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INTRODUCCIÓN
La quinua se constituye en un cultivo estratégico para contribuir a la seguridad y soberanía alimentaria debido a su calidad nutritiva 1. Por poseer contenidos de proteínas, presencia de todos los aminoácidos esenciales, vitaminas, minerales, fibra y no tener gluten hacen de la quinua un alimento de importancia 2. El Perú es el principal productor mundial de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) con 79269 toneladas registrados en el 2017, representando el 53,3% del volumen de producción de este grano andino 3. Este cultivo fue incluido en la lista de cultivos prominentes más importantes de las producciones agrícolas sostenibles 4.
La polilla Eurysacca melanocampta Meyrick (Lepidoptera: Gelechiidae) es la principal plaga en el cultivo de quinua en los Andes del sur de Perú 5. Las larvas de E. melanocampta en los primeros estados de crecimiento se alimentan del follaje y consecutivamente de los granos en desarrollo y maduros 6. Así mismo, es afectado por la enfermedad del mildiu (Peronospora variabilis Gäum), ocasionando defoliación completa de la planta y pérdidas económicas a los agricultores 7,8. Las pérdidas pueden alcanzar hasta 33% en variedades tolerantes y 99% en variedades susceptibles 9, en condiciones favorables para su desarrollo hasta 100% de perdidas 10. Los agricultores al verse con estos problemas usan defensivos agrícolas de origen químico muchas veces sin prescripción del Ingeniero Agrónomo, para atenuar este inconveniente. Resaltando la peligrosidad de estos productos a la salud pública y a la salud del medio ambiente, Jamiołkowska; siendo los extractos de plantas y algas, oligosacáridos, aminoácidos y sustancias sintéticas pueden activar componentes de protección de la planta frente al ataque de patógenos 11. En ese sentido los microorganismos eficientes han evidenciado efectos beneficiosos en la producción de alimentos libres de defensivos agrícolas 12.
La estrategia de control el biológico, es el uso de cepas del hongo Trichoderma sp con capacidad endofítica, que son capaces de colonizar los tejidos de las plantas sin causar síntomas visibles e inducir la producción de compuestos relacionados con la defensa y algunos genes implicados en respuestas de defensa de las plantas a factores bióticos y abióticos 13. Además, son conocidos por ser más seguros, biodegradables y amigables con el medio ambiente, y son una alternativa viable frente a los productos químicos 14.
Los microorganismos eficientes tienen numerosas aplicaciones agrícolas garantizando una reproducción exitosa en las plantas los cuales comprenden una gran diversidad microbiana representada por bacterias ácido lácticas, bacterias fotosintéticas, levaduras, actinomicetes y hongos filamentosos con actividad fermentativa 15. El uso de los microorganismos representa una alternativa racional y sostenible en la agricultura 16, ya que al establecerse en la planta mejorará el control de sus plagas y enfermedades 17, dando lugar a la reducción del uso de pesticidas químicos, generando consecuentemente un impacto positivo al reducir la contaminación en los componentes ambientales 18. En ese sentido el objetivo de este estudio fue mejorar el rendimiento de Chenopodium quinoa Willd mediante la aplicación de cepas de Trichoderma sp. endófito y microorganismos eficaces.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los experimentos fueron realizados en el Centro de Investigación y Producción Camacani Puno, ubicado con las siguientes coordenadas geográficas latitud 15°57'14.03"S y longitud 69°51'30.88"O durante los meses de enero a junio del 2017. Así mismo, los microorganismos fueron reactivados y multiplicados en el laboratorio de fitopatología de la Escuela Profesional de Ingeniería Agronómica-Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Altiplano-Puno. Se condujo bajo un diseño de bloque completo al azar (DBCA) con 3 bloques y 10 tratamientos. Cada parcela experimental fue de 1,8 m el ancho x 5 m de largo, 1,2 m de distancia entre parcelas, 4 surcos por parcela con un distanciamiento de 0,60 m entre surcos, y un área efectiva del experimento de 530,4 m2.
Aplicación foliar de Trichoderma sp.
Las cepas de Trichoderma sp. fueron adquiridas del laboratorio de fitopatología de la Escuela Profesional de Ingeniería Agronómica-Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Altiplano-Puno (Tabla 1), fueron reactivadas en placas Petri conteniendo medio Extracto de Malta Agar (EMA) y luego se propagaron en sustrato de arroz.
Tabla 1 Código y procedencia de cepas de Trichoderma sp. Utilizados en la investigación - Centro de Investigación y Producción Camacani de la UNA, durante la campaña agrícola 2016 - 2017.
| N° de Cepa | Tipo | Código | Procedencia |
|---|---|---|---|
| Cepa-1 | Nativa | UNA-TE-T-19 | Tallo de Quinua, Puno |
| Cepa-2 | Nativa | UNA-TE-T-22 | Tallo de Quinua, Puno |
| Cepa-3 | Nativa | UNA-TE-R-2 | Rizósfera de Quinua, Puno |
| Cepa-4 | Nativa | SG-TE-126 | Tallo de Cacao, San Gabán |
Para las aplicaciones foliares de Trichoderma sp. previamente se realizó el conteo de esporas por gramo de arroz. Luego se preparó una suspensión de esporas en agua a una concentración de 1 x 107 ufc/cc para su aplicación.
Aplicación foliar de Microorganismos Eficaces (EM-1)
El producto Microorganismos Eficaces EM- 1 fue adquirido por una casa comercial, luego estos fueron activados dos semanas antes de su aplicación. Se utilizó la proporción de una (1) parte de EM-1 (5%) para una (1) parte de melaza (5%) de caña o azúcar para dieciocho (18) partes de agua (90%) limpia (sin cloro), así, 1 litro de EM-1, rindió para 20 litros de EM-1 activado. El procedimiento fue igual para la activación de EM-1 al 10% y 15%. Para la aplicación se utilizó 150 cc de cada concentración para ser mezclada en 20 litros de agua.
Con una mochila asperjadora manual de 20 litros, se realizó cuatro aplicaciones foliares de suspensión de esporas de las cepas de Trichoderma sp. y concentración de EM-1 (según la tabla 2 de tratamientos) en las etapas del desarrollo fenológico del cultivo: floración, grano lechoso, grano pastoso y madurez fisiológica en horas de la mañana entre las 6 a 8 a.m.; por cada tratamiento se aplicó un promedio de dos litros de la solución, variando en función al desarrollo vegetativo de las plantas. Así mismo, se realizó una mezcla de microorganismo con las cepas 1,2,3,4 de Trichoderma sp y EM-1 a una concentración del 10%. El testigo absoluto consistió en no aplicar ningún microorganismo; sin embargo, en el testigo relativo se aplicó un producto químico (Karate: Lambdacihalotrina).
Tabla 2 Tratamientos empleados para determinar la incidencia de Eurysacca sp. en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA bajo condiciones de campo en el CIP Camacani de la UNA, durante la campaña agrícola 2016 - 2017.
| Tratamiento | Microorganismo/Producto | Concentración/Dosis |
|---|---|---|
| T1 | Trichoderma sp. (Cepa 1) | 1 x 107ufc/cc |
| T2 | Trichoderma sp. (Cepa 2) | 1 x 107ufc/cc |
| T3 | Trichoderma sp. (Cepa 3) | 1 x 107ufc/cc |
| T4 | Trichoderma sp. (Cepa 4) | 1 x 107ufc/cc |
| T5 | Microorganismos eficaces (EM-1) | 5% |
| T6 | Microorganismos eficaces (EM-1) | 10% |
| T7 | Microorganismos eficaces (EM-1) | 15% |
| T8 | Mezcla de Trichoderma sp. cepas 1,2,3, 4 y EM-1 | 1 x 107ufc/cc + 10% |
| T9 | Testigo absoluto | |
| T10 | Testigo relativo (Karate: Lambdacihalotrina) | 1 cc/l de H2O. |
Finalización del experimento
Se realizó a los 162 días después de la siembra, una vez alcanzado la madurez fisiológica. Se seleccionaron 10 plantas al azar de los tres surcos centrales de cada parcela, las mismas; fueron cortadas al ras del suelo, para luego colocarlas dentro de sobres de papel y fueron transportadas al laboratorio de fitopatología para su secado bajo sombra a temperatura ambiente durante dos meses, posteriormente fueron pesadas para determinar la biomasa seca. Se realizó la trilla en forma manual por cada planta. Finalmente, se procedió a limpiar los granos para ser guardados dentro de bolsas de manila, debidamente rotuladas. El resto de las plantas se segaron y dejaron en el campo durante 30 días, para que sequen completamente, y una vez secado se desarrolló el trillado correspondiente. Consecutivamente fue determinado el peso de semilla y finalmente se determinó el rendimiento (RDT).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Figura 1, se muestra el efecto de aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1) en el rendimiento en kg/ha para quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, hubo diferencia estadística significativa (p<0,05) para los tratamientos.
Los tratamientos que presentaron mayor rendimiento fueron el T6 (10% de EM-1) y T4 (Trichoderma cepa 4) con 3871.7 y 3697 kg/ha respectivamente, seguido de T7 (15% de EM-1) con 3603.7 0 kg/ha-1 a comparación del tratamiento T3 (Trichoderma cepa) con 2262,9 kg/ha-1 que mostró un menor rendimiento, sin diferencia estadística al tratamiento T9 (testigo absoluto; sin tratamiento) con 2261, 0 kg/ha-1.
Figura 1 Rendimiento en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, con aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1). Letras distintas mayúsculas en la misma columna difieren entre sí por la prueba de Duncan p<0,01.
La Tabla 3 muestra la prueba de rango múltiple para la Incidencia de “Kcona Kcona” (Eurysacca sp.) en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, con aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1), en las cuatro etapas fenológicas, se ha determinado que los tratamientos que presentaron menor daño por “Kcona Kcona” (Eurysacca sp.) estadísticamente (p<0.01) fueron T10 (Tratamiento químico: Karate) y el tratamiento T6 (EM-1 10%), sin embargo; el tratamiento T9 presentó el valor más alto de incidencia de esta plaga en las cuatro etapas, de lo cual se puede establecer que la aplicación de EM-1 10 y 15% presenta una disminución significativa del daño en las plantas de quinua e indudablemente la aplicación del producto químico “Karate”, resultó en la muerte de las larvas de “Kcona Kcona”.
Tabla 3 Prueba de rango múltiple para Incidencia de la “Kcona Kcona” (Eurysacca sp.) en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, con aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM).
| Tratamientos | N | Estado fenológico del cultivo de quinua | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Floración | Grano lechoso | Grano pastoso | Madurez fisiológica | ||||||
| Media | Media | Media | Media | ||||||
| T1 | 30 | 4.42 | B | 15.00 | BC | 28.47 | A | 32.57 | A |
| T2 | 30 | 3.03 | BC | 14.97 | BC | 23.07 | BC | 31.10 | A |
| T3 | 30 | 6.47 | A | 15.90 | AB | 26.17 | AB | 35.03 | A |
| T4 | 30 | 3.60 | BC | 13.40 | BCD | 15.20 | E | 31.70 | A |
| T5 | 30 | 3.23 | CD | 12.47 | CD | 20.20 | CD | 20.50 | B |
| T6 | 30 | 2.70 | CD | 11.40 | D | 14.53 | E | 19.67 | B |
| T7 | 30 | 3.77 | BC | 12.23 | CD | 19.57 | D | 24.93 | B |
| T8 | 30 | 6.83 | A | 15.80 | AB | 17.57 | E | 32.67 | A |
| T9 | 30 | 7.40 | A | 18.23 | A | 32.13 | A | 36.60 | A |
| T10 | 30 | 6.33 | A | 0.00 | E | 0.00 | F | 0.030 | C |
Promedios por letras distintas indican diferencias significativas entre tratamientos según la prueba (Duncan p<0,05).
En las evaluaciones realizadas (Tabla 3) en las etapas fenológicas tales como: floración, grano lechoso, grano pastoso y madurez fisiológica, se aprecia que persiste la mayor incidencia de “Kcona Kcona” en el tratamiento T9 (Testigo absoluto), seguido por el tratamiento T3 (Trichoderma sp.: Cepa 3); y la menor incidencia se registró en el Tratamiento T10 (Testigo relativo: Tratamiento químico), seguido por el Tratamiento T6 (EM-1 10%).
No en tanto para el tratamiento T10, que fue empleado defensivo agrícola (Karate) no fue observado presencia de E. quinoae en etapas fenológicas como grano lechoso y grano pastoso.
El registro (Tabla 3) de la cantidad de larvas/panoja ha ido incrementando ligeramente durante el proceso de desarrollo de las plantas de quinua. Las larvas de E. quinoae, inicialmente fueron observadas entre las hojas apicales de las plantas en estado fenológico de ramificación. En esta etapa el daño ocurrió sobre todo en la panoja en plena formación.
Discusión
Existen relatos que los microorganismos eficientes incrementan la producción agrícola, en una investigación realizada en varios cultivos y especialmente con maíz se obtuvo una producción superior al 50% cuando se empleó microorganismos eficientes 19. Este comportamiento puede estar atribuido a la acción benéfica que realizan los microorganismos en el sistema suelo-planta (rizósfera) que podrían acelerar el proceso de reciclaje de nutrientes disponible para las plantas y garantizar un mayor crecimiento y desarrollo de las parcelas inoculadas con respecto al testigo absoluto 20.
Las aplicaciones de Microorganismos Eficientes en la agricultura incrementan la capacidad de fotosíntesis de las plantas a través de un mayor desarrollo foliar y mayor desarrollo foliar implica mayor fotosíntesis en la planta 21. Asi mismo, en una investigación empleando “BIOL al 60%” EM-1 para la producción de quinua obtuvo buenos rendimientos de este cultivo 22. Resultados semejantes fueron encontrados en la presente investigación (Tabla 3) para el tratamiento T6.
Los efectos de cepas de Trichoderma sp sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas tienen implicaciones económicas importantes, así como mejorar el vigor de las plantas para superar las tensiones bióticas y / o abióticas 14. Por otro lado, las enzimas hidrolíticas producidas por el género Trichoderma movilizan la materia orgánica del medio y de esta forma mejoran la absorción de compuestos más simple por la planta y finalmente influyen en su estado nutricional 23.
La promoción del crecimiento de las plantas se observa a menudo en respuesta a la colonización de Trichoderma sp. 24. Es muy probable que las cepas de Trichoderma endofito puedan crear condiciones de crecimiento más favorables que conduzcan a un mejor crecimiento de la planta 14.
Los resultados estuvieron de acuerdo con los hallazgos de otros investigadores que sugirieron que además de su capacidad de biocontrol, algunas especies de Trichoderma sp. son capaces de promover el crecimiento de las plantas, la resistencia al estrés por sequía y la tolerancia a las condiciones inadecuadas del suelo. Por ejemplo, semillas tratadas con la cepa T22 de T. harzianum, respondieron positivamente y hubo un aumento de rendimiento 24; aplicaciones de Trichoderma sp. endófito con fertilizantes orgánicos e inorgánicos en plantaciones de cacao obtuvieron incrementos porcentuales positivos en el rendimiento con respecto al control absoluto 25. También, señalan que la mejora del crecimiento de la planta puede estar influenciada por compuestos como fitohormonas producidas por hongos endófitos como el ácido indolacético (IAA) y sus análogos. Además, la producción de algunos ácidos orgánicos tales como los ácidos glucónico cítrico y/o fumárico, dando como resultado la solubilización de fosfatos 14.
En la presente investigación (Tabla 4) se observó la presencia de E. quinoae en todas las etapas fenológicas estudiadas como (floración, grano lechoso, grano pastoso, madurez fisiológica. En la etapa fenológica de panojamiento, puede ocurrir el ataque de la primera generación de la polilla Eurysacca quinoae26. El hongo endófito Trichoderma sp no demostró efecto de protección al ataque de E. quinoae. Contradictorio con resultados obtenidos en una investigación con la efectividad de Trichoderma spp. sobre insectos descortezadores de pino mostró que la cepa T01 fue el mejor tratamiento, ya que causo el 100% de mortalidad de los insectos 27. Demostrando que defensas biológicas no siempre puede tener la misma efectividad en el control de enfermedades.
En una investigación se observó mayor daño en el periodo de formación de grano y madurez fisiológica, donde las larvas se alimentan principalmente de las hojas tiernas si están en los primeros estadios y de los granos inmaduros y maduros si están en los últimos estadios 28. En el presente estudio se registró mayor cantidad de larvas de E. quinoae a medida que la planta madura se desarrolla. Asi mismo, se reportaron que la abundancia de insectos, especialmente de insectos inmaduros, depende principalmente de la interrelación estrecha entre el desarrollo de la planta hospedera y el ciclo biológico de los insectos 29.
CONCLUSIONES
El mayor rendimiento se obtuvo en el tratamiento T6 (EM-1 10%) con un promedio de 3871,70 kg/ha-1, seguido por el tratamiento T4 (Trichoderma sp. Cepa 4: SG-TE-126) se obtuvo un rendimiento de 3697,00 kg/ha-1; mientras que el menor rendimiento se obtuvo en el TratamientoT9 (Testigo absoluto: Sin tratamiento) con 2261,00 kg/ha-1, seguido del Tratamiento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA-TE-R-2) con 2262,87 kg/ha-1, respectivamente.
Menor incidencia de plagas se registró en el tratamiento T10 (Testigo relativo: Tratamiento químico - Karate) seguido por el tratamiento T6 (EM-1 10%), y la mayor incidencia de larvas de Eurysaca sp. “Kcona Kcona”, se registró en el tratamiento T9 (Testigo absoluto: sin tratamiento), seguido por el tratamiento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA-TE-R-2).
