Una de las estrategias agroecológicas que aumenta la producción agrícola es el uso de inoculantes bacterianos, los cuales carecen de los efectos tóxicos que tienen los agroquímicos. En este trabajo se evaluó el efecto de la inoculación de la rizobacteria promotora del crecimiento vegetal Pseudomonas fluorescens UM270 sobre el ciclo de cultivo de plantas de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa) en condiciones de campo (riego) en el año 2019. Los resultados mostraron que las plantas inoculadas con la rizobacteria UM270 exhibieron efectos significativos en la altura de las plantas (14.64%), el diámetro de tallo (17.74%), el índice de biovolúmen (35.14%) y la producción de frutos cuajados en 65.54%. Esto sugiere que la cepa P. fluorescens UM270 es un excelente bioinoculante que mejora la producción del cultivo de tomate de cáscara bajo condiciones de campo.
Pseudomonas fluorescens, Physalis ixocarpa, agroquímicos, rizobacterias.
El tomatillo o tomate de cáscara (Physalis spp.) es un cultivo de importancia forrajera, medicinal, ornamental, industrial y para consumo humano, e incluye alrededor de 100 especies distribuidas en el continente americano (Santiaguillo-Hernández y Blas-Yáñez, 2009). México es el país considerado el centro de domesticación de este género (Engels et al., 2006), donde se reconocen alrededor de 70 especies silvestres, aunque Physalis ixocarpa Brot. Ex Horm (=P. philadelphica Lam.) y P. angulata son cultivadas con fines comestibles. El cultivo de P. angulata se restringe al estado de Jalisco y el de P. ixocarpa está extendido en diversas regiones del país (Caballero-Salinas et al., 2020).
El cultivo de tomate de cáscara tiene gran importancia económica en nuestro país; sin embargo, es seriamente afectado por diversos patógenos (Ayala-Armenta et al., 2020). Por tales motivos, es importante explorar otras opciones ecológicas que no involucren el uso y aplicación de fertilizantes minerales o pesticidas sintéticos. Una de las opciones es el uso de bacterias promotoras del crecimiento vegetal (BPCV). Las BPCV son capaces de formar asociaciones estrechas con las plantas, ya sea a través de la colonización de las raíces (rizósfera), los tejidos internos (endósfera) o las superficies de tejidos aéreos (filósfera) (Orozco-Mosqueda y Santoyo, 2021).
Al formar parte del microbioma vegetal, las BPCV pueden producir antibióticos, enzímas líticas, entre otros metabolitos como sideróforos, compuestos volátiles orgánicos, entre otros, para inhibir el crecimiento de los patógenos potenciales. (Orozco-Mosqueda et al., 2023). Otras actividades benéficas de las BPCV incluyen la mejora de la nutrición vegetal a través de la solubilización de nutrientes, así como la inducción del sistema inmune de la planta. Una de las especies más utilizadas en el biocontrol de patógenos y la promoción del crecimiento vegetal es Pseudomonas fluorescens (Garrido-Sanz et al., 2016).
Por ejemplo, la cepa P. fluorescens UM270 ha sido ampliamente caracterizada como biocontroladora de hongos patógenos y promotora del crecimiento de plantas, incluyendo a M. truncatula y P. ixocarpa (Hernández-León et al., 2015; Rojas-Solis et al., 2016). Sin embargo, los trabajos anteriores han sido realizados in vitro, pweo no en campo. Así, en este estudio se hipotetiza que la inoculación de P. fluorescens UM270 durante un ciclo de crecimiento de plantas de tomate de cáscara mejora significativamente diversos parámetros fitométricos y de producción bajo condiciones de campo.
Un total de 120 semillas de tomate de cáscara o tomatillo (Physalis ixocarpa Brot. ex Horm) fueron colocadas en charolas de geminación e irrigadas con agua corriente. El trasplante de las plántulas se llevó a cabo 22 días después, la siembra se realizó en un suelo tipo franco-arenoso. El experimento se llevó a cabo de los meses de septiembre a diciembre de 2019, en una parcela ubicada en la comunidad de Uruapan, Michoacán, cuya localización geográfica es la siguiente: 19° 25’ 37.9’’ latitud norte 102° 01’ 24.3’’ longitud oeste. Las propiedades fisicoquímicas del suelo fueron analizadas en el INIFAP-Celaya, con las siguientes características: el suelo es de tipo franco, con 53.48% arena, 19.60% arcilla y 26.92% de limo, y un pH de 6.32. Cabe destacar que durante el experimento no se adicionaron fertilizantes minerales. El diseño del experimento consistió en bloques al azar con n= 24 plantas (unidades experimentales) por cada tratamiento (plantas testigo sin inoculación bacteriana y Plantas + inoculadas con la cepa UM270).
La cepa fue crecida en cajas Petri con agar nutritivo a 28 °C durante 24 h. Posteriromente, se aisló y creció una colonia en un matraz con 250 mL de caldo nutritivo con agitación constante (250 rpm) hasta tener una densidad óptica de 1 × 106 unidades formadoras de colonia (UFC/mL). El sobrenadante fue retirado con ayuda de una centrífuga (a 5 000 rpm durante 5 min) y el pellet bacteriano se diluyó en una solución estéril de MgSO4 (10 mM). Los inóculos preparados fueron evaluados nuevamente para conocer su viabilidad celular. Para la inoculación en campo, cada planta fue inoculada en la periferia de la raíz con un inóculo bacteriano de 50 mL con aproximadamente 1 × 106 UFC/mL.
La bioinoculación se inició el día del trasplante y se repitió semanalmente con un total de 11 aplicaciones. Las plantas testigo sin inocular, así como las inoculadas con la cepa UM270 fueron irrigadas por aspersión adicionalmente con agua corriente cada semana. Los datos que se presentan para su análisis corresponden a las mediciones de la semana 12 posterior al trasplante. Todos los datos fueron procesados en el programa social science statistics con una prueba de t para medias independientes (p< 0.05) (Social Science Statistics, 2018).
El Cuadro 1 muestra las diferencias significativas con un promedio de altura de 70.7 cm en las plantas testigo y 81.16 cm para aquellas inoculadas con la cepa UM270, lo cual corresponde a un incremento de 14.64% en la altura de las plantas de tomate inoculadas. Estos datos concuerdan con los publicados por Rojas et al. (2016) donde observan un aumento en el tamaño de plantas de tomate inoculadas con la cepa UM270 en experimentos in vitro. Sin embargo, difieren de los resultados obtenidos por Rocha-Granados et al. (2019) realizados en plantas de Casuarina equisetifolia inoculadas con varias cepas (por ejemplo, Bacillus spp.), entre ellas la UM270, la cual no mostró actividad de promoción de crecimiento en dicha especie vegetal.
| Parámetros fitométricos evaluados | Plantas testigo | Plantas + UM270 | Incremento (%) |
| Altura de planta (cm) | 70.7 | 81.16* | 14.64 |
| Diámetro de tallo (mm) | 6.2 | 7.3* | 17.74 |
| Índice de biovolúmen | 44 | 59.6* | 35.14 |
| Peso fresco total de planta (g) | 76.75 | 196.25* | 155.7 |
La aplicación de Pseudomonas flourescens UM270 modificó el grosor del tallo en las plantas, al final del experimento se observaron diferencias estadísticas significativas, con promedios de 5.9 mm de grosor en las plantas testigo y 6.9 mm en las inoculadas con UM270 para la semana 11. Mientras que para la semana 12 los datos fueron de 6.2 mm para las plantas testigo y 7.3 mm para las inoculadas con la UM270 (17.74%) (Cuadro 1). Resultados similares han sido reportados por Patel et al. (2019), en donde observan mayor grosor de tallo en plantas de caña de azúcar inoculadas con cepas de Ochrobactrum intermedium (TRD14), Acinetobacter sp. (PK9) y Bacillus sp. (RSC29 and KR91), en comparación con las plantas sin inocular. Esto indica que de alguna manera la PGPB induce mayor grosor del tallo, puesto que las plantas al ser más grandes, desarrollan un tallo más vigoroso.
El índice de biovolúmen es una medida de la promoción del crecimiento de las plantas, que relaciona la altura de estas y el grosor del tallo (Flores et al., 2020). La inoculación de P. flourescens UM270 en plantas de tomate de cáscara, mostró diferencias estadísticamente significativas en la variable índice de biovolúmen, con un promedio de 44.10 para las plantas testigo respecto a 59.62 para las plantas inoculadas con la UM270. En porcentaje, el índice de biovolúmen incrementó 35.14% en las plantas inoculadas.
En la Figura 1, se muestran plantas representativas sin inocular e inoculadas con la cepa UM270. La prueba estadística muestra diferencias significativas en el peso fresco de planta. Los valores para las plantas testigo (sin inocular) fueron en promedio de 76.75 g, mientras que para las plantas inoculadas con UM270 alcanzaron un promedio de 196.25 g. Estos datos se relacionan con los presentados previamente por Rojas-Solis et al. (2016) para UM270, donde se observan capacidades de promoción de crecimiento en plantas de tomate. Los autores llevaron a cabo estos experimentos en invernadero y en coinoculación con la cepa de Bacillus thuringiensis UM96. Sin embargo, cuando inocularon únicamente la cepa UM270, identificaron mayor peso fresco y seco en las plantas.
Con base en los antecedentes de la cepa y los resultados reportados en este trabajo, se propone que el efecto de los compuestos orgánicos volátiles producidos por la cepa, la capacidad de sintetizar sideróforos o incluso a la actividad de la enzima ACC desaminasa para bajar los niveles de etileno en plantas (Hernández-León et al., 2015), podrían estar estimulando el crecimiento de las plantas de tomate de cáscara en campo.
El último parámetro evaluado fue conocer si la inoculación de UM270 representa una ventaja para incrementar la producción de tomate en campo, por lo que se llevó a cabo el conteo del número de frutos producidos en las plantas de tomate. Así, la aplicación de P. flourescens UM270 mostró un incremento significativo en la producción de frutos cuajados por planta, con un total de 2 205, en comparación con las plantas testigo, cuya producción fue de 1332 frutos (Figura 2).
Este resultado significa un incremento en la producción de 65.54% en las plantas inoculadas con la cepa UM270. Cabe hacer la aclaración que en estos experimentos no se agregaron fertilizantes químicos, solo los nutrientes que había en el suelo y el efecto nutricional que mejoró en las plantas por la inoculación con la cepa UM270. Cabe destacar que otras cepas benéficas de bacterias como Atlantibacter sp. también han mostrado efectos benéficos en la mejora de la nutrición de plántulas de tomate (Physalis ixocarpa), incrementando algunos elementos como el K, Ca y Mg (Ramírez-Cariño et al., 2023).
Recientemente, Aguirre-Medina y Espinosa (2016), mencionan que la inoculación de una cepa de Pseudomonas flourescens incrementa el número de frutos producidos en Capsicum annuum L. comparados con los testigos sin inocular. Castro-Barquero et al. (2015), también reportan que la inoculación de una cepa de Pseudomonas logró aumentar la biomasa en el cultivo de tomate comparada con el testigo sin inocular.
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