Boletín Técnico Nº10 Junio, 2012
Raquis Raq aqu uis enriquecido enrique enr quec cido con Trichoderma: Triichoderma: Tr Una alternativa eficiente para el desarrollo p radicular radi ra dicu cullar en el el cultivo culltivo de cu de palma palma aceitera. pal aceitera. acei
Autores:
Egdo. Miguel Martínez Ing. Vladimir Bravo
Ing. Karina Solís Dr. Gustavo Bernal
Edición Técnica: Dr. Gustavo Bernal Ing. Vladimir Bravo
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Introducción Uno de los principales problemas agronómicos del cultivo de palma aceitera, en algunas zonas productoras del Ecuador, es el escaso desarrollo de raíces debido a causas bióticas (plagas como Sagalassa, cochinilla, escama roja, hongos, etc.) y/o causas abióticas (fertilizantes mal aplicados, herbicidas y otros agroquímicos en dosis inapropiadas, altas temperaturas, etc.). El uso de raquis (racimo sin fruto) alrededor de las palmas, es una práctica común especialmente en sitios donde se tiene facilidades de conseguirlo. Entre otras ventajas, ayuda a disminuir significativamente la incidencia del barrenador de la raíz (Sagalassa valida), regula las poblaciones de la plaga por períodos prolongados (Calvache, citado por ANCUPA, 2007), aumenta de manera considerable los microorganismos benéficos de la rizósfera (Bernal y Morales, citados por ANCUPA, 2007), e incrementa el volumen de raíces. El raquis aplicado a la corona de la palma aceitera estimula la generación de raíces terciarias y cuaternarias, indispensables para la absorción de agua y nutrientes (Recalde y Calvache, 2008). Aunque esta práctica puede ser costosa y limitada para ciertos palmicultores que están alejados de las plantas extractoras, ofrece muchos beneficios a quienes pueden optar por este residuo de la palma. Por otro lado, se conoce que Trichoderma es un hongo saprofito de vida libre común en los ecosistemas del suelo, capaz de interactuar con raíces y tejido foliar vegetal (Howell, 2003). Su crecimiento rápido en un gran número de sustratos (Papavizas, 1985), y la ubicuidad con las plantas ha hecho que diferentes especies de Trichoderma sean utilizadas para el control de hongos patógenos del suelo (Sid-Ahmed et al., 2003), pues actúan como hiperparásito competitivo, ya que producen metabolitos antifúngicos y enzimas hidrolíticas, sustancias a las que se atribuyen los cambios estructurales a nivel celular. El Trichoderma es ávido por materia orgánica, sin la cual es difícil que se establezca en el suelo para cumplir sus funciones, y mediante la descomposición de materia orgánica, libera
Introducción nutrientes en formas disponibles para la planta (Godes, 2007), gracias a su actividad solubilizadora de fosfatos (Valencia et al., 2007). Además Valencia et al. (2005) han reportado la producción de acido 3-indol acético, sustancia promotora del desarrollo del sistema radical. Si bien es cierto, hoy se conocen las bondades del raquis y del Trichoderma, poco o nada se conoce en el país el efecto de la combinación de ambos para mejorar el enraizamiento de la palma aceitera. Se asume que al aplicar el Trichoderma en combinación con el raquis previamente enfriado (a temperatura ambiente), el microorganismo tendrá mayores posibilidades de sobrevivir y establecerse en el suelo, para potencializar el enraizamiento de la palma gracias a una mayor producción de raíces responsables de la nutrición y absorción de agua. Con un sistema radicular más eficiente, obviamente se espera un mejor desarrollo de la palma y por lo tanto una mayor contribución en el rendimiento de fruta y aceite. Al mismo tiempo, se contribuye al medio ambiente con una práctica más amigable. Con este antecedente, la Asociación Nacional de Cultivadores de Palma Aceitera (ANCUPA), en conjunto con la Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), la Estación Experimental Tropical Pichilingüe del INIAP y la empresa Servicios para la Palma y sus Derivados (SERPADER S.A.) llevaron a cabo un estudio con los siguientes objetivos: a) aislar cepas de Trichoderma sp., en zonas productoras de palma, b) caracterizar y seleccionar in vitro cepas de Trichoderma sp., con mejores características de crecimiento, y c) determinar el efecto de la aplicación de Trichoderma sp., combinado con raquis, en el desarrollo de raíces de la palma aceitera.
Metodología La caracterización fenotípica de las cepas de Trichoderma (Cuadro 1) se realizó en el laboratorio microbiológico del Centro de Investigaciones en Palma Aceitera (CIPAL) ubicado en el km 37.5 de la vía Santo Domingo-Quinindé, y en el laboratorio de Protección
Tratamiento
Vegetal de la Estación Experimental Tropical Pichilingüe del INIAP (km 5 vía El Empalme-Quevedo). Se siguió la metodología de este último laboratorio con base a la propuesta de Samuels et al., 2004.
Codificación
Origen
TrP TrE TrC TrA2
San Lorenzo 1 San Lorenzo 2 La Concordia San Lorenzo 3
Trichoderma sp. SL1 Trichoderma sp. SL2 Trichoderma sp. C Trichoderma sp. SL4
Cuadro 1.- Cepas nativas de Trichoderma sp. evaluadas en fase de laboratorio.
Las cepas de Trichoderma sp. (cuadro 1), fueron utilizadas del banco de germoplasma del Laboratorio de Microbiología y Bioproductos del CIPAL. Para la reactivación se colocó un disco de papel filtro seco conteniendo la cepa en medio de cultivo Papa Dextrosa Agar (PDA). Los aislamientos se cultivaron a 30ºC durante 7 días. Posteriormente estas cepas reactivadas fueron utilizadas para la evaluación en laboratorio.
La medición del crecimiento radial de la colonia del hongo se realizó con la ayuda de una regla graduada, desde el centro de la caja hasta que el hongo alcanzó las paredes de la caja Petri. Para las pruebas de microscopía, se sembraron discos de colonias de Trichoderma en láminas de agar agua. En placas porta objetos estériles, se inoculó una pequeña cantidad de micelio para luego incubarlas durante 48 horas dentro de cajas de Petri 5
Metodología
estériles. Posteriormente, se revisaron las placas al microscopio y se midieron las estructuras para compararlas con las claves de Trichoderma de la base de datos Trichoderma Home, disponible en la web (http://nt.ars-grin.gov/ taxadescriptions/keys/TrichodermaIndex.cfm). Para la producción masiva de Trichoderma sp., se siguió la metodología del laboratorio de Microbiología y Bioproductos del CIPAL, y se empleó 200 g de arrocillo esterilizado al vapor durante 30 minutos a 15 P.S.I. Se inoculó este sustrato con 40 ml de Trichoderma desarrollado en medio caldo de papa en botellas de vidrio, para luego incubar el producto a 30ºC durante 14 días.
Fase de campo La fase de campo se ejecutó en 6
la Hacienda Servicios de la Palma y sus Derivados (SERPADER S.A.) ubicada en el km 50 vía Santo Domingo-Quinindé. Las principales características de la Hcda. SERPADER S.A. son: altitud 280 msnm; latitud: 0º20’00’’ S; longitud: 84º20’00’’ O; temperatura media: 24.35 º C; luminosidad: 5 horas/luz/día, humedad relativa: 70%; precipitación anual promedio: 3071.26 mm. El material de palma evaluado fue el híbrido intra-específico INIAP-Tenera, de tres años de edad. El factor en estudio fue la combinación del raquis y las cepas de Trichoderma sp. Se evaluaron seis tratamientos, resultados de la combinación de tres cepas y una cepa comercial (TRICHOEB 5WP), un testigo solo con raquis y un testigo cero (Cuadro 2). Se utilizó un Diseño de Bloques completos al azar (DBCA) con cinco repeticiones, y, para el análisis, se utilizó covarianza, con los datos de la primera evaluación de raíces como covariable. Los parámetros evaluados fueron: a) Longitud de raíces, b) Peso fresco de raíces, c) Peso seco de raíces, y, d) Porcentaje de materia seca de raíces.
Metodología Tratamiento T1 T2 T3 T4 T5 T6
Codificación TrP TrE TrC TRICHOEB 5WP (Comercial) Raquis Testigo Cero
Origen Raquis + Trichoderma SL1 Raquis + Trichoderma SL2 Raquis + Trichoderma C Raquis + Trichoderma Co comercial Raquis sin inoculación Testigo Cero
Cuadro 2.- Tratamientos evaluados en fase de campo.
Se realizó un muestreo de suelo antes de iniciar el estudio, con el fin de determinar su contenido nutricional y la población de Trichoderma del lugar experimental. Para la aplicación de Trichoderma se utilizó 5 g de sustrato arrocillo con una concentración de 108 conidias del hongo por gramo. Los 5 gramos se disolvieron en 2.5 litros de agua limpia, permitiendo la completa dispersión de las conidias en el agua. Se aplicó 2.5 l de solución agua+Trichoderma en la corona de la planta cubriendo un radio de 1.50 m desde la base del estipe. Después de la primera aplicación del microorganismo, en toda la corona se distribuyó raquis “termo compatible” con Trichoderma, es decir, enfriado previamente a temperatura am-
biente, en una cantidad de 250 kg por planta, a una distancia de 0.5 m desde la base del estipe, para evitar el amontonamiento. Para determinar el peso fresco y seco y la longitud de raíces, se realizó un hoyo de 50 cm de ancho x 50 cm de largo x 30 cm de profundidad a una distancia de 1.50 m de la base del estipe. Se recolectó todas las raíces presentes en el agujero (primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias) de dos plantas por unidad experimental. Para determinar el peso fresco, se pesó la totalidad de raíces con la ayuda de una balanza y, posteriormente, se obtuvo el peso seco colocando las raíces en una estufa a 75ºC durante 48 horas. La longitud de raíces se determinó con la metodología propuesta por Newman (1966), utilizando las raíces secas. 7
Resultados y Discusión
En laboratorio, la cepa TrC presentó el mejor crecimiento radial (3.66 cm) al segundo día. A través del fenotipo se identificó a las cepas como Trichoderma koningii, especie que se caracteriza por no producir pigmentación difusa en el medio Papa Dextrosa Agar (PDA), ni olor distintivo a coco. Se observó fiálides en grupos de 3 a 4 con forma de “matraces”. Las conidias fueron elipsoidales y de pared lisa. Las 8
clamidosporas fueron terminales y lisas. Estas son características propias de la especie Trichoderma koningii (Solís, 2012) y Samuels (2012). Esta especie es considerada como un microrganismo controlador biológico, que protege al cultivo de los patógenos del suelo. Excepto la cepa TrA2, las cepas TrC, TrP y TrE fueron seleccionadas de acuerdo al crecimiento
Resultados y Discusión radial para la evaluación en campo.
para los tratamientos y para la covariable. El mejor crecimiento de raíces fue conseguido por el tratamiento con raquis enriquecido con la cepa TrP (San Lorenzo 1) con 95.3 cm, mientras que las otras cepas (TrE y TrC y la cepa comercial) se ubicaron en el mismo segundo rango, junto al tratamiento con raquis sin inoculación (Figura 1). Se evidenció un incremento del 68% del tratamiento TrP (San Lorenzo 1) frente al tratamiento con mayor valor del segundo rango.
Las variables analizadas en campo fueron: a) Longitud de raíces, y b) Peso seco de raíces, ya que las variables peso fresco de raíces y materia seca de raíces no presentaron diferencias estadísticas significativas.
Longitud de raíces: Según el Análisis de la Covarianza (ANCOVA), se registraron diferencias altamente significativas
Longitud de raíces Longitud (cm)
100 75
95,3
A 54,1
50
B
60,1
64,1
B
B
48,1
BC
31,5
C
25 0 Cepa SL 1+ raquis
Cepa SL 2+ raquis
Cepa C+ raquis
Cepa Co+ raquis
Raquis
Testigo absoluto
Tratamientos CV= 15.19% Media=58.86 cm
Figura 1.- Longitud de raíces en centímetros obtenidos por cada tratamiento. Se destaca el tratamiento con raquis enriquecido con la cepa TrP de San Lorenzo.
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Resultados y Discusión Peso seco de raíces: Según el ANCOVA realizado para esta variable, se registraron diferencias altamente significativas para los tratamientos. El mejor peso seco de raíces fue conseguido por el tratamiento con raquis enriquecido con la cepa TrP (San
120
Peso seco (g)
90
Lorenzo 1) con 105.0 g, mientras que las otras cepas (TrE y TrC y la cepa comercial) y los testigos (raquis y absoluto) se ubicaron en el mismo segundo rango (Figura 2). Se evidenció un incremento del 47% del tratamiento TrP (San Lorenzo 1) frente al tratamiento con mayor valor del segundo rango.
Peso seco de raíces 105,0
A 71,2
B
60
61,7
B
49,1
B
57,4
B
52,0
B
30
0
Cepa SL 1 + Cepa SL 2 + raquis raquis
Cepa C + Cepa Co + raquis raquis Tratamientos
Raquis
Testigo absoluto
CV= 22.3% Media = 66.06 g
Figura 2.- Peso seco, en gramos, de raíces obtenidas por cada tratamiento. Se destaca el tratamiento con raquis enriquecido con la cepa TrP de San Lorenzo.
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Resultados y Discusión Los resultados expuestos provienen de los seis primeros meses de evaluación, sin embargo, permiten identificar a la cepa TrP como la más eficiente en el desarrollo del sistema radicular de la planta, al combinarse con raquis. Estos resultados demuestran el mayor desarrollo radicular de las plantas inoculadas con el microorganismo, combinado con el residuo de la palma. Un sinnúmero de estudios han demostrado la acción del Trichoderma en la elongación radicular. Como ejemplos, Clouston et al. (2010) encontró que una cepa de Trichoderma (IT160) incrementó la longitud y el peso seco de las raíces de Impatiens walleriana, en 20 y 42%, respectivamente, siendo significativamente superior, incluso, a la fitohormona IBA. Chaur-Tsuen y Chien-Yih (2002) encontraron un incremento entre 38 y 62% en peso seco de raíces de Cucumis sativus. Es evidente el efecto de Trichoderma en el crecimiento de raíces, pero los mecanismos de su acción todavía no se entienden
claramente, aunque los beneficios se deben a que el microorganismo es un oportunista simbionte avirulento (Harman et al., 2004). Se ha propuesto varias teorías de los mecanismos del efecto, como por ejemplo que: 1) Trichoderma compite con microorganismos patógenos, 2) produce sustancias promotoras de crecimiento, como acido 3-indol acético que actúa como catalizador de los tejidos meristemáticos primarios de la planta (Valencia et al. 2007) que promueven el desarrollo de un sistema mejorado de raíces, incrementando la absorción de nutrientes, y, 3) reduce las sustancias inhibidoras del creci11
Resultados y Discusión miento vegetal (Chaur-Tsuen y Chien-Yih, 2002; Harman et al., 2004). Estas razones hacen que Trichoderma sea un microorganismo de alta importancia en el uso agrícola y la relación del hongo con el ecosistema productivo. En cuanto al raquis, el efecto positivo en el incremento del volumen radicular de la palma también ha sido documentado. Por ejemplo, Calvache (2001), Bernal y Morales (ANCUPA, 2007), demostraron el efecto del control de la Sagalassa, y el aumento de la población de microorganismos benéficos, respectivamente. Otros estudios, como el de
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Casanova (2003), demostraron que otras barreras físicas como la cáscara de arroz, son también eficientes. Además, el aporte de nutrientes al suelo con la aplicación de raquis es favorecido gracias al incremento del contenido de cationes intercambiables: potasio y magnesio, en un 1250% y 3000% respectivamente, y fósforo disponible en la capa superficial del suelo, en un 350%. Además, la relación carbono-nitrógeno (C/N) en el raquis es alta (54%), lo que favorece el establecimiento y la descomposición inicial por medio de los hongos benéficos (Gurmit citado por Corley y Tinker, 2009).
Conclusiones y Recomendaciones Los resultados obtenidos en el presente estudio, si bien es cierto son preliminares, permiten asegurar que la combinación de Trichoderma más raquis “termo compatible” es una práctica recomendable para aumentar el volumen radicular de la palma, y así contribuir con el buen manejo de plantaciones que sufren de ausencia de raíces. Los resultados también demuestran que es posible aislar Trichoderma de suelos con palma aceitera, especialmente donde las condiciones edáficas son favorables porque su contenido de materia orgánica es ideal. Se recomienda al palmicultor la aplicación de Trichoderma con fuentes de materia orgánica (ej. raquis) para facilitar su estableci-
miento y persistencia en el suelo, y así potencializar su uso. Es importante enfatizar que al utilizar raquis, este debe ser previamente enfriado a temperatura ambiente, para luego colocarlo uniformemente alrededor de la palma, dejando una distancia aproximada de 20 cm de la base del estipe, sin amontonarlo. Así, se permite una suficiente ventilación para el crecimiento microbiano benéfico del suelo y el desarrollo radicular. Se recomienda emplear esta práctica combinada principalmente durante los tres primeros años de crecimiento de la palma, etapa crucial para conseguir en la planta vigor y tolerancia a plagas, y así acondicionarla para una etapa segura de buena producción de fruta.
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Bibliografía 1. ANCUPA, 2007. Control integrado del gusano barrenador de la raíz (Sagalassa valida) en el cultivo de la palma aceitera (Elaeis guineensis J.). Revista de Marzo-Abril. Nº 8, Año 2. Quito-Ecuador. 2. Calvache, H. 2001. El manejo integrado de plagas en el agroecosistema de la palma de aceite. Revista PALMAS. Vol. 22. Nº3. p:51-60. 3. Casanova, J. 2003. Evaluación de barreras físicas provenientes de desechos orgánicos en el combate a Sagalassa valida en palma africana. Tesis de Grado. Universidad Técnica de Manabí. Fac. Ing. Agronómica. 83p. 4. Chaur-Tsuen L, Chien-Yih L 2002. Screening strains of Trichoderma spp. for plant growth enhancement in Taiwan. Plant Pathology Bulletin 11: 215-220. 5. Clouston, A. Hill, R. Minchin, R. Braithwaite, M. Stewart, A. 2010. A bioassay screening Trichoderma isolates for enhancement of root development in Impatiens walleriana cuttings. New Zealand plant protection 63:33-38. 6. Corley, R. y Tinker, p. 2009. La palma de aceite. Cuarta Edición. Versión en español. Blackwell Publishing Ltda. p: 407-411. 7. Harman, G. Howell, C. Viterbo, A. Chet, I. Lorito, M. 2004. Trichoderma species-opportunistic, avirulent plant symbionts. Natural Reviews. Microbiology 2:43-56. 8. Newman, E. 1966. A method for estimating the total length of root in a sample. J. Appl. Ecol. 3:139-145. 9. Papavizas, G. 1985. Trichoderma and Gliocladium: Biology, ecology and potential for biocontrol. Annual Review of Phytopathology. 23: 23-24. 10. Recalde, F. y Calvache, M. 2008. Evaluación de diferentes sistemas de 14
Bibliografía mantenimiento de la corona de palma aceitera (Elaeis guineensis J.) sobre la absorción del potasio. XI Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo. Universidad Central del Ecuador. CD. 12 p. 11. Samuels, G.J. 2004. Trichoderma a guide to identification and biology. United States Dept. of Agriculture-Agricultural Research Service. Systematic Botany and Mycology Lab. 12. Samuels, G.J., Chaverri, P., Farr, D.F., and McCray, E.B. 2012. Trichoderma Online, Systematic Mycology and Microbiology Laboratory, ARS. USDA. Retrieved on May 22, from Taxadescriptions/keys/Trichodermalndex.cfm. 13. Solís, K. 2012. Entrevista y Recopilación de datos en distintas conferencias. Responsable del Departamento de Protección Vegetal de la Estación Experimental Tropical Pichilingüe (INIAP). 14. Howell, C.R. 2003. Mechanisms employed by Trichoderma species in the biological control of plant diseases: The history and evolution of current concepts. Plant Dis. 87, 4-10. 15. Sid-Ahmed, A., M. Ezziyyani, C. Pérez-Sánchez y M. Candela. 2003. Effect of chitin on biological control activity of Bacillus spp. and Trichoderma harzianum against root rot disease in pepper (Capsicum annuum) plants. Eur. J. Plant Pathol. 109, 418-426. 16. Valencia, H., J. Sánchez y N. Valero. 2005. Producción de ácido indolacético por microorganismos solubilizadores de fosfato presentes en la rizósfera de Espeletia grandiflora y Calamagrostis effusa del Páramo el Granizo. Unibiblos. Colombia. Pp. 177-193. 17. Valencia, H., J. Sánchez, D. Vera, N. Valero y M. Cepeda. 2007. Microorganismos solubilizadores de fosfatos y bacterias fijadoras de nitrógeno en páramos y región cálida tropical. Colombia. Pp. 169-183 18. Godes, A. 2007. Perspectivas de los inoculantes fúngicos en Argentina. Denad Internacional. Pp. 11-14. 15
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