Efecto de las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal sobre la calidad del suelo y algunos aspectos ecofisiológicos de Allium cepa L. en condiciones de déficit hídrico

Abstract

En la región andina de Venezuela la agricultura intensiva de hortalizas ha modificado de forma importante el equilibrio ecológico del suelo ocasionando alteraciones en las poblaciones microbianas entre otros factores bióticos y abióticos que han disminuido la calidad y salud del suelo. En zonas semiáridas, la poca disponibilidad de agua para riego reduce la posibilidad de desarrollar cultivos, y aumenta la necesidad de hacer un uso más eficiente del agua, sobre todo bajo un escenario de cambio climático y crecimiento poblacional. Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV) presentan mecanismos fisiológicos para atenuar el efecto que puedan ocasionar sobre los cultivos las condiciones de estrés hídrico, aunado al efecto biofertilizante que estas presentan, que podría reducir el uso de fertilizantes inorgánicos NPK siendo su aplicación una alternativa agroecológica. El objetivo general fue determinar el efecto de algunas RPCV autóctonas del estado Mérida-Venezuela en las relaciones hídricas, el intercambio de gases y el crecimiento sobre el cultivo de Allium cepa, y el estudio de parámetros de calidad y salud del suelo, en condiciones de déficit hídrico (menor frecuencia de riego) y menor dosis de fertilización inorgánica en un ambiente semiárido y con un enfoque agroecosistémico. Para ello se seleccionó un consorcio microbiano (CM) de RPCV que incrementó las variables de crecimiento, especialmente el diámetro del pseudotallo en plántulas de cebolla en condiciones de umbráculo. Posteriormente se realizó un experimento en campo en una parcela experimental del Instituto de Investigaciones Agropecuarias de la Universidad de Los Andes (IIAP-ULA) ubicada en San Juan de Lagunillas, estado Mérida, en donde se estableció un cultivo de cebolla híbrido F1 2000 inoculado con el CM y utilizando fertilizante inorgánico NPK bajo una condición de riego normal (RN, frecuencia de riego diaria), y una condición de déficit hídrico (DH, frecuencia de riego cada tres días). El factor de fertilización constó de cuatro tratamientos fertilizados e inoculados con el consorcio seleccionado ME01 + Leu2A (Rhizobium tropici + Bradyrhizobium japonicum): 0 % NPK + CM, 50 % NPK + CM, 100 % NPK + CM, 100 % NPK No inoculado, partiendo de una dosis completa 100 % NPK = 247 kg N, 240 kg P2O5, y 240 kg K2O por hectárea. Se utilizó un diseño bifactorial en bloques completamente aleatorizados con tres repeticiones. Durante el desarrollo del cultivo se evaluaron las distintas etapas fenológicas y se midió la acumulación de temperatura y radiación global necesaria para el término de cada etapa del cultivo, en condiciones no estresantes y sin el CM (solo en el control de producción 100 % NPK No inoculado en condición RN) con el índice de grados-día acumulados (GDA). Las variables ecofisiológicas (intercambio gaseoso, relaciones hídricas, variables morfométricas) se determinaron a los 45 días después de la siembra (dds), 35 días después del trasplante (ddt), 69 ddt, y el rendimiento a los 71 ddt. Los potenciales osmóticos de pérdida de turgencia y de saturación se determinaron a los 48 ddt a través de curvas presión-volumen, y los parámetros de calidad y salud del suelo (propiedades físico-químicas, parámetros microbiológicos, actividad enzimática) se evaluaron a los 64 ddt. El cultivo acumuló 1334 °C y 1188 MJ m-2 d-1 en el momento de su cosecha a los 71 ddt. El rendimiento obtenido del control de producción (100 % NPK no inoculado en condición RN) fue de 36 t ha-1, mejorando el rendimiento promedio de cebolla en Venezuela. Los resultados indicaron una equivalencia entre la frecuencia de riego y la evapotranspiración del cultivo (ETc), siendo la condición RN = 100 % ETc, y la condición DH = 67 % ETc, consiguiendo un ahorro de agua significativo de casi el 35 % para el ciclo de cultivo y un incremento de 47 % en la eficiencia en el uso de agua de riego (EUAr), sin afectar el rendimiento en la condición DH en el tratamiento no inoculado, mientras que, con el tratamiento 50 % NPK + CM se consiguió ahorrar la mitad del fertilizante inorgánico sin afectar el rendimiento en condiciones de RN. El tratamiento 50 % NPK + CM sin DH permitió mantener valores de asimilación de CO2 similares al control de producción. La cebolla disminuyó la conductancia estomática, alrededor de un 50 %, como evasión ante la carencia de agua. La mayor EUA fotosintética (EUAf) se obtuvo con el tratamiento 50 % NPK + CM sin DH y el tratamiento 100 % NPK No inoculado con DH en tempranas horas del día, y en horas del mediodía, respectivamente. Los tratamientos inoculados mostraron incremento en la tasa de transpiración en condiciones de DH, así como menor EUAf. La cebolla incrementó el módulo de elasticidad de la pared celular en 65 % en respuesta al estrés hídrico, en el tratamiento 100 % NPK No inoculado. El consorcio microbiano logró incrementar la biomasa microbiana con 0 % NPK en condiciones de RN y DH, favoreciendo de esta manera a las comunidades microbianas autóctonas, también mejoró el cociente microbiano y tendió a mejorar el cociente de eficiencia metabólica. La dosis 100 % NPK causó un estrés metabólico en las bacterias inoculadas, ya que tendió a disminuir la eficiencia ecofisiológica de la microbiota. El CM en la dosis 0 % NPK estimuló las actividades enzimáticas deshidrogenasa, amonificación de arginina, fosfatasa alcalina, y la ureasa tanto en condiciones no limitantes de agua como en condiciones limitantes de agua, inclusive, igualó o superó el valor de referencia para el suelo de esta parcela antes de la mecanización. Los tratamientos 50% NPK + CM en condición RN y el tratamiento 100% NPK no inoculado en condición DH mostraron los mejores efectos sobre el crecimiento de la cebolla, tendiendo a incrementar sobre el control de producción las variables área foliar, índice de área foliar, peso fresco de hojas, peso seco de raíz y bulbos, y N foliar en la etapa media del cultivo, y diámetro del bulbo, el peso fresco y seco de bulbos al final del cultivo. En condiciones de estrés hídrico y fertilización moderada, el consorcio microbiano incrementó el contenido de N en bulbos, y con esto su calidad nutricional a la vez de ahorrar agua y fertilizantes, aunque con un costo de pérdida en el rendimiento. La dosis 50% NPK + CM en ambas condiciones de riego mejoraron la eficiencia en el uso de nutrientes. Se sugiere que los consorcios microbianos podrían resistir mejor los periodos de limitación de nutrientes debido a la diversidad metabólica disponible por la variedad de especies, y que el consorcio microbiano planteado podría ser una alternativa para mejorar la calidad y salud del suelo en condiciones de baja concentración de fertilizantes, en especies tolerantes a la sequía y en zonas semiáridas como una estrategia agrosostenible para fortalecer la seguridad agroalimentaria de Venezuela. De acuerdo a los resultados, se sugiere también que este CM podría ser utilizado en planes de restauración de suelos.