Biofertilizantes en Cuba

Biofertilizantes en Cuba Concepto: Una de las vías que se puede emplear para mejorar la fertilidad del suelo y lograr estimular la nutrición de las plantas es incrementar la población de microorganismos que ayudan en este proceso, partiendo de su inoculación a las plantas, las semillas o el suelo.

Biofertilizantes en Cuba. En todo el mundo y desde hace mucho tiempo se han utilizado los inoculantes comerciales a partir de cepas de Rhizobium japonicum para inocular las semillas de soya (Glycine max). En Cuba se han obtenido muy buenos resultados, lográndose suplir las necesidades de nitrógeno de este cultivo entre un 80 y un 100%. Se utilizan así mismo cepas de Rhizobium específicas de frijol (Phaseolus vulgaris), vigna (Vigna sp.) y maní (Arachis hypogaea) con ahorros desde 70 a 100% del fertilizante mineral nitrogenado.

En Cuba Pijeira y Treto, producto de los resultados de varios años de investigación en soya (1981-1985), recomendaron el uso de la inoculación con la cepa 3412 (ICA 8001) efectiva y eficiente para numerosas variedades comerciales cubanas o introducidas. Otros biofertilizantes a base de cepas de Rhizobium específicos se utilizan con éxito en frijol, vigna, maní y leguminosas forrajeras.

Biopreparados

Se utilizan extensamente los biopreparados a base de azotobacter (Azotobacter chroococcum) por la amplia gama de cultivos que pueden beneficiar. Esta bacteria se encuentra en gran parte de los suelos de Cuba, en poblaciones entre 1 000 y 10,000 células/g de suelo.

"Con estas poblaciones, la acción beneficiosa de las bacterias se manifiesta en un nivel muy bajo, por lo que se hace necesario aumentarlas artificialmente mediante la aplicación de biopreparados obtenidos por métodos biotecnológicos, lo que permite alcanzar hasta 100 MM de células/g de suelo de la inoculación con el biofertilizante".

"Las cepas cubanas seleccionadas son capaces de suministrar hasta el 50% de los requerimientos de nitrógeno de las plantas mediante la fijación biológica. Igualmente, las cepas cubanas de azotobacter sintetizan una variedad de sustancias biológicamente activas (auxinas, citoquininas, giberelinas, aminoácidos y vitaminas) que estimulan el desarrollo y rendimiento de los cultivos económicos".

El conjunto de estas sustancias, que son asimiladas por las plantas a través de las raíces, permite que cada una de ellas actúe en el momento en que la planta lo requiera; así algunas estimulan el desarrollo de las raíces o el de la planta entera; otras aumentan la floración o reducen el aborto floral; por último, algunas posibilitan que el fruto se forme antes y madure en un tiempo menor. Todos estos efectos permiten el desarrollo más precoz de plantas vigorosas, así como el incremento del rendimiento.

Beneficios

"Como un ejemplo de los beneficios que aporta la aplicación de los biofertilizantes en la agricultura cubana, se presentan algunos resultados que muestran el efecto de las aplicaciones de bioproductos a base de azotobacter sobre los más importantes cultivos económicos del país, exceptuando la Caña de Azúcar, sobre la cual se están determinando actualmente los mejores métodos de aplicación. En lo que se refiere a las hortalizas, la acción de la inoculación con azotobacter en Cuba puede resumirse con el ejemplo del tomate (Licopersicon esculentum))".

Semilleros

En los semilleros se obtiene un aumento en la población de plántulas entre 30-40%, lo que permite que se logre un mayor número de plantas viables por kg de semillas, con la posibilidad de reducir la superficie necesaria para producir la cantidad de posturas que deben ser trasplantadas posteriormente.

Las sustancias activas producidas por las bacterias aceleran el desarrollo de las plantas en el semillero: es mayor la altura (30% como promedio), el número de hojas (20%), el diámetro del tallo (40%) y la masa seca de las plantas (52%). Esto posibilita acortar el período entre la siembra del semillero y el momento del transplante, entre 7 y 10 días antes, con el consiguiente ahorro de agua, petróleo, plaguicidas y mano de obra, al mismo tiempo que se reduce el ciclo total del cultivo. El número de flores por planta es mayor en los campos tratados, la fructificación de las plantas ocurre más temprano y el número de frutos por planta es 35% superior en la época normal y 60% fuera de época. Se obtiene un incremento promedio del rendimiento de 25% en época normal y 40% fuera de época, lo que permite rendimientos altamente rentables en las siembras de períodos anormales. La calidad de los frutos es superior. En valores, entre 80 y 85% de los frutos son de primera calidad, en comparación con 60-70% de las siembras no tratadas. Estos resultados se obtienen eliminando el 40% de fertilizante nitrogenado.

Yuca

En la yuca (Manihot esculenta) y el boniato (Ipomoea batatas) se aprovecha, además de la actividad fijadora de nitrógeno, la capacidad que tienen las sustancias activas sintetizadas por las bacterias de estimular la fotosíntesis (acumulación de compuestos) y reducir la respiración (gasto de compuestos) de las plantas, lo que permite el almacenamiento de fotosintatos, que constituye la base de la formación de tubérculos y raíces, constituidas por material de reserva. La aplicación no solo compensa el 50% del nitrógeno necesario para estos cultivos, sino que además incrementa los rendimientos por la acción de las sustancias activas.

Plátano

"En el plátano, el biofertilizante produce una aceleración de las distintas variables fenológicas y de productividad agrícola, siempre que se respeten las recomenda-ciones técnicas usuales para este cultivo, en el cual puede sustituirse el 30% de fertilizante nitrogenado".

Fijación de los biofertilizantes

En la aplicación del biofertilizante con la dosis completa de fertilizante nitrogenado no hay fijación de nitrógeno, porque las bacterias utilizan el que abundantemente tiene a su alcance y no gastan energía en la fijación (que tiene un alto costo de energía biológica), pero se observa el incremento del rendimiento por la acción de las sustancias activas.

En el medio tropical ocurre también fijación de nitrógeno en la filosfera, zona que está en contacto con la hoja y la atmósfera, sometida a la actividad reguladora de ambas. Los microorganismos que viven en las hojas, entre los cuales se encuentran las bacterias del género Azotobacter, toman el agua y los gases disueltos de la atmósfera y los nutrientes a partir de los exudados de las hojas vivas, los cuales están regulados por el estado nutricional de las plantas.

"El follaje funciona como soporte, trampa de agua y centro de producción de nutrimentos y acondiciona el medio para el crecimiento microbiano; además, procesa y distribuye compuestos nitrogenados en rápido flujo a través de la planta hacia las partes más jóvenes. Esta propiedad, y la habilidad para concentrar materia resuspendida o disuelta en la atmósfera con gran rapidez, hace que las hojas tengan una gran importancia en los ecosistemas agrícolas".

Al determinar los métodos de aplicación de biofertilizantes a base de A. Choococcum, en Cuba, se aprovecharon los conocimientos existentes acerca del papel de la filosfera, y se comprobó que las aplicaciones foliares en las extensas plantaciones de cítricos del país, utilizando el avión, eran de gran efectividad. Otro microorganismo útil para la nutrición de las plantas es la bacteria Azospirillum brasilense, capaz, en asociación con las raíces de algunas gramíneas, de fijar Nitrógeno atmosférico y producir hormonas del crecimiento vegetal.

Micorrizas

"En Cuba se comenzaron los estudios del efecto de la inoculación en arroz y caña de azúcar, lográndose suplir hasta un 50% de las necesidades de nitrógeno de la caña (Roldos et al., 1992) y de un 25 a un 50% de las del arroz".

El aumento de la población de hongos micorrizógenos o micorrizas vesículo arbusculares (MVA) en el suelo puede beneficiar la nutrición vegetal al actuar como extensores del sistema radical de las plantas, de esta forma los cultivos pueden aumentar su capacidad de absorber agua y nutrientes.

En Cuba se han obtenido muy buenos resultados al inocular con hongos micorrizógenos los viveros de cítricos, café, maracuyá (Passiflora edulis), mango (Mangifera indica), piña, así como semilla de tabaco (Nicotiana tabacum) como han demostrado los trabajos realizados en raíces y tubérculos.

"En viveros de vitroplántulas de plátano las posturas incrementaron entre 60-70% la masa seca y se pudo reducir un 50% el riego al inocular con (Glomus mosseae). Las vitroplantas de piña inoculados con MVA incrementaron su masa seca entre 50-100% reduciéndose la fase de adaptación en 15-30 días".

Suelos

En experimentos realizados en viveros de café durante 1990-1992 en cuatro suelos: Pardos sin carbonatos, Ferralíticos, Fersialíticos, Pardo rojizos y Aluviales con mezcla de suelo: humus de lombriz, informaron que en los suelos pardos sin carbonatos Glomus fasciculatum incrementó la altura y el área foliar en 20-25% respectivamente.

"En los suelos Fersialíticos pardo rojizos la cepa nativa concentrada, incrementó en 12% la altura y 51% el área foliar. En los Aluviales la Glomus sp1 (pelú) fue la más efectiva e incrementó la altura y el área foliar en 7 y 25% respectivamente. En suelos Ferríticos no hubo diferencias. Se probaron cinco cepas en arroz y trigo (Triticum vulgare), destacándose, Glomus mosseae y G. manihotis por aumentar el rendimiento entre 20-45% y a escala comercial en arroz".

"Desde 1992 se comenzó la producción a pequeña escala de inoculantes a partir de bacterias y hongos micorrizógenos, conocidos estos productos comercialmente como Azofert, Ecomic y Rhizofert. Estos han sido probados con éxito en la agricultura cubana y en países como Colombia y Bolivia, empleándose en la producción de posturas de café, cítricos y frutales, semilleros de tomate y hortalizas; en la fase de adaptación de vitroplantas de piña, banano y caña; así como en cultivos de siembra directa como arroz, maíz (Zea mays), tomate, soya y sorgo (Sorghum bicolor). En siembra directa los biofertilizantes, entre ellos el Ecomic han sido empleados a gran escala, utilizando la novedosa técnica de recubrimiento de la semilla (pellets), implementada está también por el INCA".

Microorganismos "solubilizadores" de fósforo

Otros microorganimos que pueden ayudar a mejorar la nutrición fosforada de las plantas son los llamados "solubilizadores" de fósforo. Estos han sido estudiados en el Instituto de suelos y los primeros resultados fueron informados en el I Taller Internacional Bioferto 1992, en La Habana.

Con la aplicación de biopreparados en base a estos microorganismos se han podido suplir total o parcialmente las necesidades de fósforo en varios cultivos como tomate, pepino (Cucumis sativus), tabaco, caña de azúcar y cítricos entre otros. La respuesta ha estado muy relacionada con el tipo de suelo; así en el caso del tomate se logró sustituir 75-50% del fertilizante fosforado recomendado, si se trataba de un suelo Ferralítico cuarcitico amarillo rojizo lixiviado o Ferralítico cuarcitico amarillo lixiviado respectivamente. En Ferralítico rojo y Pardo con carbonatos sustituye de 75-100% con aumentos de rendimientos de 5-38%.

Se han obtenido resultados satisfactorios tanto remojando las posturas durante 5 minutos con fosforina sin diluir (8 l/ha) o al asperjar el suelo con una solución diluida 1:10 a razón de 20 l/ha. con una solución final de 200 l. En semilleros de tabaco se lograron incrementos entre 30-50% de masa seca de las posturas y un ahorro de 50% de la dosis de fósforo recomendada en el caso de Burley 32 y Corojo tapado cultivados en un suelo Ferralítico cuarcitico amarillo lixiviado.

En la caña de azúcar se logró, con la variedad Ja-60-5, incrementar la brotación, aumentar el 38% en rendimiento agrícola, en 42% el pol en caña y en 46% el contenido de fósforo en jugo, cuando se aplicaron solubilizadores de fósforo a un suelo Ferralítico rojo típico que contenía 6 mg de P2O5/100g. de suelo (extracción con ácido sulfúrico).

Biofertilizantes múltiples

Se han logrado resultados promisorios con el uso combinado de varios microorganismos: Azotobacter, MVA y solubilizadores de fósforo. Con las combinaciones de MVA, fosfobacterias y estimuladores del crecimiento se redujo el tiempo de aviveramiento del mandarino (Citrus reticulata).

En el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), se obtuvo un incremento del 30% del rendimiento sobre el testigo sin inocular cuando le aplicó a la yuca la combinación de microorganismos azotobacter, fosforina y MVA llegando a producir 28 t/ha de raíces. Se informaron buenos resultados con la coinoculación con MVA, bacterias solubilizadoras del fósforo y Azotobacter chroococum en viveros de café; así como utilizando MVA y bacterias rizosféricas. Por otra parte, se probó que la coinoculación con Bradyrhizobium japonicum y MVA en soya resultó efectiva para garantizar su nutrición.

Estiércoles, compostes, biotierras y humus de lombriz

Una práctica muy conocida y aplicada en el mundo entero es el uso de estiércol de diversos animales para restituir nutrientes al suelo. Las dosis utilizadas fluctúan entre 25-80 t/ha. Tiene la ventaja de que además de restituir los elementos mayores, aporta otros que han sido exportados del campo con las cosechas y enriquece el suelo con materia orgánica tan necesaria para mantener su fertilidad.

En Cuba se aprovecha fundamentalmente el estiércol vacuno depositado en las naves de las vaquerías. Se puede aumentar la efectividad de éste, mezclando los excrementos con zeolita en proporción 8:1 (base seca), añadiendo además fosforita. De esta forma se logra aumentar el nitrógeno disponible y se duplica la solubilidad del fósforo.

Otros estiércoles utilizados con buenos resultados son los de ovinos y gallinaza, este último sobre todo para suelos ácidos, puesto que debido a razones sanitarias en las unidades de producción avícola se añade cal a estas deyecciones, por lo cual se debe tener precaución con los cultivos sensibles a alta concentración de calcio y elevado pH.

Otra opción para la preparación de un abono orgánico de calidad es la confección de compost donde se utilizan todos los restos de cosechas, yerbas y otros desechos orgánicos. En Cuba una variante que se ha estado utilizando es la llamada "biotierra". Su confección y puesta en práctica ha sido impulsada en la Universidad Central de Las Villas, con buenos resultados prácticos obtenidos en la Empresa de Cultivos Varios de Nueva Paz, provincia de La Habana.

Biofertilizantes

Estas biotierras se obtienen al inocular los desechos orgánicos con diversos microorganismos que contribuyen a una degradación acelerada. El producto obtenido es un abono orgánico de alta calidad que en dosis relativamente pequeñas (6-7 t/ha) produce efectos positivos. Tiene además de esa ventaja, la de controlar por antagonismo a otros microorganismos patógenos de las plantas cultivadas. La biotierra preparada en Cuba se obtiene por la acción de 4 microorganismos: el Azospirillum orizae (bacteria), la Trichoderma sp (hongo), la Sacharomyces cereviseae (levadura) y el Bacillus nato (bacteria).

Otro abono de alta calidad es el llamado “casting” o humus de lombriz. En Cuba investigadores del Instituto de Suelos han dado un gran impulso a la lombricultura. Esta técnica se basa en la cría de lombrices especialmente domesticadas. Según instructivo técnico elaborado por la Delegación Provincial del Ministerio de la Agricultura en La Habana, para su alimentación se utiliza cualquier desecho orgánico, que ellas transforman en humus.

La especie Roja Californiana (Eisenia foetida) ha dado buenos resultados, ofreciendo las siguientes ventajas:

• Se pueden manejar densidades de 10 000 a 50 000 lombrices/m2, permitiendo un reciclaje rápido
• Es muy prolífera, se reproduce desde los tres meses de edad, puede aparearse cada 10 días y nacen de cada capullo entre 2 y 20 lombrices
• Es resistente a cambios de la temperatura, pH y humedad
• Se adapta bien a distintos tipos de substratos alimenticios
• En una hectárea de tierra se puede obtener por la crianza de lombrices de 2 500 a 3 500 m3 de humus si se realizan tres cosechas al año y se le suministran 9 000 m3 de residuos
• Se han obtenido buenos resultados en la nutrición de los cultivos aplicando localizadamente cantidades relativamente pequeñas, del orden de 2,5 a 5 t de humus/ha.
• Se logró suplir las necesidades de fósforo de la papa (Solanum tuberosum) en un suelo Ferralítico con 18 mg de P2O5 y 0.6% de K2O.

Por otra parte, en un suelo aluvial poco diferenciado se han obtenido buenos resultados en el maíz al aplicar 2,5 t/ha de humus, combinado con 100 y 60 kg./ha de N y P2O5 respectivamente, alcanzando rendimientos de maíz tierno del orden de 12 t/ha.

La producción de humus de lombriz y de compost se incrementó en el país, llegándose a producir hasta 78 000 y 701 000 t respectivamente. El mismo comportamiento se observa en la aplicación de abonos orgánicos en la agricultura no cañera, la cual llegó a duplicarse en el período 1984 - 1990. Posteriormente, producto de la crisis económica, hubo un descenso que comenzó a recuperarse a partir de 1997 - 1998.

Fuentes

• Bhat, J.B.; E.S. Limayen y B.L. Vasantharajam. Ecology of the leaf surface microorganisms. 1971.
• Martínez Viera, R. y B. Dibut. Beneficios de la utilización de los biofertilizantes en Cuba. En: Memorias del I Encuentro Internacional sobre Agricultura Urbana y su impacto en la comunidad. La Habana, 1997

• Dibut, B. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre el cultivo de la cebolla. Tesis de Doctorado en Ciencias Agrarias. La Habana, 1998.

• Velazco, Ana, R. Castro, María C. Nápoles, F. Cuevas, G. Díaz y Teresa Hernández. Uso del Azospirillum brasilense en el cultivo del arroz. I Taller Internacional sobre Biofertilizantes en los Trópicos. La Habana, 1992.

• Noval, Blanca de la; F. Fernández y R. Herrera. Efecto del uso de micorriza arbuscular y combinaciones de sustrato sobre el crecimiento y desarrollo de vitroplantas de piña. Cultivos Tropicales. 1992.

• Fernández, F; R. Ortiz; M.A. Martínez.; Annareya Costales. y Desiree Llonín. The effect of comercial arbuscular mycorrizal fungui (AMG) inoculants on rice Oryza sativa in different types of soils. Cultivos Tropicales, 1997.