INTRODUCCIÓN
⌅El tomate (Solanum lycopersicum L.) representa la segunda especie en importancia dentro del género Solanum, debido a su valor nutricional y a su amplio consumo en casi todo el mundo, siendo también una de las principales hortalizas que se cultiva en Cuba, tanto a campo abierto como en los sistemas de producción protegida de hortalizas (11. Álvarez M, Moya C, Florido M, Plana D. Resultados de la mejora genética del tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) y su incidencia en la producción hortícola en Cuba. Cultivos Tropicales. 2003;24(2):63–70.).
En los países tropicales, el tomate se cultiva en condiciones climáticas que limitan su desarrollo y bajo una alta incidencia de plagas; entre ellas, los nematodos formadores de agallas (Meloidogyne spp.) que constituyen uno de los fitoparásitos más nocivos del cultivo, con una distribución global y una gama muy amplia de plantas hospedantes (22. Salazar-Antón W, Guzmán-Hernández TDJ. Efecto de las poblaciones de Meloidogyne sp. en el desarrollo y rendimiento del tomate. Agron Mesoam. 2013;24(2):419. DOI: 10.15517/am.v24i2.12542). Estos nematodos parasitan las raíces e interfieren con los procesos de absorción y translocación de los nutrientes y agua, y constituyen la vía de entrada de agentes fitopatógenos; capaces de ocasionar enfermedades complejas y pérdidas económicas significativas en el cultivo (33. Talavera M, Salmerón T, Chirosa-Ríos M, Fernández M, Verdejo-Lucas S. Nematodos Fitoparásitos en cultivos hortícolas [Internet]. España: Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera; 2014. Available from: https://www.researchgate.net/publication/322386863).
Durante años, el incremento en los rendimientos del cultivo se basó fundamentalmente en el uso indiscriminado de fertilizantes y plaguicidas químicos (sobre todo, nematicidas) los cuales ocasionaron alteraciones físicas, químicas y biológicas en los agroecosistemas; con impactos perjudiciales en la calidad del suelo, el ambiente y riesgos para la salud humana. Para mitigar estos efectos, en el manejo del cultivo, se requiere de alternativas sostenibles y ambientalmente seguras. Entre las prácticas más utilizadas, destacan el uso de enmiendas orgánicas y el control biológico, a partir de biopreparados de hongos como Purpureocillium lilacinum (Thom) Luangsa-ard, Hou- braken, Hywel-Jones y Samson (Ex Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson), Trichoderma spp., Pochonia chlamydosporia (Goddard) Zare y Gams, de gran eficiencia en el control de fitonematodos (44. Fernández E. Manejo de fitonematodos en la agricultura cubana. Fitosanidad [Internet]. 2007;11(3):57–60. Available from: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=209116023008, 55. Hildalgo-Diaz L, Kerry BR. Integration of Biological Control with other Methods of Nematode Management. In: Ciancio A, Mukerji KG, editors. Integrated Management and Biocontrol of Vegetable and Grain Crops Nematodes. Dordrecht: Springer Netherlands; 2008. DOI: 10.1007/978-1-4020-6063-2_2).
En la actualidad, una de las enmiendas orgánicas más promisorias es el biocarbón, también denominado carbón vegetal o biochar (en inglés). Estudios anteriores resumieron la información sobre la adición de biocarbón, como medio para mejorar la fertilidad y salud del suelo y mitigar el cambio climático (66. Escalante A, Pérez G, Hidalgo C, López J, Campo J, Valtierra E, et al. Biocarbón (biochar) I: Naturaleza, historia, fabricación y uso en el suelo. Terra Latinoamericana. 2016;34(3):367–82.). Además, constituye un excelente sustrato para la obtención de plantas (77. Rodríguez M, González E, Linares J, Quiñonez C, González J, Hernández D, et al. Experiencias del uso de biocarbón enriquecido con abonos orgánicos en cooperativa urbana. In: Agroenergía y Economía circular/Convención AGROPAT 2022. [Internet]. Mayabeque, Cuba: Instituto de Ciencia Animal; 2022 [cited 2023 Jul 20]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/366231267_Experiencias_del_uso_de_biocarbon_enriquecido_con_abonos_organicos_en_cooperativa_urbana) y un vehículo para la inoculación de microorganismos benéficos, lo que promueve beneficios para el cultivo y defensa contra diversas plagas (88. González-Marquetti I, Rodríguez MG, Delgado-Oramas B, Schmidt H. Biochar y su contribución a la nutrición, crecimiento y defensa de las plantas. Revista de Protección Vegetal. 2020;35(2):1–17., 99. Rodríguez MG, Enrique R, Calabuche G, Álvarez B, Alfonso R, Ynfante D, et al. Efectos del biocarbón y Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg en Phaseolus vulgaris L. en campo. Revista de Protección Vegetal [Internet]. 2022;37(3):1–6. Available from: https://cu-id.com/2247/v37n3e04).
El biocarbón es un material muy estable, rico en carbono y minerales, que se obtiene de diferentes fuentes de biomasa residual (vegetal o animal) mediante pirólisis, al ser sometidos a temperaturas entre 300 a 700ºC y con limitado oxígeno. Sus características físico-químicas responden al tipo de biomasa de la que proviene, así como de las condiciones en las que se desarrolla la pirólisis (1010. Pradhan S, Abdelaal AH, Mroue K, Al-Ansari T, Mackey HR, McKay G. Biochar from vegetable wastes: agro-environmental characterization. Biochar. 2020;2(4):439–53. DOI: 10.1007/s42773-020-00069-9, 1111. Pentón G, Velázquez M, Brea O, Milera M, Martín G. El biochar para optimizar el reciclaje de biomasa y su transformación en abonos de alta calidad. In: Memorias de la Convención de Producción Animal y Agrodesarrollo “AGROPAT.” Cuba: Instituto de Ciencia Animal; 2022. p. 1836.).
La aplicación de biocarbón en los suelos mejora la productividad de los cultivos y la calidad de las plantas. Esta práctica influye de manera positiva en las propiedades fisicoquímicas (aumento de la capacidad de intercambio catiónico, pH, cantidad de materia orgánica, retención de nutrientes, disminución de la lixiviación) y biológicas del suelo. También, favorece el desarrollo y diversificación de las comunidades microbianas del suelo, en tanto, induce la resistencia en plantas contra las plagas, promoviendo su mejor crecimiento, nutrición y defensa (66. Escalante A, Pérez G, Hidalgo C, López J, Campo J, Valtierra E, et al. Biocarbón (biochar) I: Naturaleza, historia, fabricación y uso en el suelo. Terra Latinoamericana. 2016;34(3):367–82., 88. González-Marquetti I, Rodríguez MG, Delgado-Oramas B, Schmidt H. Biochar y su contribución a la nutrición, crecimiento y defensa de las plantas. Revista de Protección Vegetal. 2020;35(2):1–17., 1212. Zhang Y, Wang J, Feng Y. The effects of biochar addition on soil physicochemical properties: A review. CATENA. 2021;202:105284. DOI: 10.1016/j.catena.2021.105284).
El biocarbón se puede enriquecer o combinar con compost, humus, fertilizantes; así como, con microorganismos benéficos, para tener un mejor efecto en el suelo y el cultivo, debido a que se considera un catalizador, al favorecer el incremento en la cantidad y calidad del consumo de nutrientes y la absorción de agua en las plantas y microorganismos del suelo (1313. Hunt J, DuPonte M, Sato D, Kawabata A. The Basics of Biochar: A Natural Soil Amendment [Internet]. Hawai, US: College of Tropical Agriculture and Human Resources (CTAHR); 2010 [cited 2018 Jun 10]. Available from: http://www.ctahr.hawaii.edu/oc/freepubs/pdf/SCM-30.pdf).
La incorporación de biocarbón, como enmienda al suelo, crea un espacio propicio para algunos grupos de microorganismos, debido a que les proporciona un hábitat favorable dentro de su estructura porosa, o altera la disponibilidad de sustratos y las actividades enzimáticas que están sobre o alrededor de las partículas del biocarbón. Diversos estudios revelaron, que la inoculación de microorganismos al suelo en presencia de biocarbón induce una mayor resistencia de las plantas contra plagas, lo cual puede constituir una herramienta promisoria en el manejo de los organismos nocivos de los cultivos (88. González-Marquetti I, Rodríguez MG, Delgado-Oramas B, Schmidt H. Biochar y su contribución a la nutrición, crecimiento y defensa de las plantas. Revista de Protección Vegetal. 2020;35(2):1–17.).
El hongo nematófago Pochonia chlamydosporia (Goddard) Zare y Gams es uno de los principales agentes de control microbiano de nematodos del género Meloidogyne, que habita en suelo y es parásito facultativo de huevos de nematodos fitoparásitos (1414. Kerry BR. Rhizosphere Interactions and the Exploitation of Microbial Agents for the Biological Control of Plant-Parasitic Nematodes. Annu Rev Phytopathol. 2000;38(1):423–41. DOI: 10.1146/annurev.phyto.38.1.423, 1515. Hidalgo-Diaz L, Bourne JM, Kerry BR, Rodriguez MG. Nematophagous Verticillium spp. in soils infested with Meloidogyne spp. in Cuba: Isolation and screening. International Journal of Pest Management. 2000;46(4):277–84. DOI: 10.1080/09670870050206046). Este hongo se ha estudiado extensivamente para el manejo sostenible de fitonematodos en cultivos de importancia económica (1616. Manzanilla-López R, Esteves I, Finetti-Sialer M, Hirsch P, Ward E, Devonshire J, et al. Pochonia chlamydosporia: Advances and challenges to improve its performance as a biological control agent of sedentary endo-parasitic nematodes. Journal of Nematology [Internet]. 2013;45(1):1–7. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23589653), posee la capacidad de colonizar endofíticamente las raíces de una gran variedad de cultivos, como tomate, lechuga (Lactuca sativa L.) y cebada (Hordeum vulgare L.) y proporcionarle a la planta hospedante mejor adaptabilidad, bioestimulación vegetal y la defensa frente a patógenos (1717. Larriba E, Jaime MDLA, Nislow C, Martín-Nieto J, Lopez-Llorca LV. Endophytic colonization of barley (Hordeum vulgare) roots by the nematophagous fungus Pochonia chlamydosporia reveals plant growth promotion and a general defense and stress transcriptomic response. J Plant Res. 2015;128(4):665–78. DOI: 10.1007/s10265-015-0731-x).
En Cuba, se seleccionó la cepa IMI SD 187 de P. chlamydosporia var. catenulata y se desarrolló en materia comercial, como el bionematicida KlamiC®, con probada efectividad en sistemas intensivos de producción de hortalizas, al manifestarse en una amplia gama de sustratos, lo que facilita su uso en la agricultura (1818. Hidalgo-Díaz L, Franco-Navarro F, de Freitas L. Pochonia chlamydosporia Microbial Products to Manage Plant-Parasitic Nematodes: Case Studies from Cuba, Mexico and Brazil. In: Manzanilla-López R, Lopez-Llorca L, editors. Perspectives in Sustainable Nematode Management Through Pochonia chlamydosporia Applications for Root and Rhizosphere Health. Cham: Springer International Publishing AG; 2017. DOI: 10.1007/978-3-319-59224-4). La aplicación de este bioplaguicida desde fases tempranas, favorece el crecimiento y la protección de las plantas frente a nematodos fitoparásitos. Su actividad se incrementa cuando se aplica en combinación con otras medidas de manejo, como las enmiendas orgánicas (55. Hildalgo-Diaz L, Kerry BR. Integration of Biological Control with other Methods of Nematode Management. In: Ciancio A, Mukerji KG, editors. Integrated Management and Biocontrol of Vegetable and Grain Crops Nematodes. Dordrecht: Springer Netherlands; 2008. DOI: 10.1007/978-1-4020-6063-2_2).
El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la aplicación combinada de diferentes biocarbones y el hongo nematófago Pochonia chlamydosporia sobre el crecimiento de plantas de tomate y la protección frente a nematodos, en condiciones semicontroladas.
MATERIALES Y MÉTODOS
⌅Los ensayos se realizaron en aisladores biológicos del Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA) (22°59’20,9’’N; 82°09’10,2’’W) ubicado en el municipio de San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.
Los biocarbones utilizados se produjeron a partir de diferentes materiales vegetales: cáscara de arroz (Oryza sativa L.), ramas de leucaena (Leucaena leucocephala L.) y de marabú (Dichrostachys cinérea Wight et Am.) semillas de mango (Mangifera indica L.) y fibra de coco (Cocos nucifera L.). El biocarbón de cáscara de arroz se produjo en la finca La Magela, del municipio Quivicán, provinica Mayabeque, siguiendo la metodología descrita por Casanova et al. (1919. Casanova A, Hernández J, González F, Hernández M. Producción protegida de plántulas hortícolas en cepellones. In: Manual práctico para la producción protegida de hortalizas en Cuba. [Internet]. Cuba: Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova”-Grupo Agrícola_PNUD; 2023. Available from: https://www.undp.org/sites/g/files/zskgke326/files/2023-08/PNUD-Cuba-manual-hortalizas-protegida.pdf); mientras que, el resto de los materiales se pirolizaron en el CENSA, en un horno de metal, que cumple con los principios del Horno Kon-Tiki (2020. Schmidt H, Taylor P. Kon-Tiki flame cap pyrolysis for the democratization of biochar production. The Biochar-Journal [Internet]. 2014;14–24. Available from: https://www.biochar-journal.org/en/ct/39).
Efecto de biocarbón con P. chlamydosporia en la obtención de las plántulas
⌅Se prepararon diferentes sustratos con cada biocarbón de manera independiente, para la producción de plantas de tomate cv. ‘Elbita’ (proveniente del Instituto de Investigaciones Hortícolas Liliana Dimitrova, Cuba). Los sustratos contenían 25 % de biocarbón, como recomendaron Rodríguez et al. (77. Rodríguez M, González E, Linares J, Quiñonez C, González J, Hernández D, et al. Experiencias del uso de biocarbón enriquecido con abonos orgánicos en cooperativa urbana. In: Agroenergía y Economía circular/Convención AGROPAT 2022. [Internet]. Mayabeque, Cuba: Instituto de Ciencia Animal; 2022 [cited 2023 Jul 20]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/366231267_Experiencias_del_uso_de_biocarbon_enriquecido_con_abonos_organicos_en_cooperativa_urbana) consistentes en la mezcla de suelo ferralítico rojo: abono orgánico (estiércol vacuno): biocarbón, en proporción 2:1:1 (v/v).
El experimento se realizó en bandejas multiceldas de 60 alveolos con capacidad para 65g de sustrato; cada bandeja constituyó un tratamiento. Los biocarbones y el hongo se aplicaron y se mezclaron con el sustrato en el momento de la siembra. P. chlamydosporia cepa IMI SD 187, se aplicó en una dosis de 5x103 clamidosporas.g-1 de sustrato (viables), a partir de un lote del Bionematicida KlamiC® producido en el CENSA, con una concentración de 1,20x107 clamidosporas.g-1 y viabilidad 90 %. Los controles consistieron en tratamientos con los biocarbones sin el hongo, y un control absoluto con suelo: estiércol vacuno (3:1 v/v) en total 11 tratamientos.
Las semillas de tomate cv. ‘Elbita’ se sembraron, inmediatamente, en las bandejas: dos por cada alveolo. Posterior a la brotación de las plántulas, se procedió a dejar una por cada alveolo. Las bandejas se distribuyeron al azar en un aislador biológico y se realizó riego en días alternos, en dependencia de la humedad del sustrato.
A los 30 días después de la siembra, se seleccionaron 25 plantas al azar de cada tratamiento y se realizó la medición de las variables del crecimiento vegetativo: longitud de la parte aérea y radical (cm) con una regla milimetrada, número de hojas, diámetro del tallo (cm) con un pie de rey, masa fresca aérea y radical (g) en una balanza técnica (Sartorious®. Modelo BL1500: d=0,1 g).
Se evaluó la colonización de P. chlamydosporia en el sustrato y las raíces de las plántulas, a partir de seis plantas de cada tratamiento, mediante el método de dilución y siembra en medio semiselectivo y el conteo del número de Unidades Formadoras de Colonias (UFC) por gramo de muestra, de acuerdo al método propuesto por Kerry y Bourne (2121. Kerry B, Bourne J. A Manual for Research on Verticillium chlamydosporium: A Potential Biological Control Agent for Root-Knot Nematodes [Internet]. International Organization for Biological Control of Noxious Animals and Plants, West Palaearctic Regional Section; 2002. Available from: https://repository.rothamsted.ac.uk/item/88y9v/a-manual-for-research-on-verticillium-chlamydosporium-a-potential-biological-control-agent-for-root-knot-nematodes). Se determinó el porcentaje de colonización endofítica del hongo en las raíces, mediante la desinfección superficial con hipoclorito de sodio al 1% y siembra en medio semiselectivo (2222. Maciá-Vicente JG, Jansson H-B, Mendgen K, Lopez-Llorca LV. Colonization of barley roots by endophytic fungi and their reduction of take-all caused by Gaeumannomyces graminis var. tritici. Can J Microbiol. 2008;54(8):600–9. DOI: 10.1139/W08-047).
Efecto de biocarbón con P. chlamydosporia sobre una población de M. incognita
⌅Se trasplantaron cinco plantas de tomate de 30 días, obtenidas en el tratamiento con biocarbón (cáscara de arroz) y P. chlamydosporia, hacia macetas de un kg de sustrato estéril (suelo: estiércol vacuno 1:1 v/v) donde se inocularon 500 juveniles de una población pura de M. incognita, en cada maceta. La suspensión de nematodos se obtuvo por el método de Hussey y Barker (2323. Hussey R, Barker K. A comparison of methods for collecting inocula of Meloidogyne spp. including a new technique. Plant Disease Report. 1973;57:1025–8.). Se utilizaron como controles, las plantas de tomate obtenidas con biocarbón (cáscara de arroz) sin el hongo, un control absoluto de plantas solas y otro control de plantas inoculadas con nematodos. Las macetas se colocaron al azar en el aislador biológico, bajo riego en días alternos.
A los 60 días después del trasplante, se evaluaron los parámetros agronómicos y fúngicos descritos en el ensayo anterior y, adicionalmente, el número flores, número de frutos y el índice de agallamiento, según la escala de 0- 5 grados, propuesta por Taylor y Sasser (2424. Taylor A, Sasser J. Biology, identification and control of root-knot nematodes (Meloidogyne species). USA: Cooperative publications, Dept. Plant Pathology, North Carolina State Univ. & U.S. Agency of International Development, Raleigh; 1978.).
En ambos ensayos, los datos de cada variable morfométrica de las plantas, se analizaron mediante análisis de varianza simple y se compararon los tratamientos mediante la prueba de rangos múltiples de Duncan, con un nivel de significación p≤0,05. Los datos de colonización de P. chlamydosporia en suelo y raíz (UFC suelo y UFC raíces) se transformaron previamente en Log (x+1) y los porcentajes de colonización endofítica en las raíces, se transformaron en Arcoseno √(x/100). Se utilizó el paquete estadístico InfoStat versión 2017 (2525. Di Rienzo J, Casanoves F, Balzarini M, González L, Tablada M, Robledo C. InfoStat versión 2017. Argentina: Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdova; 2017.).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
⌅Efecto de biocarbón con P. chlamydosporia en la obtención de las plántulas
⌅De forma general, el uso de biocarbones, tanto solos como combinados con el hongo nematófago P. chlamydosporia (IMI SD 187) tuvo un efecto positivo sobre el crecimiento de las plantas de tomate cv. ‘Elbita’ a los 30 días en bandejas. Algunas de las variables del crecimiento de las plántulas, como la longitud de la planta y la raíz, el número de hojas, se vio ligeramente favorecido en los tratamientos con biocarbón + P. chlamydosporia, en comparación con sus respectivos controles donde se utilizaron los biocarbones solos, aunque, en la mayoría de los casos, desde el punto de vista estadístico, las diferencias no fueron significativas (Tabla 1).
La longitud de las plantas obtenidas en sustratos con biocarbón de cáscara de arroz (solo y combinado con P. chlamydosporia) fue superior, con diferencias significativas respecto al resto de los tratamientos y al control absoluto, seguido del biocarbón de semillas de mango (solo y combinado con P. chlamydosporia). Mientras, la longitud de la raíz fue superior en los tratamientos con biocarbón de semillas de mango, biocarbón de cáscara de arroz + P. chlamydospria y biocarbón de ramas de marabú + P. chlamydospria, con diferencias significativas respecto al control absoluto. En el resto de los parámetros no hubo influencia significativa del biocarbón ni de P. chlamydosporia, y tuvieron una respuesta variable (Tabla 1).
La diferencia en la respuesta del crecimiento de las plantas en los tratamientos con los diferentes biocarbones evaluados, pudiera estar relacionada con el tipo de biomasa de la cual proviene, así como de las condiciones de la pirólisis, que pueden influenciar las características físico-químicas de los biocarbones obtenidos (2626. Sánchez S, Condoy A, Sisalima P, Barrezueta S, Jaramillo E. Uso de biocarbones en medios de cultivo para el crecimiento de Trichoderma spp. in vitro. Revista Metropolitana de Ciencias Aplicadas. 2020;3(2):66–72.,2727. Luo Y, Dungait JAJ, Zhao X, Brookes PC, Durenkamp M, Li G, et al. Pyrolysis temperature during biochar production alters its subsequent utilization by microorganisms in an acid arable soil. Land Degrad Dev. 2018;29(7):2183–8. DOI: 10.1002/ldr.2846).
| Tratamiento | Longitud de la planta ± ES (cm) | Longitud de Raíz ± ES (cm) | Diámetro del Tallo ± ES (mm) | Número de hojas ± ES | Masa fresca aérea ± ES (g) | Masa fresca Raíz ± ES (g) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Control sin Pochonia | Control absoluto | 19,45 ± 1,30 c | 6,93 ± 1,11 b | 3,40 ± 0,20 ab | 6,33 ± 0,21 a | 3,64 ± 0,16 a | 0,51 ± 0,04 a |
| BioC-arroz | 22,67 ± 0,57 a | 7,25 ± 0,46 ab | 3,30 ± 0,20 b | 6,00 ± 0,45 abc | 3,28 ± 0,07 ab | 0,42 ± 0,03 abc | |
| BioC-coco | 12,25 ± 0,31 g | 7,52 ± 0,72 ab | 2,60 ± 0,20 b | 5,50 ± 0,34 bc | 1,67 ± 0,10 g | 0,25 ± 0,04 d | |
| BioC-leucaena | 18,33 ± 1,08 cd | 6,92 ± 0,63 b | 2,60 ± 0,20 b | 6,00 ± 0,26 abc | 2,35 ± 0,23 de | 0,28 ± 0,04 d | |
| BioC-mango | 19,98 ± 0,95 bc | 9,57 ± 0,66 a | 6,60 ± 3,70 a | 5,50 ± 0,22 bc | 2,56 ± 0,08 d | 0,43 ± 0,05 ab | |
| BioC-marabú | 12,98 ± 0,91 fg | 7,62 ± 0,84 ab | 2,60 ± 0,20 b | 5,33 ± 0,33 c | 1,76 ± 0,09 fg | 0,34 ± 0,05 bcd | |
| Con Pochonia | BioC-arroz + P.c. | 23,22 ± 0,49 a | 9,55 ± 1,80 a | 2,90 ± 0,20 b | 6,17 ± 0,17 ab | 2,72 ± 0,16 cd | 0,22 ± 0,05 d |
| BioC-coco + P.c. | 16,30 ± 0,63 de | 9,33 ± 0,78 ab | 3,20 ± 0,20 b | 6,33 ± 0,21 a | 2,94 ± 0,12 bc | 0,48 ± 0,07 a | |
| BioC-leucaena + P.c. | 16,77 ± 0,69 de | 8,20 ± 0,40 ab | 2,30 ± 0,20 b | 6,00 ± 0,26 abc | 2,07 ± 0,16 ef | 0,26 ± 0,03 d | |
| BioC-mango + P.c. | 22,17 ± 0,61 ab | 8,75 ± 0,45 ab | 3,00 ± 0,00 b | 6,00 ± 0,00 abc | 2,62 ± 0,08 cd | 0,33 ± 0,07 bcd | |
| BioC-marabú + P.c. | 14,85 ± 0,79 ef | 9,58 ± 0,62 a | 2,00 ± 0,00 b | 5,67 ± 0,21 abc | 1,78 ± 0,10 fg | 0,28 ± 0,02 cd |
Leyenda: Biocarbón (BioC). P. chlamydosporia (P.c.). Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas (p ≤ 0,05)
El hongo P. chlamydosporia colonizó los sustratos enriquecidos con los biocarbones, con adecuados niveles de colonización, en el rango de 8,30x104 - 1,76x105 UFC.g-1 de sustrato. Los mayores niveles de colonización se obtuvieron en los tratamientos con los biocarbones de cáscara de arroz y ramas de marabú, con diferencias significativas respecto a los otros biocarbones utilizados (Figura 1).
Estos resultados demuestran que los biocarbones no afectaron la capacidad saprofítica del hongo en el suelo, similar a otras enmiendas orgánicas, las cuales favorecen su colonización y pueden constituir un vehículo para la aplicación del hongo en el suelo (2828. Hernández MA, Hidalgo Díaz L. KlamiC®: Bionematicida agrícola producido a partir del hongo Pochonia chlamydosporia var. catenulata. Revista de Protección Vegetal [Internet]. 2008 [cited 2024 Feb 23];23(2):131–4. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1010-27522008000200011&lng=es&nrm=iso&tlng=es). Por otra parte, ciertas sustancias, resultado del proceso de pirólisis, que se encuentran en la superficie del biocarbón, pueden servir de sustrato como fuentes de carbono y energía para el hongo (2626. Sánchez S, Condoy A, Sisalima P, Barrezueta S, Jaramillo E. Uso de biocarbones en medios de cultivo para el crecimiento de Trichoderma spp. in vitro. Revista Metropolitana de Ciencias Aplicadas. 2020;3(2):66–72.).
La colonización del hongo en las raíces de las plantas, también mostró adecuados niveles de colonización, en el rango de 4,67x103 - 9,64x103 UFC.g-1 de raíz y la mayor colonización se observó en los tratamientos donde se aplicaron los biocarbones de fibras de coco y ramas de leucaena, sin diferencias significativas respecto a los tratamientos con los biocarbones de ramas de marabú y cáscara de arroz (Figura 2).
P. chlamydosporia (IMI SD 187) colonizó endofíticamente las raíces de las plantas de tomate cv. ‘Elbita’ entre un 65,28 -98,61 (%) en presencia de los biocarbones; los mayores porcentajes de colonización se observaron en los tratamientos con los biocarbones de cáscara de arroz y fibras de coco, sin diferencias significativas con los biocarbones de semillas de mango y ramas de leucaena (Figura 3).
Efecto de biocarbón con P. chlamydosporia sobre una población de M. incognita
⌅A los 60 días después del trasplante, se constató que las plantas de tomate cv ‘Elbita’, obtenidas en las bandejas de semillero con biocarbón de cáscara de arroz en el sustrato solo o combinado con P. chlamydosporia, mostraron los mayores valores de crecimiento y producción, con diferencias significativas respecto a los tratamientos controles (Control absoluto y Planta + Nematodos). En el tratamiento de la planta sola con nematodos (Planta + Nematodos) se observaron los menores valores, con diferencias significativas, debido a que es un cultivar no tolerante a este nematodo (Tabla 2).
| Tratamientos | Longitud de la planta ± ES (cm) | Longitud de raíz ± ES (cm) | Diámetro del tallo ± ES (mm) | Número de hojas ± ES | Número de flores ± ES | Número de Frutos ± ES |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Planta + Nematodos | 49,10 ± 8,80 c | 5,10 ± 0,13 c | 5,40 ± 0,24 c | 5,20 ± 0,20 c | 0,00 ± 0,00 d | 0,00 ± 0,00 c |
| Control -absoluto | 76,60 ± 4,14 b | 6,50 ± 0,27 b | 6,80 ± 0,37 b | 9,40 ± 0,87 b | 8,00 ± 0,71 c | 0,20 ± 0,20 c |
| BioC-arroz | 98,00 ± 2.02 a | 7,86 ± 0,28 a | 7,64± 0,35 ab | 15,20 ± 1,39 a | 17,80 ± 0,86 a | 3,00 ± 0,95 a |
| BioC-arroz + P.c. + Nematodos | 95,60 ± 2, 16 a | 7,02 ± 0,29 b | 7,94 ± 0,10 a | 14,20 ± 1,07 a | 14,00 ± 0,71 b | 1,20 ± 0,58 b |
Leyenda: Biocarbón (BioC). P. chlamydosporia (P.c.).Letras distintas en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)
La mezcla del biocarbón de cáscara de arroz (carboncillo) con Pochonia chlamydosporia en plantas precolonizadas, provocó la disminución del índice de agallamiento a grado tres, con diferencias estadísticas respecto al control de la planta sola (planta + nematodo) donde se manifestó grado 5 (Figura 4).
Estudios realizados por Arshad et al. (2929. Arshad U, Naveed M, Javed N, Gogi M, Ali M. Biochar application from different feedstocks enhances plant growth and resistance against Meloidogyne incognita in tomato. International Journal of Agriculture & Biology. 2020;24(4):961–8. DOI: 10.17957/IJAB/15.1522) indicaron que el biocarbón también estimuló el crecimiento de las plantas de tomate; e infirieron el efecto del biocarbón en la reducción del ataque de nematodos fitoparásitos, no por efecto directo en la mortalidad del nematodo, sino que pueden estar presentes otros mecanismos, como modificación del pH del suelo, acumulación de microorganismos benéficos con efectos antagonistas frente a nematodos, o la inducción de respuestas de defensas de la planta por siliconas presentes en el biocarbón, que estimulan la producción de diferentes enzimas, entre otros, y de esta forma inhiben el establecimiento del nematodo en las raíces. Por tanto, se requieren investigaciones adicionales para esclarecer la sinergia que se produce al aplicar biocarbones enriquecidos con el hongo nematófago P. chlamydosporia.
Los resultados del presente trabajo sugieren que el uso de biocarbones elaborados a partir de materiales de disponibilidad local, mezclados con P. chlamydosporia en sustratos para semilleros, puede tener efecto positivo sobre los parámetros agronómicos, aspecto de vital importancia para promover una adecuada adaptación y sobrevivencia de las plantas en campo. Resultados similares, se informaron sobre el crecimiento y la calidad de plantas en semilleros y viveros, en plantaciones hortícolas y otros cultivos como Theobroma cacao L. y Coffea arabica L., donde se emplea el biocarbón en mezclas de sustratos orgánicos, como medida de manejo agronómico más económica y sustentable (77. Rodríguez M, González E, Linares J, Quiñonez C, González J, Hernández D, et al. Experiencias del uso de biocarbón enriquecido con abonos orgánicos en cooperativa urbana. In: Agroenergía y Economía circular/Convención AGROPAT 2022. [Internet]. Mayabeque, Cuba: Instituto de Ciencia Animal; 2022 [cited 2023 Jul 20]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/366231267_Experiencias_del_uso_de_biocarbon_enriquecido_con_abonos_organicos_en_cooperativa_urbana, 3030. Cargua Chávez JE, Echeverria Arangundi CM, Cedeño García GA. Efectividad de biochar y biofertilizantes en el crecimiento y calidad de plántulas de cacao. Rev ESPAMCIENCIA. 2020;11(2):95–100. DOI: 10.51260/revista_espamciencia.v11i2.224, 3131. Cargua Chávez JE, Luna Tamayo AK, González Sanango H, Cedeño García GA, Cedeño Sacón ÁF. Crecimiento y calidad de plantas de café Arábica con la aplicación de biochar y biofertilizantes en vivero. Chil j agric anim sci. 2022;38(1):3–14. DOI: 10.29393/CHJAAS38-1CCJA50001).
La combinación del hongo con el biocarbón de arroz mostró un efecto positivo en las plantas y en la protección desde fases tempranas frente a M. incognita, lo que puede ser aprovechado dentro de la estrategia de manejo integrado de nematodos para garantizar la precolonización del hongo en las raíces de las plantas, previo al trasplante en el campo, como sugirieron Ceiro et al. (3232. Ceiro W, Puertas A, Arévalo J, Hidalgo-Díaz L. Efectos de la aplicación de Pochonia chlamydosporia var. catenulata Kamyscho ex Barron y Onions (Zare y Gams) sobre el desarrollo de plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.). Revista de Protección Vegetal. 2011;26(2):118–21.) y Arévalo et al. (3333. Arévalo J, Hernández M, Alfonso R, Montes de Oca N, Hidalgo-Díaz L. Validación de Pochonia chlamydosporia (Goddard) Zare y Gams en el manejo agronómico de vitroplantas de Musa paradisiaca L. en fase de adaptación ex vitro. Revista de Protección Vegetal. 2020;35(2):222–4697.).
De forma general, los resultados demostraron la compatibilidad de los biocarbones con el hongo nematófago P. chlamydosporia (IMI SD 187) lo cual abre futuras perspectivas en la investigación del uso combinado, como producto biológico portador de este agente de control biológico endófito, para el desarrollo de sustratos con mayor valor agregado en beneficio del suelo y de las plantas.