mis amigos de toda la vida Ing. Milton Renzo Quiroz Medina y Dr. José
Antonio Estela Huamán, por estar presentes en los momentos más difíciles de
mi vida.
4
ÍNDICE
I. INTRODUCCIÓN
Pág.
5
II. REVISIÓN DE LITERATURA
7
2.1 Origen y Taxonomía
7
2.2 Distribución e Importancia del frijol
8
2.3 Ecología del cultivo del frijol
11
2.3.1 Temperatura
11
2.3.2 Humedad
12
2.3.3 Luz
13
2.3.4 Suelo
14
2.3.5 Malezas
15
2.3.6 Plagas
16
2.3.7 Enfermedades
17
2.4 Rendimiento y sus componentes
18
2.5 Antecedentes
18
2.6 Nitrógeno
22
2.6.1 Fijación biológica del Nitrógeno
23
2.6.2 Fisiología y Simbiosis de Rhizobios
24
2.6.3 Factores que influyen en la formación de nódulos
26
y la fijación de nitrógeno
2.6.4 Característica de Rhizobium sp. para seleccionar cepas efectivas
32
2.6.5 La Inoculación de la leguminosa
32
2.7 Microorganismos Eficientes (EM)
34
2.8 Bocashi
43
III. MATERIALES Y METODOS
44
3.1 Ubicación del Campo Experimental
44
3.2 Historial del Campo
44
3.3 Análisis Físico Químico del Suelo
44
3.4 Observaciones Meteorológicas
45
3.5 Material Biológico en Estudio
48
3.5.1 Frijol Canario Centenario
48
3.5.2 Inoculantes de Rhizobium sp.
48
3.5.3 Microorganismos Efectivos
49
3.5.4 Bocashi
50
3.6 Tratamientos en Estudio
50
3.7 Diseño Experimental
52
5
3.7.1 Características del Campo Experimental
52
3.7.2 Randonizacion de los tratamientos en el campo experimental
53
3.8 Metodología
53
3.9 Conducción del Experimento
54
3.9.1. Preparación del Terreno
54
3.9.2. Preparación de insumos
54
3.9.3. Inoculación de Semillas
54
3.9.4. Siembra
55
3.9.5. Resiembra
55
3.9.6. Desahijé
55
3.9.7. Riego
55
3.9.8. Control de Malezas
55
3.9.9. Fertilización
56
3.9.10. Control fitosanitario
56
3.9.11. Cosecha
56
3.10 Parámetros evaluados en el experimento
57
3.10.1 Rendimiento y Componentes de Rendimiento
57
3.10.2 Parámetros de Nodulación
58
3.11 Análisis Estadístico
60
IV.- RESULTADOS Y DISCUCIÓN
61
4.1 Rendimiento y Componentes de Rendimiento
61
4.1.1 Rendimiento de Grano Seco (kg/ha)
61
4.1.2 Índice de Cosecha (%)
64
4.2 Componentes de Rendimiento
65
4.2.1 Altura de Planta (cm)
65
4.2.2 Número de Vainas por Planta
66
4.2.3 Número de Granos por Vaina
67
4.2.4 Número de Lóculos por Vaina
68
4.2.5 Peso de Cien Granos (g)
69
4.3 Parámetros de nodulación
69
4.3.1 Peso Fresco de la Planta (g)
70
4.3.2 Peso Seco de la Planta (g)
70
4.3.3 Eficiencia de la Nodulación
71
V
CONCLUSIONES
75
VI
RECOMENDACIONES
77
VII
RESUMEN
78
VIII LITERATURA CITADA
80
6
I. INTRODUCCIÓN
En nuestro país, las necesidades alimenticias se incrementan a medida que la
población peruana crece, y los agricultores deben satisfacer la demanda de
alimentos mediante el aumento de los rendimientos de los cultivos alimenticios.
El frijol común Phaseolus vulgaris L. es la
leguminosa alimenticia más
importante para el consumo humano por su fuente de proteínas, precocidad,
buen potencial de rendimiento, buena adaptación, sobre todo para la costa y
valles interandinos cálidos, permitiendo su siembra en los períodos de “campo
libre” o también como rotación. El cultivo de frijol tiene un rendimiento promedio
de 0.9 t/ha estos bajos rendimientos son causados por deficiencias en el
manejo agronómico como son fertilización, riego, densidad de siembra,
susceptibilidad a las enfermedades como la roya, virus y nematodos, y también
por que las áreas agrícolas destinadas para el cultivo son suelos marginales
esta por tanto hace necesidad de elevar los rendimientos del frijol canario que
permita incrementar el ingreso de los agricultores y competir en el mercado
aplicando tecnologías que contribuyan a mejorar la producción de grano de
fríjol.
Una alternativa tecnológica que incremente los rendimientos del grano de frijol
y la calidad agrícola es el empleo de Rhizobium sp. como fijador de nitrógeno
en el cultivo de frijol se basa principalmente su efecto económico, ecológico y
constituye una de las mayores oportunidades para mejorar la eficiencia
productiva del frijol. Es decir, el productor realiza escaza inversión para el
cultivo de frijol y permite además conservar la vida en el interior del suelo
manteniendo la presencia de los microorganismos vivos, quienes son los
responsables directos de mantener la fertilidad del suelo.
Por otro lado, la fertilidad del suelo no está en la cantidad de abono que se
aplica, sino en la cantidad de actividad microbiana en el suelo. La constante
actividad
del conjunto
de
los microorganismos del suelo (bacterias,
actinomicetos y hongos) procesa y transforma el material orgánico existente,
así como las fuentes de nutrientes inorgánicos, convirtiéndolos en formas
7
asimilables para las plantas; también fijan y suministran nitrógeno, aérea los
suelos; de esta forma el conjunto de actividades constituyen el secreto de la
fertilidad del suelo. Para estimular el incremento de los microorganismos se
debe realizar las prácticas agrícolas que en la actualidad se viene empleando
de manera constante por agricultores que van tomando conciencia de su
importancia, dado por la aplicación de microorganismos efectivos propuesto por
el profesor Teru Higa en la década de los 80. Es decir; ambos, el uso de
Rhizobium y Microorganismos eficientes (EM) puede ser una alternativa para
la agricultura como fuente mejorar la actividad microbiana del suelo y por ende
de la fertilidad del mismo.
Por las razones expuestas, el Programa de Investigación y Proyección Social
de Leguminosas de Grano y Oleaginosas (PLGO) de la Universidad Nacional
Agraria La Molina viene conduciendo investigaciones para el desarrollo de
tecnologías e innovaciones adecuadas para el cultivo de leguminosas con fines
de obtener incrementos de producción, mediante el uso de inoculantes de
cepas
de
Rhizobium
como
fuente
de
nitrógeno
y
aplicaciones
de
Microorganismos eficientes para el cultivo de frijol. Así en el presente estudio
se ha planificado los siguientes objetivos:
1. Evaluar el efecto de la aplicación de dos cepas de
Rhizobium sp. y
microorganismos efectivos en el rendimiento de grano seco y sus componentes
de rendimiento del frijol Canario Centenario.
2. Evaluar la nodulación y eficiencia cualitativa de dos cepas de Rhizobium en
el crecimiento y desarrollo del Frijol Canario Centenario.
8
II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 Origen y Taxonomía
El frijol
es la especie
más importante del género Phaseolus,
y según
Valladolid (1993) el frijol es originario de América y las formas silvestres que
dieron origen a las cultivadas se encuentran ampliamente distribuidas desde
México hasta Argentina. Debouck (1986) Basado en argumentos botánicos,
ecológicos, arqueológicos y morfológicos señala que el frijol cuenta con tres
centros de diversificación primaria: Centro mesoamericana (Eje volcánico en
México), Centro Nor Andino (Cordillera Oriental Colombia), Centro Sur Andino
(Valle Interandino en el Perú).
En el Perú los horizontes mas antiguos muestran junto con las cucurbitáceas
como en México, la presencia de Phaseolus lunatus; en ambos casos los
frijoles aparecen mucho antes que el maíz según León (1968). El género
Phaseolus incluye aproximadamente 50 especies de las cuales sólo se cultivan
cinco
que son: Phaseolus vulgaris L. “frijol común”, Phaseolus lunatus L.
“Pallar”, Phaseolus coccineus L. “frijol ayacote”, Phaseolus acutifolios A. Gray
var: Latifolius. Freeman.”frijol tepari”, Phaseolus polyanthus Greenman “frijol
de toda la vida”. Su diseminación a otras partes del mundo fue hecho después
de la conquista de América. Según Camarena et al (2009) el frijol tiene la
siguiente taxonomía:
- Orden
- Familia
: Leguminosales (Fabales)
: Papilionaceae
- Tribu
(Fabaceae)
: Phaseoleae
- Sub-Tribu: Phaseolinae
- Género
- Especie
: Phaseolus
: Phaseolus vulgaris L.
9
2.2 Distribución e Importancia del frijol
El frijol común es una de las legumbres más importantes en el mundo que por
sus características nutricionales y agronómicas es una fuente importante de
proteínas, fibra dietética, minerales y vitaminas para millones de personas a
nivel mundial según Sing (1999). El contenido promedio de proteínas en el
grano de frijol es de 22% y 61% de carbohidratos, que junto a su característica
de cultivo rustico y bajo costo de producción representa una fuente importante
de alimento para millones de personas
de menores recursos económicos
principalmente de las áreas rurales (Valladolid, 1993).
La producción a nivel mundial ha venido en aumento, tanto en América Latina y
el resto del mundo. La producción mundial de frijol grano seco según cifras
estimadas por la FAO (2008), en el año 2006 alcanzó 19.6 millones
de
toneladas con una superficie cosechada que varía de 23.5 a 25.8 millones de
hectáreas
para los años 2000 al 2006
destacando como principales
productores Brasil con 3.4 millones de toneladas, India con 3.2 millones de
toneladas, China con 2.0 millones de toneladas y los países que destacan con
las mayores superficies
cosechadas son India y Brasil cuyos registros
observados muestran que el primer país tiene incrementos de superficie que
van de 5.8 millones de hectáreas en el año 2000 a 8.0 millones de hectáreas
para el año 2006 y ambos países participan con el 46.6% de hectáreas a nivel
mundial sembrado en el año 2006.
El rendimiento promedio mundial de frijol grano seco no sufre grande
variaciones cuyos valores son de 0.84 t/ha para el año 2000 y es ascendente
hasta el año 2003 con 0.93 t/ha y para el año 2006 el rendimiento promedio fue
de 0.88 t/ha. Estados Unidos de América registró los rendimientos promedio
más altos variando de 1.64 a 1.95 t/ha, siendo 1.72 t/ha para el año 2006,
seguido de China con rendimientos que variaron de 1.37 a1.58 t/ha, siendo
1,34 t/ha para el año 2006. Myanmar y Brasil también registraron rendimientos
promedios de 0.95 y 0.86 t/ha para el año 2006.
10
El comercio mundial del frijol se caracteriza por ser de escasa magnitud (19.6
millones de toneladas frente a más de 700 millones de toneladas para el maíz
en el año 2006) y el comercio del frijol es de 2.8 millones de toneladas, en tanto
que en maíz llega a los 100 millones de toneladas.
El comercio es residual ya que sólo se comercializa a nivel internacional el
15% de la producción, producto del cual la mayoría de los países que son
grandes consumidores del grano, tienen como política acercarse a la
autosuficiencia según FAO (2008).
En el Perú el cultivo del frijol, está ampliamente difundido con cultivares que se
adaptan a las diferentes regiones del país y la producción proviene en su gran
mayoría de pequeños productores. El frijol se siembra mayormente en la región
de la sierra, como un cultivo secundario, en lotes pequeños en asociación con
otros cultivos ó después de un cultivo principal, se le considera como un cultivo
de subsistencia para autoconsumo y su venta se realiza mayormente en las
ferias que son muy usuales en la mayoría del territorio. Sin embargo, hay
agricultores que han introducido las variedades arbustivas y precoces de frijol
que alcanzan mayores volúmenes de producción y tienen acceso al mercado
nacional e internacional.
Para el año 2007 según el Ministerio de Agricultura, (2008), el frijol ocupó una
extensión de 75,110 hectáreas logrando una producción de 81,8 mil toneladas,
con un rendimiento promedio de 1,09 t/ha. El 40% de la producción nacional de
frijol común, se concentra en Cajamarca, Amazonas y Arequipa con un
promedio de superficie cosechada de 17,839; 7,553 y 6,583 hectáreas.
Cajamarca destaca en la superficie cosechada y representa el 24% del total
nacional, siendo las provincias andinas con mayores áreas sembradas,
Cajabamba, Celendín y San Marcos y Amazonas que ocupa el segundo lugar
y representa el 10% en superficie cosechada sembradas en Ceja de Selva. En
Arequipa, se cosechan menores áreas que Amazonas pero la producción es
mayor por el alto rendimiento promedio (1.8 t/ha), esto debido al uso y manejo
adecuado de los factores de la producción.
11
Aproximadamente el 60% de la producción es consumida en la costa central,
en esta zona es determinante la preferencia por el grano de color amarillo que
corresponde a la clase comercial “Canario”. La costa central comprende los
valles entre Casma e Ica, los cuales en conjunto tienen un área activa de más
de 200 mil hectáreas.
La agricultura en esta zona se caracteriza por un
esquema tradicional, en la que predomina la siembra de una sola campaña por
año, dando lugar a un bajo índice de uso de la tierra agrícola debido al largo
período vegetativo de la variedad de frijol.
Además tiene la capacidad de fijar nitrógeno del aire mediante la simbiosis con
bacterias del género Rhizobium, cumpliendo de esta manera un rol importante
como mejorador del suelo (Orozco, 1981). Las bacterias nodulares tienen
amplios límites de temperatura; las que pueden variar de 0 a 60 grados
centígrados, pero la óptima está considerada entre 20 a 25 ºC. También
resisten la sequía tanto como la humedad, tiene rango amplio de adaptación al
pH, pero prefieren del ligeramente acido al neutro.
Tienen la capacidad de invadir los pelos radiculares de las leguminosas e
inducir la formación de nódulos
radiculares donde se desarrollan como
simbiontes intracelulares (Cubero y Moreno, 1983). Muchas leguminosas
responden a la inoculación de Rhizobium con el desarrollo
de estructuras
únicas en sus raíces, conocidos como nódulos, (Hirsch, 1992).
Sin embargo, la fijación de nitrógeno es muy costosa desde el punto de vista
energético, ya que utiliza por lo menos 12 ATPs por amoniaco en forma iónica
sintetizado. Las leguminosas entran en una relación mutua benéfica con
especies de bacterias fijadoras de nitrógeno específicas para las plantas, las
leguminosas secretan productos químicos en el suelo (Cubero y Moreno,
1983). Los flavonoides son liberados por la planta y sirven como atractores
químicos y también como inductores de genes Nod, en el Rhizobium e inducen
a las leguminosas atraer a sus raíces bacterias fijadoras de nitrógeno (Hirsch,
1992).
12
2.3 Ecología del cultivo del frijol
2.3.1 Temperatura
El frijol es una planta
anual herbácea muy cultivada desde el trópico hasta la
zona templada y consecuentemente es sensible a las heladas los vientos
fuertes y la excesiva humedad, pero su desarrollo es mejor en un clima
templado a un clima cálido y crece mejor en un rango de temperatura de 18 a
26 ºC según Valladolid (1993).
Según Bleasdale (1977), el crecimiento de la planta cesa virtualmente en
temperaturas por debajo de 10 °C. Así, en épocas cuando las temperaturas
están por debajo de estas, no hay oportunidad para el desarrollo de la planta,
y cuando la temperatura está sobre 10 °C crecimiento de la planta es
proporcional al aumento de la temperatura dentro del rango establecido en el
campo.
También Cubero y Moreno (1983), mencionan que en frijol para conseguir una
germinación homogénea y normal necesita temperaturas superiores a los 14
°C. Su cero vegetativo se establece a 10°C y las heladas por ligera que sean
afectan de modo ostensible a la planta. Las temperaturas excesivamente altas
superiores a 28 °C unidas a regímenes de humedad relativas bajas pueden
provocar la caída de las flores, incluso las vainas recién cuajadas.
Chiappe (1981), indicó que los requerimientos mínimos de temperatura para los
estados fenológicos del frijol son: 8 a 12 ºC para germinar, de 15 a 18 ºC para
la floración y de 18 a 20 ºC para la formación y desarrollo de vainas. Las bajas
temperaturas retrasan el crecimiento; mientras que las altas temperaturas lo
acortan, pudiendo soportar períodos cortos de temperatura de 5 a 40 ºC, pero
si se prolonga ocurren daños irreversibles como la falta de floración o
problemas de esterilidad.
Bocanegra y Morales (1982), en experimentos realizados en ambientes
controlados con plantas
jóvenes demostraron que las temperaturas bajas
13
afectan de alguna manera la actividad fotosintética ; otros ensayos realizados
al momento de la floración, indican que condiciones de temperatura mayores a
28 ºC y baja humedad en el suelo provocan desarrollo anormal de las flores,
abscisión o aborto de flores y como consecuencia un menor número y peso de
vainas, esto ocurre en variedades sensibles que están adaptadas a un medio
local y son llevadas a un medio ambiente diferente.
Voysest (1979), indica que existe cierta asociación entre el color y el
comportamiento respecto a la temperatura. En un trabajo efectuado en ocho
localidades, las variedades de color café y crema destacan entre 17 y 20 ºC;
las variedades de grano rojo destacan más en regiones con temperaturas
superiores en promedio a los 25 ºC; las variedades de grano negro destacaron
en zonas de temperatura de 20 a 25 ºC.
2.3.2 Humedad
El frijol no tolera exceso ni deficiencias de humedad; los excesos producen
encharcamientos del terreno y por consiguiente producen el marchitamiento de
las plantas, en cambio las deficiencias afectan el crecimiento y con causa
principal para la baja producción. Asimismo, la ocurrencia de bajas
temperaturas inhibe y retarda el crecimiento, mientras que altas temperaturas
asociadas a la humedad atmosférica elevada, favorecen la aparición de
diversas enfermedades (Ortubé y Aguilera, 1994).
Chiappe (1992), menciona que la humedad del suelo debe ser bien distribuida
durante las diferentes fases del periodo vegetativo, principalmente en la
floración y fructificación.
El
cultivo
de
frijol
canario
requiere
una
humedad
atmosférica
de
aproximadamente 50%. La temperatura y humedad están íntimamente
relacionadas. La caída de flores esta asociada con altas temperaturas y baja
humedad relativa (el efecto negativo de estas condiciones depende del
momento en que ocurre y la intención de duración); el periodo crítico
14
corresponde a las primeras etapas de floración que desarrolla el mayor
porcentaje de vainas (Singh, 1965).
En el periodo de floración la humedad relativa debe ser superior al 50% para
favorecer la formación e instalación de las vainas del frijol. Sin embargo; se
debe tener en cuenta que una alta humedad en el suelo o una alta humedad
relativa inducen intumescencia en cultivares de frijol con follaje abundante y
con vainas no expuestas directamente al sol (Kay Daisy, 1985, CIAT, 1994).
En el Perú se encuentra grandes áreas de cultivo de frijol en zonas desérticas,
donde la disponibilidad de agua es limitada, los riegos se dan esporádicamente
y en un número limitada de veces. Así, el estrés hídrico que se da con
frecuencia, tiene su mayor efecto cuando el frijol se encuentra en plena
floración y se acentúa en las variedades tardías ya que éstas demoran mayor
tiempo en la movilización de carbohidratos a las vainas (CIAT, 1994; Peña,
1994).
Chiappe (1982), menciona que la humedad del suelo debe ser bien distribuida
durante las diferentes fases del periodo vegetativo, principalmente en la
floración y la fructificación; es decir el agua es importante para el crecimiento y
desarrollo final del cultivo de frijol.
La situación ideal para el crecimiento y la fijación del nitrógeno es de 70% de
la capacidad de campo del suelo. Tanto el exceso del agua (encharcamiento)
como la falta de agua (sequía) tienen un efecto negativo. (Meneses, 1996).
2.3.3 Luz
El rendimiento de una planta es la consecuencia de su capacidad fotosintética,
lo cual tiene alta correlación con el área foliar. Por tanto cualquier factor que
modifica el área foliar influirá en el rendimiento (CIAT, 1984). White (1989),
añade que las hojas relativamente horizontales destacadas en el frijol en
estudios de intercepción de luz, implica una pérdida de eficiencia debido a una
15
excesiva iluminación de hojas superiores y a un sombreado de hojas
inferiores.
Camarena (1995), menciona que las plantas florecen cuando pasan de la fase
vegetativa a la fase reproductiva y pueden ser afectadas por la longitud del día
solar, en general los días cortos favorecen la floración. En condiciones de
otoño en la costa central se encontró que existe mayor número de hojas y
cantidad de materia seca en plantas bajo radiación directa que bajo sombra
con diferencias significativas según Meneses (1998).
2.3.4 Suelo
El cultivo de frijol prefiere suelos de textura franca, limosa, o franco limoso,
aireados y con buen drenaje, pero tolera bien suelos franco arcillosos. El frijol
no es un cultivo muy exigente en cuanto a las condiciones físicas del suelo. Sin
embargo producen bien en terrenos sueltos, profundos, aireados y con buen
drenaje. Mogollón (1986), sugiere que no deben cultivarse en suelos húmedos,
calizos y/o salinos.
Chiappe (1992), indica que el pH óptimo para el buen desarrollo del cultivo del
frijol está entre 5.5 y 7.0, el frijol es altamente sensible a la salinidad del suelo y
del agua, sobre todo cuando aparece en forma de cloruro sódico.
Stanton citado por Salinas (1986), indica que uno de los papeles importantes
que tienen las leguminosas como mejorador de suelo es que ayuda a formar
materia orgánica en el suelo. Dependiendo de las condiciones para un buen
desarrollo, las leguminosas pueden aporta mas de 100 kg de nitrógeno por
hectárea en forma de residuos de plantas y raíces.
El frijol no tolera condiciones de salinidad ni alcalinidad, se debe evitar sembrar
en suelos con un pH mayor a 8 y el exceso de sales provoca una reducción del
crecimiento de la planta del área foliar acompañado de una necrosis
“quemazón de los márgenes foliares (Valladolid, 1993; Jeffrey, 1989).
16
2.3.5 Malezas
Nieto citado por Casanova (1986) menciona que las malezas causan dos tipos
de pérdidas; la más importante es la competencia por agua, luz, nutrientes y
finalmente como hospedero de plagas y enfermedades. Asimismo, según
Meneses (1996) menciona que las malezas compiten por la luminosidad, agua,
nutrientes y anhídrido carbónico, dando lugar a que el cultivo se vea obligado a
ceder parte de sus requerimientos, mermando de esta manera sus
rendimientos.
Bellido (1972), en un ensayo realizado señala que el frijol tiene un periodo
crítico de competencia entre 20 y 60 días después de la siembra, si el cultivo se
mantiene infestado de malezas por más de 40 días el rendimiento baja en
forma muy significativa y un descenso significativo en el número de plantas. El
tratamiento de mayor rendimiento fue el de 60 días de campo limpio después
de la siembra, enmalezado después. El mismo autor cita a Dawson (1969),
quien menciona que el frijol requiere estar libre de malezas durante 5 a 7
semanas (35 a 50 días) a partir de la emergencia, para obtener los máximos
rendimientos.
El
periodo crítico que debe permanecer el cultivo sin hierbas es desde la
germinación para lograr una buena producción y depende de muchos factores
tales como: ciclo vegetativo, tipo de malezas de la región, habito de crecimiento
de la variedad, sistema de cultivo, condiciones de humedad y fertilidad del
suelo. (Barreto, 1970).
En el Perú se han identificado más de 100 especies de malezas en áreas de
cultivos comerciales en costa (García y González, 1973). Las malezas
principales pertenecen a la familia Poaceae (ex – Gramineae) y entre ellas
destacan las siguientes: Chloris sp. (Pajilla), Setaria sp. (rabo de zorro),
Cenchrus echinatus (Cadillo), Eleusine indica (pata de gallina), Echinocloa sp.
(moco de pavo, grama de leche), Leptocloa sp. Panicum purpurascens
(gramalote), grama dulce y grama china (Helfgott, 1985).
17
2.3.6 Plagas
El cultivo de frijol es atacado por muchas especies de insectos y ácaros, los
daños puede ocurrir desde la siembra hasta después de la cosecha e inclusive
durante el periodo de almacenamiento. La magnitud de los daños de las plagas
de insectos depende de las condiciones ambientales, época de siembra,
cultivares utilizados y en especial el medio geográfico donde se desarrolla el
cultivo del frijol (Ávalos, 1980).
Valladolid (1993) describe a las plagas más importantes del cultivo del frijol:
Gusanos Cortadores dentro de ellas tenemos a Feltia experta, Agrotis ipsilon,
Spodoptera frugiperda son insectos que cortan el cuello de las plántulas recién
emergidas. Se les reconoce principalmente por que cuando lo tocan se
enroscan.
Un control eficiente es con la aplicación de riegos y una medida
preventiva es la buena preparación del terreno.
Gusano picador o Barrenador de tallo (Elasmopalpus lignosellus). Ataca
principalmente
en la germinación de la semilla. Perfora el cuello de las
plántulas justo debajo de la superficie del suelo y luego barrena hacia la parte
superior o inferior del tallo, causándole la muerte. Se recomienda riegos como
medidas de control.
Gusano pegador de hojas (Omiodes indicata), se
alimenta del parénquima de las hojas y se caracteriza por el habito de doblar
las hojas, pegarlas y entrelazarlas y habitan en el interior de las cámaras que
forma. Barrenadores de Brotes (Crosidosema aporema), es una plaga
importante que ataca durante todo el periodo del cultivo. Causa daños en
brotes de tallos, flores y vainas. Las larvas barrenan los brotes deteniendo el
crecimiento de la planta. Barrenador de vainas (Cydia favibora), las larvas
perforan las vainas verdes y se alimentan de los granos. Estas perforaciones
permiten la entrada de la mosca Silba sp. Causando pudriciones en los granos
dentro de la vaina.
De acuerdo a la distribución geográfica las plagas en Latinoamérica,
Crosidosema aporema (Epinotia sp.) continua siendo una plaga de importancia
en el Perú (CIAT, 1994; Cardona 1995). El principal daño que produce es de
18
perforar y barrenar los tallos lo que causa pérdida de los puntos de crecimiento
y no se desarrollan hojas.
En condiciones de la Molina, López (1986) encontró ataques intermedios del
complejo de gusanos de tierra, Feltia sp., Spodoptera sp. y Agrotis sp. Pero la
plaga que tuvo mayor persistencia en el cultivo fue Crosidosema aporema sp.
También encontró en condiciones de Cañete otras plagas de importancia como
el gusano pegador (Hedylepta indicata sp.) y el falso medidor Pseudoplusia
includens.
2.3.7 Enfermedades
Las enfermedades son causados principalmente por hongos, virus y bacterias
que son capaces de reducir los rendimientos significativos y la calidad del
grano, el frijol es sensible a un gran número de estas enfermedades que se
cuenta más de 200 (CIAT, 1994).
En el Perú, la roya causada por Uromyces appendiculatus conjuntamente con
el Virus del Mosaico Común (BCMV) constituyen los más serios problemas
sanitarios del cultivo de frijol tipo canario. El efecto de la roya es mayor en
infecciones en la etapa de crecimiento y próximo a la floración, afectando las
hojas y vainas reduciéndose el rendimiento del cultivo. (Castaña, 1979).
Valladolid (1993) describe a las enfermedades del frijol de la siguiente manera:
Pudriciones radiculares, son causadas por hongos del suelo que actúan
solos o en conjunto, dependiendo de la variedad,
localidad donde se siembre,
manejo de suelo y la
los hongos más comunes en la costa son:
Rhizoctonia solani, Fusarium solanum y Macrophomina phaseolina .Producen
pudriciones de la semilla, raíz y tallo de las plantas recién emergidas y adultas
ocasionándoles la muerte. Virus del Mosaico Común (BCMV), causa
enanismo y deformación de las hojas enrollándolas
hacia abajo con
tonalidades de de color verde claro y verde oscuro entre las nervaduras. El
mejor método de control y más económico es el uso de variedades resistentes.
Roya (Uromyces appendiculatus), es un hongo ampliamente distribuido que
19
tiene diversas razas, no se trasmite por la semilla, sobrevive como esporas en
residuos de cosecha que son fácilmente transportados por el viento, puede
ocurrir en cualquier etapa de desarrollo de la planta pero causan pérdidas
considerables del rendimiento si el ataque es en la floración. El mejor control es
utilizar variedades resistentes.
2.4 Rendimiento y sus componentes
Restrepo y Laing (1979) considera que los componentes del rendimiento son
los factores morfológicos y fisiológicos que directa o indirectamente intervienen
en el rendimiento, siendo los componentes más importantes el número de
ramas por planta, número de nudos por planta, número de semillas por vainas,
peso seco individual de tallos, ramas, vainas y semillas.
Bruno (1990) menciona que los componentes del rendimiento se dividen en:
1. Directos: Número de vainas por m2, número de vainas por racimo, número
de granos por vaina, peso de 100 granos, índice de vigor.
2. Indirectos: Precocidad (número de nudos al primer racimo, número de días
entre la siembra y la primera floración), superficie foliar, aptitud de nodulación y
resistencia a sequía o frío.
Para obtener el mejor rendimiento se ha propuesto la necesidad de seleccionar
cultivares más eficientes en el transporte de la materia seca y nitrógeno a las
semillas, con una adecuada combinación, con una adecuada combinación
entre los estados de crecimiento en la planta y el llenado de vainas (Jeffrey,
1989).
2.5 Antecedentes
Zapata (1990) en su trabajo de investigación donde evaluó dos modalidades de
siembra hilera simple e hilera doble con tres densidades de siembra 100, 200 y
300 mil plantas por hectárea en frijol panamito en condiciones de la Molina
20
encontró que existe diferencias estadísticas para el índice de cosecha por
efecto de las diferentes densidades. A medida que se incrementó la población
de las plantas se redujo esta característica.
Noa (1992) evaluó diferentes variedades de frijol de grano amarillo en invierno
donde obtuvo altos rendimientos para las variedades de crecimiento
indeterminado, con valores entre 2493 y 1900 kg/ha debido a las condiciones
favorables que encontró el cultivo en su desarrollo y superaron a la variedad
testigo Canario Divex 8130 – 1 con habito de crecimiento tipo I. También
encontró que los componentes que más influenciaron en el rendimiento de
grano fueron; el número de vainas por planta, número de granos por vaina y
número de días a la floración. Variedades como Núcleo 1 y Canario corriente
– 1 obtuvieron rendimientos de 2345 y 2293 kg/ha que son valores muy por
encima del promedio para estas variedades.
Quiñones (1995) probó la adaptación de 36 líneas de frijol Canario, obteniendo
altos rendimientos en dos líneas CIFAC con 3327 y 2745 kg/ha para los
primeros puestos, también obtuvo buenos rendimientos para Canario 2000,
Canario Centinela y Canario Corriente con 2688, 2052 y 1661 kg/ha
respectivamente. Respecto a la adaptación del cultivo, el autor menciona que
esta se mide a través de la habilidad para rendir más y existe una correlación
significativa positiva con el rendimiento, en una época y zona de cultivo
determinado.
Beltrán (1996) evaluó el comportamiento agronómico de 22 líneas de frijol
canario entre ellas Canario 2000 y Centinela éstos obtuvieron rendimientos de
1370 y 951 kg/ha, respectivamente.
Montes (1998) en ensayos comparativos de variedades de frijol tipo Canario en
siembra de verano en costa central encontró que los genotipos Canario
Corriente y Canario Corriente – 1, destacaron por su rendimiento en grano seco
con 1339.4 y 1257.3 kg/ha respectivamente y porte de planta, tamaño y calidad
de grano.
21
Mamani (2000) evaluó el efecto de la fertirrigación N-P-K bajo riego por goteo
en el rendimiento de frijol, reportando que los mayores rendimientos y mejores
características de planta se observó en el Canario 2000 con 3692.2 kg/ha.
Flores (2002) en la evaluación de catorce variedades de frijol tipo canario bajo
el sistema de siembra en relevo con algodón en la costa central, obtuvo
buenos rendimientos para las líneas de frijol Canario CIFAC 92008 y Canario
2000, dentro de un rango de 2559.4 y 1700 kg/ha, encontrando condiciones
favorables para el desarrollo del cultivo.
Canchari (2005) evaluó
el efecto de aplicación de cepas de Rhizobium,
bioestimulantes y fertilización en el rendimiento de frijol canario en condiciones
de costa central, en la variedad CIFAC 92008 obteniendo rendimientos entre
1331.6 y 1061.1kg/ha correspondiendo el primero al tratamiento 3 (Rhizobium
+ bioestimulante) y el último al tratamiento 1 (testigo sin aplicación), además
los tratamientos en las cuales la aplicación de bioestimulantes en prefloración
tanto individualmente como en combinación con la inoculación de Rhizobium a
la semilla se presenta mayores incrementos en el rendimiento de grano seco.
Paima (2005) evaluó una cepa de Rhizobium sp. de frijol común (phaseolus
vulgaris L.) y su interacción con la materia orgánica y microelementos
encontrando diferencias altamente significativas en el rendimiento de frijol
común, en los tratamientos fertilizados y en los tratamientos donde se
estableció la simbiosis, respecto al testigo, obteniendo rendimientos de 2129.7
kg/ha para los tratamientos inoculados. Además, señalo que la fertilización
nitrogenada y la fijación biológica de nitrógeno tuvieron efecto favorable
significativo en el rendimiento.
Quispe (2007) evaluó el efecto de la aplicación de microorganismos eficientes
en el rendimiento de grano seco de arveja (pisum ssativum L.) variedad rondo
en condiciones de la molina obteniendo que los microorganismos efectivos no
tienen respuesta positiva en relación a los estados fenológicos de la arveja var.
Rondo que alcanzó la madurez completa a los 112 días. No hay significancia
estadística en los componentes de rendimiento y parámetros biométricos sin
22
embargo hay una tendencia positiva con la aplicación de EM al 2% en aparición
de órgano floral en los siguientes parámetros: relación grano/vaina, numero de
vainas/planta, altura de planta y peso de 10 granos
Solórzano (2007) Efecto de la aplicación de microorganismos efectivos en el
rendimiento de
grano seco en frijol (Phaseolus vulgaris L.) var. Canario
Centenario donde el tratamiento aplicado a la semilla destaco con 901 kg/ha y
la aplicación de microorganismos a la emergencia fue el ultimo con 556 kg/ha.
Nicho (2008) evaluó el 14 cultivares de frijol panamito en la costa central,
campaña de verano, determinando que los cultivares “Cristal Blanco” y “Fénix x
GN1645-57-13” obtuvieron rendimientos 1159 y 1108 kg/ha respectivamente.
Estos cultivares son de habito de crecimiento tipo III, y corresponden a una
arquitectura de planta tipo ¨pirámide invertida¨, siendo los cultivares mas
rendidores los que tuvieron mayor peso de materia seca.
Gutiérrez (2008) evaluó el comportamiento de seis líneas promisorias de frijol
tipo Canario en siembra de invierno en condiciones de costa central obteniendo
altos rendimientos para la Línea PLGO6 y Línea PLGO5 con 1918.7 y 1910.8
kg/ha respectivamente, debido a las condiciones favorables que encontró el
cultivo superando a la variedad testigo Canario 2000 con un rendimiento de
664.1kg/ha que es un promedio bajo para esta variedad debido a la incidencia
del hongo Sclerotina sclerotiorum y virosis los cuales causaron una merma en
el rendimiento esperado.
Villanueva (2009) evaluó Efecto de dos cepas de rhizobium sp. y abono
orgánico en el rendimiento de frijol (Phaseolus vulgaris l.) variedad canario
molinero PLVI/1-3 en condiciones de la molina, Los rendimientos se asocian
con la fijación de nitrógeno activo por los nódulos efectivos de la leguminosa.
Así la cepa E-14 supera en rendimiento a la cepa E-10 teniendo en cuenta el
mayor número de nódulos y efectividad
23
2.6 Nitrógeno
El nitrógeno, junto con el agua, es uno de los factores limitantes más comunes
de la producción vegetal. Aunque la reserva de nitrógeno molecular (N 2) es
enorme (la atmosfera), la única forma asimilable por la planta son los
minerales, NH4+ y principalmente NO3- (FAO, 1995). El CO2 y el N2 que se
encuentran en el aire penetran por las estomas a las células de las hojas, solo
hay enzimas para reducir el CO2, por lo que el N2 sale con la misma rapidez
con la que entra. (Salisbury y Ross, 1991). El nitrógeno es considerado el
cuarto elemento más abundante en los vegetales después del carbono,
hidrógeno y oxigeno (Barceló et al 1992).
El nitrógeno forma parte de numerosas biomoleculas de las plantas, como las
proteínas, ácidos nucleicos, porfirinas y alcaloides (Aparicio, 1993), siendo
también parte integral de la clorofila (tisdale, 1991). En la planta, el nitrógeno se
distribuye en tres grupos: más del 50 % se halla en los compuestos de elevado
peso molecular (proteínas y ácidos nucleicos), el resto en forma de nitrógeno
orgánico soluble (aminoácidos, amidas, aminas) y nitrógeno inorgánico
(principalmente iones nitrato y amonio). Su contenido en el peso total de peso
de las plantas oscila entre 1.5 – 5%.
El NO3- constituye la principal forma de nitrógeno inorgánico presente en la
mayoría de los suelos; una vez absorbido por las plantas es reducido a amonio
(NH4+ ) y este es seguidamente incorporado a esqueletos de carbonados para
la síntesis de aminoácidos (Maldonado, 1996).
El alto contenido de proteínas de las semillas de leguminosas explica la
particular importancia de los metabolismos del nitrógeno en la fisiología de las
leguminosas de grano. En granos de frijol un contenido de 20 a 24% de
proteínas implica un contenido de aproximadamente 4 % en los granos y por
cada 1000 kg de rendimiento en grano seco, implica la necesidad de 40 kg de
nitrógeno (CIAT, 1994).
24
2.6.1 Fijación biológica del Nitrógeno
El nitrógeno es un constituyente de muchos compuestos orgánicos esenciales
para la estructura y el metabolismo de las plantas; forma parte de las proteínas,
de la clorofila y de las moléculas responsables de la herencia. Además, el
nitrógeno es después del agua el factor más importante en la creación y
formación de la materia viva (Morales y del Rio, 1993; citado por Dávila, 2004).
La fijación biológica del nitrógeno, es la reducción molecular altamente estable
presente en la atmósfera a la forma de amoniaco, mediante la acción del
complejo enzimático nitrogenasa (FAO, 1995). La mayor parte del nitrógeno
fijado industrialmente se sintetiza por el proceso de Haber-Bosch, esta reacción
requiere altas temperaturas (450 ºC) y altas presiones (200 atm), necesarios
para romper el triple enlace que presenta la molécula de nitrógeno del aire,
siendo el metano la fuente de hidrogeno para incorporar al nitrógeno y formar
el NH3. La energía para generar estas condiciones lo dan los combustibles
fósiles (Carlson, 1990 y Coyne, 1999).
Muchas bacterias fijan nitrógeno en el suelo o en el agua, pero algunas
especies requieren una relación simbiótica con un hospedero eucarionte para
fijarlo. Los ejemplos más conocidos son las especies del genero Rhizobium sp.
que forman nódulos radiculares fijadores de nitrógeno
en las leguminosas
(Carlson, 1990).
2.6.2 Fisiología y Simbiosis de Rhizobios.
Vincent citado por Cubero y Moreno (1983), indican que la formación de
nódulos en la raíz de las leguminosas por el Rhizobium es un proceso complejo
que comprende una serie de etapas previas antes de que empiece hacerse
visible los nódulos, en primer lugar hay un estímulo en crecimiento de la
población rhizobiana en la rizosfera de la planta, e incluso en sus
inmediaciones, ese fenómeno no es especifico del huésped, pues puede ocurrir
con otras leguminosas e incluso con no leguminosas Cubero y Moreno (1995);
25
Madigan et al. (1998); Sylvester Bradley (1987); Brady (1990), detallan a
continuación los siguientes procesos:
1.-Reconocimiento: Comprende, reconocimiento de la ¨pareja¨ adecuada tanto
por parte de la planta como por de la bacteria; las bacterias de rhizobium sp.
son atraídas hacia la superficie radical mediante quimiotaxis, aunque también
se ha descrito que la presencia de la corriente eléctrica endógena en las raíces
podría estar implicadas en la atracción del microorganismos. Miller y Cols
citados por Aparecio – Tejo (1983), sostienen que las concentraciones de
algunos flavonoides liberados en el orden de nM provoca una quimiotaxis
activa en Bradyrhizobium. Esta quimitaxis puede estar basado en una cierta
especificidad entre los flavonoides en concentraciones superiores, en orden de
uM, activa los genes responsables en la nodulacion (genes nod) de la bacteria,
además la expresión de los genes de la nodulacion está influida por diversos
factores del suelo, como pH, la presencia de Ca y la concentración de Al.
2.-Invasión: Comprende la invasión del pelo radical y formación por parte de la
bacteria de un tubo de infección, la adhesión de la bacteria a la raíz aparece
implicados de la pared de la bacteria. Madigan et al (1998); Stanier (1996),
afirman que en la superficie de todas las especies de Rhizobium y
Bradyrhizobium
se localiza una proteína especifica de la adherencia. La
ricadesina, que se une al calcio y puede actuar captando complejos de calcio
en la superficie de los pelos radicales; mientras que en las plantas, las lecitinas
han sido identificadas en los extremos de los pelos radicales y también en la
superficie de la célula Rhizobium. Después de la unión los pelos radicales se
enroscan debido a la acción de una sustancia secretada por la bacteria que se
conoce como factor nod.
3.-Desplazamiento: Comprende el desplazamiento hacia la raíz principal a
través del tubo de infección. Según Madigan et al (1998), la bacteria penetra en
el pelo radicular e induce la formación por parte de la planta de un tubo de
celulosa conocida como tubo de infección, que avanza por el pelo radical, luego
la infección alcanza a la célula de la raíz adyacente a los pelos radiculares, y
los factores nod la división de la células, produciéndose finalmente el nódulo.
26
Durante los últimos años se han descrito varios tipos de procesos de infección,
entre ellos se destacan: la entrada a través de las heridas, de manera que los
microorganismos consiguen introducirse en el tejido radical a través del punto
de emergencia de la raíz lateral, como en Arachis sp., Stylosanthes sp., etc.
Esta
modalidad
parece
ser
relativamente
común
en
la
Familia
Aeschynomeneae, Aparecio-Tejo (1983).
4.-Aparición de las Células Bacterianas Deformes: Cuando el cordón de
infección alcanza este tejido (corticales), comienza la diferenciación nodular
propiamente de la planta huésped. En las especies que poseen nódulos de
crecimiento indeterminado el cordón de infección alcanza las células cercanas
al cilindro vascular; el proceso de infección alcanza las células cercanas al
cilindro vascular; el proceso de infección continúa a lo largo de la existencia del
nódulo. En las especies con nódulos de crecimiento determinado, tan solo
algunas células son infectadas por los cordones de infección; tanto las
bacterias como las células se dividen activamente hasta conformar el nódulo
funcional, Aparecio – Tejo (1983).
El cordón se ramifica dentro de las porciones centrales del nódulo en desarrollo
y las bacterias son liberadas dentro del citoplasma de su simbionte para
multiplicarse ahí. Poco antes o inmediatamente después de la liberación tiene
lugar un periodo de rápida división celular en la célula del hospedero. La
estructura final consiste de una región central que contiene al rhizobio y un
área cortical circundante en donde se encuentra el sistema vascular de la
planta. Un rasgo curioso de las células en la porción central del nódulo es la
posesión de dos veces el numero de cromosomas característico del hospedero.
La duplicación del número cromosómico ocurre en el nódulo de leguminosas
tanto poliploides como diploides, Alexander (1994).
5.-Proceso Continuado de División de las Células Bacterianas, Vegetales
y Formación del Nódulo Radical Maduro.
El mismo autor añade que la liberación de las bacterias del cordón de infección
al citoplasma de las células de la planta huésped conlleva un proceso similar a
27
la endocitosis, de manera que los microorganismos quedan englobados en una
vesícula denominada unidad peribacterial (Alexander, 1994). Estos bacterioides
quedan rodeados por la membrana de la célula vegetal, llamada membrana
peribacterial. La fijación de nitrógeno no se inicia hasta que se han formado los
bacteroides (los nódulos efectivos se detectan mediante reducción por
acetileno), Madigan et al (1998)
El nódulo se deteriora y las bacterias pasan al suelo. Las formas bacteroidales
no tienen capacidad de división, pero contienen siempre algunos bacilos en
estado de latencia, estas formas bacilares proliferan en el suelo utilizando
como nutrientes algunos de los productos del nódulo destruido y las bacterias
pueden iniciar la infección en otras raíces o mantenerse en estado libre en el
suelo.
2.6.3 Factores que influyen en la formación de nódulos y la fijación de
nitrógeno
Según Alexander (1980) menciona que los factores que rigen la fijación son, el
tipo de leguminosa, efectividad
de la bacteria, el contenido de nitrógeno
inorgánico o mineralizable en el suelo, a nivel de fósforo y potasio
aprovechables, el pH y la presencia de ciertos números de microelementos en
forma utilizable. Los factores climáticos y estaciónales generalmente afectan a
la fisiología del hospedero que a la asociación simbiótica.
Los actores en la nodulación (rizobio y leguminosa), su asociación y
funcionalidad, son afectados positiva o negativamente por los factores bióticos
y abióticos que afectan durante su ciclo de vida. Entre y los factores bióticos se
tiene a la misma planta (leguminosa), el Rhizobium y otros microorganismos
que pueden afectar la nodulación y en cuanto a los factores abióticos tiene que
ver con las condiciones ambientales adversas que afectan al rizobio,
disminuyendo el número de la población naturalizada o introducida
con el
inoculante. Las cepas de distintas especies rizobianas tiene condiciones
optimas de crecimiento según distintos factores ambientales. Lo mismo sucede
con los cultivares de leguminosas. Si la planta se encuentra en condiciones
subóptimas
de desarrollo, impedirá la simbiosis
28
y por lo tanto la fijación
biológica del nitrógeno. Estos son factores bióticos como la leguminosa, la
bacteria y otros organismos, y los factores abióticos dados por la temperatura,
aireación, humedad, salinidad, acidez y Nutrición mineral:
Factores Bióticos
a) La Leguminosa.- La formación típica de nódulos por
Rhizobium es
restringida a la familia de las leguminosas (Quispe, 1961). La cantidad de
nitrógeno fijado por hectárea en un año, varia por cada leguminosa, la alfalfa
puede fijar hasta 300g, la soya 97kg y la arveja 85kg, según Cubero y Moreno
(1993).
Meneses et al (1996) indican que no sólo la especie de leguminosa influye, sino
también el ciclo vegetativo del cultivar, observándose mejores resultados si el
cultivar es tardío.
No todas las leguminosas presentan nódulos, Allen y Allen (citados por Trigoso,
1970) encontraron que de 1278 especies estudiadas solo 1112 especies tiene
capacidad para desarrollarse en simbiosis con el Rhizobium y no nodulan 166.
b) La Bacteria.- Existe una especificad entre las diferentes razas de Rhizobium
y las plantas hospedantes (Alexander, 1961) o sea que no es posible producir
nódulos en una leguminosa de un determinado grupo cuando se le inocula con
una especie de Rhizobium correspondiente a otro.
Meneses et al (1996), indican que una bacteria debe tener cuatro propiedades:
Especificidad, para seleccionar su huésped, Infectividad, para poder
invadirlo, Efectividad, para poder producir nódulos y Competencia, para poder
sobrevivir y superar a otras bacterias.
c) Otros Microorganismos.- La interacción del Rhizobium sp. con otros
microorganismos es bastante complicada, algunas bacterias estimulan, otras
inhiben y otros tienen efectos indirectos en el crecimiento (Harris 1953 citado
por Trigoso, 1970). Vincent (citado por Trigoso, 1970) informan que existen
algunos efectos tóxicos de bacterias que forman esporas como streptomyces
29
y hongos.
Otros factores bióticos de importancia en la formación de un bacteriófago en el
suelo que ataca a la bacteria provocando su lisis, afectando así las relaciones
planta-Rhizobium (Demolon, 1996).
Factores Abióticos
a) La Temperatura.- La temperatura afecta la persistencia de los Rizobios en
inoculantes y puede influir sobre su supervivencia en el suelo. De esta manera
las variaciones de la temperatura a lo largo del año, condicionan el número en
las poblaciones naturalizadas. Además, puede limitar tanto la nodulación como
la fijación de nitrógeno. En general
en temperaturas altas,
se reduce el
número de raíces laterales y pelos radicales, haciendo que la probabilidad de
nodulación sea menor. A temperaturas extremas tiene lugar una degradación
de los nódulos. Por el contrario a temperaturas bajas retardan el desarrollo de
la planta, la formación de los nódulos y consecuentemente, disminuyen las
tasas de fijación de nitrógeno. La temperatura optima de nodulación esta entre
18 – 28 ºC. Meneses et al (1996) señalan que la temperatura ideal para las
bacterias de cultivares templados es entre 15 y 20 ºC.
b) Aireación.- Para una óptima fijación de nitrógeno se requieren valores de
PO2 (O2) de 0.2 atmósferas; este indica que el requerimiento de la tensión de
oxigeno en la formación de los nódulos es extremadamente baja (Stewart,
1996).
c) Humedad.- El número de rizobios del suelo se reduce a medida que el suelo
se seca. La resistencia de los rizibios a la sequía, aun dentro de una especie,
es muy variable. La fijación biológica de N2 es un proceso aun más sensible el
déficit de agua que la transpiración, la fotosíntesis, la tasa de crecimiento de las
hojas o la asimilación
de nitratos. Ante un déficit hídrico, la planta, como
primera medida, inactiva la nitrogenasa. Meneses y Pearson (1996) expresan
que el encharcamiento del suelo y la sequía, no favorecen a la bacteria ni a la
planta.
30
d) Salinidad.- El estrés generado por la sequía o la alta temperatura es
temporario y en muchos casos reversibles, mientras que el estrés salino es
más permanente, por lo que los organismos deben vivir y crecer en esas
condiciones. Las cepas de diferentes especies de rizobios muestran una
marcada variabilidad en cuanto a la tolerancia a los suelos salinos. Las
leguminosas y el proceso de iniciación nodular son altamente sensibles al
estrés salino, probablemente por la inhibición en el desarrollo de los pelos
absorbentes. La fijación de N2 es menos sensible a la salinidad que otros
procesos fisiológicos como la expansión de las hojas.
e) Acidez.- Todas las especies de leguminosas difieren considerablemente en
su sensibilidad a la acidez pudiendo desarrollarse dentro de los rangos de pH
3.5-8. Un pH bajo según
Meneses et al (1996) provoca una elevada
concentración de Al y Mn, que restringen la sobrevivencia rhizobiana. Este
efecto es más nocivo en bacterias asociadas a leguminosas de clima templado,
que las asociadas a climas cálidos.
La acidez del suelo afecta todos los aspectos de la simbiosis, desde la
supervivencia y multiplicación de los rizobios en el suelo, la infección y
nodulación hasta la fijación de N2.
f) Nutrición Mineral
1) Nitrógeno.- Se ha descrito que el nitrato inhibe estadíos tempranos de la
nodulación como la deformación de los pelos radiculares (Muñiz, 1968). La
presencia de nitrato también retrasa la formación de los nódulos (Ligero et al.,
1991) y disminuye la masa nodular (Ralston e Imsande, 1983). Se ha
observado que los nitratos tienen acción depresiva sobre la formación de los
nódulos, se mencionan que existen algún conflicto de mucha importancia de
nitrato externo y el nitrógeno combinado. (Trigoso, 1970).
2) Fósforo.- La simbiosis rizobio-leguminosa, es altamente sensible a la
carencia de fósforo. El fósforo forma parte de las moléculas de ATP, que son
los responsable de la liberación e intercambio de la energía. El fósforo es
31
indispensable para la fijación biológica del nitrógeno por la alta energía que
este proceso requiere (16 moléculas de ATP/N2 fijado) a lo que se debe sumar
el consumo para la formación de tejido de los nódulos y para los procesos de
reconocimiento genético (señales entre la planta y rizobio). Para que sea
posible la nodulación y fijación de nitrógeno, es necesario un aporte necesario
de fósforo. Cuando la concentración de fósforo en la planta es inferior al 0,2 %
la nodulación y la fijación del nitrógeno son casi despreciables. Por debajo de
0,1 % ni siquiera se formaron nódulos. Las concentraciones de fósforo en los
nódulos son en general mayores que las concentraciones en el tallo que en el
resto de la raíz (Fernández, 2003).
3) Calcio y Magnesio.- Además del efecto del carbonato e hidróxido de calcio
con magnesio sobre la neutralización de los suelos , el ión calcio parece lugar
un papel específico y práctico conectado con la formación de nódulo y la
fijación atmosférica de nitrógeno.
Rushel et al., (1966) encontraron que el calcio produjo en el Rhizobium un
aumento del número de nódulos, el peso seco y el nitrógeno total del frijol.
También encontraron que el magnesio sólo aumenta el número de nódulos.
4) Microelementos
Molibdeno.- Es un elemento que no se encuentra comúnmente en una enzima.
Es un componente que juega un papel importante en el sitio activo de la
nitrogenasa y tal vez
sea requerido para la transferencia simultánea de
electrones y protones. El molibdeno es un constituyente de la nitrogenasa, así
que un en defecto del molibdeno en el medio causa un efecto directo y negativo
en la fijación de nitrógeno (Fernández, 2003).
Boro.- Aunque no es esencial para el Rhizobium, es requerido para un normal
desenvolvimiento de las raíces y la formación de los nódulos (Mulder, 1948;
citado por Trigoso 1970).Su carencia produce la reducción en el tamaño de los
nódulos.
32
Azufre.- El azufre juega un papel importante en el metabolismo del nitrógeno
siendo un componente de las proteínas y teniendo un efecto directo sobre la
fijación de nitrógeno (Trigoso 1970).
Potasio.- El efecto del potasio es únicamente en presencia del fósforo (Blazer
1950; citado por Trigoso 1970).
Cobalto.- Es necesario para la fijación efectiva del nitrógeno esto es explicado
por que la vitamina B12 contiene cobalto influyendo esta en la fijación. Las
necesidades de cobalto son en cantidades muy pequeñas (Trigoso 1970).
La carencia del cobalto causa la reducción y retraso en la iniciación nodular ya
que esta presenten las enzimas risobianas.
Cobre.- El cobre libre intervine en la formación de hemoglobina en los nódulos.
Cuando existe deficiencia de cobre, el contenido de clorofila en la planta es
reducido y el metabolismo de los carbohidratos es disturbado (Schreven, 1958;
citado por Trigoso, 1970).
Hierro.- Es necesario para la síntesis de hemoproteína, este elemento es un
constituyente de la leghemoglobina, se encuentra presente en la Fe-proteína,
componentes de la nitrogenasa, así como en la ferredoxina bacteriana. Cuando
en las leguminosas se observan síntomas de deficiencias de hierro, se puede
estar seguro que la simbiosis no se está efectuando. Cuando falta molibdeno
se forman más nódulos, pero son menos eficientes y su estructura se asemeja
al de los nódulos inactivos. La dificultad para la asimilación de molibdeno
parece ser una de las principales limitaciones en la fijación del nitrógeno por el
frijol (Mayea et al., 1998).
Manganeso.- Pequeñas cantidades efecto positivo sobre la nodulación y
fijación del nitrógeno. El manganeso actúa como catalizador en la asimilación
del nitrato y particularmente en la reducción del nitrato (Trigoso, 1970) Por otro
lado altas concentraciones de manganeso como se encuentran en los suelos
ácidos, son tóxicos para las leguminosas, afectando así la fijación del nitrógeno
(Schreven, 1958; citado por Trigoso, 1970).
33
Níquel.- Esta presente en enzimas en la planta y en los rizobios, su carencia
produce retraso de la nodulación. Reducción del crecimiento de la planta.
Selenio.- Esta como constituyente de la hidrogenasa de Bradyrhizobium, su
carencia produce la reducción de la actividad hidrogenasa y crecimiento de
Bradyrhizobios libres.
Zinc.- Posiblemente esté involucrado en la síntesis de leghemoglobina, su
carencia causa la reducción en el número y tamaño nodular.
2.6.4 Característica de Rhizobium sp. para Seleccionar Cepas Efectivas
Según Cubero y Moreno (1996), Sylvester (1987), Meneses (1996), la
selección
de
cepas
debe
realizarse
bajo
los
siguientes
criterios
preestablecidos: primero que presente tolerancia a las condiciones locales,
segundo que tenga un amplio espectro de efectividad y tercero que tenga
estabilidad genética. La selección de cepas de Rhizobium
es un aspecto
importante en el proceso de producción de inoculantes. Los criterios para la
selección son diversos. Date (1976) recomienda los siguientes criterios:
eficiencia
en la fijación de nitrógeno en condiciones variables
de suelo,
capacidad competitiva por sitios de nodulación, habilidad de persistencia o
colonización del suelo, habilidad de sobrevivir en el inoculante y en la semilla
inoculada y tolerancia a los pesticidas. Brockwell (1982) propone otros criterios
como capacidad de sobrevivir en condiciones físicas adversas, como
desecación de frío y calor.
2.6.5 La Inoculación de la leguminosa
La inoculación de las leguminosas significa la introducción o adhesión de las
bacterias a la semilla de leguminosas o al suelo para permitir a las plantas fijar
o transformar a una forma utilizable el nitrógeno de la atmósfera (Lewis, 1966).
La forma más común de introducción del inoculo al suelo es al momento de
34
sembrar. Generalmente, las semillas de leguminosas deben ser cubiertas con
el inoculante apropiado justo antes de la siembra. La proporción inoculo/semilla
viene determinada por las condiciones del cultivo. En el caso de inoculantes
sólidos se recomienda utilizar alguna solución pegajosa, como goma arábiga
para obligar al inoculante a adherirse a la semilla. Algunos autores
recomiendan el uso de azúcar como solución pegajosa; sin embargo, se ha
observado que el azúcar atrae insectos como hormigas, por lo que tiende a ser
un problema en lugar de una solución. Si el inoculante es líquido se
recomienda aplicar 1 ml. de la suspensión bacteriana al suelo (Mercano et al
2002).
Los inoculantes son cultivos puros de Rhizobium específicos y seleccionados
que se mezclan con un soporte, generalmente a base de turba. La duración del
inoculante depende del número de bacterias que contenga y también de la
manera como se conserve éste.
Las características que debe reunir un buen inoculante son:
a) Debe contener cepas de alta eficiencia en su capacidad para fijar nitrógeno,
procedente del laboratorio donde se realice una selección rigurosa.
b) Una cepa
de Rhizobium debe tener una alta especificidad con una
leguminosa, buena infectividad, adecuado grado de competitividad con otras
cepas, alta efectividad de infección con las leguminosas, estabilidad genética.
c) Las cepas deben estar adaptadas a las condiciones de la región, hay cepas
que pueden funcionar bien en diferentes regiones pero en otras con diferentes
condiciones (clima, suelo, etc.), presentan un comportamiento inferior o no
funcionan adecuadamente. De funcionar un inoculante, se deberá ver entre los
45 a 60 días después de la siembra, nódulos con características de efectividad.
(Mackie, 1978).
Se deben inocular los cultivos cuando no exista rizobio en el suelo. Es fácil
conocer su existencia. Los Rhizobium sp. pueden ser vistos fácilmente ya que
35
vienen en nódulos sobre las raíces de las plantas. Para conocer si estos
nódulos son efectivos y están fijando nitrógeno, se deben remover algunos
nódulos cuidadosamente de las raíces, cortarlos a la mitad y observar el color
que presentan.
Generalmente los nódulos rojos o rosados en su interior son nódulos efectivos.
En el caso que los nódulos sean blanquecinos se debería inocular el cultivo,
porque esto es indicativo que los rizobios no están fijando nitrógeno
atmosférico.
En el caso que se disponga de plantas de la misma especie que están
saludables y contienen nódulos efectivos, se pueden asumir que hay suficiente
rizobio en el suelo, entonces no es necesario introducir otro rizobio. Solo se
debe adicionar aproximadamente 5gr.de suelo infectado en cada hoyo donde
se va a plantar la semilla de la leguminosa.
Después
que se ha cosechado la leguminosa que ha crecido solo con
nitrógeno proveniente de la fijación biológica del nitrógeno, siempre queda en el
suelo algo de inoculo que puede ser usado en la próxima siembra. La
resiembra de la misma especie de leguminosa en este suelo ocasiona un
incremento de los inóculos. Crozot et al. (1982) han encontrado que cepas de
Bradyrhizobium japonicum introducido en suelos franceses sobreviven a altas
tasas (104
demostrado
bacterias gr. suelo) después de 5 años. Sin embargo, se ha
que
esta
práctica
incrementa
también
la
incidencia
de
enfermedades
2.7 Microorganismos Efectivos (EM)
Es una mezcla simbiótica de varias cepas de microorganismos que se
encuentran usualmente en la naturaleza de tierra sana. Viene en forma liquida
u contiene microorganismos útiles y seguros. No es un fertilizante ni un
químico, no es sintético, ni ha sido modificado genéticamente, se utiliza con la
materia orgánica para enriquecer los suelos y para la flora y la labranza. Los
microorganismos contenidos en el EM se encuentran en estado latente y por lo
36
tanto se utiliza para hacer otros productos secundarios de EM (Fundación Luis
Piedra Buena, 2003).
Solución Extendida de EM (EM activado):
EM activado o secundario consiste en un 3% de EM, y un 5 % de Melaza de
caña de azúcar diluidos en un 92% de agua de buena calidad colocado en un
recipiente herméticamente cerrado. Se deja fermentar una o dos semanas. Un
olor agridulce y un pH bajo 3.9 indican que el proceso se ha completado
(Fundación Luis Piedra Buena, 2003).
Principales Microorganismos Contenidos en EM.
a. Bacterias fotosintéticas:
Son organismos autosuficientes e independientes, ellas utilizan las sustancias
útiles producidas por la secreción de las raíces, materia orgánica y/o gases
perjudiciales (sulfuro de hierro) y utilizando como fuentes de energía la luz solar
y el calor del suelo. Las sustancias benéficas obtenidas están compuestas por
aminoácidos, ácidos nucleídos, sustancias bioactivas y azucares, las cuales
ayudan al crecimiento y desarrollo de las plantas.
Así estos metabólicos son absorbidos por las plantas en forma directa,
sirviendo también como sustrato para el desarrollo de las bacterias. Al crecer
bacterias fotosintéticas en los suelos aumentan la cantidad de otros
microorganismos eficaces.
b. Bacterias Ácidos Lácticos:
Producen Acido Láctico a partir de azucares u otros carbohidratos provenientes
de las bacterias fotosintéticas y las levaduras. El acido láctico es un potente
esterilizador. Como tal combate los microorganismos patógenos y acelera, la
descomposición de la materia orgánica. Por otra parte las bacterias acido
lácticas facilitan la fermentación de materiales tales como la celulosa y los
37
troncos evitando así causar perjuicios similares a los que se originan la
propagación de Fusarium.
c. Levaduras:
Sintetizan y utilizan las sustancias actimicrobianas que intervienen en el
crecimiento de las plantas a partir de los aminoácidos y azucares producidos
por las bacterias fotosintéticas, así como los de la materia orgánica y de las
raíces de la planta.
Las sustancias bioactivas, tales como hormonas y enzimas producidas por las
levaduras incrementan la actividad celular y el numero de raíces. Sus
secreciones son substratos útiles para ciertos microorganismos efectivos, tales
como las bacterias y los Actinomicetos (Fundación Piedrabuena. 2006).
Efecto del EM
Estos microorganismos efectivos, cuando entran en contacto con materia
orgánica, secretan sustancias beneficiosas como vitaminas, ácidos orgánicos,
minerales quelatos y antioxidantes. Cambian la microflora y macroflora de la
tierra y mejora el equilibrio natural de manera que la tierra que causa
enfermedades se convierte en tierra que suprime enfermedades, y esta a su
vez tiene la capacidad de transformarse en tierra azimogenica.
Los efectos antioxidantes promueven la descomposición de materia orgánica y
aumenta el contenido de humus. Esto ayuda a mejorar el crecimiento de la
planta y sirve como una excelente herramienta para la producción sostenible en
la agricultura orgánica (EM Research Organization. 2007).
Según la Fundación Piedra buena (2006) Los efectos benéficos de la aplicación
del EM son:
1. Promover la germinación, la floración, el desarrollo de los frutos y la
reproducción de las plantas.
38
2. Mejora física, química y biológicamente el ambiente de los suelos, y
suprime los patógenos y pestes que promueven enfermedades.
3. Aumenta la capacidad fotosintética de los cultivos.
4. Asegura una mejor germinación y desarrollo de las plantas.
5. Incrementa la eficacia de la materia orgánica como fertilizante.
El EM es usado como inoculante microbiano, al restablecer el equilibrio
microbiológico del suelo; mejorando sus condiciones físico – químicas,
incrementa la producción de los cultivos y su protección, además conserva los
recursos naturales, generando una agricultura y medio ambiente mas
sostenible (Fundación Piedrabuena, 2005)
Según EM Research Organization (2007), la mejor manera de utiliza EM para
la agricultura depende de la región, localidad de la tierra, el clima, los métodos
de cultivo, irrigación, cosechas y otros factores.
En Tierras áridas y desérticas que normalmente tienen menos humedad,
menos materia orgánica, menos microorganismos en la tierra y mayor salidad;
de acuerdo con estudios y experimentos, la EM Research Organization (2007),
recomienda una dosis de 40 litros de EM-1 y 4 a 5 toneladas de EM compost
por acre por cosecha. Las áreas adecuadas para esta dosis incluyen Pakistán,
Egipto, el Medio Oriente, y algunas áreas desérticas de Rusia y en Estados
Unidos, entre otras áreas alrededor del mundo. Así mismo la EM Research
Organization (2007), señala que el agregar 100 Kg. De EM Bokashi por acre
proporcionara nutrición adicional para fertilizar la tierra y alimentar a los
microorganismos beneficiosos.
En tierras tropicales y subtropicales que tienen mayor cantidad de humedad,
materia orgánica y microorganismos, la EM Research Organization (2007)
según estudios y experimentos recomienda una dosis de 20 litros de EM-1 y 2
a 4 toneladas de EM Compost por acre por cosecha; siendo los países
adecuados para esta dosis Indonesia, Malasia, Tailandia y Japón entre otras
alrededor del mundo. Así mismo la EM Research Organization (2007) señala
que agregar 100 Kg. De EM Bokashi por acre proporcionara nutrición adicional
39
para fertilizar la tierra.
Según la Fundación de Asesoría para el desarrollo de los cultivos, se pueden
mencionar.
En semilleros:
6. Aumenta la velocidad y porcentaje de germinación de las semillas, por
su efecto hormonal, similar al del acido giberelico.
7. Aumenta el vigor y crecimiento de tallo y raíces, desde la germinación
hasta la emergencia de las plántulas; por su efecto como rizobacteria
promotora del crecimiento vegetal.
8. Incrementa las probabilidades de supervivencia de las plántulas.
En las plantas:
9. Genera un mecanismo de supresión de los insectos y enfermedades en
las plantas, porque inducir la resistencia sistémica de los cultivos a
enfermedades y plagas.
10. Consume los exudados de raíces, hojas, flores y frutos; evitando la
propagación de organismos patógenos y desarrollo de enfermedades.
11. Incrementa el crecimiento, calidad y productividad de los cultivos.
12. Promueven la floración, fructificación y maduración, por sus efectos
hormonales en zonas meristematicas.
13. Incrementa la capacidad fotosintética por medio de un mayor desarrollo
foliar.
En los suelos:
Los Efectos de los microorganismos en el suelo, están enmarcados en el
mejoramiento de las características físicas, químicas, biológicas y supresión de
enfermedades. Así pues entre sus efectos se pueden mencionar:
14. Efectos en las condiciones físicas del suelo : Acondicionar, mejora la
estructura y agregación de las partículas del suelo , reduce su
40
compactación, incrementa los espacios porosos y mejora la infiltración
del agua disminuyendo la frecuencia de riego, porque los suelos son
capaces de absorber 24 veces mas el agua, evitando la erosión por el
arrastre de las partículas.
15. Efectos en las condiciones químicas del suelo: Mejora la disponibilidad
de nutrientes en el suelo, solubilizándolos, separando las moléculas que
los mantienen fijos, dejando los elementos disgregados en forma simple
para facilitar su absorción por el sistema radicular.
16. Efecto en la microbiología del suelo: Suprime o controla las poblaciones
de microorganismos patógenos que se desarrollan en el suelo, por
competencia. Incrementa la biodiversidad microbiana, generando las
condiciones necesarias para que los microorganismos benéficos
prosperen.
Aplicaciones del EM
La aplicación pesquera: de acuerdo a estudios y experimentos según la EM
Research Organization (2007), el EM es extremadamente beneficioso para la
actividad pesquera. La comida de los peces se fermenta con EM antes de
alimentarlos. Una variedad de alimentos hechos con EM incluyen aquellos de
excrementos de animales, desechos sólidos con bokashi y alimento comercial.
Para fermentar el alimento se usa el mismo proceso que para hacer EM
Bokashi y alimento comercial. Para fermentar el alimento se usa el mismo
proceso que para hacer EM bokashi.
Avicultura: en aves de corral según la EM Research Organization (2007) los
alimentos se fermentan antes de suminístralos. Una variedad de comidas
hechas con EM Incluyen aquellas de excrementos de animales, desechos
sólidos con Bokashi y alimento comercial. La preparación es la misma que para
los peces también manifiestan que se puede agregar EM extendido al agua
potable en una proporción de 1:100.00
Producción de animales: según la EM Research Organization (2007) una
amplia variedad de alimentos incluyendo maíz ensilado, forraje y alimentos
41
comerciales se pueden fermentar con EM. También se puede agregar EM
Extendido al agua potable, diluido en una proporción de 1:500. Usar EM
también ayuda a reducir, en la carne y en la leche; los efectos secundarios
dañinos de las vacunas y otros medicamentos.
Tratamiento de agua contaminada: Normalmente, el agua contaminada incluye
niveles altos de BOD, COD, pH, E. coli y otros contaminantes. Antes de usar EM,
se recomienda evaluar las propiedades del agua. El propósito de reciclar también
debe determinarse, simplemente para eliminar olores desagradables, para uso en
agricultura, para drenaje, etc. Las propiedades del agua contaminada y el
propósito del reciclaje determinan el método de aplicación para EM.
EM para reciclar desechos sólidos (desechos de la ciudad, basura de
cocina)
Los desechos sólidos y la basura de cocina se pueden reciclar para hacer
fertilizante con EM. El método es el mismo cual se usa para EM-Compost. El
olor de los desechos se pude eliminar rápidamente. Generalmente el EM
convierte los desechos en productos inofensivos y útiles. Normalmente la
descomposición de los desechos tarda varios meses, con EM tarda únicamente
de 4 a 6 semanas.
EM en la vida diaria
EM puede usarse en nuestra vida diaria de diferentes maneras. Se puede
rociar en los servicios sanitarios para eliminar olores desagradables, en los
baños para protegerlos de hongos, en las cocinas para eliminar el olor de la
comida, en lavadoras como una alternativa para al detergente, en los closets
para proteger la ropa de los insectos, en los zapatos para eliminar el mal olor y
en el césped y jardines para cultivar flores, frutas y vegetales. Debido a esta
amplia variedad de aplicaciones de EM, es fácil que se extienda de hogar a
hogar o a otros vecinos, a otras ciudades y más.
Cuando esto sucede se esta creando una comunidad ideal para vivir en un
42
ambiente saludable. Se recomienda EM extendido y diluido en una proporción
1:500 o EM-1 diluido en una proporción de 5'000 para las aplicaciones
mencionadas.
Utilización de los EM
La Fundación Mokita Okada (2006) nos manifiesta que se debe seguir las
siguientes recomendaciones para poder utilizar el EM:
El EM se compone de seres vivos: no deberá ser utilizado de la misma
manera que los químicos y las agrotoxicos, pues esto tendera a reducir su
eficacia. Nunca debe ser diluido junto a las agortoxicos o fertilizantes. Debe
tenerse sumo cuidado en su manejo, para asegurar su fijación al suelo.
Pre-tratamiento del agua: en caso de tener que utilizar agua clorada, se debe
colocar dentro de un recipiente o tanque de captación y dejarla en reposo por
un periodo de 12 horas, de manera que el cloro se volatilice, y no interfiera con
el accionar de los microorganismos.
Tratamiento inicial antes de sembrar: en la preparación de la tierra para los
platines, se deberá utilizar EM bokashi para que se produzca la fermentación.
Antes de la siembra debe remojarse en EM diluido. Durante el periodo de
crecimiento del plantin EM diluido al regar.
Condiciones ideales de uso: los microorganismos son sensibles a las
sequias, por eso durante el verano, cuando el sol es mas fuerte, la aplicación
deberá ser hecha al atardecer, o en días nublados. Las condiciones ideales
para la aplicación se dan antes o después de las lluvias, cuando el suelo esta
húmedo.
Conservación del EM diluido (EMA): el uso del EM diluido es conveniente
hacerlo en un periodo máximo de tres días.
Cuidados al incorporar materiales porosos: los materiales porosos mejoran
el suelo física y químicamente, aumentan la capacidad de retención de
43
nutrientes y al mismo tiempo se vuelven albergan para los microorganismos.
Por esto la incorporación de cascara de arroz carbonizada, de cascara de arroz
semi carbonizada, etc. Es muy eficaz. La cantidad a incorporar deberá ser de
100 a 200 Kg. Por hectárea y la incorporación debe hacerse durante algunos
años.
Aplicaciones foliares: en caso de tener que aplicar EM5 a nivel foliar, se
deberá hacer la dilución con agua de buena calidad, hasta llegar a una dilución
con un pH en torno a los 6,5. Si este fuera mayor utilizar, por ejemplo, vinagre
para disminuir el pH.
Duración del EM (original): aproximadamente 6 meses a partir de la fecha de
envasado.
Conservación del EM: es conveniente almacenarlo en un lugar donde la
temperatura sea constante, en la que haya poca variación de temperatura entre
el día y la noche, y que sea fresco, oscuro y con poca luz. No es aconsejable
almacenar el EM en invernaderos porque durante el día habrá grandes
variación de temperatura. En el caso en que el EM presente mal olor, no
deberá ser utilizado. Podría haber variaciones en la coloración (color te mas
oscuro o mas claro) debido a la materia prima, no variando por ello la calidad
del producto.
2.8 Bocashi
El bocashi es un abono orgánico fermentado parcialmente estable, económico
y fácil preparación. (Octavio, 2006), a su vez Kamijo y Gómez, señalan que es
un abono orgánico fermentado, que consiste en una mezcla de las bacterias
EM, con granza de arroz, melaza, semolina, estiércol de ganado bovino y agua,
por su lado IICA, menciona que incorpora al suelo macro y micronutrientes
básicos para las plantas. Se da por un proceso de descomposición en
presencia del aire (aeróbico) y bajo condiciones controladas, obteniendo
resultados en el corto plazo.
44
Se trata de un biofertilizante de origen Japonés, del que deriva su nombre “boca-shi”, que significa fermentación. El cual en la antigüedad los japoneses
utilizaban sus propios excrementos para elaborarlo y abonar sus arrozales.
La dosis en terrenos con proceso de fertilización orgánica puede utilizarse 4
libras por metros cuadros de terreno. Se debe aplicar 15 días antes de
sembrar, al trasplante o cuando el cultivo este en el desarrollo; en terrenos
donde nunca se ha aplicado bocashi, las dosis serán mayores de diez libras
por metro cuadrado; para cultivos como, yuca, caña y otros será necesario
entre 15 y 25 días de la emergencia del cultivo en dosis de 2 libras por metro
cuadrado; en frutales, se aplica una libra por planta al momento de la siembra y
tres aplicaciones de 1 libra por año y en plantas de maceta un puñado. (Reyes
2006).
45
III. MATERIALES Y METODOS
3.1 Ubicación del Campo Experimental
El presente trabajo de investigación se realizó en el campo agrícola de “El
Olivar”, perteneciente al Programa de Investigación y Proyección Social de
Leguminosas de Grano y Oleaginosas de la Universidad Agraria La Molina,
ubicado en el Valle de Lurín, distrito de Pachacamac, provincia de Lima,
departamento de Lima.
El campo se encuentra ubicado entre las siguientes coordenadas geográficas:
Latitud:
12º16´37” L.S.
Longitud:
76º52´34” L.W.
Altitud:
78 m.s.n.m.
3.2 Historial del Campo
Los cultivos que se sembraron en los años anteriores precedentes al
experimento según los registros del campo de Fertilidad de Suelos fueron los
siguientes:
Campaña
Cultivos
2006
Frijol Canario
2007 - I
Frijol Castilla
2007 - II
Maíz Chala Forrajero
2008 – I
Frijol Castilla
3.3 Análisis Físico Químico del Suelo
Se tomaron varias muestras al azar a la profundidad de las raíces del cultivo
(aproximadamente 30 cm).
46
En el Cuadro N° 1 se presenta los resultados de análisis de caracterización en
el suelo así como los métodos en el Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas,
Aguas y Fertilizantes de la Universidad Nacional Agraria La Molina.
Se determino que la textura es franco arcilloso arenoso con una conductividad
eléctrica de 0.62 dS/m por lo tanto es considerado un suelo muy ligeramente
salino según las respuestas del cultivo. El contenido de materia orgánica en el
suelo es bajo (1.32%). La reacción del suelo es ligeramente alcalina (7.59) y
con un calcáreo total medio (0.0%). El fosforo disponible es alto (21.6ppm); el
nivel de potasio es alto (423 ppm); la capacidad de intercambio cationico se
encuentra en un nivel medio (16,00 me/100g). En este suelo el contenido de
magnesio y potasio son optimas pero en sodio muy bajo.
3.4 Observaciones Meteorológicas
En el Cuadro Nº 2 se muestra los datos meteorológicos de los meses de Junio
2008 hasta octubre 2008, obtenido del observatorio Meteorológico Punta Lobos
del distrito de Pucusana.
La temperatura máxima en promedio fue de 17,89 ºC y la temperatura mínima
promedio fue de 14.99 ºC y tuvo un promedio general de 15.87 ºC, lo cual no
es favorable al crecimiento de la planta según Chiappe (1981).
La humedad relativa promedio fue de 92.12% se debe tener en cuenta que la
alta humedad en el suelo y una alta humedad relativa inducen intumescencia
en el cultivo de frijol con follaje abundante y con vaina no expuestas
directamente al sol.
La presión en promedio fue de 1.057 bares y con dirección de viento promedio
de 179,24 km/hr.
47
Cuadro Nº 1: Análisis físico – químico del suelo proveniente del campo
experimental El Olivar – Pachacamac
Determinación
Valor
Calificación
Métodos de Análisis
Textura (%)
Arena (%)
50
Método de Bouyoucos
Limo (%)
26
Método de Bouyoucos
Arcilla (%)
24
Método de Bouyoucos
Clase textural
Franco Arcilloso
Triángulo textural
arenoso
CE (dS/m)
0.62
Muy ligeramente
salino
pH
7.59
Ligeramente
Lectura extracto relación sueloagua.1 : 1
Potenciómetro 1:1 suelo-agua
alcalino
CaCO3 (%)
0.00
Medio
Gas volumétrico
Materia Orgánica (%)
1.32
Bajo
Walkley y Black
P disponible ppm
21.6
Alto
Olsen modificado
K disponible ppm
423
Alto
Extracto Acetato de Amonio
1N/pH=7
CIC meq/100g
16.00
Alta
Ca++
10.65
Cmol(+)/kg
Acetato de amonio 1N pH=7.0
Espectro fotómetro de absorción
atómica
Mg++
3.60
Cmol(+)/kg
Espectro fotómetro de absorción
atómica
K+
0.90
Cmol(+)/kg
Espectro fotómetro de absorción
atómica
Na+
0.85
Cmol(+)/kg
Espectro fotómetro de absorción
atómica
Al+3 +
H+
Ca++/
Mg++
2.9
Optima
Relaciones Cationicas
Ca++/
K+
11.8
Optima
Relaciones Cationicas
Mg++/
K+
K+
Relaciones Cationicas
0.00
Cmol(+)/kg
Espectro fotómetro de absorción
atómica
K+/
Na+
Hipo
4
1.05
Hipo Na+
Relaciones Cationicas
Suma de Cationes
16.00
Cmol(+)/kg
Relaciones Cationicas
Suma de Bases
16.00
Cmol(+)/kg
Relaciones Cationicas
Saturación de
Bases (%)
Relaciones Cationicas
100
alto
FUENTE: Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes.
UNALM. Lima.
48
Cuadro Nº 2: Condiciones climatológicas registradas en
Pucusana en el
el distrito de
periodo del ensayo de frijol Canario
Centenario (Jun-oct 2008)
Mes
Tº
Tº
Tº
HR
Presión
Veloc.
Dirección
Prom
Max
Min
Prom
(bar)
Viento
de Viento
ºC
ºC
ºC
(%)
(km/hr
(km/hr)
)
Jun.
16,10
17,05
15,40
92,59
999,65
2,34
180,83
Jul.
16,77
17,89
16,00
84,23
1.290,64
3,09
131,03
Ago.
15,90
16,89
15,12
93,44
999,53
10,34
131,39
Set.
15,41
16,08
14,99
93,44
999,87
2,34
211,47
Oct.
15,18
15,27
15,09
96,92
1.000,11
1,76
241,50
Prom.
15,87
16,64
15,32
92,12
1.057,96
3,97
179,24
FUENTE: Estación Meteorológica “Punta Lobos” (Pucusana) – SENAHMI.
49
3.5 Material Biológico en Estudio
3.5.1 Frijol Canario Centenario
El frijol canario Centenario proviene de la selección de líneas que en 1996
fueron entregadas por la Estación experimental ¨Los Pobres de Ica¨ al
Programa de Investigación y Proyecto Social de Leguminosas de Grano y
Oleaginosas de la UNALM. Esta nueva variedad se caracteriza por ser una
leguminosa muy productiva (rinde hasta 3000 kg/ha en la costa y 2000 Kg/ha
en la sierra baja) además de adaptarse a climas templados y su resistencia a
ciertos virus royas y oídium.
Cuadro N° 3: Características de Frijol Canario Centenario
Habito de crecimiento
Arbustiva (tipo I)
Altura de planta
60 cm
Numero d Vainas / Planta
15 – 30
Numero de granos por vaina 5
Color de grano
Amarillo intenso brilloso
Tamaño de grano
Mediano
Forma de grano
Ovoide truncado
Peso de 100 granos
55.5 gr
Periodo vegetativo
110 días
Rendimiento (kg/ha)
Costa : 2,500 – 3,000
Sierra (Valles interandinos): 2,000
3.5.2 Inoculantes de Rhizobium
La cepa E-10 (cepa 1) y la E-14 (cepa 2) de Rhizobium utilizadas en el
presente ensayo provienen del Laboratorio de Ecología, Microbiología y
Biotecnología ¨Marino Tabusso¨ de la UNALM y fueron aislados de los nódulos
presentes en las plantas de frijol canario variedad Centenario procedentes del
50
campo experimental del PLGO de la UNALM.
Las características principales de estas cepas son: bacterias Gram (-); crecen
bien en LMA (Levadura Manitol Agar) y en 48 horas están formando colonias.
El color característico de estas colonias es que son cremosas, elásticas con
bastante producción de mucosidad luego de las 27 horas de incubación.
Cuadro N° 4. Datos obtenidos a nivel del laboratorio de cepas de
Rhizobium aislados de tres variedades de frijol común
(Phaselus vulgaris L.)
Cepa
N° de
Nódulos
Peso seco de
parte aérea
(g)
pH
crecimiento
T° de
Crecimiento
°C
E-10
E-14
4 – 8.8
4 – 8.8
28 – 37
28 - 37
4 – 8.8
4 – 8.8
28 – 37
28 - 37
Fuente: Laboratorio de Ecología y Microbiología ¨Marino Tabuso¨ de la UNALM
3.5.3 Microorganismos Efectivos
El
EM
proporcionado
por
el
Dr.
Manuel
Fukushima;
debidamente
acondicionado para su uso fue aplicado en tres oportunidades, la primera se
aplicó al suelo, la segunda aplicación de fue foliar a la prefloración y la tercera
aplicación se aplico a la floración las tres aplicaciones al 1% (20 ml/2lt por
parcela) con 1.56 cc/ha.
Cuadro N° 5. Composición del EM contiene el mínimo de los siguientes
microorganismos en miles de U.F.C/ml en solución acuosa.
Constituyentes
Concentración
(miles de U.F.C/ml)
Bacterias Lácticas
1 x 104
Bacterias Fototrópicas
1 x 106
Levaduras
1 x 103
Fuente: AGEARTH
51
3.5.4 Bocashi
Es un producto hecho de materia seca como el arroz o salvado de trigo, heno,
aserrín, hojas, etc., y fermentada con microorganismos efectivos, melaza y
agua.
Proporcionado
por
el
Dr.
Manuel
Fukushima;
debidamente
acondicionado para su uso fue aplicado una sola vez en el momento de la
siembra en una proporción de 10 g/golpe.
3.6 Tratamientos en Estudio
En el estudio se evaluaron el comportamiento de dos cepas de Rhizobium sp.
inoculadas a la semilla. La aplicación de microorganismos efectivos al suelo y
en forma foliar en dos etapas de frijol Canario Centenario a la prefloración y la
floración en concentraciones 1% (20ml/2lt por parcela). Así como también se
aplica concentraciones de bocashi, nitrógeno, una dosis de abonamiento de
NPK y el testigo. En el Cuadro N°5 se aprecian los tratamientos en estudio.
Cuadro N° 6: Distribución de los tratamientos evaluados en el
experimento
CLAVE
DESCRIPCION
UNIDADES
T1
Bocashi (50 g/golpe)
2.6 t/ha
T2
N-P-K
T3
Cepa E - 10 a la Siembra
40 cc / ha
T4
Cepa E - 14 a la Siembra
40 cc / ha
T5
EM aplicado a la semilla 1% (20ml / parcela )
2 lt / ha
T6
EM aplicación foliar a la prefloración 1%
2 lt / ha
80 – 80 – 60
(20ml/2lt por parcela)
T7
EM aplicado a la floración 1% (20ml/2lt por
2 lt / ha
parcela)
T8
N+
T9
Testigo
80 kg/ha
-------
52
Descripción de los Tratamientos
T1: Bocashi se aplicó en forma manual, al momento de la siembra en una
proporción de 50 gramos por golpe, a un costado del golpe con la ayuda de
una lampa.
T2: El NPK se aplicó en forma manual con ayuda de una lampa, el nitrógeno
(urea) la mitad a la siembra a una dosis de 222.6 gramos por parcela y la otra
mitad al momento del aporque, mientras que el fosforo 426.67 gramos
(Nitrophos) y el potasio (Cloruro de Potasio) se aplicó todo al momento de la
siembra a una dosis de 128 gramos por parcela.
T3: La cepa 1(E-10) se inoculó momentos antes de la siembra, se mezclo el
rhizobium (108 células por 40 ml) con la semilla utilizando como sustrato tierra
del suelo experimental (100 g de suelo).
T4: La cepa 2 (E-14) se inoculó momentos antes de la siembra, se mezclo el
Rhizobium (108 células por 40 ml) con la semilla utilizando como sustrato tierra
del suelo experimental (100 g de suelo).
T5: Se aplicó EM a la semilla en el momento de la siembra a una dosis de 20
ml por parcela.
T6: Se aplicó EM en la etapa de prefloración a una dosis de 20 ml por 2 litros
de agua por parcela.
T7: Se aplicó EM en la etapa de floración a una dosis de 20 ml por 2 litros de
agua por parcela.
T8: El nitrógeno se aplicó al momento de la siembra en una dosis de 80 kg/ha y
la otra mitad se aplicara en el momento del aporque.
T9: En el testigo no se aplicó ningún tipo de tratamiento.
53
3.7 Diseño Experimental
El experimento se instaló de acuerdo al Diseño de Bloques Completos al Azar
con 9 tratamientos y 4 repeticiones el diseño es el siguiente:
Yij = µ + tj + βj + εij
Donde:
Yij : Valor observado al finalizar el experimento de la unidad experimental
que recibió el i-ésimo tratamiento en el j-ésimo bloque
µ : Media general
ti : Efecto del i-ésimo tratamiento
βj : Efecto del j-ésimo bloque
εij : Efecto aleatorio del error
3.7.1 Características del Campo Experimental
Nº de parcelas
: 36
Nº de bloques
: 4
Nº de parcelas por bloque
: 9
Área total del experimento
: 460.8 m2
Distanciamiento entre surcos
: 0.80 m
Distanciamiento entre golpes
: 0.25 m
Longitud de surco
: 4m
Número de surcos
: 4
Nº de golpes por surco
: 17
Nº de repeticiones
: 4
Nº de semillas por golpe
: 4
Distancia entre calles
: 0.5 m
Área de la parcela
: 12.8 m2
54
Randonizacion de los tratamientos en el campo experimental
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
101
102
103
104
105
106
107
108
109
T7
T5
T9
T2
T8
T3
T1
T4
T6
201
202
203
204
205
206
207
208
209
T9
T4
T1
T7
T5
T6
T2
T8
T5
301
302
203
304
305
306
307
308
309
T7
T3
T8
T2
T5
T1
T9
T4
T6
401
402
403
404
405
406
407
408
409
3.8 Metodología
El experimento se llevo a cabo en terreno preparado con labranza comercial y
bajo riego por gravedad. La delimitan las parcelas experimentales para los 9
tratamientos y cuatro repeticiones. La semilla fue seleccionada y contabilizada
para cada tratamiento, las cepas de Rhizobium sp. fueron multiplicadas.
Asimismo se adquirió los microorganismos efectivos.
Para la evaluación de la nodulación se muestréo 4 plantas competitivas por
parcela, empleándose una lampa para limpiar el contorno del pie de la planta y
luego se extrajo cuidadosamente el sistema radicular. Se sacudió levemente
para caer la tierra atrapada, luego se deposito en una superficie plana sobre un
mantel blanco; seguidamente, se procedió al conteo y medición de los nódulos
en toda la raíz.
La siembra se realizó el 03 de julio del 2008 de acuerdo a las recomendaciones
del Programa de Leguminosas de Grano y Oleaginosas para este tipo de
experimentos.
55
Se evaluó el rendimiento de grano de los tratamientos en estudio así como sus
componentes de rendimiento y los caracteres agronómicos en las mismas 10
plantas tomadas al azar en cada parcela útil las cuales fueron etiquetadas
durante la fase de campo y en la fase de laboratorio basándose en un testigo
(Camarena, et al 1995). En este trabajo de investigación se siguió la
metodología sugerida por el Centro Internacional de Agricultura Tropical (1994)
y de acuerdo a las recomendaciones del Programa de Leguminosas de Grano
y Oleaginosas (1994).
3.9 Conducción del Experimento
3.9.1 Preparación del Terreno
Se procedió al riego de machaco días antes de la siembra, luego se realizó
aradura a tracción mecánica a una profundidad adecuada, paso de rastras y
despajo, nivelado y surcado a 0.8 m de distancia entre surcos. Luego se
procedió al marcado de los bloques, calles y parcelas utilizando para ello una
wincha, cordel, estacas y cal.
3.9.2 Preparación de insumos
Se realizó la selección de la semilla por su pureza y sanidad luego conteo del
número de semillas para cada tratamiento y ubicación de la misma en sobre de
mercado para cada parcela según la randomización del experimento. El
compost fue sometido a un lavado con la finalidad de eliminar las sales que
contenían.
3.9.3 Inoculación de Semillas
Horas antes de la siembra en el terreno experimental se contó con las cepas
de Rhizobium sp. provenientes del Laboratorio de Ecología Microbiana y
Biotecnología “Marino Tabusso” de la UNALM luego se realizó el cálculo de la
semilla, a utilizar por cada tratamiento donde se iba a emplear las cepas de
56
Rhizobium sp. el procedimiento que se utilizó fue preparar en una bolsa medio
kilogramo de sustrato de tierra sacando las impurezas existentes luego aplico
el inoculante precediendo a echar un poco de agua hasta formar una pasta
seguidamente se agregó la semilla revolviendo todo para que la pasta se
adhiera en forma uniforme a todas las semillas después se dejo orear por 15
minutos a la sombra quedando lista para sembrarlo.
3.9.4 Siembra
Se distribuyó las bolsas conteniendo las semillas según la randomización
indicada. La siembra fue hecha el 03 de Julio del 2008 con ayuda de una
lampa, depositando en una sola costilla del surco (hilera simple) 4 semillas por
golpe en un área de 0.32 m2 haciendo una población de 125000 plantas por
hectárea.
3.9.5 Resiembra
Se realizó a los 12 días después de la siembra para corregir las fallas de la
siembra y así uniformizar el campo de cultivo.
3.9.6 Deshaije
Esta labor se realizó as los 24 días después de la siembra y se dejó cuatro
plantas haciendo una población de 212,500 plantas por hectárea.
3.9.7 Riego
El riego fue por gravedad y se aplicaron de acuerdo a la necesidad del cultivo,
las condiciones meteorológicas y el suelo.
3.9.8 Control de Malezas
Las malezas fueron controladas en forma manual y con la ayuda de una lampa
de acuerdo al desarrollo de las malezas.
57
3.9.9 Fertilización
La fertilización se realizó de la siguiente manera: el NPK se aplico de forma
manual con ayuda de una lampa, el nitrógeno (Urea) la mitad a la siembra a
una dosis de 222.6 gramos por una parcela y la otra mitad al momento del
aporque, mientras que el fosforo 426.67 gramos (Nitrophos) y el potasio
(cloruro de potasio) se aplicara todo al momento de la siembra una dosis de
128 gramos por parcela.
3.9.10 Control fitosanitario
El control se realizó en función a la presencia de las plagas que afectaron al
cultivo;
para el control de “mosca blanca” (Bemisia tabacci), “pulgones” o
“afidos” (Aphis gossypii) y “cigarrita” (Empoasca kraemeri) se colocaron
trampas amarillas (40 x 50 cm aproximadamente) untado con aceite multigrado
en forma homogénea en ambas caras se usa el color amarillo como atrayente.
También se pusieron trampas de melaza en una proporción de un litro por tres
litros de agua depositados en pequeños embases y distribuidos en el campo
principalmente para el control de “polillas” y para el control del perforador de
brotes de frijol (Epinotia aporema) se aplicó Lannate de acuerdo al grado de
ataque de la plaga.
3.9.11 Cosecha
La cosecha se efectuó de acuerdo a la madurez de cosecha, a los 140 días
después de la siembra, se realizó en forma manual extrayendo al azar 10
plantas de los surcos centrales para su posterior evaluación y de igual manera
se procedió con el resto de las plantas.
El material cosechado e identificado se trasladó al programa de leguminosas
para su secado al aire libre y cubierto con malla para protegerlo de las aves,
luego se realizó la trilla en forma manual y registrando los datos requeridos.
58
3.10 Parámetros evaluados en el experimento
3.10.1 Rendimiento y los componentes de rendimiento
Para la evaluación de los componentes de rendimiento se utilizo 10 plantas de
cada tratamiento siendo las mismas para cada variable.
Rendimiento de grano seco (kg/ha)
Se obtuvo el peso de todas las semillas secas tomadas de las vainas maduras
cosechadas de las plantas por tratamiento. Se registraron los promedios de las
tres repeticiones y luego se expreso en kilogramos por hectárea.
Número de vainas por planta
Se contó el número de vainas cosechadas por planta, tomando al azar 10
plantas de cada tratamiento y de cada bloque.
Número de granos por vaina
Se contabilizo el número de granos por vaina, para lo cual se tomo una
muestra representativa de 20 vainas de cada tratamiento y cada bloque.
Número de lóculos por vaina
Se registró el número de lóculos por vaina de 10 vainas tomadas al azar y se
obtuvo el promedio de las cuatro repeticiones.
Peso de 100 semillas (g)
Se obtuvo el peso de las semillas en granos de un promedio de 100 semillas
tomadas de vainas maduras escogidas al azar y se registro el promedio de las
cuatro repeticiones.
59
Índice de Cosecha (%)
Es un indicador de la eficiencia de una variedad desde el punto de rendimiento.
es decir, si el interés es la semilla, las plantas que acumulen mayor cantidad de
materia seca en la semilla, en relación al total de las estructuras de la planta
(biomasa), serán mas eficientes. Se determino con los datos del peso total de
las pantas, y el peso seco de grano de 10 plantas competitivas.
% IC= Peso seco del grano x 100
* Peso seco total
*= Incluye tallos, racimos, vainas, granos y hojas secas.
Altura de planta (cm)
Se evaluó la longitud desde el ápice de la planta hasta la superficie del suelo
de 10 plantas tomadas al azar por parcela al momento de la cosecha.
Número de vainas por planta
Se contabilizó el número de vainas de 10 plantas de cada parcela tomadas al
azar. Se registró el promedio de las 4 repeticiones.
3.10.2 Parámetros de nodulación.
Nodulación:
Para la evaluación de la nodulación se tomaron cuatro plantas al azar de cada
parcela, en los que se evaluó lo siguiente:
a) Número total de nódulos:
Se contabilizó el número total de nódulos en las raíces de cuatro plantas
extraídas al azar de cada tratamiento y de cada bloque. Se registró el promedio
de los cuatro bloques.
60
b) Posición de los nódulos:
Se determinó el número de nódulos ubicados tanto en la raíz principal como en
las raíces secundarias para la cual se tomaron dos plantas al azar de cada
parcela de tratamiento y de cada bloque.
c) Tamaño de los nódulos:
Según Matos (1993) y las recomendaciones del Programa de Leguminosas de
Grano y Oleaginosas de la UNALM el tamaño de los nódulos está determinado
por la siguiente escala:
Nódulos Pequeños
Menores de 2 mm.
Nódulos Medianos
2 a 4 mm.
Nódulos Grandes
Mayores de 4mm.
d) Forma de Nódulos
Se utilizó dos categorías: redonda y alargada, los que correspondieron a
nódulos determinados e indeterminados, respectivamente.
e) Color interno del nódulo
Se tomó al azar dos nódulos con tamaño predominante y se cortó por la mitad,
el color interno registrado fue según las cuatro categorías utilizadas (1: rosado
– rojo, 2: verde, 3: verde – marrón, 4: marrón). Se utilizó las 2 plantas
recolectadas.
61
3.11 Análisis Estadístico
Cuadro N° 7: Análisis de varianza del diseño estadístico utilizado en el
experimento
Fuente de
Grados de
Suma de
Variación
Libertad
Cuadrados Medios
Bloques
r-1
Cuadrados
F
Calculado
SC
SC Bloques
CM
Bloques
(r-1)
Bloques
CM Error
Tratamiento
k-1
SC Tratam.
SC Tratam.
SM
(k-1)
Tratam.
CM Error
Error
(r-1)(k-1)
SC Error
SC Error
--
(r-1)(k-1)
Total
Kr-1
SC Total
--
--
La prueba de comparación que se realizó entre los promedios de los
tratamientos fue la de Duncan o Prueba de comparaciones múltiples.
62
IV.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Rendimiento y Componentes de Rendimiento
4.1.2 Rendimiento de Grano Seco (kg/ha)
El rendimiento en grano seco es el carácter agronómico que ayuda a
determinar la rentabilidad del cultivo y hace de la variedad
una buena
alternativa para el agricultor, que actualmente busca altos rendimientos con el
creciente énfasis en la calidad. Ramírez (2008).
En el Cuadro Nº 8 se muestran los resultados promedios de rendimiento de
grano seco obtenido para cada tratamiento observándose una variación entre
1920 a 2837 kg/ha y el promedio general fue 2461 kg/ha.
Al realizar los análisis de variancia con los resultados de campo obtenidos se
encontró un coeficiente de variabilidad de 38 % por lo cual fue necesario
efectuar el análisis de covariancia entre el rendimiento de grano y el número de
plantas por parcela y este análisis se aprecia en el Cuadro N°12.
En el Cuadro Nº 9 se presenta el análisis de varianza con los datos ajustados
para esta variable y se encontró alta significación estadística para la fuente de
variabilidad de tratamientos, es decir, que por lo menos un tratamiento
sobresalió con respecto al otro. Así mismo no se encontró diferencias
significativas entre los bloques lo cual indica que el suelo donde se desarrolló el
experimento muestra homogeneidad entre las repeticiones consideradas.
También se observa que el coeficiente de variabilidad para esta variable fue
10.56% y se encuentra en el intervalo permitido para este tipo de trabajo,
según Calzada (1982).
En el Cuadro Nº 8 se muestra la prueba de comparación de Duncan al 5 % de
probabilidad se encuentra que no existen diferencias significativas entre los
tratamientos 4 (Cepa E - 14), 3 (Cepa E - 10); 2 (NPK a la Siembra); 5 (EM a la
63
Siembra); 8 (N+) y 1 (Bocashi) con rendimientos de 2836.5; 2619; 2607.5;
2538; 2514; 2468 kg/ha respectivamente y en el otro grupo se encuentra los
tratamientos 3 (Cepa E - 10); 2 (NPK a la Siembra); 5 (EM a la Siembra); 8 (N+)
y 1 (Bocashi); 6 (EM a la Prefloración); 7 (EM a la Floración) con rendimientos
de 2836.5; 2619; 2607.5; 2538; 2514; 2468; 2360; 2287 kg/ha respectivamente
y en otro grupo el tratamiento 7 (EM a la Floración) con 2513 kg/ha y 9
(Testigo) que registró 1920 kg/ha. El mayor valor de rendimiento lo registró el
tratamiento 4 (Cepa E - 14) y el menor valor lo obtuvo el tratamiento 9 (Testigo)
que registro 1920 kg/ha.
Con la aplicación de los tratamientos en estudio el promedio general en
rendimiento de grano seco fue de
2461 kg/ha encontrándose para otras
variedades de Frijol Canario rendimientos bajos para Canario 2000 por
Jaramillo (1992) quien obtiene un valor de 1396 kg/ha, mientras que Valladolid
(1993) para la misma variedad obtuvo 1737 kg/ha, Flores (2002) obtuvo 2027
kg/ha que el Canario 2000. Mientras que Canchari (2005) obtuvo un valor de
1236.5 kg/ha para el Canario CIFAC 92008; Ramírez (2008) registro un
promedio de 1507 kg/ha donde el mayor valor lo registró la variedad
CanarioxC2000 RC1F8-12 con 1849 kg/ha y finalmente Gutiérrez (2008) obtuvo
un promedio de 1918.7 kg/ha para la Línea PLGO 6 con 1918.7 kg/ha. Estas
diferencias de rendimientos encontrados para las investigaciones de frijol
canario
podrían deberse a las cepas de Rhizobium sp., microorganismos
eficientes y al bocashi aplicados en las parcelas experimentales; lo cual
permitió obtener mejores resultados. Los factores abióticos como la sequía
puede ser responsable de la pérdida de la producción son de más de 30%
según su severidad, siendo la floración y fructificación las etapas de desarrollo
más vulnerable para el frijol lo cual coincide con lo mencionado por Chiappe
(1981) y Singh (1995).
Los altos rendimientos registrados se pueden deber a las condiciones
favorables de temperatura durante el desarrollo del cultivo, que en promedio
esta cercano a los 20° C que faciliten la fructificación lo cual coincide con
Flores (2002) y Gutierrez (2008). Asimismo, la temperatura promedio fue 15.87
°C durante el ensayo y la humedad relativa cercano al valor óptimo según
64
señala Chiappe (1981).
El tratamiento 4 (Cepa E - 14) muestra el mayor rendimiento esto podría
deberse a su índice de cosecha de 58.30%, peso de 100 semillas con 46.17 g,
altura de planta de 41.48 cm y 21 número de vainas; es decir, estos caracteres
influyen en la buena respuesta del cultivar Canario Centenario para expresar
un mayor rendimiento de grano.
La inoculación de cepas E-10 y E-14 de Rhizobium sp. aplicado a la semilla
antes de la siembra obtienen similar respuesta en rendimiento comparados con
frijol Molinero PLVI/1-3 de Villanueva (2009) quien aplico las mismas cepas
donde se observa para la cepa E-10 y E-14 promedios de 2906 y 2857 kg/ha
respectivamente pero; siendo esta variedad indeterminada podría afirmarse
que se obtuvo mejor resultado en el Canario Centenario por ser determinada.
Esto reafirma la importancia de la simbiosis con Rhizobium sp. que manifiestan
Meneses et al. (1996) para mejorar el rendimiento del cultivo de frijol.
Para el rendimiento en los microorganismos eficientes la inoculación a la
semilla fue la que destaco de la misma forma Solórzano (2007) obtiene 901
kg/ha en Frijol Canario Centenario en semilla tratada con EM al 1% siendo el
mayor valor entre los tratamientos de EM. Estos rendimientos podrían deberse
al mayor número de granos por vaina y nódulos nativos eficientes para la
fijación de bacterias para aumentar el rendimiento del cultivo de frijol.
El tratamiento con bocashi registro una buena respuesta en el rendimiento
alcanzando 2468.1 kg/ha esto podría deberse por su índice de cosecha 59.46
%, 27 vainas por planta y al peso de cien semillas 49.35 g.
En el testigo (T9) se encontraron nódulos de rhizobium sp. nativo en la parcela,
se podría especular que al presentar nódulos nativos este tratamiento
superaría a los demás tratamientos; sin embargo, los resultados muestran lo
contrario, no han sido satisfactorias como para incrementar el rendimiento de
grano seco (Villanueva 2009; Canchari 2005; Meneses et al., 1996 ).
65
4.1.2 Índice de Cosecha (%)
En el Cuadro Nº 8 se observan los promedios del índice de cosecha y los
resultados varían entre 59.68 % a 48.08 % y el mayor valor se registró bajo
condiciones del tratamiento 2 (NPK) y el menor índice de cosecha en el
tratamiento 9 (Testigo) siendo el promedio general 55.53 %.
Los valores son similares a los obtenidos por Canchari (2005) y mayores a
los obtenidos por Ramírez (2008), Gutiérrez
(2008) y Nicho (2008)
probablemente por haber obtenido menor número de vainas por planta.
El análisis de variancia presentado en el Cuadro Nº 9 índica que no existen
diferencias significativas para bloques y tratamientos estudiados. El coeficiente
de variabilidad de 12.07 % es aceptable según Calzada (1982).
La prueba de Duncan como se muestra en el Cuadro Nº 8 con un nivel de
significación de 0.05 índica lo siguiente. El tratamiento 2 (NPK) con 59.68 %
seguido de los tratamientos 1 (Bocashi); 4 (Cepa E - 14); 3 (Cepa E - 10); 8
(N+); 6 (EM a la Prefloración); 5 (EM a la Siembra) y 7 (EM a la Floración) con
valores de 59.46, 58.82, 58.30, 55.96, 53.56, 53.36, 52.48 % de índice de
cosecha respectivamente, entre estos tratamientos no se encuentra diferencias
estadísticas significativas y el menor índice de cosecha fue el tratamiento 9
(Testigo) con 48.08 %.
Para esta característica se puede mencionar que el tratamiento 2 (NPK)
destaco con 59.68 % del total de su biomasa en la formación de granos. Esto
podría deberse al mayor número de lóculos presentes en la vaina, al mayor
número de vainas por planta, al peso de cien semillas que es el segundo valor
más alto en esta variable y también relacionarse con los factores genéticos y al
ambiente donde se desarrolla el experimento, que influye en la planta es decir
la variedad de frijol, para la formación de las partes vegetativas, reproductivas y
finalmente el grano cosechado.
El índice de cosecha es un indicativo de la eficiencia fisiológica de la planta, en
66
convertir la biomasa en producto de interés económico grano para el caso de
de frijol; siendo más eficientes aquellos genotipos que obtienen un valor por
encima del 50%. No obstante, Lapeyre (1999) en un estudio de correlación de
componentes de rendimiento, reporta que los días a la madurez e índice de
cosecha están asociados con el rendimiento de grano seco.
4.2 Componentes de Rendimiento
4.2.1 Altura de Planta (cm)
En el Cuadro Nº 8 se presentan los promedios para el carácter altura de planta
que varió entre 44.48 y 36.05 centímetros destacando el tratamiento 7 (EM a la
floración) con el mayor valor y el tratamiento T1 (Bocashi a la siembra) con el
menor porte de planta. La altura promedio fue de 40.33 cm y con un coeficiente
de variabilidad de 13.84 porciento, lo cual nos da confiabilidad de los resultados
obtenidos en este tipo de experimentos de campo, según lo expresa Calzada
(1982).
En el análisis de varianza, como se muestra en el Cuadro 9, no se encontró
diferencias significativas entre los bloques y la fuente de tratamientos, es decir,
que las variaciones en el terreno donde se desarrolló el experimento fueron
mínimas. Así mismo no hubo diferencias en el comportamiento promedio de los
tratamientos para esta variable.
La prueba de Duncan como se observa en el Cuadro 8, nos indica que no
existen diferencias significativas entre los tratamientos evaluados siendo el
valor máximo en el tratamiento 7 (EM a la floración) que alcanzó una altura de
planta de 44.48 cm, mientras que el mínimo se presenta bajo las condiciones
del tratamiento 1 (Bocashi a la siembra) con un valor de 36.06 cm de altura de
planta, superando el primero respecto al último en un 19.03%.
Cabe mencionar, que los microorganismos efectivos, las cepas de Rhizobium
sp, el Bocashi y los tratamientos con fertilización nitrogenada y NPK fueron
estadísticamente similares en altura de planta que obtuvo el testigo; no
67
obstante, el tratamiento 7 (EM a la Floración) con 44.47 cm destaca entre estos
resultados no coincidiendo con los resultados comparados con Solórzano
(2007) cuyo valor promedio fue 26.6 cm. Es decir los tratamientos y el ambiente
en que se desarrollo el experimento no influenciaron en este carácter lo que
limitaría el desarrollo radicular y esto afecta indirectamente el desarrollo aéreo
de la arquitectura de la planta de frijol.
4.2.2 Número de Vainas por Planta
En el Cuadro Nº 8 se observa que el número de vainas por planta variaron
entre 26.70 y 18.10 vainas por planta, siendo el menor valor el tratamiento 2
(NPK a la Siembra) y el mayor valor lo alcanzó el tratamiento 1 (Bocashi a la
Siembra) y el promedio general fue 20.46 vainas por planta.
Según el análisis de variancia, que se observa en el Cuadro Nº 9, muestra
diferencias altamente significativas
para la fuente de variabilidad de
tratamientos, mientras que para los bloques no muestra significación
estadística y el coeficiente de variabilidad fue 11.41%, el cual se ubica dentro
de los rangos establecidos para los trabajos de campo, según Calzada (1982).
Según la prueba de Duncan
(Cuadro Nº 8), indica que el tratamiento 1
(Bocashi a la siembra) alcanzó un promedio de 26.70 vainas por planta esto
podría deberse a la retención de humedad en época de floración que ayudo a
tener más vainas; siendo las demás similares entre si estadísticamente y el
mínimo valor presenta el tratamiento 2 (NPK a la Siembra) que alcanzó un
promedio de 18.10 vainas llenas por planta, superando el primero respecto al
último en un 39.64%.
El número de vainas por planta es una variable muy importante y tiene
asociación directa con el rendimiento. Los valores mayores respecto al mínimo
para esta característica se observaron bajo las condiciones del tratamiento 1
(Bocashi a la Siembra); 4 (Cepa E - 14 a la siembra); 8 (N+); 6 (EM a la
Prefloración); 9 (Testigo); 5 (EM a la Siembra); 3(Cepa E - 10 a la Siembra); 7
(EM a la Floracion) y el tratamiento 2 (NPK), con incrementos de 26.37%,
68
26.35%, 29.26%, 30.41%, 32.81%, 36.02% ; 37.78%; 39.6%.
En general es importante señalar que en esta variable se observa una
tendencia a mayor número de vainas con la aplicación de Rhizobium sp. y
Microorganismos efectivos (EM), destacando la aplicación de Bocashi a la
semilla con 27 vainas por planta esto podría deberse a la eficiencia del índice
de cosecha que indica mas granos que planta.
4.2.3 Número de Granos por Vaina
En el Cuadro Nº 8, se observan los promedios del número de granos por vaina.
El promedio general fue de 3.96 granos/vaina siendo similar a lo observado por
Flores (2002), Canchari (2005) y Ramírez (2008) quienes tuvieron valores de
3.63, 3.76, 4.8 granos/vaina respectivamente.
El Cuadro Nº 9 de análisis de varianza nos muestra que no existen diferencias
significativas entre los tratamientos ni para los bloques; por lo que se puede
afirmar que en esta variable no hubo respuesta a los tratamientos.
El coeficiente de variabilidad en esta variable fue de 5.15%,
que es muy
aceptable para este tipo de experimentos de campo, según Calzada (1982).
La prueba de comparación de Duncan como se muestra en el Cuadro Nº 8
indica que no existen diferencias significativas entre
tratamientos. El
tratamiento con mayor número de granos por vaina fue el tratamiento 2 (NPK a
la Siembra) con 4.09 granos/vaina, seguido de los tratamientos 4 (Cepa E - 14
a la Siembra); 9 (Testigo); 5 (EM a la Siembra); 6 (EM a la Prefloración); 7 (EM
a la Floración); 1 (Bocashi a la Siembra);8 (N+);3 (Cepa01 a la Siembra) con
4.09,
4.04,
4.04,
4.0,
3.96,
3.95,
3.90,
3.83,
3.80.
granos/vaina,
respectivamente y con los cuales no muestra diferencias.
La tendencia al menor número de granos por vaina se obtuvo con el
tratamiento 3 (Cepa E - 10 a la Siembra) con 3.80 granos/vaina, seguido de los
tratamientos 8 (N+); 1 (Bocashi a la Siembra); 7 (EM a la Floracion); 6 (EM a la
69
Prefloracion); 5 (EM a la Siembra); 9 (Testigo); 4 (Cepa E - 14 a la Siembra) y 2
(NPK a la Siembra) con 3.83, 3.90, 3.95, 3.96, 4.0, 4.04, 4.04, 4.09
granos/vaina respectivamente y con los cuales no muestra diferencias
significativas entre ellos.
El número de granos por vaina es el componente que conserva estabilidad y es
poco influenciado por los factores externos, por lo que no se nota una
tendencia definida en el experimento lo cual concuerda con Falcón (2001) y
López (1986).
4.2.4 Número de Lóculos por Vaina
Según el Cuadro Nº 9 el análisis de varianza no muestra significación para
bloques ni para tratamientos; por lo que se puede afirmar que en esta variable
no hubo respuesta a los tratamientos establecidos. Además el coeficiente de
variabilidad fue de 5.69 % que es un valor aceptable para los experimentos de
campo, según Calzada (1982).
Sin embargo, la prueba de comparación de Duncan visto en el Cuadro Nº 8,
indica que; tampoco existen diferencias entre los tratamientos. El tratamiento
con mayor número de lóculos por vaina fue tratamiento 2 (NPK a la siembra)
con 4.26 lóculos por vaina, seguido de los tratamientos 4 (Cepa E - 14 a la
Siembra); 9 (Testigo); 6 (EM a la prefloración); 5(EM a la Siembra); 7 (EM a la
Floración); 8 (N+); 1 (Bocashi a la Siembra); 3 (Cepa 01 a la Siembra) con
valores de 4.18, 4.13, 4.11, 4.10, 4.10, 4.06, 3.99, 3.94 lóculos/vaina
respectivamente.
Además el valor máximo se presento bajo las condiciones del tratamiento 2
(NPK a la Siembra) con 4.26 lóculos/vaina y por otro lado el valor mínimo se
presenta en el tratamiento 3 (Cepa a la Siembra) con 3.94 lóculos/vaina
teniendo un incremento de 0.32 lóculos/vaina del primero respecto al último. Un
factor que puede afectar el numero de lóculos por vainas es la oportunidad de
siembra, así entre más tardía la siembra, mayor la caída de flores y menor el
cuajado de vainas. Al tener la planta menor carga, puede concentrar toda la
70
energía en producir un mayor número de lóculos por vaina y conseguir así un
mayor número de semillas tratando de compensar la menor cantidad de vainas
(Tobaru, 2001).
4.2.5 Peso de Cien Granos (g)
El Cuadro N° 9 muestra el análisis de varianza donde nos indica que no existe
significación para tratamientos y bloques por lo tanto se puede afirmar que en
esta variable no hubo respuesta
a la aplicación de los tratamientos, el
promedio obtenido es 42.31 gramos por 100 semillas. El coeficiente de
variabilidad fue de 14.87 %, valor que coincide para este tipo de trabajos, para
la fuente de variación de bloques no existe diferencias estadísticas significativa
por lo cual se puede concluir que el suelo donde se desarrollo el experimento
no influyó el la respuesta a esta variable.
En el Cuadro Nº 8 se muestra la prueba de comparación de Duncan al 5 % de
probabilidad se encuentra que no existen diferencias significativas entre los
tratamientos 1 (Bocashi), 4 (Cepa E - 14), 2 (NPK); 6 (EM a la Prefloración); 8
(N+), 5 (EM a la Siembra), 3 (Cepa E - 10); con Pesos de 49.35; 46.18; 45.08;
43.88; 42.70; 41.50; 39.25 g/100 semillas respectivamente y en el otro grupo se
encuentra los tratamientos 2 (NPK); 6 (EM a la Prefloración); 8 (N+), 5 (EM a la
Siembra), 3 (Cepa E - 10); 7 (EM a la Floración) y 9 (Testigo) con Pesos de
45.08; 43.88; 42.70; 41.50; 39.25; 36.55; 36.33 g/100 semillas respectivamente.
No Obstante el tratamiento con mayor peso de cien granos fue el tratamiento 1
(Bocashi a la Siembra) con 49.35 gramos/100 granos podría deberse al mayor
número de vainas por planta que destaca de los demás tratamientos.
4.3 Parámetros de Nodulación
La evaluación de estas variables se realizo 64 días después de la siembra al
final de la etapa tercera hoja trifoliada y también después de floración.
71
4.3.1 Peso Fresco de la Planta (g)
En el Cuadro Nº 11 se aprecian los promedios de las evaluaciones para este
carácter y el rango varió entre 62.08
a 107.53
gramos destacando el
tratamiento 6 (EM a la Prefloración) mientras el tratamiento 3 (Rhizobium Cepa
E-10) presenta el menor peso. El peso promedio de planta fue de 79.41
gramos.
Los resultados de análisis de varianza se muestran en el Cuadro N° 9
observándose que existen diferencias altamente significativas para bloques, el
cual se puede afirmar que el bloqueo en el área experimental fue adecuado.
También se encontró alta significación estadística para los tratamientos, es
decir, que por lo menos un tratamiento es superior al resto. El coeficiente de
variabilidad fue 16.62% es considerado aceptable según Calzada (1982).
La prueba de comparación de Duncan, para el tratamiento EM a la Prefloración
(T6)
y
el
tratamiento
con
fertilización
nitrogenada
(T8)
destacaron
significativamente del resto de los tratamientos esto podría deberse a que
tuvieron más follaje y altura de planta. Los tratamientos con Cepas de
Rhizobium sp. presentaron valores inferiores de peso fresco de follaje así como
el Testigo con valores de 66.76, 62.08 y 66.20 granos respectivamente.
4.3.2 Peso Seco de la Planta (g)
En el Cuadro Nº 11 se aprecian los promedios de las evaluaciones para este
carácter y el rango varió entre 14.19 a 10.07 gramos destacando el tratamiento
6 (EM a la Prefloración) mientras el tratamiento 7 (EM a la Floración) presenta
el menor peso. El peso promedio de planta fue de 11.77 gramos.
El Cuadro Nº 10 de análisis de varianza nos muestra que no existen diferencias
significativas entre los tratamientos ni para los bloques; por lo que se puede
afirmar que en esta variable no hubo respuesta a los tratamientos. El
coeficiente de variabilidad fue 3.95 % es considerado aceptable según Calzada
(1982).
72
La prueba de Duncan como se muestra en el Cuadro Nº 11 con un nivel de
significación de 0.05 índica lo siguiente. No se encuentra diferencias
estadísticas significativas y la tendencia a menor Peso Seco de Planta se
obtuvo con T8 (N+), T4 (Rhizobium sp. cepa E - 10), T3 (Cepa E - 10), T9
(Testigo), T1 (Bocashi a la Siembra), T7 (EM a la Floración) con valores de
11.80, 11.61, 10.98, 10.92, 10.70 y 10.07 gramos por planta respectivamente.
El tratamiento con mayor índice de cosecha fue bajo las condiciones del
tratamiento 6 (EM a la Prefloración) con 14.19 gramos por planta seguido de
los tratamientos 5 (EM a la Semilla), T2 (NPK), T8 (N+) y T4 (Rhizobium sp.
cepa E - 14) con valores de 12.46, 12.15, 11.80 y 11.61 gramos por planta
respectivamente, estos altos valores podrían deberse al peso de cien semillas
que destacan en cada tratamiento y al alto contenido de follaje que estuvo en el
momento de la recolección.
4.3.6 Eficiencia Cualitativa de la Nodulación
Color interno del nódulo
En todos los tratamientos se tomó nódulos al azar con tamaño predominante y
se cortó por la mitad y se registró, el color interno observado según la cartilla
de evaluación.
En el Cuadro N° 11 se observa en todos los tratamientos, la coloración interna
del nódulo estuvo en la categoría 1 y el color corresponde al rosado – rojo
(CIAT, 1988). Según coincide con la coloración interna de los nódulos rosada o
rojo, según Matos et al. (1998) quienes lo relacionaron con la presencia de
leghemoglobina y una activa fijación de nitrógeno.
Según Orozco (1999), la leghemoglobina, es una ferro–hemo-proteina formada
exclusivamente por simbiosis, la función de la leghemoglobina es transportar
en forma continua
pero a baja concentración el Oxígeno (O 2) hasta la
membrana peri bacteria, la cual es captada rápidamente por los bacterioides
para la reducción del nitrógeno impidiendo que la nitrogenasa; encargada de la
73
reducción del nitrógeno, se inactive irreversiblemente por las altas presiones de
oxígeno.
Estos resultados señalaron que los nódulos muestreados estaban activos y
fijando nitrógeno.
Número Total de Nódulos por Planta
Los resultados para número de nódulos por planta fluctuaron entre 22.83 y 2.5
nódulos por planta siendo el promedio más alto las condiciones del tratamiento
4 (Cepa E-14) y la de menor valor el tratamiento 9 (testigo). El promedio
general obtenido fue de 11.7 nódulos por planta. Esta media general es
superior a lo encontrado por Canchari (2005) quien obtuvo 7.6 nódulos por
planta, pero este resultado es menor a lo reportado Castro (2008) que registro
30.71 nódulos por planta y por Estrada (2006) quien obtuvo 28.83 y 30.50
nódulos por planta en los experimentos I y II respectivamente. Estos últimos
reportes se encontraron en el cultivo de arveja presenta una buena nodulación.
El Cuadro Nº 10 el análisis de varianza indica que se encontró significación
estadística para la fuente de bloque y alta significación para la fuente de
tratamientos es decir la nodulación vario según los tratamientos en estudio. El
coeficiente de variabilidad de 48.23% es aceptable ya que se ubica por debajo
del límite permitido para este tipo de experimentos, según Calzada (1982).
El Cuadro Nº 11 se presenta los valores de la prueba de comparación de
medias según Duncan al 5% de probabilidad. Así los tratamientos T4, T5, T3 y
T6 no difieren estadísticamente en su comportamiento y registran valores de
22.83, 20.0, 17.66 y 15.0 nódulos por planta, respectivamente y son superiores
al resto de los tratamientos en estudio, mientras que el T2, T8 y T9 alcanzaron
menor nodulación con 5.0, 4.4 y 2.5 nódulos por planta, respectivamente. El
numero de nódulos por planta según el CIAT (1988) alcanzó una calificación de
4; es decir, mediana por que el frijol presenta mayormente entre 10 a 50
nódulos por planta.
74
A través de los resultados se aprecia que el tratamiento 4 (Cepa E - 14) y 5
(EM a la Siembra) fue muy significativo con promedios altos lo cual podemos
afirmar que la Cepa E - 14 aplicado a la siembra (Rhizobium sp.) y el EM a la
Siembra favorecen una mejor simbiosis en el frijol Canario Centenario, Esto
coincide con lo mencionado por Farfán (2006) quien menciona que la
capacidad de nodulación es un punto importante en la selección de estirpes y
según Date (1976) y Hamdi (1985) indican que la selección de estirpes se
sigue de acuerdo a los criterios de fijación de nitrógeno, habilidad o capacidad
competitiva de las estirpes de rizobio varían de acuerdo al hospedero del cual
se aisló. Asimismo Freire (1992) indica que esta especificidad deriva de la
evaluación conjunta de la planta y la bacteria.
Los tratamientos 3 (Cepa E - 10) con 17.66 nódulos y 1 (Bocashi a la Siembra)
con 10.33 nódulos están dentro del promedio de numero de nódulos
encontrados, parece que el cultivo de Frijol Canario Centenario tratamientos 7
(EM a la Prefloración), 9 (Testigo), 8 (N+) y 2 (NPK). Marchsner, (1996);
menciona que la nodulación puede ser afectado por los elementos tóxicos,
actividad nodular por los fotosintatos. Una vez desarrollados los nódulos, la
aplicación de nitrógeno combinado puede causar la inhibición de su actividad
fijadora de nitrógeno y provocar una senescencia prematura. Asimismo se ha
observado que los nitratos tienen acción depresiva sobre la formación de
nódulos; además señala que tienen algún conflicto de mucha importancia de
nitrato externo y el nitrógeno combinado. Sin embargo, estos resultados no
tuvieron efecto sobre el rendimiento final del cultivo (Trigoso, 1970).
Por otro lado, el tratamiento 9 que corresponde al testigo sin aplicación tiene un
promedio de 2.5 nódulos/planta quiere decir que en el terreno donde se
desarrolló el experimento existen nódulos nativos y coincide con lo expuesto
por Meneses (1996); Cubero Moreno (1983), quienes afirman que los nódulos
nativos son competitivos y muchas veces superior a cualquier cepa inoculada
aunque en este experimento no resultaron tan significativos como los
inoculados, sin embargo
Zavaleta (1992), expresa que la presencia de
nematodos puede afectar negativamente
a
la bacteria Rhizobium,
principalmente por la reducción de los sitios de infección
75
y exudados
radiculares como lo señala Echegoyen (1993).
Los tratamientos inoculados con las cepas de Rhizobium, Cepa E - 10 y Cepa
E - 14 y el T5 (Microorganismos Eficientes)
aplicados a la semilla en la
siembra, registraron los más altos valores de número de nódulos. No obstante,
el tratamiento 6 (Microorganismos eficientes) aplicado a la Prefloración
favoreció la nodulacion con cepas nativas y registro 15 nódulos por planta.
Asimismo, la aplicación de Bocashi a la siembra favoreció el incremento de la
bacteria nativa y el número de nódulos registrados por planta fue en promedio
10.33.
Estos resultados nos indican que, tanto la inoculación con la cepa de
Rhizobium sp. Cepa E - 14, Cepa E - 10 y el microorganismo efectivo aplicado
a la siembra y a la prefloración así como la aplicación de bocashi a la siembra
podría favorecer el incremento de la nodulación por planta en el frijol Canario
Centenario mientras que el testigo y los tratamientos con fertilización se
registran el menor número de nódulos en el experimento.
Los nódulos observados en los tratamientos 3 y 4 pueden ser tanto las
bacterias inoculadas como las nativas.
Forma de nódulo
No se encontró diferencia significativa en la forma de los nódulos desarrollados
en las plantas de los tratamientos inoculados. Los nódulos observados en el
sistema radicular del frijol Canario Centenario fueron redondos (Cuadro N° 11);
correspondieron al tipo determinado. Según Newcomb (1979), citado por Nap y
Bisseling (1990), este tipo de nódulos es inducido en las plantas como las del
género Phaseolus, Glycine, Vigna y Lotus, entre otras. A diferencia que en los
indeterminados, en esta clase de nódulos no hay meristemo permanente. Así,
su crecimiento se basa en la expansión en vez de la división celular, razón por
la que presentan una morfología esférica y no cilíndrica.
76
V.-
CONCLUSIONES
De las evaluaciones realizadas en frijol Canario Centenario por inoculación de
Rhizobium, aplicación de Microorganismos efectivos y de acuerdo a los
objetivos establecidos en el presente trabajo de investigación se llego a las
siguientes conclusiones:
1.- Las cepas E-10 y E-14 tienen efecto en el rendimiento de grano seco de la
variedad Canario Centenario al registrar 2837 y 2619 kg/ha destacando el
tratamiento 2 (cepa E-14) inoculado a la semilla esto puede deberse a la
influencia de los caracteres peso de cien semillas (46 g) y al índice de cosecha
(48 %), mientras que el testigo rindió 1920 kg/ha y tuvo 36.2 gramos y 48.08 %
respectivamente.
2.- El tratamiento con bocashi obtuvo buenos resultados en sus componentes
de rendimiento como número de vainas por planta, peso de cien semillas e
índice de cosecha en consecuencia destaca entre los mayores rendimientos.
Los tratamientos con la inoculación de Rhizobium sp. cepa E-14 y E-10,
registran
22.8 y 17.66 nódulos/planta; respectivamente, estos superaron al
testigo que registró solo 3 nódulos por planta y este comportamiento de las
bacterias favorece un mayor rendimiento de grano en los tratamientos T3 y T4.
La efectividad del nitrógeno (color rojizo del nódulo) a las cepas inoculadas
fueron 80 y 60 % observándose los nódulos en toda la raíz, mientras que en el
testigo se encontró
nódulos de cepas nativas en la parte superior y la
eficiencia fue 20 %.
3.- El mayor número de nódulos encontrados en los tratamientos con las cepa
inoculadas a la semilla E-14 y E-10 significó un mayor rendimiento de grano,
registrando 22.8 y 17.66 nódulos/planta; respectivamente y la efectividad del
nitrógeno (color rojizo del nódulo) de estas cepas fueron 80 y 60 % asimismo
con la aplicación de microorganismos eficientes a la semilla (T5) estimuló la
activación de nódulos nativos presentes en el suelo y se observa nódulos en
toda la raíz (cepas de Rhizobium sp. y EM), mientras que el testigo (3 nódulos
nativos por planta) solo en la parte superior y la eficiencia fue 20 %.
77
VI.-
RECOMENDACIONES
1.- Para una mejor estimación de los resultados en cuanto al efecto de las
cepas en el rendimiento debería de realizarse estudios similares con diferentes
niveles de inoculación y realizar experimentos en otras condiciones de suelo y
clima.
2.-
Sería
conveniente
Microorganismos
Efectivos
seguir
realizando
derivados
de
otros
especies
experimentos
marinas
en
con
otras
condiciones de suelo y en diferentes épocas del año, así como diferentes dosis,
frecuencias de aplicación, para poder visualizar cuales son los factores
esenciales y críticos hacen que tengan un deficiente o excelente efecto sobre
las características evaluadas en la leguminosa de granos.
3.- Evaluar las Cepas E-10 y E14 de Rhizobium sp. frente a las nativas a nivel
de laboratorio y campo y su eficiencia en la fijación de nitrógeno atmosférico.
.
78
VII.- RESUMEN
El presente trabajo de investigación se realizó con el objetivo de evaluar el
efecto de la aplicación de los microorganismos efectivos y dos cepas de
Rhizobium sp. en el rendimiento de grano seco y componentes de frijol canario
Centenario en condiciones de costa central, así como la nodulación y eficiencia
de dos cepas de Rhizobium sp. en el estudio.
El presente experimento se llevó acabo entre los meses de Junio a Noviembre
del 2008, en el campo agrícola de “El Olivar”, perteneciente al Programa de
Investigación y Proyección Social de Leguminosas de Grano y Oleaginosas de
la Universidad Agraria La Molina, ubicado en el Valle de Lurín, distrito de
Pachacamac, provincia de Lima, departamento de Lima.
Los tratamientos empleados fueron: T1 (Bocashi a la Siembra); T2 (NPK); T3
(Cepa E - 10 a la Siembra); T4 (Cepa 2 a la Siembra); T5 (EM a la Siembra);
T6 (EM a la Prefloración); T7 (EM a la Floración); T8 (N+) y T9 (Testigo), El
diseño estadístico fue de bloques completos al azar con tres repeticiones y 9
tratamientos con un total de 36 unidades experimentales. Se aplico el Bocashi
a la siembra a un costado del golpe con 10 gramos por golpe. La fertilización
con NPK (30-80-60) y urea, las Cepa E - 10 y 02 se aplicaron a la semilla antes
de la siembra y el EM se aplicó al suelo al momento de siembra y en forma
foliar en la etapa de prefloración y floración a una dosis de 20 ml por 2 litros de
agua por parcela; el nitrógeno se aplicó al momento de la siembra en una dosis
de 333 kg/ha y la otra mitad se aplicará en el momento del aporque.
Las labores agronómicas se realizaron de acuerdo a las recomendaciones que
se consideran para los experimentos en forma más oportuna y en el control de
las plagas y enfermedades se hizo necesario el control químico para Epinotia
aporema con tres aplicaciones de ninja, decis y thiodan y fungicidas como
rovral y kumulus durante el cultivo. El control de malezas fue con afalón, hache
uno súper.
La cosecha se realizó en forma manual de acuerdo al estado de madurez de la
79
planta a los 140 días después de la siembra. Durante el periodo experimental
se evaluó los parámetros recomendados por el CIAT y el Programa de
Leguminosas de Grano y Oleaginosas.
Para el rendimiento de grano se encontró alta significación estadística para los
tratamientos evaluados y el T4 (Cepa E - 14), T3 (Cepa E - 10), T2 (NPK a la
Siembra), T5 (EM a la Siembra), T8 (N+) y T1 (Bocashi) registraron
rendimientos de grano de 2836.5, 2619.0, 2607.5, 2538.0, 2514.0 y 2468.0
kg/ha, respectivamente, se encontró alta significación estadística para el
número de vainas por planta y el tratamiento 1 con aplicación de Bocashi a la
Siembra; el tratamiento 4 Cepa E - 14 a la siembra, el tratamiento de nitrógeno,
el tratamiento 6 EM a la Prefloración, el tratamiento 9 Testigo, el tratamiento 5
EM a la Siembra, el tratamiento 3 Cepa E - 10 a la Siembra, el tratamiento 7
EM a la Floración y el tratamiento 2 (NPK), fue estadísticamente superior al
resto de los tratamientos con 26.7 vainas por planta y para el peso de 100
semillas, no se encontró significancia estadística para la fuente de tratamiento.
Los T1 (Bocashi), T4 (Cepa E - 14), T2 (NPK); T6 (EM a la Prefloración); T8
(N+), T5 (EM a la Siembra) y T3 (Cepa E - 10) presentaron peso de 100
semillas de 49.35; 46.18; 45.08; 43.88; 42.70; 41.50; 39.25 g/100 semillas,
respectivamente y para el índice de cosecha no se encontró significancia
estadística para la fuente de tratamientos del análisis de variancia T2 (NPK),
T1 (Bocashi), T4 (Cepa E - 14), T3 (Cepa E - 10), T8 (N+), T6 (EM a la
Prefloración), T5 (EM a la Siembra) y T7 (EM a la Floración) con valores de
59.46, 58.82, 58.30, 55.96, 53.56, 53.36, 52.48% de índice de cosecha
respectivamente. Los tratamientos inoculados con las cepas de Rhizobium,
Cepa E - 10 y Cepa E - 14 y el T5 (Microorganismos Eficientes) aplicados a la
semilla en la siembra, registraron los más altos valores 22.83 y 20 número de
nódulos por planta. No obstante, el tratamiento 6 (Microorganismos eficientes)
aplicado a la Prefloración favoreció la nodulacion con cepas nativas y registro
15 nódulos por planta. Asimismo, la aplicación de Bocashi a la siembra
favoreció el incremento de la bacteria nativa y el menor número de nódulos
2.50 lo obtuvo el testigo.
80
VIII.-
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87
Cuadro N° 8 : Promedios de las evaluaciones realizadas en el frijol canario centenario (Phaseolus vulgaris L.)
Tratamiento
Rendimien
to (kg/ha)
Altura de
planta
(cm)
T4 Rhizobium Cepa E-14
T3 Rhizobium Cepa E-10
T2 NPK (30-80-60)
T5 EM a la Semilla
T8 N+
T1 Bocashi a la Siembra
T6 EM a la Prefloración
T7 EM a la Floración
T9 Testigo (0-0-0)
Promedio
2837 A
2619 AB
2608 AB
2538 AB
2514 AB
2468 AB
2360 B
2287 BC
1920
C
2461.00
41.48
39.17
38.23
37.78
41.45
36.05
42.54
44.47
41.73
40.32
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Nº de
Vainas /
Planta
21 B
19 B
18 B
20 B
21 B
27 A
20 B
19 B
20 B
20.46
1
Nº Granos
/ Vaina
4.03
3.80
4.08
4.00
3.82
3.89
3.96
3.95
4.03
3.96
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Nº de
lóculos
/Vaina
4.17
3.93
4.26
4.10
4.06
3.98
4.11
4.10
4.12
4.10
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Peso de
100
semillas (g)
Índice de
Cosecha (%)
46.17
39.25
45.07
41.50
42.70
49.35
43.87
36.55
36.32
42.31
58.82
58.30
59.68
53.36
55.96
59.46
53.56
52.48
48.08
55.53
AB
AB
AB
AB
AB
A
AB
B
B
AB
AB
A
AB
AB
A
AB
AB
B
CUADRO N° 9 : Análisis de Variancia y Cuadrados Medios para las Variables Estudiadas en el Experimento
Fuente
G.L Rendimiento
(Kg/ha)
Altura de
planta
(cm)
Nº de
Vainas /
Planta
Nº
Granos /
Vaina
Nº de
lóculos
/Vaina
Peso de
100
semillas
(g)
Índice de
Cosecha (%)
Bloque
Tratamientos
Error
Promedio
C.V. (%)
3
8
24
169.36 NS
228.41 NS
747.97
40.32
13.84
3.88 NS
209.37 **
131.04
20.46
11.41
0.05 NS
0.31 NS
0.99
3.95
5.14
0.11 NS
0.29 NS
1.30
4.09
5.69
87.34 NS
615.05 NS
950.48
42.31
14.87
67.53 NS
498.44 NS
1097.42
55.52
12.17
269102.31 NS
2116761.99 **
1621915.47
2461.14
10.56
* Significativo
** Altamente significativo
Nivel de significancia 0.05
2
CUADRO N° 10 : Análisis de Variancia y Cuadrados Medios para las Variables Estudiadas en el
Experimento para Nódulos
Fuente
G.L
Bloque
Tratamientos
Error
Promedio
C.V. (%)
3
8
24
Peso Fresco de la
Planta (1)
Peso Seco de la
Planta (1)
Número Total de
Nódulos
3321.03 **
7393.53 **
4181.18
79.41
16.62
8.56 *
47.09 *
77.29
11.66
14.88
378.90 *
1757.01 **
764.92
11.70
48.23
(1) Incluye toda la parte aerea hojas , tallo, frutos y ramas
* Significativo
** Altamente
significativo
Nivel de significancia 0.05
3
CUADRO N° 11 : Promedios de las Evaluaciones Realizadas en Nódulos del Frijol Canario Centenario (Phaseolus vulgaris L.)
Tratamiento
Rendimiento
(kg/ha)
Peso Fresco
de Planta (g)
Peso Seco
de Planta
(g)
Número
Total de
Nódulos /
Planta
Posición de
Nódulos
Tamaño de
nódulos
Forma de
Nódulos
Coloración
%
Nodulos
Efectivos
Eficacia
T4
Rhizobium Cepa E14
2837 A
66.76
CD
11.61 AB
23 A
Todas
GrandeMediano
Redondo
Rojizo
80
18 Rojizas
3 Rojizo/Marron
T3
Rhizobium Cepa E10
2619 AB
62,08
D
10.98 B
18 AB
Todas
Mediano
Redondo
Rojizo/Marron
60
11 Rojizas
7 Marron
T2 NPK (30-80-60)
2608 AB
83.86
BC
12.15 AB
5
Superior
Mediano
Redondo
Rojizo/Marron
30
2 Rojizas
3 Marron
T5 EM a la Siembra
2538 AB
84.72 BC
12.46 AB
20 A
Todas
GrandeMediano
Redondo
Rojizo
70
14 Rojizas
6 Rojizo/Marron
T8 N+
2514 AB
96.39 AB
11.80 AB
5
Superior
Grande
Redondo
Rojizo/Marron
40
2 Rojizas
3 Marron
T1 Bocashi a la Siembra
2468 AB
70.58
10.70
10
Superior Medio
Mediano
Redondo
Rojizo
80
8 Rojizas
2 Rojizo/Marron
T6 EM a la Prefloración
2360 B
107.53 A
T7 EM a la Floración
2287 BC
76.52
T9 Testigo (0-0-0)
1920
66.20
Promedio
C
2461.00
CD
B
D
D
BCD
14.19 A
15 ABC
Superior Medio
Mediano
Redondo
Rojizo/Crema
50
8 Rojizas
6 Rojizo/Crema
BCD
10.07
B
7
CD
Superior
PequeñoMediano
Redondo
Rojizo
70
CD
10.92
B
3
Superior
Mediano
Redondo
Rojizo/Crema/Marron
20
5 Rojizas
2 Rojizo/Marron
1 Rojizo/Marron
2
Marron/Crema
79.41
11.66
D
11.70
4