ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

 

 

 

Estudio de la modulación natural de leguminosas tropicales. I. Sancti Spiritus

 

 

 

M. Tang, J. Menéndez, A. Castañeda1 y D. Téllez1
Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey"Matanzas, Cuba
1IPA "Angel Montejo". Sancti Spíritus

 

 

 


RESUMEN

Se estudió la acción natural producida por los rizobios existentes de forma salvaje en dos suelos (Aluvial poco diferenciado y Pardo Grisáceo) de la provincia Sancti Spiritus, empleando dos tratamientos (sin nitrógeno y aplicando 150 kg de N/ha), ambos sin inocular, en cuatro leguminosas: Centrosema pubescens, Pueraria phaseoloides, Stylosanthes guianensis y Teramnus labialis. No se observó nodulación efectiva en C. pubescens, P. phaseoloides y T. labialis en ambos suelos, mientras que S. guianensis mostró una nodulación semiefectiva en el suelo Pardo Grisáceo. P. phaseoloides y S. guianensis presentaron un peor establecimiento en el suelo Aluvial y T. labialis en el suelo Pardo Grisáceo. En ambos suelos P. phaseoloides mostró el mayor índice de respuesta al nitrógeno (IRN) y C. pubescens el menor. Se recomienda continuar los estudios de inoculación con cepas efectivas para obtener buena fijación del dinitrógeno atmosférico, en estas leguminosas en esas condiciones.

Palabras claves: Nodulación natural, Centrosema pubescens, Pueraria phaseoloides, Stylosanthes guianensis, Teramnus labialis.


ABSTRACT

Two treatments without inoculation (without N and with 150 kg of N/ha) were used in four legumes (C. pubescens, P. phaseoloides, S. guianensis and T. labialis) in order to study the natural action produced by the wild existing Rizobia of two soils (Alluvial and Brown-Grayish soils) at Sancti.Spiritus province. Effective nodulation was not observed with C. pubescens, P. phaseoloides and T. labialis in both soils while a less effective nodulation was detected with S. guianensis in the brown-grayish soil. Poor establishment of P. phaseoloides and S. guianensis to the Alluvial soil and of T. labialis to the brown-grayish soil was detected. The highest response to nitrogen in both soils was found with P. phaseoloides while C. pubescens had the lowest. It is recommended to continue the study of inoculation with effective strains in order to find an adequate fixation of atmosferical dinitrogen from these legumes under the same conditions.

Additional index words: Natural nodulation, Centrosema pubescens, Pueraria phaseoloides, Stylosanthes guianensis, Teramnus labialis.


 

 

INTRODUCCIÓN

La fijación del dinitrógeno atmosférico mediante la simbiosis leguminosa rizobio muestra grandes ventajas, ya que representa el mayor proceso biológico de obtención .de este elemento y solamente conlleva el eficiente estudio de este proceso y poca cantidad de recursos, con los cuales se obtienen resultados destacados.

Ahora bien, no todas las cepas de rizobios son capaces de producir una fijación simbiótica efectiva en todas las leguminosas y pueden mostrar diferentes habilidades para nodular cuando son inoculadas, usadas como mezclas o comparadas con las cepas salvajes existentes en el suelo de forma natural (Paterson, Sirois, Berndt y Millar, 1983; McLoughlin, Bordeleau y Dunican, 1984; Tang y Sylvester-Bradley, 1986). Por ello, es necesario primeramente estudiar la acción de las cepas salvajes en las diferentes condiciones y determinar la necesidad del empleo de inoculantes en las distintas leguminosas para incrementar los rendimientos y la fijación de dinitrógeno.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Se estudia la nodulación producida por los rizobios existentes de forma natural en dos suelos de la provincia Sancti Spíritus: Aluvial poco diferenciado y Pardo Grisáceo (Academia de Ciencias de Cuba, 1979), cuyas características se muestran en la tabla 1.

Tratamientos. Se sembraron cuatro especies de leguminosas tropicales (Centrosema pubescens, Pueraria phaseoloides, Stylosanthes guianensis y Teramnus labialis) en surcos de 18 m lineales con dos tratamientos para cada leguminosa: uno al que se le añadió 585 g de urea forma fraccionada (117 g de urea/surco a las 2, 4, 6, 8 y 10 semanas de sembradas y otro al que no se le añadió nitrógeno. Esto equivale a una aplicación de de N/ha.

Siembra y fertilización. El suelo preparado de forma convencional para favorecer el establecimiento de las leguminosas y las semillas se sembraron mediante el método de chorrillo claro en los surcos de 18 m, separados entre sí por 1,5 m y con calles de 2 m entre réplicas.

Se efectuó una limpieza de malas hierbas de forma manual aproximadamente en 20 cm a ambos lados del surco y se realizó una chapea con machete al resto del área por encima de 10 cm para mantener las gramíneas que crecían alrededor, de forma tal que estas utilizaran el nitrógeno del suelo y estimularan la fijación del dinitrógeno por parte de las leguminosas.

En el momento de la siembra se aplicó a todos los tratamientos 90 y 135 g de P2O5 y K2O/m de surco respectiva-mente, así como 12 g de Ca; 4 g de S;2 g de Mg; 0,5 g de Zn; 0,2 g de Cu; 0,1 g de B y 0,04 g de Mo, por cada metro de surco.

Diseño y mediciones. El diseño empleado fue un bloque al azar con tres réplicas. Se determinó el rendimiento de materia seca (MS) tomando dos sub-muestras de 2 m de surco al azar y cortando las plantas a nivel del suelo a las 14 semanas después de la siembra. También se midió el contenido total de nitrógeno y el número de los nódulos, este último en 5 plantas por cada tratamiento antes de efectuar el corte.

Se determinó el índice de respuesta al nitrógeno (IRN) mediante la siguiente fórmula.

donde (+N) y (-N) representan los tratamientos con N y sin N respectivamente (CIAT, 1988).

 

RESULTADOS

En la tabla 2 se pueden observar los resultados obtenidos en el rendimiento de MS, contenido total de N y número de nódulos de las cuatro leguminosas en los tratamientos sin N y con 150 kg de N/ha en el suelo Aluvial poco diferenciado: P. phaseoloides, C. pubescens y T. labialis mostraron diferencias significativas (P<0,05) entre los tratamientos sin N y con N en el rendimiento y contenido total de N y presentaron los mayores valores los tratamientos fertilizados con N; mientras que el número de nódulos fue siempre mayor en los tratamientos no fertilizados, con diferencias significativas (P<0,05 y P<0,01), excepto en C. pubescens

S. guianensis no presentó diferencia significativa en el rendimiento de MS y contenido total de N, pero sí en la producción de nódulos, aunque esta producción fue baja para dicha especie.

P. phaseoloides y S. guianensis mostraron bajos rendimientos tanto cuando fueron fertilizados con N, como cuando no se realizó esa labor, lo que denota problemas en el establecimiento de estas especies en las condiciones estudiadas; mientras que C. pubescens y T. labialis presentaron buenos rendimientos.

En el suelo Pardo Grisáceo se observó mejor comportamiento de P. phaseoloides y S. guianensis; la primera leguminosa presentó rendimientos superiores (2,5 a 3 veces) a los obtenidos en el suelo Aluvial y en el Stylosanthes fueron de 3 a 4 veces mayores; sin embargo, T. labialis mostró menor rendimiento, alrededor de un tercio menor que el obtenido en el suelo Aluvial, ya sea cuando se aplicó N o no (tabla 3).

El rendimiento de MS y el contenido total de N siempre fueron mayores en los tratamientos fertilizados con N en este suelo. En estos parámetros se observaron diferencias significativas en C. pubescens, P. phaseoloides y T. labialis, no así en S. guianensis. El número de nódulos también fue mayor en todos los tratamientos no fertilizados con N.

El índice de respuesta al nitrógeno (IRN) en el suelo Aluvial fue mayor en P. phaseoloides, seguido por S. guianensis y T. labialis, y el menor IRN presentó C. pubescens (tabla 4).

En el suelo Pardo Grisáceo el comportamiento del IRN fue similar, ya que Pueraria mostró el mayor índice, mientras que Centrosema el menor, al igual que en la media de los dos suelos, donde el Teramnus presentó un índice un poco mayor que el de Stylosanthes.

 

DISCUSIÓN

Pueraria y Stylosanthes mostraron un mejor comportamiento en el suelo Pardo Grisáceo; mientras que Centrosema presentó valores parecidos en ambos suelos y Teramnus disminuyó su rendimiento y contenido total de nitrógeno en alrededor de un tercio en el suelo Pardo. Esto demuestra un mejor establecimiento de Pueraria y Stylosanthes en el suelo Pardo; mientras que Teramnus se comporta mejor en el suelo Aluvial y Centrosema mantiene su comportamiento en ambos suelos.

C. pubescens presenta variada respuesta al ser inoculada con diferentes cepas de Rhizobium (Halliday, 1979; Tang, Tamayo y Márquez, 1982; Tang y Sylvester-Bradley, 1986) y ha mostrado abundante nodulación natural en diferentes suelos de Cuba, aunque en muchos casos esta nodulación no ha sido efectiva.

En el suelo Aluvial existió una mayor nodulación que en el suelo Pardo en esta especie, más acentuada en los tratamientos a los cuales no se les aplicó N, ya que la adición de este elemento en ciertas cantidades inhibe el proceso de nodulación como se ha observado en Leucaena leucocephala al añadir 45 kg de N/ha (Cooksley, 1974); en Pisum sativum con 106 kg de N/ha (Sosulski y Buchan, 1978) y en C. pubescens, siratro y T. labialis con 150 kg de N/ha (Tang y Menéndez, 1988).

En C. pubescens se observó un mayor rendimiento y contenido de N en los tratamientos fertilizados con N, con diferencia significativa (P<0,05) en relación con el tratamiento no fertilizado, lo que muestra que la nodulación existente en esos suelos no es efectiva en la fijación simbiótica del dinitrógeno atmosférico y las cepas salvajes existentes de forma natural no producen el efecto deseado, por lo que se hace necesario continuar el estudio de la acción de inoculaciones con otras cepas que puedan competir con las ya existentes en el suelo y producir una eficiente fijación.

En ambos suelos P. phaseolodes y T. labialis presentaron un comportamiento similar a C. pubescens; los tratamientos sin fertilizar con N mostraron una mayor nodulación, los cuales a su vez tuvieron los menores rendimientos de MS y contenido total de N, en comparación con los tratamientos fertilizados con N.

S. guianensis no mostró diferencia significativa en el rendimiento de MS y contenido total de N en ambos suelos, aunque en el suelo Aluvial el rendimiento fue entre 3 y 4 veces menor que en el suelo Pardo, por lo que esta especie presenta problemas en el establecimiento en el suelo Aluvial, que posee un pH ligeramente ácido. Sin embargo, en el suelo Pardo con un pH más neutro, la producción de MS y contenido total de N mayor, al igual que la nodulación, y se observó que existió cierta acción positiva de las cepas de Rhizobium naturales del suelo. Estas fueron medianamente efectivas, pues a pesar de no presentar diferencias significativas siempre el tratamiento fertilizado con N mostró los mejores resultados. En este sentido ha informado que la acidez en muchos casos actúa de forma negativa sobre el proceso de fijación simbiótica del nitrógeno (Jo, Yoshida y Kayama, 1980a y 1980b; Franco y Munns, 1982); además CIAT (1974) comunica que esta leguminosa posee una amplia adaptación varietal a diferentes condiciones de suelo y pH que le son favorables aquellas condiciones donde se combinan suelos pocos profundos y pH altos.

El índice de respuesta al nitrógeno (IRN) señala a P. phaseoloides como la especie de mayor aprovechamiento de este elemento en ambos suelos, seguida por T. labialis, S. guianensis y C. pubescens, que es la especie de menor índice de aprovechamiento del N. Ello evidencia la variada respuesta que puede existir entre las diferentes especies de leguminosas en este sentido, lo cual ha sido observado en otras condiciones de suelo en estas plantas (Tang, M., inédito).

Se recomienda continuar .los estudios de inoculación con otras cepas efectivas para estas condiciones de suelo y clima, con el fin de obtener cepas más eficientes y que presenten una mayor competencia con las cepas salvajes existentes de forma natural en el suelo, incluyendo a S. guianensis que presentó una respuesta media.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Academia de Ciencias de CUBA. Clasificación genética de los suelos de Cuba. Instituto de Suelos. La Habana. 1979

2. CIAT. Pasture plant introducción. Annual report. p. 111. 1974

3. CIAT. Simbiosis Lequminosa-Rizobio. Manual de métodos de evaluación, selección y manejo agronómico. CIAT. Colombia. 1988

4. Cooksley, D.G. Queensland J. Agric. Anim. Sci. 31:271. 1974

5. Duncan, D.B. Biometrics. 11:1. 1955

6. Franco., A.A. & Munns, D.M. Sci. Am. Soc. J. 46:296. 1982

7. Halliday., J. Field responses by tropical forage legumes to inoculation with Rhizobium. In: Pasture production in acid soils of tropics. (Ed. P.H. Sánchez & L.E. Tergas). CIAT. Colombia, p. 123. 1979

8. Jo, J.; Yoshida, S. & Kayama, R. J. Japan Grassl. Sci. 25:326. 1980a

9. Jo, J.; Yoshida, S. & Kayama, R. J. Japan Grassl. Sci. 26:174. 1980b

10. Mcloughlin, T.Y.; Bordeleau, L.M. & Dunican. L.K. Appl. Bacterial. 56:131. 1984

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

12. Sosulski, F. & Buchan, J.A. Can. J. Plant Sci. 58:553. 1978

13. Tang, M. & Menéndez, J. Pastos y Forrajes. 11:37.1988

14. Tang, M. & Sylvester-Bradley, Rosemary. Pastos y Forrajes. 9:111. 1986

15. Tang, M.; Tamayo, Estela & Marouez, Beatriz. 1982. Pastos y Forrajes. 5:159

 

 

 

Recibido el 24 de junio de 1989