instituto tecnolgico de sonora - Biblioteca

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SONORA
Departamento de biotecnología y ciencias
alimenticias
TITULO
Efecto de un biopreparado de bacterias Pseudomonas y Bacillus en
parámetros fisiológicos de planta de pepino
QUE PARA OBTENER ELL TITULO DE
QUÍMICO
PRESENTA
Maria del Rosario Lizárraga Hernández
Obregón, sonora
de 2005
Agosto
1
Agradecimientos
¾ con todo mi amor y respeto a mis padres Ma. Del Rosario
Hernández Ibarra y Jorge Luis Lizárraga González mil gracias por
su apoyo que sin ustedes no se hubiese cumplido este sueño para
mi.
¾ A mis hermanos; Jesús Cayetano, Juan Carlos y Georgina por
seguir día a día este sueño y compartir cada momento conmigo.
Agradecimientos
¾ A mi asesor el Mtro. Marco Antonio Gutiérrez Coronado por su
apoyo para la realización de esta tesis.
¾ A mis revisores, Mtra. Ma. Guadalupe Aguilar Apodaca, Mtro.
Anacleto Félix y Mtro. Ramón Savala por todo su apoyo y
consejos.
¾ Mtra. Olga Campas Baypoli y Mtra Kasuko Tirado por su
colaboración y apoyo para el tramite del presento proyecto de
titulación.
¾ A mis arrastradas y Kreras amigas Gladis, Oliy, lolita, por los
momentos que compartimos.
¾ A mi amiga y hermana de siempre Zuilma, gracias por tu amistad y
apoyo.
¾ A mis comare Myrna, gracias por todo comare Krera y siga
arrastrándose que cuenta conmigo.
¾ A ti mi Dios por permitirme cumplir este gran sueño.
2
ÍNDICE
Contenido
Pág.
LISTA DE CUADROS.................................................................................
IV
LISTA DE FIGURAS....................................................................................
V
RESUMEN....................................................................................................
VIII
I.
INTRODUCCIÓN...................................................................................
1
1.1 Generalidades.............................................................................
2
II. OBJETIVOS
2.1 Objetivo general...........................................................................
5
2.2 Objetivos específicos...................................................................
5
III. HIPÓTESIS...........................................................................................
6
IV. REVISIÓN DE LITERATURA
4.1 Orígenes y antecedentes.............................................................
7
4.2 Descripción botánica, taxonómica y morfología..........................
8
4.3 Nutriología y uso medicinal..........................................................
12
3
4.4 Variedades y propagación...........................................................
13
4.5 Importancia económica y distribución geográfica.......................
14
4.6 Requerimientos edafoclimaticos..................................................
14
4.7 Recolección.................................................................................
17
4.8 Generalidades en la Utilización de invernadero..........................
18
4.8.1Caracterización del producto en invernadero.................
19
4.9 Interacción entre microorganismos y plantas............................
19
4.10 Genero Pseudomonas...............................................................
22
4.11 Especies de Pseudomonas.......................................................
24
4.12 Género Bacillus y sus características.......................................
26
4.13 Bacillus subtilis .........................................................................
27
V. MATERIAL Y MÉTODOS
5.1 Ubicación del experimento..........................................................
28
5.2 Diseño experimental....................................................................
28
5.3Tratamientos.................................................................................
30
5.4 Preparación y aplicación del fertilizante.......................................
31
5.5 Variables a medir.........................................................................
35
5.5.1 Altura de la planta..........................................................
35
5.5.2 Área Foliar.....................................................................
36
5.5.3 Peso seco parte Aérea...................................................
37
5.5.4 longitud de raíz...............................................................
38
5.5.5 Peso volumétrico de raíz................................................
39
5.5.6 Peso seco raíz............................................................................
39
4
5.5.7Clorofila.........................................................................
40
5.5.8 Fitotoxicidad..................................................................
41
VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1 Altura de la planta........................................................................
42
6.2 Área foliar.....................................................................................
44
6.3 Peso seco parte aérea.................................................................
45
6.4 longitud de raíz............................................................................
47
6.5 Peso volumétrico de raíz.............................................................
48
6.6 Peso seco de raíz........................................................................
49
6.7 Clorofila........................................................................................
51
6.8 Fitotoxicidad.................................................................................
57
VI. CONCLUSIONES..................................................................................
58
BIBLIOGRAFÍA............................................................................................
59
5
LISTA DE CUADROS
Pág.
CUADRO
1 Descripción botánica del pepino............................................................
9
2
Descripción taxonómica del pepino.......................................................
9
3
Composición (por 100 g comestibles)...................................................
12
4
Algunos países en relación con la producción de pepino....................
14
5
Factores climáticos................................................................................
15
6
Tratamiento en base a l/ha....................................................................
30
7
Cantidad de fertilizantes para preparar 8 litros de solc. Nutritiva..........
32
8
Cantidad de fertilizantes y cantidades a aplicar en la solución
madre.....................................................................................................
32
6
Pág.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA
1
Pepino largo verde................................................................................
8
2
Imagen lejana de la flor de pepino.......................................................
11
3
Imagen cercana de la flor de pepino.....................................................
11
4
Aspecto general del pepino...................................................................
12
5
Tonalidad del pepino.............................................................................
18
6
Bacterias de Pseudomonas fluorescentes creciendo sobre las raíces
de
plantas
vegetativas.
obtenida
por
microscopía
electrónica............................................................................................
7
21
Crecimiento en medio de cultivo de una bacteria de Pseudomonas
fluorescente...........................................................................................
25
8
Células de Pseudomonas aeruginosa Gram-negativas........................
25
9
Bacillus subtilis......................................................................................
27
10 Biopreparado de Rhizobac- Protector..................................................
30
7
11 Aplicación de tratamiento......................................................................
31
12 Material para la preparación de fertilizante...........................................
33
13 Recipiente para la preparación de fertilizante.......................................
34
14 Aplicación de fertilizante........................................................................
35
15 Altura de la planta..................................................................................
36
16 Medición de área foliar..........................................................................
37
17 Medición parte aérea.............................................................................
37
18 Lavado de raíces...................................................................................
38
19 Longitud de raíz.....................................................................................
38
20 Medición del peso volumétrico de raíz..................................................
39
21 Medición de peso seco de raíz..............................................................
40
22 Medición de clorofila..............................................................................
40
23 Planta en desarrollo...............................................................................
41
24 Medición de altura de las plantas..........................................................
43
25 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en la TRC de las
plantas..........................................................................................................
43
26 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en el Área foliar
de las plantas...............................................................................................
45
27 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en el Peso seco
parte aérea de las plantas ...........................................................................
46
28 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en la longitud de
raíz las plantas ............................................................................................
48
8
29 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacilos en el peso
volumétrico de la raíz de las plantas ...........................................................
49
30 Efecto de la aplicación Pseudomonas y Bacillus en el peso seco de la
raíz de las plantas.......................................................................................
50
31 Medición de clorofila para la primer aplicación del tratamiento.............
52
32 Medición de clorofila para la segunda aplicación del tratamiento...........
53
33 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en la medición de
clorofila.........................................................................................................
54
34 Medición de clorofila para la tercer aplicación del tratamiento................
56
35 Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en la medición de
clorofila.........................................................................................................
57
9
RESUMEN
El presente proyecto fue llevado acabo en el invernadero del INSTITUTO
TECNOLICO DE SONORA campus nainari, iniciando el día 10 de mayo del 2004 y
finalizando el día 24 de junio del mismo año. El experimento consistió en la
siembra de la planta de pepino bajo condiciones de invernadero, aplicando 6
tratamientos a base de Rhizobac-protector, con 10 repeticiones en cada
tratamiento, una vez germinada la planta se aplicó los tratamientos a evaluar
durante
3
semanas,
siendo
estos
de
0.1,0.2,0.4,0.8,1.6
ml
y
testigo
respectivamente, los cuales fueron colocados en 1 aplicación por semana. Aunado
a esto, se aplico fertilizante en dos ocasiones a la planta para un mejor y rápido
desarrollo de la planta; las mediciones en cuanto a clorofila se realizaron
diariamente en un horario entre 12:00 a 1:30pm, midiendo a su vez altura al
quinto día de la aplicación de las dosis. Una vez finalizada las tres aplicaciones de
las dosis del biopreparado, se procedió a la toma de medición de las siguientes
variables: Área foliar, peso seco parte aérea, longitud de raíz, peso volumétrico de
raíz, peso seco de raíz, y fitotoxicidad. El experimento arrojó resultados positivos
en cuanto al efecto de las dosis aplicadas principalmente en el tratamiento 3,
seguido 1 y 5 respectivamente, por lo que se concluye que el efecto de los
tratamientos a base de Rhizobac-protector benefició a la planta de pepino en sus
respectivas variables, principalmente en altura, área y peso seco foliar, así como
longitud de raíz.
10
I.
INTRODUCCIÓN
Las interacciones entre los microorganismos, plantas y animales son constantes y
naturales, en la mayor parte de los casos los microorganismos utilizan a estos
como fuente de elementos nutritivos para su manipulación (Frazier, 1993).
Diversas especies de Pseudomonas son capaces de efectuar alteraciones en los
alimentos, estas bacterias son Bacillus no esporulados, Gram-negativas y
frecuentemente móviles. Esta especie presenta algunas características que la
hacen importantes como lo es: su capacidad para utilizar como fuente de energía
una gran variedad de compuestos de carbono distintos de los carbohidratos, la
producción de sustancias que afectan desagradablemente al sabor, el poder de
sintetizar sus propios factores de crecimiento y vitaminas, su capacidad de
desarrollarse a bajas temperaturas (refrigeración) y la producción de pigmentos
por ciertas especies, como la fluorescencia verdosa producida por la pioverdina de
Pseudomonas fluorescens y el color blanco, cremoso, rojizo, castaño o incluso
1
negro entre otras miles de características acerca de esta especie. De tal manera
que la gran relación que existe entre las plantas y los microorganismos se
encuentra presente en donde quiera que estos estén (Frazier, 1993).
1.1. Generalidades
Los productos hortícolas (frutas y hortalizas) son alimentos importantes de la
alimentación humana y constituyen buenas fuentes de energía, grasas,
carbohidratos, calcio, fósforo, hierro, magnesio, y vitaminas como la A, B6, B12, C,
Tiamina, riboflavina y niacina. Las frutas y los vegetales proporcionan mas del 90
% de la vitamina C en la alimentación humana, además de ser excelentes fuentes
de fibra, un componente de gran importancia en la dieta. Además de su aporte
nutricio, los vegetales, proporcionan variedad y gusto a los alimentos (Evans
1983).
De acuerdo a Pantastico, 1979, una gran diversidad de productos hortícolas se
cultivan en el mundo y contribuyen significativamente a la alimentación de los
habitantes. Las frutas y hortalizas, además de ser cruciales para la salud de
quienes los consumen, son fuente importante de ingresos para los productores,
así mismo para la generación de empleos. Las hortalizas son también conocidas
vulgarmente con los nombres de frutas y verduras y pueden ser utilizadas en su
estado natural o después de un proceso de industrialización con lo cual se
generan grandes insumos; de esta forma se puede lograr el aprovechamiento de
uno o varios de los órganos de estos vegetales para su consumo; así unos se
aprovechan por sus raíces y otros por sus bulbos, tallos, hojas, inflorescencias,
2
frutos, etc. De esta manera se incrementan productos de
mejor venta en el
mercado (Pantastico, 1979).
El valor económico de los productos hortícolas en nuestro país, según el Anuario
estadístico de las producciones agrícolas
(http://www.mgap.gub.uy/opypa/ANUARIOS/Anuario03/Indice.htm, 1955).
La superficie ocupada por las diversas hortalizas representa unas 93,000
hectáreas, extensión notablemente superior a la media del quinquenio de 19311935 que se elevo a 77,000, por lo que su importancia económica queda de
manifiesto. Las plantas hortícolas constituyen, un renglón muy importante dentro
del valor de la producción agrícola nacional, en la que destacan como partida
principal y muy alejada de las restantes, los cereales (García, 1979).
Las frutas y hortalizas de importancia comercial presentan estructuras
morfológicas muy variadas; los frutos comprenden 16 familias y las hortalizas
alrededor del mismo número. Las generalizaciones acerca de su anatomía se
vuelven más difíciles cuando se consideran productos compuestos, otras
dificultades se representan en la interpretación estructural de las hortalizas; en
ellos se comprende a todo el cuerpo de la planta, incluyendo hojas, tallos, flores,
raíces y sus modificaciones respectivas. En consecuencia no es de sorprender
que se esperen grandes cambios y variaciones en sus características y
comportamiento de postrecolección, a pesar de la diversidad de estructuras que
se encuentran en los frutos y hortalizas es posible establecer ciertas
3
generalizaciones respecto a sus propiedades físicas, de textura y anatómicas.
(Pantastico, 1979).
4
II. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
Evaluar la influencia de las diferentes dosificaciones de la mezcla de
Pseudomonas y Bacillus sobre el desarrollo vegetal integrado de plantas de
pepino en sus etapas iniciales de crecimiento bajo condiciones de invernadero.
2.2. Objetivos específicos
-
Comparar el efecto de la aplicación de diferentes dosis de un biopreparado
con Pseudomonas y Bacillus con un testigo en el desarrollo vegetal
integrado de plantas de pepino en sus etapas iniciales de crecimiento.
-
Evaluar cambios en los distintos parámetros como son: Altura, área foliar,
peso seco parte aérea y raíz, longitud de raíz, peso volumétrico de raíz,
clorofila, y fitotoxicidad por efecto de las aplicaciones de Pseudomonas y
Bacillus.
5
III. HIPÓTESIS
Las diferentes dosis del biopreparado de Pseudomonas y Bacillus alteraran
positivamente el desarrollo vegetativo integrado de la planta de pepino en sus
etapas iniciales de crecimiento bajo condiciones de invernadero.
6
IV. REVISIÓN DE LITERATURA
4.1. Origen y antecedentes
El pepino es originario de las regiones tropicales del sur de Asia y África, siendo
cultivado en la India desde hace más de 3.000 años. De la India se extiende a
Grecia y de ahí a Roma y posteriormente se introdujo a China. El cultivo de pepino
fue introducido por los romanos en otras partes de Europa; aparecen registros de
este cultivo en Francia en el siglo IX, en Inglaterra en el siglo XIV y en
Norteamérica a mediados del siglo XVI, ya que Cristóbal Colón llevó semillas a
América.
Procedente de Asia y África, el pepino es una planta anual de las
cucurbitáceas, con tallo herbáceo rastrero y trepador, con fruto alargado y
cilíndrico, de cáscara lisa mas o menos verrugosa, de variados colores en verde,
con tonos desde el intenso, hasta el blanco estriado y el amarillo (Fig. 1), lo cual
es una de las características de este tipo de producto. Se han encontrado plantas
de pepino en forma silvestre en la región de Himalaya, se cree que era cultivada
con anterioridad a la era cristiana y ya la conocían los griegos y romanos
(García,1979).
7
Figura 1.Pepino largo verde.
Fuente. http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/10hoja.html
4.2. Descripción botánica, taxonómica y morfología
La morfología de las diferentes clases de pepino que existen alrededor del mundo
se encuentran distinguidas entre sí, gracias a la descripción botánica (cuadro 1) y
taxonómica de la planta (cuadro 2), así como de la morfología que en ella se
presente dependiendo del lugar en donde se genere dicha planta (Edmond, 1984).
8
Cuadro 1. Descripción botánica del pepino.
Nombre científico
Cucumis sativus
Nombre común
pepino
Familia
cucurbitáceas
Origen
África- india
Fruto
áspero, ablongo, anual- monoica
Fuente. López, 1994.
Cuadro 2. Descripción taxonómica del pepino.
Familia
Cucurbitáceas.
Especie
Cucumis sativus L
Planta
herbáceo anual
Fuente. López, 1994.
La morfología del pepino se encuentra de la siguiente manera:
-Sistema radicular:
Es muy potente, dada la gran productividad de esta planta y consta de raíz
principal, que se ramifica rápidamente para dar raíces secundarias superficiales
muy finas, alargadas y de color blanco. El pepino posee la facultad de emitir raíces
adventicias por encima del cuello.
9
-Tallo principal:
Anguloso y espinoso, de porte rastrero y trepador. De cada nudo parte una hoja y
un zarcillo. En la axila de cada hoja se emite un brote lateral y una o varias flores.
-Hoja:
Contiene un largo pecíolo, además de un gran limbo acorazonado, y cuenta con
tres lóbulos más o menos pronunciados (El central más acentuado y generalmente
acabado en punta), de color verde oscuro y recubierto de un bello muy fino.
-Flor:
De corto pedúnculo y pétalos amarillos. Las flores aparecen en las axilas de las
hojas y pueden ser hermafroditas o unisexuales (Fig. 2 y 3), aunque los primeros
cultivares conocidos eran monoicos y solamente presentaban flores masculinas y
femeninas y en la actualidad todas las variedades comerciales que se cultivan son
plantas ginoicas, es decir, sólo poseen; flores femeninas que se distinguen
claramente de las masculinas ya que estás solo aportan un ovario maduro ínfero.
-Fruto:
Pepónide áspero o liso, dependiendo de la variedad, que vira desde un color
verde claro ( Fig. 4), pasando por un verde oscuro hasta alcanzar un color
amarillento cuando está totalmente maduro, aunque su recolección se realiza
antes de su madurez fisiológica. La pulpa es acuosa, de color blanquecino, con
semillas en su interior repartidas a lo largo del fruto. Dichas semillas se presentan
en cantidad variable y son ovales, algo aplastadas y de color blanco-amarillento
(Edmon, 1984).
10
Figura 2. Imagen lejana de la flor de pepino.
Figura 3. Imagen cercana de la flor de pepino.
11
Figura 4. Aspecto general del pepino.
Fuente. http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/10hoja.html
4.3. Nutriología y uso medicinal.
El siguiente cuadro muestra el contenido nutrimental del pepino, de tal manera que
podemos apreciar los altos contenidos, tales como el agua, fósforo, calcio y
vitamina C principalmente.
Cuadro 3. Composición (por 100 g comestibles).
Agua
Proteína Calcio Fósforo Hierro
Vit.A
Vit.B
Vit.B2
Niacina Vit.C
95.4
0.7
2.0
0.03
0.04
0.2
16.0
24.0
0.6
14.0
Fuente. Pantastico, 1979.
Los pepinos se comen generalmente crudos, en ensalada, debido a su cualidad
refrescante. Resultan poco nutritivos y es de difícil digestión. Por sus propiedades
12
refrescantes, generalmente el pepino es utilizado como antiinflamatorio para el
contorno de los ojos, además de utilizarse como materia prima para la
elaboración de mascarillas (García, 1979).
4.4. Variedades y propagación.
Según García 1959, existe un gran número de variedades, en parte debido a la
gran facilidad que esta planta tiene para los cruzamientos; entre los de cultivo mas
extendido tenemos algunos como son:
ƒ
Pepino largo verde.
ƒ
Pepino pequeño verde de París
ƒ
Pepino mercater
ƒ
Pepino black diamond
ƒ
Pepino corto
La propagación de este producto hortícola se realiza mediante semilla y trasplante;
tomando en cuenta las exigencias que requiere tanto el clima como el suelo en el
cual se de la siembra del producto. Para ello debe considerarse que las
necesidades del pepino son muy semejantes a las de otras cucurbitáceas. Les
afecta el frío pero no necesitan elevadas temperaturas ya que se cosecha antes
de alcanzar la madurez. Debe cultivarse de preferencia en lugares resguardados
del viento, suelos frescos y muy ricos en materias orgánicas descompuestas
(Adams et al., 1997).
13
4.5. Importancia económica y distribución geográfica
El cultivo del pepino es muy importante, ya que tiene un elevado índice de
consumo, pues sirve de alimento tanto en fresco como industrializado. El cultivo
de esta hortaliza tiene una estabilidad de la superficie, con un aumento de la
producción y exportación. Los cultivos de pepino tienen importancia en varias
regiones (Cuadro 4), siendo una especie cuyo valor agronómico reside en su
producción estacional, para lo cual necesita desarrollarse en cultivo protegido
(Pantastico, 1979).
Cuadro 4. Algunos países en relación con la producción de pepino.
China
22.924.218 Toneladas
México
420.000 Toneladas
Canadá
174.000 Toneladas
Japón
740.000 Toneladas
India
120.000 Toneladas
Fuente. López, 1994.
4.6. Requerimientos edafoclimaticos
El manejo racional de los factores climáticos de forma conjunta es fundamental
para el funcionamiento adecuado del cultivo (cuadro 5), ya que todos se
encuentran estrechamente relacionados y la actuación de uno de estos incide
sobre el resto (Evans, 1983).
14
Cuadro 5. Factores climáticos.
ETAPA
TEMPERATURA(°C)
DE
DESARROLLO
DIURNA
NOCTURNA
Germinación
27
27
Formación de planta
21
19
Desarrollo del fruto
19
17
Fuente. Pantastico, 1979.
Las temperaturas que durante el día oscilen entre 20ºC y 30ºC apenas tienen
incidencia sobre la producción, aunque a mayor temperatura durante el día, hasta
25ºC, mayor es la producción precoz. Por encima de los 30ºC se observan
desequilibrios en las plantas que afectan directamente a los procesos de
fotosíntesis y respiración y temperaturas nocturnas iguales o inferiores a 17ºC
ocasionan malformaciones en hojas y frutos. El umbral mínimo crítico nocturno es
de 12ºC y a 1ºC se produce la helada de la planta. El empleo de dobles cubiertas
en invernaderos tipo parral supone un sistema útil para aumentar la temperatura y
la producción del pepino (Evans, 1983).
-Humedad: es una planta con elevados requerimientos de humedad, debido a su
gran superficie foliar, siendo la humedad relativa óptima durante el día del 60-70%
y durante la noche del 70-90%. Sin embargo, los excesos de humedad durante el
día pueden reducir la producción, al disminuir la transpiración y en consecuencia
15
la fotosíntesis, aunque esta situación no es frecuente.
Para humedades
superiores al 90% y con atmósfera saturada de vapor de agua, las
condensaciones sobre el cultivo o el goteo procedente de la cubierta, pueden
originar enfermedades fúngicas. Además un cultivo mojado por la mañana
empieza a trabajar más tarde, ya que la primera energía disponible deberá cederla
a las hojas para poder evaporar el agua de su superficie.
Luminosidad: el pepino es una planta que crece, florece y fructifica con
normalidad incluso en días cortos (con menos de 12 horas de luz), aunque
también soporta elevadas intensidades luminosas y a mayor cantidad de radiación
solar, mayor es la producción.
Suelo: el pepino puede cultivarse en cualquier tipo de suelo de estructura suelta,
bien drenado y con suficiente materia orgánica. Es una planta medianamente
tolerante a la salinidad (algo menos que el melón), de forma que si la
concentración de sales en el suelo es demasiado elevada las plantas absorben
con dificultad el agua de riego, el crecimiento es más lento, el tallo se debilita, las
hojas son más pequeñas y de color oscuro y los frutos obtenidos serán torcidos. Si
la concentración de sales es demasiado baja el resultado se invertirá, dando
plantas
más
frondosas,
que
presentan
mayor
sensibilidad
a
diversas
enfermedades. El pH óptimo oscila entre 5.5 y 7.
-Fertilización carbónica: la aportación de CO2 permite compensar el consumo de
las plantas y garantiza el mantenimiento de una concentración superior a la media
en la atmósfera del invernadero; así la fotosíntesis se estimula y se acelera el
crecimiento de las plantas. Para valorar las necesidades de CO2 de los cultivos en
16
invernadero necesitamos realizar, en los diversos periodos del año, un balance de
las pérdidas derivadas de la absorción por parte de las plantas, de las
renovaciones de aire hechas en el invernadero y las aportaciones proporcionadas
por el suelo a la atmósfera del mismo.
Del enriquecimiento en CO2 del invernadero depende la calidad, la productividad y
la precocidad de los cultivos. Hay que tener presente que un exceso de CO2
produce daños debidos al cierre de estomas, que cesan la fotosíntesis y pueden
originar quemaduras (Pantastico, 1979).
4.7. Recolección
Los pepinos se cosechan en diversos estados de desarrollo, cortando el fruto con
tijeras en lugar de arrancarlo. El período entre floración y cosecha puede ser de 55
a 60 días, dependiendo del cultivar y de la temperatura. Generalmente, los frutos
se cosechan en un estado ligeramente inmaduro, próximos a su tamaño final, pero
antes de que las semillas completen su crecimiento y se endurezcan. Para el
consumo en fresco, los diferentes cultivares de pepino alcanzan varios tamaños
cuando han llegado a la madurez comercial. El rango fluctúa entre 20 y 30 cm de
largo y 3 a 6 cm de diámetro. El color del fruto depende del cultivar, sin embargo,
debe ser verde oscuro o verde, sin signos de amarilleos. En el caso del pepino
para encurtido, los frutos son más cortos y su relación largo / diámetro debe estar
entre 2.9 y 3.1. Su color debe alcanzar una tonalidad verde claro (Fig. 5) (Ogden,
1983).
17
Figura 5. Tonalidad del pepino.
Fuente. http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/10hoja.html
4.8. Generalidades en la utilización de invernadero
La humanidad cada vez se enfrenta al problema de la poca accesibilidad a los
alimentos, principalmente en las zonas semidesérticas y áridas del mundo. Por
diversos motivos, económicos, políticos, y sociales, el ser humano busca las
alternativas para hacerse llegar el comestible para la subsistencia propia de su
familia (López, 1994).
La utilización de los sistemas de invernadero, ha venido evolucionando; debido a
que permite mantener control y cuidados necesarios para el desarrollo de distintos
cultivos, complementándolo con sistemas de riego, temperaturas y en general,
18
ambientes aun mejores que el propio campo para cualquier tipo de cultivo. (López,
1994).
4.8.1. Caracterización del producto en invernadero.
El lugar en el cual se construirá el invernadero deberá contar con una estructura
cubierta de plástico o bien una estructura de tubo galvanizado y cubierta de
plástico. Para que la semilla germine sin problemas y que la planta se desarrolle
normalmente, es importante que el medio de cultivo sea adecuado: suelo arenoso
o franco, con materia orgánica de preferencia. Si el suelo es franco debe estar
húmedo y sin terrones, nivelarlo con una tabla de madera o azadón. Si es muy
arcilloso o pesado se adicionarán 3 o 5 Kg de estiércol por m2. El riego mas
indicado es el riego por goteo por su manejo sencillo. El manejo del invernadero
es importante ya que comprende: cultivos y selección, siembra, riegos, cuidado de
los cultivos, cosecha y ventilación (López, 1994).
El suministro de agua al cultivo es un factor determinante en el mismo la
respuesta del pepino a dosis de riego diferente resulta en gran medida diferente;
ya que dichos riegos se proporcionan en distintas épocas del año, de tal manera
que el producto responde a las características ambientales provocadas
(Ogden,1983).
2.9. Interacción entre los microorganismos y las plantas
Las interacciones positivas y negativas se dan no solo entre microorganismos
sino también entre microorganismos y las plantas. Las raíces de las plantas son
un hábitat propicio para el desarrollo de microorganismo (Fig. 6). Son muchos y
19
muy variadas las poblaciones microbianas que se encuentran asociadas a las
raíces de las plantas. Las interacciones entre los microorganismos y las raíces de
las plantas satisfacen requerimientos nutritivos básicos para las plantas y para las
comunidades microbianas asociadas a ella. El tallo, las hojas y los frutos de las
plantas son hábitat adecuados para las poblaciones microbianas; el hábitat
adyacente a la superficie de las hojas de las plantas se conoce como filosfera, en
el cual se desarrollan diferentes poblaciones de bacterias, así como el hábitat de
la raíz el cual se le conoce como rizosfera. El número de microorganismos que
viven allí, depende de la estación del año y de la edad de la hoja; entre las
poblaciones principales de la rizosfera de las plantas se encuentra la especie de
Pseudomonas; Algunas capas de Pseudomonas
producen una proteína de
superficie que puede iniciar la formación de cristales de hielo. Algunas cepas de
Pseudomonas colonizan de manera efectiva los órganos subterráneos de las
plantas y promueven el crecimiento de la planta de manera consistente,
reduciendo también la incidencia de enfermedades causadas, sobre todo, por un
amplio rango de hongos patógenos del suelo. Las poblaciones de este tipo de
bacteria que viven sobre las hojas impiden el sobreenfriamiento de los tejidos de
las plantas donde residen iniciando la formación de cristales de hielo perjudiciales
para la planta, cuando la temperatura del ambiente alcanza entre –2 y –4° C
(Adams, 1997).
20
Figura 6. Bacterias de Pseudomonas fluorescentes creciendo sobre las raíces de
plantas vegetativas. Obtenida por microscopía electrónica. La barra blanca a la
derecha representa 10um.
Fuente. http://iibce.edu.uy/2001-07/
Está generalmente aceptado que uno de los mecanismos más importantes, por el
que las Pseudomonas promueven el crecimiento vegetal, es mediante la supresión
de microorganismos patógenos más o menos importantes. También se ha
sugerido que las Pseudomonas pueden manifestar efectos promotores del
crecimiento
indirectamente,
estimulando
la
acción
beneficiosa
de
otros
microorganismos asociados a las raíces, como las micorrizas. Cuando la
estimulación del crecimiento vegetal se produce en ausencia de otros
microorganismos, ésta se ha atribuido al incremento de la disponibilidad de
nutrientes minerales, como el fosfato o el nitrógeno, debido a la producción de
fitohormonas estimuladoras del crecimiento vegetal o a la degradación de
precursores del etileno en la raíz por parte de estas bacterias. Existen diferentes
21
mecanismos posibles por los que las Pseudomonas del suelo suprimen la
enfermedad. Los mecanismos propuestos más importantes incluyen la inhibición
de los patógenos por compuestos antimicrobianos, la competencia por el hierro, la
competición por sitios de colonización y por los nutrientes exudados por la raíz, así
como la inducción de mecanismos de defensa en las plantas (Adams, 1997).
4.10. Genero Pseudomonas
Los organismos de este género son bacilos Gram-negativos no esporulados, de
unos 3 μm x 0.5 μm, que se mueven mediante flagelos polares, que pueden
producir un pigmento fluorescente, son oxidasa positiva, utilizan la glucosa
oxidativamente y no forman gas. Se hallan corrientemente en el suelo y en el
agua, su metabolismo es siempre respiratorio, o bien aerobio. Presentan una
versatilidad metabólica muy grande que se traduce en su capacidad de utilizar
como fuente de carbono substratos muy. Algunas especies se identifican como
patógenos para el hombre y los animales pero algunos otros, considerados como
saprofitos y comensales, se han implicado como patógenos oportunistas en
infecciones adquiridas en hospitales y han llegado a colonizar aportes de agua
destilada, jabones, desinfectantes entre otros (Collins, 1989).
La versatilidad metabólica del grupo se debe a la presencia de un gran número de
plásmidos que contienen operones inducibles para la síntesis de enzimas
específicas que permitan catabolizar los compuestos presentes en el medio. Esto
confiere una importancia grande a las bacterias del género Pseudomonas como
digestores aerobios de materiales animales y vegetales, lo que contribuye al
22
reciclaje biológico de materia orgánica. Las características de estas bacterias que
las hacen importantes en relación con los alimentos son:
¾ Su capacidad para utilizar como fuente de energía una gran variedad de
compuestos de carbono distintos de los carbohidratos, mientras que estos
en su mayoría no pueden ser utilizados.
¾ La producción de sustancias que afectan desagradablemente el sabor.
¾ Su capacidad para utilizar compuestos nitrogenados sencillos.
¾ El poder de sintetizar sus propios factores de crecimiento o vitaminas.
¾ Las actividades proteolíticas y lipoliticas de algunas de las especies.
¾ Su tendencia aerobia que les permite crecer rápidamente y originar
productos de oxidación en la superficie de los alimentos, donde es más
probable una contaminación abundante.
¾ La producción de pigmentos de ciertas especies, como fluorescencia
verdosa producida por la Pseudomona fluorecens y el color blanco,
cremoso, rojizo, castaño o incluso negro (P. Nigrifaciens) producido por
otras especies. Por otro lado el desarrollo de las Pseudomonas se detiene a
aw elevadas, son fácilmente destruidas por el calor, crecen mal si se
dispone de poco oxigeno, son poco resistentes a la deshidratación y su
crecimiento es pobre o nulo por encima de los 43° C. La microflora
superficial de los vegetales varía con la planta, pero generalmente esta
formada por especies como Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium,
entre otros,
además de bacterias Coliformes y Lácticas; la superficie
externa de las plantas de los vegetales se contaminan a partir del suelo,
23
agua, materas cloacales, aire y animales de forma tal que los
microorganismos presentes en ellos se añaden a la forma natural de
aquellas. Cuando las condiciones son favorables para el crecimiento de la
flora
natural
y
de
los
contaminantes,
aumentara
el
número
de
microorganismos como ocurre casi siempre después de la recolección
(Frazier, 1993).
4.11. Especies de Pseudomonas.
El grupo de bacterias relacionadas con el género Pseudomonas es muy amplio y
comprende especies patógenas para humanos como lo son, Pseudomonas
cepacia (patógeno oportunista que puede causar infecciones muy serias con alta
tasa de mortalidad en pacientes comprometidos, especialmente han aumentado
los datos de infecciones producidas en los pulmones de pacientes con fibrosis
cística) y Ps. Aeruginosa. Hay especies patógenas vegetales como Ps.
Solanacearum que produce marchitación, Ps. syringae causante de manchas
cloróticas en ciertas plantas y Ps. marginalis causante de pudriciones blandas en
las raíces de las plantas (Collins, 1989).
24
Figura 7. Crecimiento en medio de cultivo de una bacteria de Pseudomonas
fluorescente (izquierda) y una no fluorescente (derecha).
Fuente. http://iibce.edu.uy/2001-07/
Figura 8. Células de Pseudomonas aeruginosa Gram-negativas.
Fuente. http://www.bact.wisc.edu/Bact330/lecturepseudomonas
25
4.12. Género Bacillus y sus características
Los Bacillus en general están clasificados dentro de los microorganismos
aeróbicos o facultativos y productores de catalasa. Pueden ser Gram-Positivos o
Gram variables. En general producen endosporas, o sea esporas que se forman
dentro de la célula.
Las características generales del género Bacillus son:
•
Producen endosporas, las que son termoresistentes y también resisten a
agentes perjudiciales como la desecación, la radiación, los ácidos y los
desinfectantes químicos.
•
Muchos
Bacillus
producen
enzimas
hidrofílicas
extracelulares
que
descomponen polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos, permitiendo que el
organismo emplee estos productos como fuentes de carbono y donadores
de electrones.
•
Muchos Bacillus producen antibióticos y son ejemplos de estos la
bacitracina, polimixina, tirocidina, gramicidina y circulina.
•
Los Bacillus en general crecen bien en medios sintéticos que contienen
azúcares, ácidos orgánicos, alcoholes, etc., como las únicas fuentes de
carbono y el amonio como única fuente de nitrógeno.
•
Viven dentro los límites de temperatura de 55 a 70°C
•
Él limite inferior de pH para Bacillus es de 2 a 3.
26
4.13. Bacillus subtilis
Bacillus subtilis, realiza una fermentación 2,3 butanediol, cuyos productos
principales son butanediol, etanol, CO2, y H20. Estos microorganismos también
producen glicerol como un producto de la fermentación. Bacillus subtillis, no es
potencialmente patógeno, no produce endotóxinas y secreta proteínas hacia el
medio. Bacillus subtilis es inofensivo para los animales convencionales. (William et
al., 1968).
Las características principales de Bacillus subtilis son:
•
Son bacterias Gram-positivas
•
Son mesófilas
•
Producen esporas ovales o cilíndrica
•
Son fermentativas, usualmente hidrolizan caseína y almidón
•
Los esporangios no son hinchados
•
La pared de la espora es delgada
Figura 9. Bacillus subtilis.
Fuente. http://www.bact.wisc.edu/Bact330/lecturepseudomonas
27
V. MATERIAL Y METODOS
5.1. Ubicación del experimento.
El experimento se llevó a cabo en el invernadero localizado dentro de las
instalaciones del Instituto Tecnológico de Sonora campus Nainari, ubicado en la
calle Antonio Caso S/n colonia Villa Itson, en Cd. Obregón Sonora.
5.2. Diseño experimental.
El diseño experimental que se utilizó fue completamente al azar el cual constó de
6 tratamientos con 10 repeticiones respectivamente en cada uno, resultando un
total de 60 unidades experimentales.
28
El cultivo utilizado fue pepino Cv. Indio, el cual se sembró en vasos de unicel # 10
con capacidad de ½ kilogramo, colocando en ellos ¾ partes de Sustrato
SUNSHINE 3, posteriormente se colocó la semilla a una profundidad de 2 cm
aproximadamente bajo la superficie del sustrato, teniendo como fecha de siembra
el día 10 de Mayo de 2004; cuidando el desarrollo de las plantas por espacio de
seis semanas, la fertilización se realizó con solución nutritiva (Cuadro 7), cada diez
días cuidando que el manejo agronómico que en general se encontrará acorde a
los requerimientos de las plantas bajo estudio. La solución inoculante de rhizobac
protector (Figura 10), fue colocada en las plantas dependiendo de la dosis de cada
tratamiento, esto considerando que 4000 ml equivalen a 40.000 plantas/Ha, lo que
representa 0.1 ml para el primer tratamiento, y a sí sucesivamente para cada uno
de los tratamientos.
El manejo y control de las condiciones climáticas dentro del invernadero, se
manejo de acuerdo a lo demandado por las plantas bajo estudio en todos los
sentidos, al igual que el suministro de agua a la planta lo cual se realizaba en
intervalo de 1 a 2 días, esto bajo las condiciones completamente automatizadas
del invernadero del Instituto Tecnológico de Sonora. Los resultados de la
investigación fueron analizados en el programa estadístico Nuevo León, arrojando
resultados en comparación de medias para las distintas variables analizadas.
29
Figura 10. Biopreparado de Rhizobacter-Protector.
5.3. Tratamientos.
Una vez
emergida la primera hoja se aclaró dejando solo el ejemplar cuyas
características indicaron ser el mas apropiado para el experimento, posteriormente
se aplicaron los tratamientos los cuales estuvieron repartidos en tres aplicaciones
una vez por semana, esto durante tres semanas después de la aparición de la
primera hoja verdadera. Los biopreparados se presentaron en las siguientes
cantidades (cuadro 6).
Cuadro 6. Tratamientos en base a l/ha
T1: Rhizobac-protector
4 l/ha
T2: Rhizobac-protector
8 l/ha
T3: Rhizobac-protector
16 l/ha
T4: Rhizobac-protector
32 l/ha
T5: Rhizobac-protector
64 l/ha
T6: TESTIGO
30
Dichas aplicaciones fueron suministradas a la planta en forma directa sin dilución
alguna con la utilización de una micropipeta (Fig. 11), la solución se aplico de
manera directa ya que la misma viene lista para su uso.
Figura 11. Aplicación de tratamiento.
5.4 . Preparación y aplicación del fertilizante
Para suministrar los nutrientes esenciales a las plantas en un sistema hidropónico
se utiliza la solución nutritiva de fertilizantes químicos; mediante vaciado directo
(Fig. 14)
31
Para la preparación del volumen adecuado de fertilizante para el cultivo en estudio
se requirió de las siguientes fuentes y cantidades para la preparación por
separado de una solución nutritiva y una solución madre (cuadro 7 y 8) (Fig.12).
Cuadro 7. Cantidades de fertilizantes para preparar 8 litros de solución nutritiva.
FUENTE
8 litros de solución nutritiva
(cantidad en gramos)
MAP (12-61-00)
2.356
Sulfato de Mg
3.6
Nitrato de Ca.
3.6
Multi-K (12-2-43)
12.4
Supernitrato (31-5-00)
0.92
*Nota: Se agrega 1 ml de solución madre por cada 10 Lt de solución nutritiva.
Cuadro 8. Cantidad de fertilizantes y cantidades a aplicar en la solución madre.
FUENTE
cantidad (gr) para 0.8 ml
Sulfato ferroso (FeSO4.7H2O)
0.04
Sulfato de manganeso (MnSO4.4H2o)
0.016
Ácido Bórico (H3BO3)
0.0224
Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O)
0.0016
Sulfato de Zinc (ZnSO4.7H2O)
0.0016
Nota: Por cada litro de solución madre se agrega 10 ml de ácido sulfúrico, antes
de disolver cada uno de los micronutrientes indicados en esta tabla.
32
Figura 12. Material para la preparación de fertilizante.
Para la preparación de cada una de las soluciones se siguió los procedimientos
que a continuación se describen:
a) Se agregaron lentamente 80 ml de ácido sulfúrico a 8 litros de agua en un
recipiente (Fig. 13).
b) Se agregaron 0.04 gr de sulfato ferroso en varias porciones poco a poco
previa disolución agitando el recipiente de la solución madre hasta disolver
perfectamente.
c) En el mismo orden que se menciona en el cuadro 6 se añadieron
lentamente las demás sales agitando constantemente.
d) Una vez totalmente disueltos todos los ingredientes, la solución madre
estaba lista.
Para la preparación de la solución nutritiva se procedió a los siguientes pasos:
a) Se debe acidificar el agua contenida en un recipiente agregando lentamente
Ácido sulfúrico y agitando continuamente hasta la obtención de pH en 5.5
33
b) Una vez pesados y disueltos los fertilizantes, se agregaron 0.8 ml de
solución madre a los 8 lt de solución nutritiva en el recipiente utilizado,
agitando continuamente durante 5 minutos verificando que el pH se
mantuviera en la misma posición de 5.5. Una vez completamente disueltos
los ingredientes, el fertilizante se encontraba listo para su aplicación.
Figura 13. Recipiente para la preparación de fertilizante.
La aplicación del fertilizante a cada una de las plantas se llevó acabo de manera
directa en cada vaso suministrando a cada uno alrededor de 0.1333 ml de
fertilizante utilizando un vaso de la misma capacidad que los utilizados en la
siembra (Fig. 14).
34
Figura 14. Aplicación de fertilizante.
5.5. Variables a medir
Las variables analizadas fueron medidas con parte del equipo de medición del
invernadero, así como de los laboratorios LV 500 y LV 700, con supervisión del
personal encargado del invernadero donde se llevaron a cabo gran parte de las
mediciones y evaluaciones.
5.5.1. Altura de la planta
Esta variable fue evaluada con la utilización de una regla graduada iniciando las
mediciones en la primera aplicación y midiendo cada 5 días después de la
aplicación del tratamiento (Fig. 15). Posteriormente se evaluó la tasa relativa de
crecimiento en cm mediante la formula:
TRC: AF- Ai (cm día-1)
T
Donde TRC: tasa relativa de crecimiento
35
AF: altura final
Ai: altura inicial
T: tiempo transcurrido
Figura 15. Altura de la planta.
5.5.2. Área foliar
Una vez completado el tiempo de la aplicación de cada tratamiento las plantas en
cada uno de los vasos fueron removidas del sustrato para su análisis. Dichas
plantas fueron deshojadas procediendo con ello a la medición de las mismas en
un integrador de área foliar expresando el resultado en cm2, marca CID inc;
Modelo CL-202 (Fig. 16).
36
Figura 16. Medición de área foliar.
5.5.3. Peso seco parte aérea
Una vez medida el área foliar de las hojas de cada planta por separado, estas
fueron colocadas en bolsas de papel identificadas por cada tratamiento aplicado
en ellas, por fecha y número de repetición, sometiéndolas a temperaturas de 70°C
por 48 horas en un horno. Posteriormente a esto fueron pesadas en una balanza
analítica expresando el resultado en gramos (g) (Fig. 17).
Figura 17. Medición parte aérea.
37
5.5.4. Longitud de Raíz
Al momento del deshoje de cada planta la raíz fue sometida a un lavado para
desechar residuos de tierra adheridos a las raíces (Fig. 18) y posteriormente
medidas
con la utilización de una cinta métrica expresando el resultado en
centímetros (cm) (Fig. 19).
Figura 18. Lavado de raíces
.
Figura 19. Longitud de raíz
38
5.5.5. Peso volumétrico raíz
Una vez lavada la raíz fue colocada dentro de una probeta con una determinada
cantidad de agua en ella, de esa forma el desplazamiento del agua estando la raíz
dentro de la probeta indicaba el peso volumétrico de la misma (Fig. 20)
Figura 20. Medición del peso volumétrico de raíz.
5.5.6. Peso seco Raíz
Al igual que las hojas, las raíces fueron colocadas en bolsas de papel previamente
etiquetadas con fecha, tratamiento y repetición respectivamente,
colocándolas
después en el horno a una temperatura de 70°C por 48 horas, posteriormente
fueron llevadas a medición de peso en una balanza analítica
obteniendo los
resultados en gramos (g) (Fig. 21).
39
Figura 21. Medición de peso seco Raíz.
5.5.7. Clorofila
Se valoró en el periodo de una semana después de cada
tratamiento a las
planta, con la utilización del SPAD 502 de Minolta el cual muestra resultados en
unidades de clorofila (uc) en la planta analizada (Fig. 22).
.
Figura 22. Medición de clorofila.
40
5.5.8. Fitotoxicidad
Se valoró mediante observaciones desde la primera aplicación, hasta días
después de la última, observando principalmente la parte aérea de la planta (Fig.
23). Observando el tejido necrosado o indicios del mismo en hojas, tallos, ramas y
raíces en escala del 1-5, siendo el 1 sin daño, 2 con daño inicial de 5 %, 3 con
daño aparente de mas del 5 al 25 %, 4 con daño de más del 25 al 50 % y 5 con
plantas en inicio de senescencia, con daños por arriba del 50 %.
Figura 23. Planta en desarrollo.
41
VI.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Altura de la planta
El comportamiento de la altura de la planta (Fig. 24) fue de la siguiente manera: el
mejor tratamiento fue el 3, con una altura final de 54.65 cm equivalente a un
28.9%, mas que el testigo con 42.38 cm de altura. El resto de los tratamientos se
mostraron de la siguiente manera de mayor a menor; el tratamiento 5 mostró una
altura final de 50.63, seguido del tratamiento 4 con 48.4 cm, tratamiento 2 con
46.48 cm, tratamiento 1 con 40.4 cm.
La TRC de la planta (Fig. 25) mostró diferencias significativas, siendo el mejor
tratamiento de nueva cuenta el 3 con un aumento del 2.2 cmdia-1 equivalente a
83% mas que el testigo; el resto de los tratamientos se mostraron de la siguiente
manera de mayor a menor: Tratamiento 5 con 1.98 cmdía-1, tratamiento 4 con 1.94
cmdia-1, tratamiento 2 con 1.72 cmdía-1 y finalmente el tratamiento 1 con 1.61
cmdía-1, lo que representa 65, 61, 43 y 34 % respectivamente mas que el testigo.
42
Altura de la planta (cm)
60
50
40
26-May
31-May
07-Jun
14-Jun
30
20
10
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 24. Medición de altura de las plantas.
2.5
A
AB
TRC (cm Día-1)
2
AB
B
BC
1.5
C
1
0.5
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 25. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en la TRC de las
plantas.
43
La aplicación de este tipo de bacterias ha dado como resultado la promoción
evidente del crecimiento en las plantas, observando un incremento en la
emergencia, vigor, biomasa, desarrollo en sistemas radiculares, este tipo de
microorganismos tienen una elevada densidad poblacional en la rizosfera después
de su inoculación en la planta, teniendo una colonización efectiva en la raíz, este
tipo de microorganismos tiene la capacidad de solubilizar algunos nutrimentos
como el fierro, mejorando el ingreso de este hacia la planta lo que se traduce en
una mayor cantidad de biomasa (Hernández et al., 2033).
6.2. Área foliar
El Área foliar (Fig. 26) se vio seriamente estimulada en los cultivos mostrando
diferencias significativas, siendo el tratamiento 3 él mas beneficiado con una
respuesta significativa en la media de 788.8 cm2 equivalente a 30.6% mas que el
testigo; y en el resto de las aplicaciones mostraron los valores siguientes de mayor
a menor: Para el tratamiento 1, 699.7 cm2, , tratamiento 2, 684.9 cm2 , tratamiento
5, 676.6 cm2 y tratamiento 4 con 654.2 cm2 , lo que representa el 15.8, 13.4, 12.0
y 8.3 % respectivamente mas que el testigo.
44
A
8000
B
BC
BC
BC
C
Area foliar (cm2)
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 26. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en el área foliar de
las plantas.
Esta respuesta significativa en el crecimiento de las plantas inoculadas según
investigaciones básicas de la dirección de investigación y desarrollo de
tlanepantla, es debido a la síntesis de ciertas sustancias reguladoras de
crecimiento, como giberelinas, citocininas y auxinas, las cuales estimulan la
densidad dando respuestas fisiológicas, específicas y rápidas en el desarrollo de
la planta, estimulando el crecimiento vegetativo y expandiendo el área foliar.
(Http://www.agroenzymas.com.mx/www/infotec/biorreguladores.html)
6.3. Peso seco parte aérea
El peso seco parte aérea (Fig. 27) mostró diferencias significativas, siendo el
tratamiento 1 y 3 los de mejor comportamiento con una media de 2.14 g y 2.11g
45
respectivamente, equivalentes a 21.6% y 20%,
con relación al testigo
respectivamente, seguido del tratamiento 2 con 1.87 g, tratamiento 5 con 1.72 g,
y finalmente el tratamiento 4 con 1.52 g, lo que es un 6.2, 0.72 y 0.36 %
respectivamente mas que el testigo.
2.5
A
A
AB
Peso seco aéreo (g)
2
BC
BC
C
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 27. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en el peso seco
parte aérea de las plantas.
La intensidad
y expansión foliar puede ser modificada por condiciones
ambientales y de manejo de los cultivos ya que con un buen clima, agua y
nutrición se puede tener mucho mas crecimiento vegetativo que en condiciones
adversas (http://www.agroenzymas.com.mx/www/infotec/biorreguladores.html).
46
Esto aumenta la capacidad de supervivencia de microorganismos presentes en la
rizosfera ya que estos se nutren de los exudados de las raíces que emiten las
plantas, como azucares, vitaminas, factores de crecimiento, ácidos orgánicos
entre otros, lo cual sucede a través de la interacción microbio-planta, con
resultados claramente benéficos para la planta mostrando un incremento foliar y
por ende un mayor peso seco de la parte aérea claramente reflejado en la planta
(Hernández et al., 2003).
6.4. Longitud de raíz
La longitud de raíz (Fig. 28) mostró diferencias significativas, siendo el tratamiento
1 el mejor, mostrando un valor de media de 36.2 cm con 30% de incremento en
relación al testigo con una media de 27.8 cm.; mientras que en el resto de los
tratamientos se mostraron de la siguiente manera de mayor a menor; tratamiento
2, 33.0 cm, para el tratamiento 4, 31.33 cm, tratamiento 5, 31.18 cm, y finalmente
el
tratamiento 3, 28.73 cm, lo que representa el 18.7, 12.6, 12.1 y 3.3 %
respectivamente mas que el testigo.
Dicho resultado es debido a la síntesis de sustancias reguladoras de crecimiento
como giberelinas, citocininas y auxinas, las cuales estimulan la densidad y longitud
de los pelos radicales, aumentando así la cantidad y longitud de raíces en las
plantas (Arjona et al., 1992 y Hernández et al., 2003).
47
A
40
AB
Longitud de raíz (cm)
35
ABC
BC
BC
30
C
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 28. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en Longitud de raíz
de las plantas.
6.5. Peso volumétrico de raíz
El peso volumétrico de la raíz de la planta (Fig. 29) mostró diferencias
significativas, siendo el tratamiento 5 el más efectivo, con un valor de 17.2 cm3
seguido del 1 con 17.1 cm3 con 41.6% y 40.7% respectivamente de incremento en
relación al testigo, el resto de los tratamientos se mostraron de la siguiente
manera de mayor a menor; tratamiento 4, 14.0 cm3, tratamiento 2, un valor de 13.6
cm3, y el tratamiento 3 con un valor de 13.3 cm3, lo que es el 15, 11.8 y 9.3 %
respectivamente mas que el testigo.
48
A
3
Peso volumétrico raíz (cm )
A
18
16
B
14
B
B
B
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 29. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en el Peso
volumétrico de la raíz de las plantas.
Este tipo de microorganismos influyen en el crecimiento y desarrollo de las
plantas, así como en la producción de ciertos metabolitos que, al funcionar como
antagónicos de microorganismos perjudiciales, hacen que las plantas se
desarrollen en un ambiente idóneo libre de patógenos y tengan un mayor
crecimiento y desarrollo de la rizosfera (Hernández et al., 2003), reflejando con
ello un mayor peso volumétrico de la raíz al momento del análisis.
6.6. Peso seco raíz
El peso seco de la raíz de la planta (Fig. 30) mostró diferencias significativas
observando que el tratamiento 1 alcanzó un mayor peso de raíz con una respuesta
49
significativa de 0.78 g con 22% de incremento en relación al testigo. Para el resto
de los tratamientos los valores se mostraron de la siguiente manera de mayor a
menor; Tratamiento 4; 0.58 g, tratamiento 3; 0.52 g,
tratamiento 2; 0.47 g,
tratamiento 5; 0.42 g. Lo que representa el 6.5, 4.8, 3.4 y 2.0 % respectivamente
mas que el testigo.
A
0.8
Peso seco raíz (g)
0.7
AB
0.6
ABC
BC
0.5
BC
C
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 30. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en el peso seco de
la raíz de las plantas.
Según Hernández et al., 2003, cerca del
40% del carbono fijado en la
fotosíntesis, en la parte aérea de la planta, puede ser excretado a la rizosfera, lo
que afecta positivamente a la mayoría de las bacterias que ahí habitan, las cuales
se nutren de los exudados de las raíces que emiten las plantas, como azucares,
vitaminas, factores de crecimiento, ácidos orgánicos entre otros, iniciando así el
50
llamado “efecto rizosférico” el cual sucede a través de un intercambio de señales
que se disparan a partir de la interacción microbio-planta, con resultados
claramente benéficos para los dos, es decir; tanto para la rizosfera como para el
microorganismo. De tal manera que la raíz se beneficia mostrando incrementos en
longitudes de raíz y por consecuencia mayores pesos volumétricos y secos.
6.7. Clorofila
El análisis estadístico de clorofila, no mostró diferencias significativas en la
respuesta de la primera aplicación (Fig. 31), donde las respuestas mejores se
estuvieron en los tratamientos del 3 al 5 incluyendo al testigo, con valores desde
32 a 34 unidades de clorofila, sin embargo se reflejaron pequeñas respuestas
positivas, sobre todo en la segunda y tercera aplicación en donde se detectaron
diferencias estadísticas (Fig. 32 y 33) (Fig. 34 y 35) y sus valores anduvieron entre
33, 34 y 31, 33 unidades de clorofila respectivamente para la planta.
51
Unidades de clorofila (u.c)
35
30
25
4
8
16
32
64
Testigo
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
Días de medicion 1er semana
Figura 31. Medición de clorofila para la primer aplicación del tratamiento.
Este pigmento, responsable en parte del proceso fotosintético, no muy fácilmente
pude ser afectado por inducciones microbiológicas, inclusive nutrimentales, ya que
genéticamente cada planta o grupos de ellas dentro de la misma familia, tiene un
rango de concentración en el cual se detectan sus valores (Bolhar, 1998).
52
Unidades de clorofila (u.c)
40
35
30
25
4
8
20
16
15
32
64
10
Testigo
5
0
1
2
3
4
5
6
Días de medición 2da semana
Figura 32. Medición de clorofila para la segunda aplicación del tratamiento.
Se obtuvieron diferencias significativas en la segunda aplicación del tratamiento
efectuada los días 4 y 6 respectivamente con los tratamientos 1 y 3 (Fig. 33).
53
Unidades de clorofila (u.c)
35
A
A
34
ABC
BC
33
AB
AB
32
C
31
C
BC
C
Día 4
Día 6
BC
C
30
29
28
27
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 33. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacillus en la medición de
clorofila
Las mediciones efectuadas el día 4 mostró una mejor respuesta para la medición
de clorofila en el tratamiento 1 con 34.94 uc con 9.4% de incremento en relación al
testigo, mientras que el resto mostró sus valores de la siguiente manera,
tratamiento 3 con 33.31 uc, para el tratamiento 5 con 30.52 uc, tratamiento 4 con
30.03 uc y tratamiento 2 con 29.69 uc, lo que es 4.4, 0.67, 0.13 y 0.072%
respectivamente mas que el testigo. En lo correspondiente a las mediciones del
día 6 se encontraron los siguientes valores con respecto a la comparación de
medias, resultando mas beneficiado el tratamiento 1 con 34.11 uc con 2.6% en
54
relación al testigo, seguido del tratamiento 3 con 31.98 uc, tratamiento 5 con 30.87
uc, tratamiento 4 con 30.86 uc y finalmente el tratamiento 2 con 30.31 uc lo que
representa el 1.2, 0.89, 0.86 y 0.21 % respectivamente mas que el testigo. La
clorofila tanto para el día 4 como para el día 6, obtuvo una mayor respuesta
significativa en el tratamiento 1.
Las bacterias que habitan en la rizosfera de las plantas requieren de residuos
orgánicos como fuente de energía, parte de la energía de la oxidación de la
materia orgánica la utilizan para fijar el Nitrógeno, en dicha rizosfera se encuentra
una alta cantidad de residuos orgánicos de la planta, donde tiene lugar la fijación
del Nitrógeno, cuya fuente principal es el Nitrógeno del aire (78% de la atmósfera
terrestre), asimilación que tiene lugar en el proceso fotosintético que realiza la
planta, reflejado en el contenido de clorofila de la misma. (Http://www.sagangea.org/hojaredsuelo/paginas/10hoja.html)
55
34
Unidades de clorofila (u.c)
33
32
31
30
4
29
16
8
32
28
64
Testigo
27
26
25
1
2
3
4
5
6
Días de medición 3er semana
Figura 34. Medición de clorofila para la tercer aplicación del tratamiento.
La tercera aplicación (Fig. 34 y 35) mostró diferencia significativa en el día 2,
siendo el mejor tratamiento el 1 con un valor de 33.11 uc con un incremento de
6.7% en relación al testigo, seguido del tratamiento 3 con 31.91 uc, el resto se
mostró de la siguiente manera; tratamiento 5 con 31.18 uc, tratamiento 2 con
29.40 uc y 4 con 29.02 uc, lo que representa el 2.8, 0.48, 0.074 y 0.05%
respectivamente mas que el testigo.
56
Unidades de clorofila (u.c)
34
A
33
AB
32
ABC
ABC
31
BC
30
C
29
28
27
26
1
2
3
4
5
Testigo
Tratamientos
Figura 35. Efecto de la aplicación de Pseudomonas y Bacilos en la medición de
clorofila
La oxidación del Fierro en la planta, la realizan microorganismos tales como las
Pseudomonas y Bacillus, de tal manera que los tratamientos aplicados a base de
dichos microorganismos, favorece la reacción en donde el Fierro actúa como
catalizador en la formación de clorofila dando como consecuencia una mayor
captación de unidades de clorofila.
(Http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/10hoja.html)
6.8. Fitotoxicidad
En ningún momento y en ninguna dosificación se presentaron cambios, las
aplicaciones no afectaron el desarrollo de las plantas y por lo tanto no generaron
ningún daño.
57
VII.
CONCLUSIONES
En el presente estudio basado en la aplicación de tratamientos de un biopreparado
de Pseudomonas y Bacillus aplicados a la planta de pepino (cucumis sativus) se
pudo observar que la mayoría de las variables evaluadas mostraron diferencias
significativas, principalmente en el tratamiento 3, seguido 1 y 5 respectivamente lo
que significa que las diferentes dosis aplicadas a la planta influenciaron de manera
distinta y positiva a cada tratamiento, pudiendo comprobar el efecto benéfico de
las dosis aplicadas principalmente en altura, área y peso seco foliar, así como
longitud de raíz.
58
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