elocation-id: e3925
El jitomate es uno de los cultivos más importantes en México, el cual requiere cantidades considerables de nitrógeno, fósforo y potasio para lograr rendimientos óptimos. Cada vez más, se abusa de las dosis de minerales, lo que resulta ineficiente y gran parte se libera al ambiente provocando contaminación a cuerpos de agua y suelo. El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de bajas dosis de fertilización mineral combinadas con un bioestimulante microbiano sobre el peso y dimensiones de frutos de jitomate; así como, en la producción por planta. El trabajo se realizó en Úrsulo Galván, Veracruz, en el ciclo otoño-invierno-primavera (2023-2024) bajo condiciones protegidas de macrotúnel. Se utilizó un bioestimulante formulado con cinco cepas bacterianas (Bacillus subtilis FDMC1, Stenotrophomonas sp. JAG2, Bacillus wiedmannii JAG3, Priestia megaterium JAFV4 y P. megaterium AERM5) y una fertilización química mínima NPK (165-120-90) a diferentes porcentajes (100%, 75%, 50% y 25%) con y sin bioestimulante, excepto el 100% que fue un testigo sin bioestimulante. Se utilizó un diseño en bloques completos al azar, se establecieron 240 plantas con un marco de plantación de una planta cada 25 cm a tres bolillos. Las dosis reducidas de fertilización, sin aplicaciones del bioestimulantes, afectaron significativamente el rendimiento y calidad de los frutos de jitomate. Las aplicaciones del bioestimulante con dosis reducidas de fertilización química al 50% y 75% incrementaron significativamente la producción y dimensiones de los frutos de jitomate. Con las aplicaciones del bioestimulante se obtuvo un ahorro del 25% en la fertilización química, lo que logró una producción y calidad de frutos de jitomate igual a la alcanzada con un 100% de la fertilización.
bacterias, bajos insumos, hortalizas.
En México se tiene una superficie agrícola sembrada de 12 622 755.43 ha con una producción de 56 948 979.85 t, de las cuales las hortalizas contribuyen con aproximadamente el 20% de la producción, en lo que respecta a jitomate, se producen 3 220 048.24 t (SIAP, 2023). Cultivo de los más importantes para la economía y alimentación de nuestro país (Lara et al., 2022). El cultivo de jitomate requiere cantidades sustanciales de nitrógeno, fósforo y potasio (NPK) para lograr rendimientos óptimos (Díaz-Vázquez et al., 2023). El fertilizante NPK influye en los parámetros de producción, morfológicos, de compuestos fenólicos, de contenido de flavonoides, licopeno y β-caroteno de frutos de jitomate (Bentamra et al., 2023).
Al ser tan importante la fertilización química para la producción de jitomate, los agricultores suelen aumentar las dosis y uso de los fertilizantes sintéticos (Burcea et al., 2016). A pesar de que los fertilizantes sintéticos son uno de los factores más importantes que ayudan a potencializar la producción agrícola, el abuso de estos provoca graves problemas de contaminación de aguas subterráneas y degradación de los suelos (Galindo et al., 2020). De tal forma que es crucial el uso de estrategias con enfoques ecológicos para reducir el uso de fertilizantes químicos y que al mismo tiempo se aumente la eficiencia de los nutrientes, rendimientos y calidad de los cultivos.
Una de estas estrategias es el uso de bioestimulantes vegetales, los cuales se utilizan como herramienta de manejo den cultivos de bajos insumos de hortalizas (Sánchez-Sánchez et al., 2022; Chafai et al., 2023). Los bioestimulantes mejoran el desarrollo de plantas y frutos a través de la solubilización de minerales, fijación de nitrógeno y producción de fitohormonas (Caulier et al., 2019). Mejoran la tolerancia al estrés biótico y abiótico al activar los genes que activan los sistemas de defensa, al producir enzimas, aminoácidos y ácidos orgánicos (Kaushal et al., 2023). Los bioestimulantes microbianos aportan beneficios a las plantas, pero una de sus características fundamentales que deben tener, es preservar la calidad y rendimiento de los cultivos en sistemas de bajos insumos. En este sentido, el propósito de este estudio fue analizar cómo influyen estos estimulantes en el crecimiento, calidad y productividad de las plantas.
El estudio se llevó a cabo en el Instituto Tecnológico de Úrsulo Galván, situado en las coordenadas 19° 24’ 43.64’’ de latitud norte y 96° 21’ 32.42’’ de longitud oeste, a una altitud de 13 m, en el municipio de Úrsulo Galván. La región posee un clima catalogado como Aw (tropical húmedo-seco) según el sistema de Köppen-Geiger, caracterizado por condiciones cálidas subhúmedas con lluvias en verano, temperaturas que fluctúan entre los 24° y 26 °C y una precipitación anual que varía entre 1 100 y 1 300 mm.
Se emplearon semillas de jitomate de Harris Moran® de la variedad Atrevido F1, un bioestimulante microbiano formulado a base de una combinación de cepas bacterianas (Bacillus subtilis FDMC1, Stenotrophomonas sp., JAG2, Bacillus wiedmannii JAG3, Priestia megaterium JAFV4 y P. megaterium AERM5) a una dosis de 20% (v/v) y concentración de 106 UFC ml-1 de cada cepa. Se inocularon las semillas con la micorriza Rhizophagus intraradices del INIFAP® antes de sembrarlas en charolas de polietileno que contenían sustrato peat moss.
Luego de 30 días, las plántulas se trasplantaron a un suelo con las siguientes características: pH 6.84, CE 81.3 µS, DAP 1.2 g ml-1; con una composición de 30.76% de arena, 30.56% de limo y 38.68% de arcilla, 2.11% de materia orgánica, 0.17 cmol kg-1 de potasio, 12.09 cmol kg-1 de calcio, 3.91 cmol kg-1 de magnesio, 0.12% de nitrógeno y 11.5 mg L-1 de fósforo. La producción se desarrolló en un macrotúnel de 3 m de ancho por 30 m de largo (90 m2), con riego por goteo y acolchado blanco. Dentro del macrotúnel, se registraron en promedio 28.8 °C de temperatura y un 75% de humedad relativa.
Se utilizó una fertilización química mínima NPK (165-120-90) a diferentes porcentajes (100%, 75%, 50% y 25%) con y sin bioestimulante, excepto para el 100% que fue un testigo sin bioestimulante. Los tratamientos evaluados fueron siete combinaciones de fertilización: T1) química 100% (FQ100); T2) química 75% + bioestimulante (FQ75+B); T3) química 50% + bioestimulante (FQ50+B); T4) química 25% + bioestimulante (FQ25+B); T5) química 75% (FQ75); T6) química 50% (FQ50); y T7) química 25% (FQ25). Los tratamientos se aplicaron en drench (50 ml planta-1) cada 30 días. Cada mes se incorporó el bioestimulante al suelo, se aplicó en la zona cercana al cuello de la planta (drench).
En todos los tratamientos cada 20 días se les realizaron aplicaciones foliares de micronutrientes con productos comerciales (N 13%, P2O5 9%, K2O 12%, Ca 0.17%, Cu 0.05%, Co 0.01%, B 0.07%, S 0.04%, Fe 0.08%, Mn 0.5%, Mg 0.18%, Mo 0.03%, Zn 0.2%, diluyentes y acondicionadores 64.31%). Al inicio de la floración y posteriormente cada 20 días, se realizó una aplicación foliar de calcio y boro, donde se utilizó un producto comercial (Ca 9%, B 2%, Zn 4% y 85% de diluyentes y acondicionadores). Además, 15 días después del trasplante (ddt) se aplicaron ácidos húmicos y fúlvicos (ambos al 12%) al suelo, repitiendo esta dosis cada 30 días, hasta término de ciclo productivo.
Se utilizó un diseño en bloques completos al azar, se consideró cada bloque como una cama del macrotúnel de 30 m de longitud por 1 m de ancho. En el que se establecieron 240 plantas con un marco de plantación de una planta cada 25 cm a tres bolillos. Dos repeticiones por tratamiento (bloques) y 40 unidades experimentales por tratamiento para frutos y 12 para producción por planta. Cada tratamiento incluyó 13 plantas, se utilizaron frutos de tres cortes (123, 148 y 168 ddt). De las seis plantas centrales se tomaron 20 frutos al azar para registrar el peso y dimensiones de los frutos, además se tomaron el total de frutos para pesarlos y determinar la producción por planta por tratamiento.
Las variables de respuesta fueron peso (g), diámetro ecuatorial y polar (cm) de los frutos, así como la producción del macrotúnel en peso (g) del total de frutos por planta por tratamiento. Se evaluó la normalidad de los datos con las pruebas de bondad de ajuste de Shapiro-Wilk y Kolmogorov-Smirnov. Los datos fueron transformados a √+0.5 para estabilizar la varianza y utilizar un análisis de varianza (Anova). En los casos en que se identificaron diferencias significativas (p ≤ 0.05), se empleó una prueba de comparación de medias de Tukey, se presentan las medias originales de los datos. Se empleó el software InfoStat versión 2020 para el análisis de los datos.
El promedio total de los tres cortes de frutos mantuvo diferencias significativas (p < 0.05) entre las dimensiones y peso de los frutos obtenidos de las plantas con y sin aplicaciones del bioestimulante microbiano a dosis del 50 y 75% de fertilización (Cuadro 1). Además, las dosis reducidas de fertilización química afectaron significativamente el peso y tamaño promedio de los frutos en ausencia de las aplicaciones del bioestimulante (Cuadro 1 y Figura 1).
[i] FQ100= química 100%; FQ75+B= química 75% + bioestimulante; FQ50+B= química 50% + bioestimulante; FQ25+B= química 25% + bioestimulante; FQ75= química 75%; FQ50= química 50%; FQ25= química 25%. CV= coeficiente de variación. Los datos se presentan en x̅ ±EE. Letras diferentes dentro de cada columna indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (p< 0.05).
El bioestimulante incrementó significativamente (p < 0.05) el peso promedio de los frutos en 38.2 g (29.1%) con el 50% de la fertilización y 35.5 g (26%) con el 75%. También se incrementó el diámetro polar de la fruta en 0.7 cm (11.8%) con el 50% y 0.69 cm (11.4%) con el 75% de la fertilización. Asimismo, se incrementó el diámetro ecuatorial en 0.39 cm (10.9%) con el 50% y 0.51 cm (13.8%) con el 75% de la fertilización química. Los efectos del bioestimulante microbiano sobre las características externas o calidad en calibre de fruta de jitomate (peso y tamaño) demuestran que los bioinoculantes tienen la capacidad de promover el aumento del peso del fruto en la variedad estudiada.
Los resultados del presente trabajo pretenden superar resultados anteriores con otras cepas de bacterias promotoras del crecimiento vegetal del género Bacillus en la misma variedad de jitomate, donde el aumento promedio del peso de los frutos fue de 16.4%, del diámetro polar el 8.6% y del ecuatorial 7.7%, con una fertilización mínima tradicional del 100%, estos incrementos fueron significativamente diferentes al testigo sin bioestimulante (Adame-García et al., 2023). También se superó el incremento del diámetro ecuatorial reportados por Espinoza et al. (2017), quienes utilizaron inoculaciones de especies de Bacillus en jitomate variedad Afrodita, el cual fue de 4.5% en comparación al testigo sin bioestimulante; sin embargo, en diámetro polar ellos reportan un mayor incremento (13.1%).
Por otro lado, los incrementos obtenidos por Mena-Violante et al. (2009) en jitomate variedad Rio Fuego con la cepa Bacillus subtilis BEB-13bs fueron inferiores en peso (16.2%) y diámetro ecuatorial (4.2%) a lo obtenido en este trabajo. Sin embargo, existen trabajos con incrementos superiores al emplear otras bacterias y variedades de jitomate, como lo reportado por Palacio-Rodríguez et al. (2022) para la variedad Top1182, donde bacterias Bacillus paralicheniformis cepa LBEndo1 incrementaron, en comparación con el tratamiento no inoculado, el diámetro ecuatorial 16.5% para suelos planos y 15.2% para camas elevadas. Además, reportan que con bacterias Pseudomonas lini cepa KBEcto4 se incrementó el diámetro ecuatorial en un 16.5% y un 11.1% para suelos planos y camas elevadas, respectivamente. No obstante, estos trabajos no evaluaron el efecto de los inoculantes en diferentes dosis de fertilización.
La producción por planta de jitomate, en peso de frutos, también se afectó por las dosis reducidas de fertilización química en los tres cortes productivos; sin embargo, cuando se complementaron con las aplicaciones del bioestimulante, las dosis de 50 y 70% de fertilización incrementaron la producción, resultando estadísticamente igual a la producción obtenida con el 100% de la fertilización (Cuadro 2).
[i] FQ100= química 100%; FQ75+B= química 75% + bioestimulante; FQ50+B= química 50% + bioestimulante; FQ25+B= química 25% + bioestimulante; FQ75= química 75%; FQ50= química 50%; FQ25= química 25%; CV= coeficiente de variación; los datos se presentan en x̅ ± EE. Letras diferentes dentro de cada columna indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (p< 0.05).
En la producción total por planta de jitomate, al analizar los tres cortes juntos, se obtuvo un incremento de 207.4 g (31%) y 321.1 g (38.8%) cuando se utilizó el bioestimulante con dosis del 50 y 75% de fertilización química, respectivamente. Los incrementos obtenidos fueron mayores a los reportados por Katsenios et al. (2021) en la variedad Rio Grande, donde el aumento del peso promedio de los frutos por planta fue de 30.7% con inoculación con Bacillus subtilis, 28.81% con Bacillus amyloliquefaciens, 27.52% con Priestia megaterium y 26.78% con Bacillus licheniformis, con respecto al control. Sin embargo, también se reportan incrementos mayores al 38.8% con respecto al control, utilizando las cepas LBEndo1 (Bacillus paralicheniformis) y KBEcto4 (Pseudomonas lini) pero en la variedad Top1182 y sin reducir dosis de fertilización (Palacio-Rodríguez et al., 2022).
En lo que respecta a la evaluación con dosis de fertilización hay algunos trabajos que han reportado incrementos mayores a los obtenidos en este trabajo; por ejemplo, Espinosa-Palomeque et al. (2019) reporta incrementos de 42.6 y 45.6% en la producción por planta de la variedad Moctezuma cuando se realizaron inoculaciones de Bacillus paralicheniformis a una fertilización nutritiva del 75% en comparación a la obtenida con el 75 y 100% de la fertilización sin inoculantes respectivamente. Las dosis de fertilización NPK influyen en los parámetros bioquímicos, morfológicos y de producción del jitomate (Bentamra et al., 2023). Los resultados de este trabajo indican que, si no hay un complemento eficiente en la nutrición mineral, las dosis bajas de fertilización química afectan el desarrollo de la fruta y la producción de jitomate.
De tal manera que, si se extrapolan los resultados de producción por planta, con un ahorro del 25% en la fertilización, se reduce la producción en un 35% (60.85 t ha-1) en comparación a la producción con el 100% de la fertilización (93.73 t ha-1); sin embargo, con las aplicaciones del bioestimulante, se elimina esta reducción y además se incrementa la producción en un 6% (99.38 t ha-1). Cuando se tiene un ahorro del 50% del fertilizante, la producción se reduce en un 41% (55.28 t ha-1); no obstante, con las aplicaciones del bioestimulante esta reducción se hace más pequeña 14% (80.17 t ha-1), utilizando únicamente el 50% de la fertilización.
De acuerdo con lo anterior, es importante determinar la dosis más adecuada de fertilizante NPK en combinación con bioestimulantes para condiciones económicamente rentables y ambientes más sostenibles. Por ejemplo, con la utilización de un bioestimulante formulado con Azospirillum sp., Azotobacter sp. y Rhizobium sp., sólo o combinado con un inóculo comercial Micomix (Rhizoglomus irregulare, Funnelliformis mosseae, Funnelliformis caledonium, Bacillus licheniformis y Bacillus mucilaginosus, siempre bajo condiciones de fertilización reducida (30%), tuvieron una producción de jitomate variedad Rio grande estadísticamente igual a la obtenida con una fertilización del 100% (Novello et al., 2024).
Los resultados de este trabajo corroboran la eficiencia del bioestimulante microbiano en el desarrollo de los frutos de jitomate con bajas dosis de fertilización química en condiciones protegidas de producción, lo que indica que las cepas bacterianas que formulan el bioestimulante, son microorganismos capaces de inducir alguna respuesta genéticas, bioquímicas y/o fisiológica que estimula el crecimiento y desarrollo de los frutos.
Las cepas bacterianas que formulan el bioestimulante evaluado en este trabajo se identificaron a nivel molecular como B. subtilis FDMC1, Stenotrophomonas sp., JAG2, B. wiedmannii JAG3, P. megaterium JAFV4 y P. megaterium AERM5, las cuales no se han evaluado por separado. Sin embargo, B. subtilis se clasifica dentro de las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV), la cual mejora la disponibilidad de nutrientes, altera la homeostasis de las fitohormonas y activa la resistencia sistémica inducida en las plantas (Blake et al., 2021). Las bacterias del género Stenotrophomonas utilizan diversos mecanismos para promover el crecimiento y desarrollo de las plantas, tales como la fijación de nitrógeno, la solubilización de fósforo y la síntesis de fitohormonas (Kumar et al., 2023). La rizobacteria B. wiedmannii es muy eficiente, la cual es capaz de solubilizar fósforo inorgánico, fijar nitrógeno atmosférico y producir fitohormonas (Torres et al., 2024). Por último, P. megaterium estimula el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés abiótico por salinidad (Shi et al., 2023). De tal forma que, la eficiencia del bioestimulante en compensar el bajo nivel de fertilización en el cultivo de jitomate, y que puede ser debido a la compatibilidad de la planta hospedera con las cepas microbianas, ya que la compatibilidad fisiológica y bioquímica de la interacción microorganismo-planta es en gran medida el éxito de los bioestimulantes microbianos (Cano, 2011).
Las dosis reducidas de fertilización química, sin aplicaciones del bioestimulante, afectan significativamente el rendimiento y calidad de los frutos de jitomate producido en condiciones protegidas de macrotúnel. Con las aplicaciones del bioestimulante microbiano se obtiene un ahorro del 25% en la fertilización química, se logró una producción y calidad de frutos de jitomate igual a la alcanzada con un 100% de la fertilización. Las aplicaciones del bioestimulante con dosis reducidas de fertilización al 50 y 75% incrementaron significativamente la producción y dimensiones de los frutos en comparación a lo obtenido sin aplicaciones.
Al TecNM por el financiamiento del proyecto: ‘alternativa económica para la producción de alimentos con bajo impacto ambiental en sistemas tropicales de agricultura protegida’ (URSU-PYR-2025-21553).
Adame-García, J.; Murillo-Cuevas, F. D.; Cabrera-Mireles, H.; Villegas-Narváez, J.; Rivera-Meza, A. E. y Vásquez-Hernández, A. 2023. Efecto de bioestimulantes microbianos en frutos de chile morrón y jitomate producidos en macrotúnel. Biotecnia. 25(1):81-87. https://doi.org/10.18633/biotecnia.v25i1.1772.
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