ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Estudio de la acción de siete cepas de rhizobium sobre cuatro leguminosas

M. Tang, Estela V. Tamayo y Beatriz Márquez

Estación Experimental de Pastos y Forrajes «Indio Hatuey» Perico, Matanzas, Cuba

RESUMEN

Se estudió la acción de siete cepas de Rhizobium sobre cuatro leguminosas (Centrosema pubescens cv. CNIA-08, Stylosanthes guianensis cv. CIAT-184, Teramnus labialis cv. Semilla Oscura y Leucaena leucocephala cv. Perú) en combinaciones pomos-botellas de Leonard. El diseño fue en bloques al azar con 5 réplicas. Se determinó rendimiento (MS/planta), por ciento de N y número y peso de los nódulos. En centrosema y teramnus se destacó la cepa IH-002 con diferencia significativa (P<0,01) en rendimiento y por ciento de N en relación con el control no inoculado y sin N. El resto de las cepas tuvo un comportamiento similar al control no inoculado y sin N o en algunos casos algo superior. No se obtuvo respuesta efectiva para stylosanthes y leucaena. La aparición del primer nódulo ocurrió en general entre 19-22 días. Se recomienda la inoculación de los cvs. de centrosema y teramnus estudiados con la cepa IH-002.

Palabras clave: Rhizobium, leguminosas, inoculación efectividad.

Se ha observado que las leguminosas en general necesitan un adecuado manejo (Funes, 1979) y el establecimiento de una simbiosis efectiva con el Rhizobium (Date, 1969 y Vicent, 1972), para un buen desarrollo y producción en pastizales.

El requerimiento de una cepa específica de Rhizobium para ciertas especies de leguminosas ha sido suficientemente probado (Ayala y Velásquez, 1978; Bethlenfalway, Abu-Shakra y Phillipp, 1978 y Halliday, 1979) existiendo casos de alta especificidad (Trinick, 1968), aunque algunas autores creen que las leguminosas tropicales no necesitan de la inoculación, por ser muchas de ellas del grupo «caupi» (que poseen un amplio rango de nodulación) y le restan importancia a la simbiosis eficiente. Es necesario, sin embargo, efectuar el estudio de los requerimientos de Rhizobium a todas aquellas especies y cultivares que resulten destacados en las condiciones de nuestro país, lo cual garantiza el aporte de N necesario para su mejor rendimiento.

En este trabajo se estudia la acción de varias cepas de Rhizobium sobre cuatro leguminosas. Se analiza su efectividad y posible interrelación y se seleccionan las de mayor rendimiento.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las cepas de Rhizobium fueron colectadas en los suelos de «Indio Hatuey» y aisladas en nuestro laboratorio según las técnicas planteadas por Vicent (1975) y se mantienen en nuestra colección.

Fueron estudiadas las leguminosas Centrosema pubescens cv. CNIA-08, Stylosanthes guianensis cv. C1AT-184, Teramnus labialis cv. Semilla Oscura y Leucaena leucocephala cv. Perú las cuales han resultado destacadas en estudios primarios (Menéndez, inédito).

Se efectuó el experimento en dos fases:

Fase 1. Compatibilidad genética. Las semillas previamente escarificadas y esterilizadas se sembraron en cuñas de agar con solución de Norris y Date (1976) en tubos de 25 x 180 mm, con 5 réplicas, inoculando con 0,5 ml de cultivo líquido con una concentración de 19 x 10⁶ -47 x 10⁸cel/ml. Se determinó la nodulación positiva o negativa y el tiempo de aparición del primer nódulo.

Fase II. Determinación de la fijación de N. Las cepas de Rhizobium que nodulan positivamente en la fase 1 son probadas en combinaciones pomos-botellas de Leonard con arena sílice lavada y solución nutriente de Norris y Date (1976). Se utilizaron cinco réplicas y se determinó, después de 12 semanas la materia seca (MS), el por ciento de N en la planta total por el método colorimétrico de Nessler y el número y peso de los nódulos.

El experimento se realizó en un local con temperatura y luz controlada. La temperatura estuvo entre 23-28°C y el período de iluminación fue 15 horas luz/día.

Los tratamientos se compararon con dos controles: uno sin inocular y sin N y otro sin inocular y con N.

RESULTADOS

Fase 1. En la tabla 1 se observa la nodulación positiva o negativa de cada cepa probada sobre las cuatro leguminosas, mostrando además el tiempo de aparición del primer nódulo. En general, la aparición del primer nódulo ocurrió entre 19-22 días, aunque la cepa IH-005 presentó un comportamiento variado con respecto a los diferentes cvs.

Fase II. En las tablas 2, 3, 4 y 5 se presentan los resultados obtenidos de la acción de las diferentes cepas sobre las cuatro leguminosas.

Centrosema pubescens cv. CNIA-08. Nodularon cuatro de las cepas probadas, de las cuales la IH-002 tuvo un rendimiento mayor (435,2 mg MS/planta) que el control sin N (111,3 mg MS/planta) (tabla 2), presentando diferencia significativa (P<0,01). Esta cepa tuvo un rendimiento menor que el control con nitrógeno (609,6^a mg MS/planta) pero superó ampliamente al control que no tenía N. La cepa IH-002 presentó además una nodulación más temprana (19 días), con un peso mayor en sus nódulos y en el contenido de nitrógeno (3,89%) (tabla 2), siendo superada en el número de nódulos por las cepas IH-013 e IH-014, pero de menor tamaño, lo cual puede apreciarse por el peso total de los mismos. La cepa IH-005 a pesar de poseer un buen por ciento de N en la planta y peso de los nódulos (2,59 y 68,6 mg MS/planta, respectivamente) no presentó un buen rendimiento de MS (229,6 mg/planta), que aunque fue algo superior al control sin N (111,3 mg/planta) fue aproximadamente la mitad que la cepa IH-002.

Stylosanthes guianensis cv. CIAT-184. Las cuatro cepas que nodularon en este cultivar (tabla 1) presentaron una pobre nodulación en la fase 1, con un promedio entre 0,6-1,6 nódulos/planta a los 30 días de inoculadas.

Como se aprecia en la tabla 3 no existió diferencia entre tratamiento en el rendimiento de MS/planta y el peso de los nódulos. Las cepas presentaron diferencia significativa (P<0,01) con respecto a los controles en el por ciento de N en la planta total, siendo en todos los casos mayor que el control sin N, pero menor que el control con N.

Teramnus labialis cv. Semilla Oscura. La cepa más destacada en este cultivar resultó la IH-002, que rindió 238,6 m de MS/planta, con diferencia significativa (P<0,05) con respecto al control sin N (100,4 mg/planta) y no difirió del control con N (284,6 mg/planta) (tabla 4). Esta cepa superó además al control sin N en el por ciento de N con diferencia significativa (P<0,01), aunque fue menor que el control con N. En el número y peso de los nódulos mantuvo una buena producción, siendo superada en el peso por la cepa IH-009.

Las cepas IH-004, IH-005 e IH-009 presentaron un comportamiento similar al control sin N en el rendimiento de MS/planta y los por cientos de N fueron menores en todos los casos al control con N.

Leucaena leucocephala cv. Perú. La mayor cantidad de cepas nodularon en esta planta (5 de 7), pero al determinar el potencial de fijación de N el rendimiento alcanzado por estas fue similar al control sin N (tabla 5) y menor que el control con N (P<0,01).

Los por cientos de N resultaron mayores que el control sin N (P<0,01) y no difirió del control con N. No existió diferencia significativa entre cepas en el número y peso de los nódulos.

DISCUSIÓN

La respuesta a la inoculación depende del tipo de planta y la cepa de Rhizobium inoculada, por lo que va a existir una considerable variación en este sentido. En nuestro trabajo la cepa IH-002 produjo un rendimiento mayor que el resto de las cepas en Centrosema pubescens cv. CNIA-08, superando considerablemente al control no inoculado y sin N aventajándolo además, en el resto de los parámetros medidos. Resultados similares han sido obtenidos por otros autores (Paterno y Espiritu, 1979; Halliday, 1979 y Purisaca y Gómez, 1980), los cuales obtuvieron distintos rendimientos con diferentes cepas.

Estos resultados confirman la clasificación hecha por Date (1977) en la que el centrosema es considerado como una leguminosa que nodula con un amplio rango de cepas, pero a menudo no de forma efectiva. Esta misma cepa se destacó también en teramnus, con un mayor rendimiento y por ciento de N que el control sin nitrógeno, superando además al resto de las cepas.

Esto nos demuestra a la cepa IH-002 como efectiva en estos cultivares de centrosema y teramnus, con cuya inoculación se pueden aumentar los rendimientos, sin necesidad de aplicar fertilizantes nitrogenados, con un ahorro considerable de este elemento.

Stylosanthes es incluido por Date (1977) también en el grupo de nodulación con amplio rango de cepas pero no siempre de forma efectiva. En nuestro caso no se obtuvo ninguna cepa que produjera una fijación simbiótica de N de efectividad considerable, existiendo un pobre crecimiento en todos los tratamientos, debido posiblemente al pH en que se desarrolló el experimento (6,8-7,0) ya que esta especie tiene un mejor desarrollo a pH más ácidos (Nichols y Plucknett,1955) al fotoperíodo empleado (15 horas luz/día), pues los mayores rendimientos se han obtenido con fotoperíodos entre 12-14 horas luz/día (Mannetje, 1965 y Okibo, 1973).

Cinco de las siete cepas probadas en el cultivar de Leucaena leucocephala produjeron nódulos, pero esta nodulación no fue efectiva. Esta especie presenta alta especificidad en sus requerimientos de Rhizobium (Trinick, 1968 y Date, 1977), pero presentó mayor nodulación con las cepas probadas que el resto de las leguminosas estudiadas. Esto pudo deberse a que todas las cepas fueron aisladas de una zona en que hemos detectado nodulación natural y abundante en esta especie, por lo que existen las cepas nativas capaces de nodular en esta leguminosa, cosa que no ocurre en otras zonas de nuestro país (López, 1977).

Sistachs y Frías (1979) reportaron tiempos de nodulación de 20-25 días, lo cual concuerda con nuestros resultados (19-22 días), aunque existió en algunos casos nodulación más temprana o más tardía, lo cual puede depender de la interacción entre los diferentes tipos de plantas y las cepas inoculadas.

Se recomienda la inoculación de Centrosema pubescens CNIA-08 y Teramnus labialis cv. Semilla Oscura con la cepa IH-002, porque aumenta su rendimiento, por ciento de N en la planta y produce una mejor nodulación, superando al tratamiento sin N y no inoculados.

SUMMARY

Interaction between seven Rhizobium strains and four legumes (Centrosema pubescens cv. CNIA-08, Stylosanthes guianensis cv. CIAT-184, Teramnus labialis cv. Semilla Oscura and Leucaena leucocephala cv. Perú) was study in Leonard for assemblies. Randomized complete block design with five replications vas used. Yield (DM/plant), N percentage and number and weight of the nodules were determinated. Strain IH-002 was better in centrosema and teramnus and showed significant difference (P<0,01) in yield and N percentage when it vas compared with not inoculated and without nitrogen control. The rest of these strains had the same behaviour that no inoculated and without nitrogen control. Stylosanthes and leucaena had not good response. First nodule appeared between 19 and 22 days. It vas recommended to inoculate with the IH-002 strain the studied cultivars of centrosema and teramnus.

REFERENCIAS

1. Ayala, L.B. & Velásquez, L.. IX Reunión Latinoamericana sobre Rhizobium, México 1978

2. Bethlenfalway, G.J.; Abu-Shakra, S.S. & Phillips, D.A.. Plant Physiol. 62:131 1978

3. Date, R.A.. J. Aust. Inst. Agric. Sci. 35:27 1969

4. Date, R.A.. Trop. Agric. Univ. Hawaii 1977

5. Funes, F. & Díaz, L.E.. II Reunión ACPA. La Habana Cuba. Resúmenes II Parte. Pág. 138 1979

6. Halliday, J.. Field responses by tropical forage legumes to inoculation with Rhizobium. R.H. Sanchez and L.E. Tergas. Eds. CIAT. Pág. 123 1979

7. López, M.. VI Reunión ALPA. La Habana, Cuba. Resúmenes. Tomo 1:155 1977

8. Mannetje, L.T.. Aust. J. Agric. Res. 16:767 1965

9. Nichols, D.F. & Plucknett, D.L.. Proc. of 12^th Int. Grassld. Cong. Moscow. pp. 221 1975

10. Norris, D.O. & Date, R.A.. Eds. CAB. Bulletin 15 1976

11. Okibo, B.N.. Nigerian J. of Sci. 5:175 1973

12. Paterno, E.S. & Espiritu, B.M.. J. Crop. Sci. 3:46 1979

13. Purisaca, J. & Gómez, J.. Resúmenes. X Reunión Latinoamericana sobre Rhizobium, México. pp. 5 1980

14. Sistachs, E. & Frías, R.. II Reunión ACPA. Resúmenes II Parte. 134 1979

15. Trinick, M.J.. Exp. Agric. 4:243 1968

16. Vicent, J.M.. J. Aust. Inst. Agric. Sci. 38:236 1972

17. Vicent, J.M.. Manual práctico de Rhizobiología. Editorial Hemisferio Sur. Buenos Aires, Argentina 1975