ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Estudio de la modulación natural de leguminosas tropicales. II Matanzas y Camagüey

M. Tang¹, J. Menéndez¹, F. Ramírez² y R. Guevara^2
1Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey" Matanzas, Cuba
²Sub Estación de Pastos. Camagüey

RESUMEN

La acción de las cepas de Rhizobium naturales existentes en un suelo Ferralítico Rojo (Matanzas) y otro Pardo sin Carbonato (Camagüey) fue estudiada en varias leguminosas tropicales. Se emplearon dos tratamientos: uno con 150 kg de N/ha y otro sin N, ambos sin emplear inoculación. En el suelo Ferralítico Rojo M. atropurpureum tuvo una eficiente fijación del dinitrógeno atmosférico con las cepas naturales de ese suelo, mientras que C. pubescens y T. labialis no mostraron buena respuesta. En el suelo Pardo sin Carbonato, de siete especies de leguminosas estudiadas (C. pubescens, D. ovalifolium, L. purpureus, L. leucocephala, P. phaseoloides, S. guianensis y T. labialis), solamente C. pubescens presentó buenos rendimientos de MS, contenido total de N y nodulación con las cepas naturales del suelo. El resto no respondió bien en la fijación del dinitrógeno atmosférico con las cepas salvajes. En el suelo Ferralítico, Centrosema pubescens fue el de menor índice de respuesta al nitrógeno (IRN), mientras que en el Pardo fue Lablab purpureus.

Palabras claves: Nodulación natural, suelo, fijación de N_2.

ABSTRACT

The action of natural Rhizobium strains from a Red Ferralitic soil (Matanzas) and a Brown soil without Carbonate (Camagüey) was studied in some tropical legumes. Two treatments were used: one of them with 150 kg of N/ha and the other without N. Both treatments were not inoculated. M. atropurpureum had, in the Red Ferralitic soil, an efficient fixation of atmospherical dinitrogen with the natural strains of that soil. No responses were found with C. pubescens and T. labialis. Seven legumes (C. pubescens, D. ovalifolium, L. purpureus, L. leucocephala, P. phaseoloides, S. guianensis and T. labialis) were studied in the Brown soil without Carbonate. Good DM yields, total N content and suitable nodulation with the natural strains of the soil were only recorded in C. pubescens; the rest legumes did not have good responses to the fixation of atmospherical dinitrogen with the wild strains. The lowest nitrogen response index (NRI) in the Red Ferralitic soil was observed with Centrosema pubescens and in the Brown soil was found with Lablab purpureus.

Additional index words: Natural nodulation, soil, N₂ fixation.

INTRODUCCIÓN

Existen varios factores que pueden influir en el proceso de fijación simbiótica del dinitrógeno atmosférico como son: temperatura, luz, humedad, acidez, suministro de calcio y diferentes nutrimentos como N, P, K y otros macro y microelementos (Tang, 1986). En este proceso también influyen los efectos bióticos, por la competencia que se establece entre el rizobio y otros microorganismos del suelo, entre los que se encuentran otras bacterias (incluidas las distintas cepas de rizobios existentes en el suelo de forma natural) y diferentes hongos.

En el caso de las diferentes cepas de rizobios que existen en el suelo de forma natural, se establece una competencia entre ellas para nodular las leguminosas. Esta nodulación puede ser efectiva o no en la fijación del N atmosférico, por lo que es necesario conocer el grado de efectividad de las ya existentes. En este sentido se ha observado que las distintas cepas pueden mostrar diferentes habilidades para nodular, ya sea cuando son inoculadas de forma simple o como mezclas (Paterson, Sirois, Berndt y Miller, 1983; McLoughlin, Bordeleau y Dunican, 1984; Tang y Sylvester Bradley, 1986).

Este trabajo se realizó con el fin de determinar el grado de efectividad de las cepas de rizobios salvajes en dos suelos (Ferralítico Rojo y Pardo sin Carbonato) de las provincias de Matanzas y Camagüey, respectivamente, en varias leguminosas tropicales y conocer si es necesario el empleo de inoculantes.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se estudiaron dos suelos: Ferralítico Rojo y Pardo sin Carbonato (Academia de Ciencias de Cuba, 1979) de las provincias de Matanzas y Camagüey respectivamente. Las características fundamentales de estos suelos se muestran en la tabla 1. La metodología empleada fue la utilizada por el CIAT (1988), con pequeñas modificaciones realizadas en nuestras condiciones (Tang, Menéndez, Castañeda y Téllez, 1990).

La siembra se realizó en octubre de 1987 y se efectuó el corte de las plantas a nivel de suelo 14 semanas después.

RESULTADOS

De las tres leguminosas estudiadas en el suelo Ferralítico Rojo (C. pubescens, M. atropurpureum y T. labialis), solamente la segunda especie mostró una respuesta efectiva en la fijación del dinitrógeno atmosférico con las cepas salvajes existentes en este suelo, ya que no existió diferencia significativa entre el tratamiento con 150 kg de N/ha y en el que no se utilizó este elemento tanto en el rendimiento de MS (263,0 y 279,2 g por 2 m de surco respectivamente), como en el contenido total de N (7 928 y 8 606 mg por 2 m de surco), lo cual indica la acción positiva de las cepas naturales del suelo (tabla 2). También se puede apreciar en la tabla 2 que el número promedio de los nódulos en las 5 plantas muestreadas fue de 25,6 nódulos por planta en el tratamiento sin N, lo cual es considerablemente mayor que cuando se aplicó N (8,1 nódulos por planta) y con diferencia significativa (P<0,01) entre ellos.

En cuanto a C. pubescens y T. labialis (tabla 2), los tratamientos fertilizados con 150 kg de N/ha mostraron mayores rendimientos de MS y contenidos totales de N, que los tratamientos a los cuales no se les aplicó N y además las dos leguminosas tuvieron una pobre nodulación, aunque siempre fue menor el tratamiento con N, pero sin diferencias significativas.

En la tabla 3 se observan los resultados de las siete leguminosas estudiadas en el suelo Pardo sin Carbonato de Camagüey.

C. pubescens presentó resultados similares en los tratamientos en que se aplicó o no N, con rendimientos de 199,9 y 195,1 g/2 m de surco respectivamente y contenidos totales de N de 6 280 y 5 950 mg/2 m de surco para los mismos, sin diferencias significativas entre ellos. En el tratamiento sin N la nodulación fue de 36,1 nódulos por planta como media de las 5 plantas muestreadas, lo que representa un buen índice para esta especie, mientras que el tratamiento con N mostró una pobre nodulación (7,9 nódulos por planta).

El resto de las leguminosas (D. ovalifolium, L. purpureus, L. leucocephala, P. phaseoloides, S. guianensis y T. labialis) mostraron diferencias significativas entre los tratamientos con N y sin N en el rendimiento de MS y contenido total de N; además, la nodulación en todos los casos fue pobre, por lo que las cepas de Rhizobium existentes de forma natural en el suelo no presentaron una acción efectiva en el proceso simbiótico leguminosa-rizobio.

Dentro de estas leguminosas, el stylosanthes se destacó poco en estas condiciones y mostró bajos rendimientos tanto al aplicar como cuando no se aplicó N. También desmodium y leucaena presentaron bajos rendimientos y además poca nodulación.

El índice de respuesta al nitrógeno (IRN) en los diferentes suelos, se indica en la tabla 4. C. pubescens mostró el menor IRN en el suelo Ferralítico Rojo, mientras que en el Pardo sin Carbonato fue el de mayor IRN, evidentemente influenciado por la efectiva acción de las cepas de Rhizobium salvajes de ese suelo. Lo mismo ocurrió con M. atropurpureum en el suelo Ferralítico Rojo.

En el suelo Pardo, pueraria presentó un buen índice (62%), mientras que el Lablab fue el de menor valor. El resto mostró comportamientos intermedios.

DISCUSIÓN

En el suelo Ferralítico Rojo de Matanzas, M. atropurpureum mostró una eficiente fijación del dinitrógeno atmosférico con las cepas salvajes del suelo, con rendimientos de MS y contenido total de N similar al tratamiento que le fue aplicado 150 kg de N/ha. Esta leguminosa en otros estudios ha mostrado alta promiscuidad en sus requerimientos de Rhizobium y buena nodulación con cepas salvajes de diferentes suelos e incluso se plantea que no es necesaria su inoculación, ya que responde bien con las cepas naturales (Date, 1977; Paulino, 1984; Tang, Menéndez, Cantillo y Gazó, 1988).

Centrosema y teramnus no presentaron buena respuesta en la fijación con las cepas salvajes. En este sentido se ha comprobado que centrosema posee cierta especificidad en sus requerimientos de Rhizobium, con respuesta variable ante las diferentes cepas (Tang y Sylvester-Bradley, 1986) y en este suelo las cepas existentes no fueron capaces de producir una eficiente fijación del N atmosférico en esta especie. El teramnus también mostró mejor respuesta cuando fue inoculado con una cepa efectiva (Tang et al., 1988), que con las cepas naturales y en este caso se observó una nodulación pobre, que pudo haber influido considerablemente en los bajos rendimientos de MS y contenidos totales de N obtenidos en este suelo.

En el suelo Pardo sin Carbonato se observó una mayor respuesta del centrosema a las cepas naturales del suelo, por lo cual no es necesario el empleo de otros inoculantes en esta leguminosa, ya que es capaz de producir una eficiente fijación con las ya existentes en el suelo en forma natural, con rendimientos similares a aplicaciones de 150 kg de N/ha y con una nodulación abundante.

El resto de las leguminosas estudiadas en el suelo Pardo sin Carbonato no presentaron una buena fijación del dinitrógeno atmosférico con las cepas salvajes existentes de forma natural. Esto se apreció por los bajos valores obtenidos en los rendimientos de MS y contenidos totales de N en los tratamientos sin N; además, se observó una pobre nodulación en todas estas leguminosas, lo que denota la baja efectividad de las cepas naturales en dichas especies.

S. guianensis presentó bajos rendimientos y pobre nodulación y no mostró un buen comportamiento en estas condiciones. En este sentido Menéndez y Martínez (1980) encontraron que esta especie no se adaptaba bien a pH alcalino, mientras que Menéndez, Delgado, Tang y Quincoses (1984) informaron una buena respuesta en suelos de pH ácido en la Isla de la Juventud, aunque el suelo estudiado era ligeramente ácido (pH= 5,5) y evidencia que el comportamiento de S. guianensis en este tipo de suelo también pudiera deberse a la carencia de algún nutrimento o a un antagonismo iónico.

En el IRN se observó que C. pubescens tuvo un alto valor en el suelo Pardo sin Carbonato, lo que fue evidentemente influenciado por la efectividad en la fijación del dinitrógeno atmosférico de las cepas de Rhizobium, las que incrementaron considerablemente el contenido total de N. Lo mismo ocurrió con M. atropurpureum en el suelo Ferralítico Rojo donde esta leguminosa tuvo un alto valor de este indicador.

En el suelo Ferralítico, el centrosema fue el de menor IRN, lo que ha sido observado en Sancti Spíritus en otros tipos de suelo (Tang et al., 1990), por lo que esta leguminosa parece tener poca respuesta a la aplicación de fertilizante nitrogenado. También el lablab mostró bajo IRN en el suelo Pardo, mientras que el resto tuvo valores intermedios, destacándose pueraria, que fue también la mejor en Sancti Spíritus (Tang et al., 1990).

En ambos suelos la nodulación en todas las leguminosas disminuyó cuando se aplicó 150 kg de N/ha. Esto ha sido observado por otros autores en L. leucocephala al añadir 45 kg de N/ha (Cooksley, 1974); neonotonia, siratro, desmodium y centrosema con 50 kg de N/ha (López y Taboada, 1979) y C. pubescens, siratro y T. labialis con 150 kg de N/ha (Tang y Menéndez, 1988).

Evidentemente la aplicación de N en estas cantidades influyó de forma negativa en el proceso de fijación simbiótica del N₂ y solamente algunas leguminosas presentaron buena respuesta en la fijación con las cepas naturales, como M. atropurpureum en el suelo Ferralítico Rojo y C. pubescens en el Pardo sin Carbonato, los cuales no deben inocularse, ya que ambos fijan eficientemente el N₂ en estas condiciones.

Con el resto de las leguminosas estudiadas se debe continuar un trabajo de selección de cepas efectivas de Rhizobium capaces de producir una eficiente fijación del N₂ al ser inoculadas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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7. Menéndez, J.; Delgado, Daysi; Tang, M. & Quincoses, G. Pastos y Forrajes. 7:47. 1984

8. Menéndez, J, & Martínez, J.E. Pastos y Forrajes. 3:373. 1980

9. Paterson, E.A.; Sirois, J.C.; Berndt, W.B. & Miller. R.W. Can. J. Microbiol. 29:141. 1983

10. Paulino, V.T. Zootecnia. 22:195. 1984

11. Tang, M. Pastos y Forrajes. 9:193. 1986

12. Tang, M. & Menéndez, J. Pastos y Forrajes. 11:37. 1988

13. Tang, M.; Menéndez, J.; Cantillo, Madeleyne J. & Gazo, Magalys. Pastos y Forrajes. 11:137. 1988

14. Tang, M.; Menéndez, J.; Castañeda, A. & Tellez, D. Pastos y Forrajes. 13:21. 1990

15. Tang, M. & Sylvester-bradley, Rose-Mary. Pastos y Forrajes. 9:111. 1986

Recibido el 11 de octubre de 1989