Efecto del abono verde y Trichoderma harzianum sobre la población de esclerocios y la incidencia Macrophomina phaseolina en ajonjolí

Effect of green manure and Trichoderma harzianum on sclerotia population and incidence of Macrophomina phaseolina on sesame

R. Cardona

Autor de correspondencia e-mail: rcardona@inia.gob.ve

INIA-Portuguesa, Km. 5 carretera Araure-Barquisimeto. Apdo. 102, Araure, estado Portuguesa, Venezuela 3301-A.

Resumen

Para investigar el efecto del abono verde de (Crotalaria juncea L.) y el hongo Trichoderma sobre el número de esclerocios/g de suelo (EG) de Macrophomina phaseolina y la incidencia de pudrición carbonosa en ajonjolí, se seleccionó una parcela de ca 800 m² (40 m x 20 m) en suelo naturalmente infestado en el Campo Experimental Turén, adscrito al Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (NIA) Portuguesa, donde se establecieron tres ensayos, con una duración de dos años cada uno, evaluándose los siguientes tratamientos: a) abono verde (AV) y testigo absoluto (TA); b) AV y abono verde + Trichoderma (AVT) y c) AV, AVT y TA. En los dos primeros ensayos, se estimó la densidad EG, mientras que en el último se evaluó la incidencia de la pudrición carbonosa en ajonjolí. Los resultados indican que el AV retarda el desarrollo de M. phaseolina al inicio, pero al avanzar el ciclo del cultivo los niveles de inóculo alcanza valores iguales al TA; mientras que el tratamiento AVT mostró disminución en el EG durante todo el ciclo en comparación con el tratamiento AV. En el tercer ensayo, fueron observadas diferencias altamente significativas (P£0,01) en la incidencia de pudrición carbonosa con el tratamiento AVT al compararlo con los otros tratamientos. Cabe destacar que el tratamiento AVT, constituye una alternativa viable para de control de M. phaseolina en ajonjolí.

Palabras clave: Crotalaria juncea, abono verde, esclerocios, control biológico, Sesamun indicum.

Abstract

In order to investigate the effect of the green manure of crotalaria and Trichoderma fungus on the number of sclerotia/ g of soil (SG) of Macrophomina phaseolina and the incidence of charcoal rot in sesame, a plot of 800 m² (40 m x 20 m) ca was selected in soil naturally infested in the experimental field "Turén" attach to the Research National Institute of Agricultural (INIA) Portuguesa, three trials were settle down, each one with a duration of two years, evaluating these treatments: a) green manure (GM) and absolute control (AC); b) GM, green manure + Trichoderma (GMT) and c) GM, GMT and AC. In both first trials, density of SG was evaluated, whereas in the last one, the incidence of charcoal rot in sesame was evaluated. The results indicates that the GM slows down the M. phaseolina development at the beginning, but when advancing the crop cycle the levels of inoculums reaches equal values to the AC; whereas the GMT treatment showed diminution in the SG throughout the cycle in comparison with the treatment GM. In the third essay, a high significant difference (P£0.01) in the incidence of charcoal rot with the GMT treatment constitutes a viable alternative for controlling M. phaseolina in sesame.

Key words: Crotalaria juncea, green manure, sclerotia, biological control, Sesamun indicum.

Recibido el 3-4-2006 Aceptado el 5-6-2008

Introducción

En el estado Portuguesa, las siembras efectuadas durante el ciclo norte-verano (diciembre - abril), período caracterizado por escasas o pocas precipitaciones, son afectadas por la enfermedad pudrición carbonosa, causada por el hongo Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid. Este hongo es señalado como un problema fitopatológico en más de trescientas especies de plantas cultivadas (Cardona, 2006).

Las siembras comúnmente establecidas durante el ciclo norte-verano son ajonjolí (Sesamun indicum L.), sorgo (Sorghum bicolor L. Moench), caraota (Phaseolus vulgaris L.), soya (Glycine max L.) y girasol (Helianthus annus L.); siendo la magnitud de los daños causados por la pudrición carbonosa variables en los diferentes cultivos, señalándose que las pérdidas en las siembras de ajonjolí se encuentran por encima del 10%, particularmente en aquellos suelos que sobrepasan los 200 esclerocios/ g de suelo (Cardona, 2006).

Los síntomas de la enfermedad comienzan con lesiones oscuras en el cuello de la planta, si las condiciones ambientales son favorables, las lesiones pueden cubrir por completo al tallo y llegar a destruir los haces conductores causando la muerte de la planta (Ávila et al., 1999).

En la búsqueda de alternativas de control de M. phaseolina, se han estudiado numerosos procedimientos que conduzcan a minimizar las pérdidas, entre los cuales se han utilizado fungicidas, herbicidas (Cardona y Rodríguez, 2002), abonos verdes (Dinakaran y Dharmalingam 1996; Germani y Plenchette, 2004) y con particular interés el hongo Trichoderma harzianum Rifaii, pero este biocontrolador ha proporcionado resultados poco alentadores (Cardona y Rodríguez, 2002), a pesar de haberse reportado el control de otras enfermedades (Rodríguez et al., 1999).

C. juncea, es una planta originaria de la India y Pakistán, tolerante a la sequía, adaptada muy bien a casi todos los tipos de suelos en las zonas tropicales y subtropicales (Wang et al., 2002). En Venezuela la crotalaria se ha utilizado con diferentes propósitos y en una variedad de tipos de suelo, demostrando ser una planta que se adapta a las condiciones edafoclimáticas del país (Bravo y Florentino, 1999; Contreras et al., 1996).

Este trabajo se realizó con el objetivo de evaluar el uso del abono verde de crotalaria (Crotalaria juncea L.) sola o en combinación con aspersiones foliares de T. harzianum como alternativas para disminuir los daños causados por el hongo M. phaseolina en el cultivo de ajonjolí.

Materiales y métodos

En el Campo Experimental Turén (CET), ubicado en la Colonia Agrícola Turén, adscrito al Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) del estado Portuguesa, durante el ciclo norte- verano se realizó un experimento durante seis años en una parcela de ca 800 m² (40 m x 20 m), infestada naturalmente con M. phaseolina. Los suelos en esta localidad son del tipo Fluventic Haplusteps de textura francosa fina y pH 8,2 (Departamento de suelos del INIA-Portuguesa).

El experimento consistió de tres ensayos, cada uno ejecutado durante dos años en un diseño de bloques al azar y donde se evaluaron los siguientes tratamientos: a) abono verde de crotalaria (AV) y testigo absoluto (TA); b) AV y abono verde + Trichoderma (AVT) y c) AV, AVT y TA. En los dos primeros ensayos, se estimó el número de esclerocios/g de suelo (EG), mientras que en el último se evaluó la incidencia de la pudrición carbonosa en ajonjolí.

Durante la ejecución del experimento la parcela se sembró con maíz (Zea mays L.) y luego, en el ciclo norte-verano, con ajonjolí var. Píritu. Las labores, (fecha de siembra, preparación de suelo, fertilización y control de malezas), se hicieron de igual manera a las realizadas por los agricultores de la zona.

En este trabajo se utilizó una cepa comercial de T. harzianum (T-22^®). Para su multiplicación, estructuras del hongo se colocaron en cajas de Petri con agar papa dextrosa (PDA), dejándose crecer en ellas por un lapso de dos semanas en condiciones de laboratorio (25 ± 3ºC). Transcurrido este tiempo, la superficie del medio se raspó con el extremo de un porta objeto previamente flameado. Para colectar las esporas de T. harzianum se añadió agua destilada estéril a la caja de Petri con el raspado y la suspensión se hizo pasar a través de una gasa doble esterilizada colocada sobre un beaker esterilizado.

Ensayo 1. Evaluación de abondo verde (AV) y testigo absoluto (TA)

Después de destruir los residuos de la cosecha de maíz con una rastra, la parcela se dividió en dos, la mitad se sembró con crotalaria (AV) al voleo y la otra se dejo sin sembrar (TA). En el tratamiento AV, se distribuyó al voleo semilla de crotalaria a razón de 100 kg.ha^-1. Luego de cinco semanas de crecida la crotalaria, se incorporó al suelo al realizar el acondicionamiento del terreno y se procedió a la siembra de toda la parcela con ajonjolí a razón de 6 kg.ha^-1 a chorro corrido y 0,6 m de separación entre hileras.

Las muestras de suelo se colectaron en cada tratamiento, a partir de la primera semana de emergidas las plántulas hasta 35 días antes de la cosecha. Las muestras consistieron de ca 250 g, conformadas por 10 submuestras tomadas al azar en las hileras de las plantas a una profundidad de 0-10 cm. En este ensayo el número de bloques lo constituyeron las fechas de colección de las muestras de suelo para determinar el EG, es decir, la fecha uno representa el bloque uno, la fecha dos el bloque dos y así sucesivamente.

Ensayo 2. Evaluación de abono verde (AV) y abono verde + Trichoderma (AVT)

Una vez destruidos los residuos de la cosecha del maíz, se distribuyó al voleo en toda la parcela semilla de crotalaria a razón de 100 kg.ha^-1 y se dividió en dos para establecer los tratamientos AV y AVT. En este último tratamiento, las plantas de crotalaria se asperjaron con una suspensión de conidios de T. harzianum a razón de 10¹² ufc/mL, cuando alcanzaron las cuatro semanas de edad.

Al cumplir las plantas cinco semanas de edad, se procedió a su incorporación al suelo de la crotalaria. La siembra del ajonjolí, la toma de muestras de suelo y el diseño de experimento se realizó de forma similar que en el ensayo 1.

Para los ensayos 1 y 2, una vez ingresadas las muestras de suelo al Laboratorio de Fitopatología del INIA-Portuguesa, se dividieron en dos porciones iguales, una para determinar el contenido de humedad expresado en porcentaje (%h), exponiéndola a 110ºC durante 24 h y la otra, previo secado en Ambiente de laboratorio por 24 h, se maceró en un mortero estéril y se tamizó en una criba Nº 60. Del suelo cernido se tomaron 5 muestras de 0,5 g con la finalidad de determinar el EG de M. phaseolina por el método de flotación (Watanabe et al., 1970).

Ensayo 3. Evaluación de la incidencia de la enfermedad pudrición carbonosa en los tratamientos de abono verde (AV), abono verde + Trichoderma (AVT) y testigo absoluto (TA).

Para este ensayo la parcela se dividió en tres franjas, en cada una de las cuales se establecieron los tratamientos AV, AVT y TA. El testigo lo constituyó una parcela sin siembra de crotalaria ni aplicación de T. harzianum y los otros dos tratamientos se establecieron como se describió anteriormente. Para este caso el diseño consto de cinco bloques y se evaluó la incidencia de la pudrición carbonosa al final de la época de floración de las plantas de ajonjolí.

Los datos de los dos primeros ensayos se procesaron mediante el análisis de varianza y regresión lineal; mientras que para el tercero se determinó la incidencia de pudrición carbonosa, por la relación porcentual de la cantidad de plantas muertas/total de plantas, mediante el análisis de varianza y prueba de Tukey.

Resultados y discusión

Ensayo 1. Evaluación de abono verde (AV) y testigo absoluto (TA).

El análisis de varianza mostró diferencias estadísticas altamente significativas entre bloques y entre tratamientos, con un coeficiente de variación (CV) de 14,46%, para los dos años de evaluación. En el tratamiento AV, se observó que un valor máximo de 254 y un mínimo de 89 EG, para un promedio de 165,39 EG; mientras que el TA mostró un valor máximo de 309 y un mínimo de 111 EG, promediando 201,04 EG (cuadro 1).

Cuadro 1. Efecto de los tratamientos abono verde (AV) y testigo absoluto (TA), mas abono verde y abono verde + Trichoderma sobre Macrophomina phaseolina medidas esclerocios.g^-1 de valor (EG).

¹CV%: coeficiente de variación.: a (ensayo 1) y b (ensayo 2) respectivamente. ** Diferencias estadísticas altamente significativas

La asociación entre las variables independiente %h y la variable dependiente EG, mostraron para el caso TA una asociación negativa altamente significativa (P<0,001;

R²=0,9158; r = 0.957), y para el AV una asociación negativa altamente significativa (P<0,01; R²=0,9274; r=-0,963), que para ambos tratamientos representan una adecuada bondad de ajuste para la relación generada. Las ecuaciones de predicción fueron: TA: Y= 301,002 17,625X y AV: Y= 309,465 -22,627X (figura 1).

El análisis de varianza para comparar los contenidos de humedad no mostraron diferencias estadísticas entre los tratamientos AV (6,24%) y TA (5,96%), con un CV= 10,96%.

Los resultados obtenidos en el TA mostraron la misma tendencia que los reportados para esa misma localidad (Cardona et al., 1998; Cardona, 2006), en lo referente a la influencia que tiene la variable independiente %h sobre la variable dependiente EG. Por la tendencia descrita, se puede establecer que las diferencias estadísticas entre los promedios de EG en los tratamientos AV y TA son debidas al efecto negativo del AV sobre la población de M. phaseolina.

Resultados experimentales señalan que el uso del abono verde como fuente nitrogenada disminuye la relación Carbono/Nitrógeno (C/N) en el suelo, factor que afecta el desarrollo de patógenos habitantes del suelo (Germani y Plenchette, 2004; Wang et al., 2002). Esta disminución en la relación C/N influye negativamente en el crecimiento y desarrollo de M. phaseolina (Israel et al., 2005).

Sin embargo, pese a los resultados señalados en este ensayo y a un cuándo existen diferencias estadísticas altamente significativas entre los promedios de EG de los tratamientos AV y TA, se observa en la figura 1 que al inicio el AV afecta negativamente el EG de M. phaseolina, pero el AV no mantiene su efecto inhibidor suficiente tiempo, como para reducir la población de esclerocios de Macrophomina hasta el final del cultivo, momento en la cual la pudrición carbonosa causa los mayores daños (Cardona et al., 1998). Además, M. phaseolina demostró su habilidad competitiva al superar el retardo provocado por el efecto negativo del AV, hecho que se evidencia porque al final del ensayo el EG es igual para ambos tratamientos (figura 1).

Ensayo 2. Evaluación de abono verde (AV) y abono verde + Trichoderma (AVT)

El análisis de varianza para este ensayo mostró diferencias estadísticas altamente significativas entre bloques y entre tratamientos y un coeficiente de variación de 10,45%. El tratamiento AV mostró un valor mínimo de 78,5 EG y un máximo de 174 EG, dando un promedio de 133,14 EG; mientras que el tratamiento AVT tuvo un valor máximo de 162 EG y un valor mínimo de 66,75 EG, para un promedio de 109,02 EG (cuadro 1).

El tratamiento AV mostró una asociación estadística negativa altamente significativa entre las variables % h y EG (P<0,001; R² = 0,564; r = 0,751) y el tratamiento AVT mostró la misma tendencia (P<0,001; R² = 0,659; r = 0,812), para ambos casos representan una adecuada bondad de ajuste con respecto a la relación generada. Las ecuaciones de predicción fueron: AV: Y= 159,446 - 2,511X y AVT: Y= 151,480 - 4,431X, (figura 2).

El análisis de varianza para comparar los contenidos de humedad no mostraron diferencias estadísticas entre los tratamientos AV (10,44%) y AVT (9,52%), con un CV= 26,29%

En este ensayo se evidencian diferencias estadísticas altamente significativas para EG entre los tratamientos AV y AVT. En la figura 2 se observa que las líneas de regresión se mantienen separadas durante el periodo de evaluación, demostrando que existe un efecto sinérgico negativo del AV y T. harzianum sobre M. phaseolina. Se ha señalado que al inocular compost con un controlador biológico, se mejora la eficacia del control de las enfermedades causadas por hongos patógenos habitantes del suelo (Noble y Coventry, 2005).

También, se observó una reducción significante de los propágulos de M. phaseolina y Fusarium oxysporum así como de la incidencia de las enfermedades causadas por estos dos patógenos al usar en combinación residuos vegetales con T. harzianum (Israel et al., 2005). Estas observaciones concuerdan con los resultados de este experimento, donde se evidencia que el tratamiento AVT reduce significativamente la cantidad de esclerocios de M. phaseolina.

Evaluación de la incidencia de pudrición carbonosa.

El análisis de varianza de las pruebas realizadas durante dos años con los tratamientos, AV, AVT y TA sobre la incidencia de la pudrición carbonosa, mostró diferencias altamente significativas entre los tratamientos. La prueba de medias de Tukey (P<0,01) determinó que el tratamiento AVT presentó el menor porcentaje de plantas enfermas (5,8%), mientras las medias de los porcentajes de plantas enfermas de los tratamientos AV (13,8%) y TA (18%) no mostraron diferencias estadísticas significativas (cuadro 2).

Cuadro 2. Evaluación de la incidencia de la enfermedad pudrición carbonosa con base al porcentaje de plantas sanas en los tratamientos, testigo absoluto (TA), abono verde (AV) y abono verde + Trichoderma (AVT).

¹Prueba de Tukey (P<0,01) Los valores promedios identificados con la misma letra son estadísticamente iguales.

En este ensayo el tratamiento AVT mostró diferencias estadísticas altamente significativas con respecto a los tratamientos AV y TA, mientras que los tratamientos AV y TA presentan estadísticamente igual porcentaje de plantas enfermas. Se reporta que T. harzianum ejerce una acción efectiva en reducir el crecimiento micelial y la formación de esclerocios de M. phaseolina y al adicionarse enmiendas orgánicas a razón de 5 g.kg^-1 de suelo, se incrementa su efecto antagónico al reducir marcadamente la incidencia de la pudrición carbonosa a 3,12% de plantas enfermas comparado con el testigo que presento 43,98% de incidencia (Karthikeyan et al., 2006).

La crotalaria, para ser incorporada al suelo como abono verde, se recomienda sembrar a razón de 90 kg de semilla.ha^-1 antes del cultivo comercial, incorporándose después de 4 a 5 semanas de emergidas las plantas, etapa en la cual la crotalaria contiene 1,7% de N y puede aportar una biomasa entre 13.449 y 15.072 kg.ha^-1 ca (Dinakaran y Dharmalingam, 1996). Recomendación que concuerda con el método utilizado en el presente trabajo, donde la crotalaria se sembró a razón de 100 kg de semilla.ha^-1 y se incorporo al suelo después de 5 semanas de emergidas las plantas.

Por otra parte, podemos indicar que numerosas investigaciones ponen en evidencia la capacidad antagónica del hongo Trichoderma para competir con otros organismos por espacios biológicos (Papavisas, 1985), no obstante la principal limitante de su uso la constituye la falta de una metodología eficiente para su aplicación al suelo (Cardona y Rodríguez, 2002).

Los resultados obtenidos en prueba anteriores, donde se evaluaron diferentes formas de aplicación de Trichoderma y que fueron realizadas en la misma localidad durante un periodo de 6 años, muestran que en algunos casos el testigo absoluto presenta menor porcentaje de plantas muertas (Cardona y Rodríguez, 2002).

Cabe destacar que en el presente trabajo se logró superar esta limitante señalada, al aplicar aspersiones foliares de Trichoderma a las plantas de crotalaria una semana antes de su incorporación al suelo. Esta técnica garantiza una mejor distribución del antagonista sobre toda el área de siembra, permitiendo a T. harzianum competir eficiente y activamente contra M. phaseolina.

Conclusión

El abono verde, en las condiciones de este experimento, no es efectivo en reducir la cantidad de esclerocios de M. phaseolina ni la incidencia de la pudrición carbonosa en ajonjolí.

Es viable la utilización de la crotalaria como vehículo para incorporar al suelo un controlador biológico, conclusión derivada de los resultados de los ensayos 2 y 3.

El tratamiento abono verde mas Trichoderma demostró que reduce la cantidad de esclerocios de M. phaseolina en una proporción suficiente como para minimizar la incidencia de pudrición carbonosa en ajonjolí.

Se evidenció el efecto sinérgico del abono verde y T. harzianum sobre el control de M. phaseolina.

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