elocation-id: e3544
El siguiente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de tres bacterias promotoras del crecimiento vegetal; Bacillus amyloliquefaciens, Pseudomonas fluorescens y Streptomyces griseoviridis y dos tipos de fertilización; química y orgánica (lombricomposta) en suelo para el control del nematodo agallador (Meloidogyne sp.), y su efecto en el desarrollo del cultivo de chile en invernadero. Se realizaron cuatro fertilizaciones, tanto químicas como orgánicas, en el momento del trasplante y a los 15, 30 y 45 días posteriores al trasplante. El ensayo tuvo una duración de cinco meses. Se establecieron un total de nueve tratamientos (tres tipos de bacterias + un control químico × dos tipos de fertilización + un testigo con agua), cada uno de ellos con cuatro repeticiones para un total de 36 plantas. Se realizaron mediciones de porcentaje de agallamiento (PA), índice de agallamiento (IA) y se determinó la eficiencia de los tratamientos. También se determinaron los pesos secos y frescos, tanto de la parte aérea como de la raíz de las plantas. El mayor grado de afectación se presentó en el tratamiento testigo con un 71.2% de PA, mientras que el menor PA se observó en el tratamiento fertilización química × B. amyloliquefaciens. El IA no presentó diferencias significativas entre tratamientos, debido a que el efecto negativo del agallamiento fue contrarrestado por un adecuado crecimiento radical, lo cual fue especialmente visible en tratamientos como fertilización química × B. amyloliquefaciens y fertilización orgánica × oxamyl.
control biológico, fertilización orgánica, nematodo.
El cultivo de chile (Capsicum annuum L.) es la principal especie cultivada del género Capsicum en Costa Rica. Esta hortaliza es de gran importancia a nivel nacional y mundial, su producción ha crecido en los últimos años la cual se estima en unos 4.5 millones de toneladas de producto seco y 36 millones de producto fresco (FAO, 2021). En el 2019, esta hortaliza tuvo un área cultivada de 3.8 millones de hectáreas (ha), distribuidas en 126 países en todos los continentes (FAO, 2021).
El nematodo agallador Meloidogyne (Chitwood, 1949) es una de las principales plagas que afecta a los cultivos hortícolas incluyendo al cultivo de chile dulce. Este nematodo puede llegar a causar pérdidas en la producción equivalentes a entre $77 y $125 billones (Abawi y Widmer, 2000; Chitwood, 2003) en diferentes cultivos. Las pérdidas asociadas a este nematodo en el cultivo de chile a nivel mundial corresponden a más de un 15% (Tola et al., 2023).
El control de nematodos agalladores en cultivos hortícolas se ha basado en el uso de nematicidas de amplio espectro como cloropicrina, 1,3-dicloropropeno y otros plaguicidas de amplio espectro (Calvo y Zapata, 2020). Cada vez más nematicidas están siendo restringidos debido a su toxicidad o impactos ambientales asociados a su aplicación (Kearn, 2014).
Estos nematicidas son considerados nematostáticos a las dosis recomendadas y los nematodos logran recobrar movilidad y probablemente vuelven a ser infectivos (Oka, et al., 2012), por lo que su uso en algunas ocasiones resulta poco eficiente.
El uso de lombricomposta contribuye a suprimir las poblaciones de nematodos, dentro de los mecanismos propuestos sobre cómo la lombricomposta suprime las poblaciones de Meloidogyne son: expresión de actividades enzimáticas extracelulares de rizobacterias, inducción de la respuesta de la planta, exclusión competitiva del antagonista microbiano y mejorar la resistencia de las plantas (Zuhair et al., 2022).
Sin embargo, las alternativas deben ser evaluadas y validadas. Por lo que el objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto de tres bacterias promotoras del crecimiento vegetal (Bacillus amyloliquefaciens, Pseudomonas fluorescens y Streptomyces griseoviridis) y lombricomposta aplicada al suelo sobre Meloidogyne y su efecto en el desarrollo y producción del cultivo de chile.
El híbrido utilizado fue el Nathalie, desarrollado por Syngenta. Presenta las siguientes características: produce un fruto de maduración verde-rojo, alto rendimiento.
Esta investigación se realizó en el invernadero de la Finca Experimental Santa Lucía (FESL), de la Universidad Nacional (UNA), ubicada en Santa Lucía de Barva, Heredia, Costa Rica.
El suelo utilizado se recolectó de la FESL. Pertenece al orden Andisol. Se recolectaron 400 kg a una profundidad de 20 cm. Se tamizó y llevo al Laboratorio de Fitopatología de la UNA. Posteriormente, se sometió a un proceso de doble esterilización en autoclave a 121°C y una presión de 15 psi, durante 20 minutos (Hattori et al., 2015). Sus características fueron: pH 5.9, K 0.69 cmol (+)/L, Ca 7.4 cmol(+)/L, Mg 0.5 cmol(+)/L, acidez 0.3 cmol(+)/L, P 4 mg/L, 10.93% materia orgánica.
Las plántulas se trasplantaron cuando presentaron cuatro hojas verdaderas, realizando un hoyo de 5 cm de profundidad en el centro de cada maceta.
Las plantas agalladas fueron transportadas en bolsas plásticas en una hielera para realizar la extracción de huevos y juveniles en el Laboratorio de Nematología de la UNA. La extracción se realizó siguiendo la metodología de Manzanilla-López (2012), de la suspensión de nematodos extraídos, se tomaron 10 alícuotas de 5 ml para realizar conteos. Se utilizó una suspensión de 3.8 ml por planta para inocular 2 000 J2 y huevos (unidades de inóculo) (Zhao, et al., 2021). La inoculación se realizó siete días después del trasplante (ddt) en la zona radicular.
Se evaluaron dos tipos de fertilización: comercial y orgánica, y tres rizobacterias: P. fluorescens, B. amyloliquefaciens y S. griseoviridis (Cuadro 1).
Se realizaron cuatro fertilizaciones. En el trasplante, se realizó un hoyo de 20 cm al cual se agregaron 20 g de fórmula comercial Abopac 10-30-10 (química) o 120 de lombricomposta (orgánica) y posteriormente se colocó la plántula.
A los 15 ddt, se realizó la segunda fertilización química y orgánica la cual correspondió a 20 g de Abopac 10-30-10 junto con 5 g de fórmula completa del fertilizante comercial de Seracsa 18-5-15-6-0.2-7.3 y 125 g de lombricomposta comercial (Puriscal, San José) respectivamente. La tercera fertilización química y orgánica se realizaron a los 30 días después de la segunda fertilización y las cantidades utilizadas fueron la siguientes: 2.5 g de nitrato de amonio (NH₄NO₃) junto con 2.5 g de la fórmula 18-5-15-6-2 y 130 g de lombricomposta.
Finalmente, la cuarta fertilización se realizó a los 45 días después de la última fertilización, las cantidades aplicadas fueron 5 g de NH₄NO₃) junto con 2.5 g de la fórmula 18-5-15-6-2 y 140 g de lombricomposta respectivamente para los tratamientos químico y orgánico.
Las rizobacterias se inocularon mediante una suspensión de 15.0 ml de la concentración comercial (7.2 x 1010 UFC.ml-1). Tanto las bacterias como el nematicida oxamyl 24% SL a la dosis recomendada de 5 ml L-1, se aplicaron cinco días después de la inoculación de Meloidogyne sp. de acuerdo con lo recomendado por Oka, et al. (2012).
Se determinó a los 90 ddt, realizando un muestreo destructivo de cada unidad experimental y para ello se empleó la fórmula utilizada por Zhao, et al. (2021).
Este índica se obtuvo mediante la escala visual de cinco grados (Cuadro 2) empleada por Zhao, et al. (2021).
Cuadro 2.
| Escala | Porcentaje de agallamiento |
|---|---|
| 0 | 0% de agallas (raíz sana) |
| 1 | 1-15% de agallas |
| 2 | 16-25% de agallas |
| 3 | 26-50% de agallas |
| 4 | 51-75% de agallas |
| 5 | 76-100% de agallas |
A partir del PA, determinados visualmente se calculó la efectividad biológica de los tratamientos para el manejo de Meloidogyne sp. mediante la siguiente fórmula empleada
por Zhao et al. (2021); Calvo y Zapata (2020)
.Dónde: PA= porcentaje de agallamiento; NRA= número de raíces agalladas. TR= total de raíces en la planta.
El peso fresco y seco de raíz y parte área fue determinado a los 90 días ddt. Peso fresco de raíz y parte área: Los sistemas radicales de las cuatro plantas por tratamiento se separaron manualmente. Las raíces fueron lavadas con agua, escurridas y pesadas de manera individual con una balanza mecánica, al igual que las partes aéreas.
Peso seco de la raíz y parte aérea: El sistema radical lavado y la parte aérea de las plantas se sometieron a un proceso de secado en una estufa a una temperatura de 60°C por un lapso de 72 horas. Posterior al secado, se pesaron nuevamente las raíces y partes aéreas de las plantas muestreadas.
La estructura del experimento fue bifactorial, el primer factor fue la fertilización con dos niveles: fertilización química y orgánica. El segundo factor fue el tipo de nematicida con cinco niveles: tres bacterias promotoras del crecimiento con efecto nematicida, un nematicida químico comercial y un testigo absoluto agua. En total se establecieron nueve tratamientos con cuatro repeticiones para un total de 36 unidades experimentales bajo un diseño completamente al azar.
Para determinar el efecto de los tratamientos sobre las variables de respuesta determinadas (PA, IA, peso fresco y seco de la parte aérea de la planta, peso fresco y seco de la raíz, se realizó un análisis de varianza (ANOVA) y comparaciones de medias por medio de la prueba de Prueba de Di Rienzo, Guzmán y Casanoves (DGC) (p≤ 0.05), por medio del software estadístico Infostat.
Los resultados del ANOVA principal indicaron que el PA estuvo influenciado por los dos factores; tipo de fertilización (p= 0.01) y tipo de nematicida (p= 0.001), además se presentó una interacción significativa de estos factores (p= 0.001). En el caso del tipo de fertilizante se registró un PA promedio de 23% bajo la fertilización orgánica contra un 20.75% para las plantas fertilizadas con abono químico (Cuadro 3).
Se evidenció una reducción en la afectación a causa de Meloidogyne sp. mediante el uso de lombricomposta, teniendo esta un efecto positivo en la reducción de agallas y masa de huevos presentes en la raíz (hasta 82.5% menos). Adicionalmente, Khairy et al. (2020) constataron que existió una mejora de los atributos de crecimiento de plantas de chile en términos de longitud de los brotes (18.5%) y peso fresco total (32.8%).
En el caso del tipo de nematicida, las comparaciones entre pares de medias evidenciaron diferencias significativas en todos los casos, excepto al comparar el PA de testigo químico vs. B. amyloliquefaciens (p = 0.148) y P. fluorescens vs. S. griseoviridis (p= 0.409). Con base en el tipo de nematicida, el máximo PA promedio se registró en el testigo al cual se aplicó agua destilada (71.25%).
El mínimo PA promedio se registró en el tratamiento fertilización química × B. amyloliquefaciens con 11.5% seguido de las plantas del tratamiento fertilización orgánica × P. fluorescens, la cuales tuvieron un porcentaje de PA de 15.75%, manteniendo valores muy por debajo en comparación con el porcentaje obtenido en el tratamiento testigo (Cuadro 3).
En cuanto a la interacción fertilizante × tipo de nematicida, los análisis evidenciaron que el tipo de fertilizante solamente influyó en el tipo de nematicida cuando este era de naturaleza biológica; es decir, al aplicar P. fluorescens (p= 0.043), B. amyloliquefaciens (p= 0.032) o S. griseoviridis (p= 0.028).
Khairy et al. (2020) encontraron PA más bajos en los tratamientos fertilizados con abono orgánico, indistintamente del tipo de nematicida biológico utilizado. Considerando los dos factores evaluados, el PA promedio más bajo se observó en el tratamiento fertilización química × B. amyloliquefaciens con un PA= 11.5, seguido del tratamiento fertilización orgánica × P. fluorescens con 15.75%, y fertilización química × nematicida químico con 20.7%.
Las plantas inoculadas al aplicar una fertilización química con B. amyloliquefaciens mostraron el PA más bajo, lo cual concuerda con lo reportado por Mousa y Zawam (2010), quienes observaron un 87.0% de la inhibición del PA.
El IA no presentó diferencias estadísticamente significativas y mostró un rango de valores de 1 a 4, encontrándose los índices más altos en el tratamiento fertilización química × agua (4), fertilización química × P. fluorescens (3), fertilización orgánica × B. amyloliquefaciens y fertilización orgánica × S. griseoviridis (valor de 3 en ambos).
Las bacterias B. amyloliquefaciens y P. fluorescens, con la fertilización química y orgánica respectivamente, presentaron valores altos de eficacia (p= 0.409). Los valores obtenidos se encontraron entre 70% y 80% de control (Figura 1).
El uso de bacterias como P. fluorescens, B. amyloliquefaciens y S. griseoviridis con distintos tipos de fertilización, tuvieron un efecto positivo previniendo el agallamiento en las raíces, siendo estos tratamientos los que presentaron valores más altos de eficiencia. Estos datos concuerdan con los obtenidos por Liu et al. (2020), quienes encontraron que el uso de bacterias suprimió al nematodo M. incognita demostrándose una reducción en el porcentaje de agallamiento en la raíz.
El peso aéreo seco promedio más alto, correspondió a fertilización química × B. amyloliquefaciens (74 g), y el menor peso promedio aéreo seco fue la fertilización orgánica × B. amyloliquefaciens (27.5 g) (Figura 2). Los valores de la parte área y raíz tuvieron diferencias significativas (p= 0.073).
El peso seco de las partes aéreas de los tratamientos con bacterias mostró valores más bajos con respecto a la fertilización química x oxamyl (63.5 g), además, con el tratamiento fertilización química × B. amyloliquefaciens obtuvo un valor de 74 g estando por encima del tratamiento testigo.
Con respecto al peso de las raíces, los valores p para peso fresco y seco fueron de p= 0.0003 y 0.0005 respectivamente, además, los resultados promedio registrados en los tratamientos fertilización química × B. amyloliquefaciens (CB) y fertilización orgánica × P. fluorescens (OP) fueron positivos tanto en peso seco, como fresco (Figura 3).
Los valores promedios más altos de peso fresco y seco de raíz correspondieron al tratamiento fertilización química x S. griseoviridis (CS) con 134.85 g y 38.5 g, respectivamente.
Resultados similares fueron obtenidos por Ruanpanun et al., (2011), quienes determinaron un control positivo de Meloidogyne spp., con el uso de la bacteria Streptomyces sp. reportando tener efecto biocida sobre los huevos y J2 del nematodo. El máximo valor de peso seco de raíz correspondió al tratamiento fertilización orgánica × P. fluorecens (OP).
Los datos de peso de raíz fresco y seco, de los tratamientos con fertilización orgánica y bacterias con efecto nematicida fueron mayores en comparación con lo obtenido en el tratamiento testigo con este tipo de fertilizante y oxamyl.
El PA estuvo influenciado por los dos factores; tipo de fertilización (p= 0.01) y tipo de nematicida (p= 0,001). En tipo de fertilizante se registró un PA promedio de 34.15% en el tratamiento con lombricomposta contra un 22.9% con fertilizante químico. Las tres bacterias evaluadas tuvieron efectos positivos sobre el control del nematodo Meloidogyne sp., esto según los porcentajes de agallamiento y porcentajes de control, exceptuando la combinación de fertilización química × P. fluorescens.
Los tratamientos que mostraron eficacia en peso foliar fresco, peso raíz fresco y seco correspondieron a: fertilización química x B. amyloliquefaciens, fertilización química x oxamyl, fertilización química x S. griseoviridis y fertilización orgánica x P. fluorescens.
FAO. 2021. Statistics Division of FAO (Online). http://faostat.fao.org.
Oka, Y. S.; Shuker, N. N. and Tkachi, N. N. 2012. Systemic nematicidal activity of fluensulfone against the root knot nematode Meloidogyne incognita on pepper. Pest Management. Science. 68(2):268-275. https://doi.org/10.1002/ps.2256
Ruanpanun, P. P.; Laatsch, H. H.; Tangchitsomkid, N. N. and Lumyong, S. S. 2011. Nematicidal activity of fervenulin isolated from a nematicidal actinomycete, Streptomyces sp. CMU-MH021. On Meloidogyne incognita. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 27(6):1373-1380. https://doi.org/10.1007/s11274-010-0588-z
Zhao, J. J.; Wang, S. S.; Zhu, X. A.; Wang, Y. Y.; Liu, X. S.; Duan, Y. B.; Fan, H. H. and Chen, L. L. 2021. Isolation and characterization of nodules endophytic bacteria Pseudomonas protegens Sneb 1997 and Serratia plymuthica Sneb 2001 for the biological control of root knot nematode. Applied Soil Ecology . 164(103924):1-10. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.103924.