Revista Científica UDO
Agrícola Volumen 11. Número 1. Año 2011. Páginas: 134-141
Relación
entre los caracteres de las micorrizas arbusculares nativas con las propiedades
físico-químicas del suelo y bromatología del pasto estrella en ganadería de
carne
Relationship of the
traits of native arbuscular mycorrhizal fungi with soil physico-chemical
properties and chemical composition of star grass in cattle
Jairo BARRIGA CH , Maria VISBAL P. y Jovana ACERO
G.
1Universidad de Cundinamarca, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Programa de
Zootecnia, Grupo de Investigación en Ganadería Ecológica, Fusagasugá, Colombia.
E-mail: colombiano1@colombia.com Autor para
correspondencia
Recibido: 04/12/2009 |
Fin de primer arbitraje:
07/10/2010 |
Primera revisión recibida: 21/11/2010 |
Aceptado: 11/01/2011 |
RESUMEN
Con el objetivo de
identificar las micorrizas arbusculares (MA) en pasto estrella (Cynodon
nlemfuensis) de fincas ganaderas del municipio de Fusagasugá, Colombia
y la relación de sus niveles de colonización y diversidad de esporas con
variables físico-químicas del suelo y composición bromatológica del pasto
estrella, se determinó a partir de un muestreo aleatorio simple, el aislamiento
de MA. Se determinó en la rizosfera del
pasto estrella, la presencia de los géneros, Glomus (82,02%), Acaulospora (7,86%), Entrophospora (5,61) y
Scutellospora (4,49), el
porcentaje de colonización varió entre 22,5 y 33,3%, y la densidad de
esporas en 100 g de suelo entre 100 y 360. Se encontraron correlaciones entre
la densidad de esporas con el Ca (-0,659), Mg (-0,715), K (-0,808), Na (-0,704)
y capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE) (-0,735), así como también
entre el porcentaje de colonización micorrícica y K (0,719). La composición
nutricional también se correlacionó con la densidad de esporas en la fracción
de la proteína A+B1 (0,380), la colonización presentó correlación con la
concentración de lignina (0,270) y con las fracciones de la proteína B2 (0,300)
y B3 (0,039). Se logró establecer la existencia de una relación entre las MA y
la composición nutricional del pasto estrella.
Palabras clave: Micorrizas arbusculares,
pasto estrella, porcentaje de colonización, densidad de esporas.
ABSTRACT
In order to identify arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in star grass (Cynodon nlemfuensis) of cattle farms at
Fusagasugá Municipality, Colombia and the relationship of their levels of
colonization and spore diversity with soil physicochemical variables and
chemical composition of star grass, it was determined from a simple random
sampling the isolation of AM. It was identified in the rhizosphere of star
grass, the presence of the genera, Glomus
(82.02%), Acaulospora (7.86%), Entrophospora (5.61) and Scutellospora (4.49), the percentage of
colonization ranged between 22.5 and 33.3%, and the spore density of 100 g of
soil between 100 and 360. Correlations were found between the spore density
with Ca (-0.659), Mg (-0.715), K (-0.808), Na (-0.704) and effective cation
exchange capacity (-0.735), as well as between the percentage of mycorrhizal
colonization and K (0.719). The nutritional composition also correlated with
the spore density in the protein fraction of A + B1 (0.380), colonization
correlated with the concentration of lignin (0.270) and the protein fractions
B2 (0.300) and B3 (0.039). It was able to establish the existence of a
relationship between the AM and the nutritional composition of star grass.
Key words: Arbuscular mycorrhizal
fungi, star grass, percentage of colonization, spore density.
INTRODUCCIÓN
La producción de forraje de calidad y en
cantidades adecuadas es el principal factor a tener en cuenta en la
alimentación de rumiantes (Chamorro, 2007), para producirlo existen variadas
metodologías de manejo agronómico de las pasturas tropicales, dentro de estas
se encuentra el manejo agroecológico, el cual a su vez analiza con mayor
profundidad el componente microbiológico, como ayuda a proveer los nutrimentos
y protección a las plantas (Luna, 2002).
Las micorrizas arbusculares (MA), son una asociación simbiótica entre hongos
del phylum Glomeromycota y raíces de plantas terrestres. Estos hongos ayudan a
la nutrición del hospedante con el cual se asocian, además de otras
características (protección contra patógenos, stress, etc de las plantas). El
trabajo consistió en identificar los hongos micorrícicos arbusculares nativos
asociados al pasto estrella (Cynodon
nlemfluensis) y establecer las
relaciones que presentan la cantidad de esporas y los porcentajes de
colonización con respecto a los nutrimentos del suelo y la composición
nutricional del forraje en suelos de Fusagasugá, así como la caracterización de
las fincas ganaderas.
MATERIALES Y
MÉTODOS
Características
generales
El municipio de Fusagasugá se encuentra
ubicado en la provincia del Sumapáz a 1750 msnm, con una temperatura promedio
de
A través de un muestreo aleatorio simple
se logró establecer ocho fincas de ganadería de carne de las cuales se
obtuvieron muestras de suelo, raíces y forraje de pasto estrella utilizado como
base de alimentación animal. El primer muestreo se realizó en época de lluvias
y el segundo en la época seca, a las cuales se le desarrolló análisis
físico-químico de suelos y aislamiento de esporas (Gerderman y Nisholson
citados por Corredor (2001), utilizando
el proceso de separación de esporas por gradiente de sacarosa y centrifugación
se determinó el número de esporas de MA presentes en las rizósferas de cada una
de las fincas estudiadas, la identificación de las esporas aisladas se
basó en las claves de Schenck y Pérez (1990). Las raíces se tiñeron siguiendo
la técnica de Phillips y Hayman citados por Peroza (2003), para determinar el
porcentaje de colonización micorrícica. El grado de colonización total en el
pasto estrella se estimó usando las siguientes categorías: colonización baja
(0-20%), colonización media (20,1-50%) y colonización alta (> 50%)
(Nicholson y Schenck, 1979). Las muestras de forraje se sometieron a un
análisis bromatológico y fraccionamiento de proteína basado en el sistema de
fraccionamiento de carbohidratos y proteínas de la Universidad de Cornell (Fox,
2000).
Análisis
Estadístico
Los datos se analizaron empleando
análisis de correlación y regresión entre:
· Número de esporas por 100 gramos de suelo y porcentaje
de colonización en raíces con los análisis físico-químicos del suelo (pH, materia orgánica, N, P, K, Ca, Mg, Al,
S, Na, CICE).
· Número de esporas por 100 gramos de suelo y porcentaje
de colonización de raíces con las variables de composición nutricional de C. nlemfluensis (Materia seca,
fracciones de proteína A, B1, B2 y B3, fibra detergente ácido, fibra detergente
neutro, cenizas, lignina)
Posteriormente se empleó la regresión
lineal multivariada a las variables cuya correlación múltiple fuera
significativa, fue empleado el programa
SAS versión (10.0).
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
caracterización de la zona de estudio
En el Cuadro 1 se observa que las fincas muestreadas
están distribuidas en diferentes veredas (división territorial rural de un
municipio) en el municipio de fusagasugá, región altamente montañosa compuesto
por diferentes altitudes y temperaturas, lo que genera condiciones
agroclimatológicas diversas entre las fincas estudiadas. Las fincas muestreadas
son de un tamaño pequeño en general, no superan las 15 ha promedio y de su área
total, un 80 al 100% es utilizada para la ganadería, manejando una alta carga
animal, con excepción de la finca La Esperanza (1 animal ha-1), que
a su vez es la finca con mayor área. Con
respecto a las razas se observa que predomina la raza Cebú y presentan
mestizajes con ganado Normando, Pardo suizo y algunos que debido a su amplio
proceso de cruzamientos o heterosis se han denominado criollos.
Cuadro
1. Características de
las fincas muestreadas (ubicación, altitud, temperatura, distribución
espacial, carga animal y razas empleadas en las fincas de ganadería de carne
muestreadas en el Municipio Fusagasugá, Colombia. |
|||||||
Finca |
Ubicación |
T (ºC) |
Área (ha) |
Área de ganadería (ha) |
Carga animal (animal ha-1) |
Razas |
|
Vereda |
Altitud (msnm) |
||||||
El Mirador |
Guayabal |
1500 |
19 |
10,24 |
10,24 |
5 |
Cebú-Cebu x Criollo |
La Guaira |
Espinalito |
1400 |
21 |
1,44 |
1,44 |
5 |
Criollo |
Villa Cecilia |
Usatama |
1600 |
19 |
3,20 |
2,50 |
3 |
Cebú x Criollo |
Avelino Godoy |
Guayabal |
1400 |
20 |
1,60 |
1,60 |
9 |
Cebú- Normando |
Altos de Betania |
Jordan |
1750 |
20 |
32,00 |
28,80 |
4 |
Cebú x Criollo |
La Aurora |
Guavio |
1500 |
20 |
2,88 |
2,170 |
2 |
Cebú |
La Esperanza |
Usatama |
1600 |
19 |
32,00 |
24,00 |
1 |
Cebú-Pardo Suizo |
El Carmen |
Sauces |
1750 |
18 |
2,56 |
1,92 |
5 |
Cebú- Normando |
es importante reconocer la
influencia de la carga animal sobre las poblaciones de MA, en estudios
realizados sobre colonización micorrícica (Menoyo citado por Ivana 2006) de las micorrizas en Polylepis australis Bitt, en suelos con
distinta carga animal, se encontró que la abundancia de estructuras fúngicas,
hifas y arbúsculos se vieron afectadas por la carga ganadera.
En el Cuadro 2 se encuentra que el 50% de las
fincas muestreadas hacen uso de fertilizantes de tipo orgánico, el otro 50% no
fertilizan las praderas.
Cuadro 2. Manejo de las praderas en las fincas de ganadería de carne
muestreadas en el Municipio Fusagasugá, Colombia. |
||||
Finca |
Manejo de Praderas |
|||
Uso de fertilizantes |
Tipo de fertilizante |
Periodo de ocupación (días) |
Periodo de descanso (días) |
|
El Mirador |
Si |
Orgánico |
5 |
35 |
La Guaira |
Si |
Orgánico |
5 |
35 |
Villa Cecilia |
Si |
Orgánico |
15 |
20 |
Avelino Godoy |
No |
----- |
15 |
45 |
Altos de Betania |
No |
----- |
45 |
90 |
La Aurora |
Si |
Orgánico |
15 |
45 |
La Esperanza |
No |
----- |
20 |
90 |
El Carmen |
No |
----- |
5 |
35 |
El
período de ocupación y descanso es un referente importante del manejo de la
pradera y del enfoque tecnológico del productor, se encontró un manejo
incorrecto con respecto a la forma como se desarrolla el pastoreo, es el caso
de las fincas Villa Cecilia, Altos de Betania y La Esperanza, cuyos períodos de
ocupación y de descanso no suponen tener una relación lógica del manejo de la
pradera, debido a que no se fertiliza y además la forma de pastoreo no brinda
forraje de buena calidad para la alimentación de los animales. Se evidenció que
el manejo de las demás fincas es tradicional y se acerca al ideal, pero se ha
logrado determinar que la mejor relación período de ocupación: período de
descanso para pasto estrella debe ser 2:30 (Chamorro, 2007).
Géneros de
micorrizas arbusculares
Se hallaron cuatro géneros de
esporas de MA (Figura 1), en la rizosfera de las 8 fincas en estudio proceso
del cual se obtuvo una distribución y abundancia de géneros (Cuadro 3).
Cuadro 3.
Distribución porcentual de los géneros de esporas de micorrizas arbusculares
aisladas en suelos de ocho fincas de ganadería de carne en el municipio de
Fusagasugá, Colombia. |
||||
Finca |
Glomus |
Acaulospora |
Scutellospora |
Entrophospora |
El Mirador |
30,0 |
70,0 |
- |
- |
La Guaira |
80m0 |
10,0 |
10,0 |
- |
Villa Cecilia |
72,4 |
- |
- |
28,6 |
Avelino Godoy |
100,0 |
- |
- |
- |
Altos de Betania |
85,7 |
- |
12,5 |
- |
La Aurora |
100,0 |
- |
- |
- |
La Esperanza |
70,6 |
11,8 |
17,6 |
- |
El Carmen |
85,0 |
5,0 |
- |
10,0 |
En la Figura 2 se aprecia que el género de
mayor abundancia es Glomus con un
porcentaje del 82,02%, lo que confirma lo encontrado por otros autores que
registran mayores porcentajes de abundancia, en diversos estudios realizados,
asumiendo que el género Glomus presenta una mayor adaptación a las
diferencias de suelo y sus calidades, además muestra una mayor capacidad para
establecer la relación simbiótica con un mayor número de especies de plantas en
Colombia. Salamanca (2003) report´p un porcentaje de abundancia de esporas
nativas del género Glomus del 55%,
frente a Acaulospora 27%, Entrophospora 9% y Scutellospora 9%, en Brachiaria
decumbens, en el Departamento
Guaviare. Franco et al. (2006)
señalaron en pasto Brachiaria sp., en el piedemonte del Departamento de
Caquetá, un 60% de prevalencia del género Glomus,
seguido por Acaulospora con un
20%. Por consiguiente este trabajo confirma lo expuesto por el Catalogo de
Biodiversidad de Colombia (2009) que el género Glomus se encuentra adaptado a suelos ácidos, teniendo en cuenta
que los análisis de suelos realizados revelaron datos de pH desde 5,9 a 6,4
hasta suelos extremadamente ácidos (4,2 – 4,9). Después del género Glomus, en orden de abundancia se
encuentra el género Acaulospora (Salamanca,
2003).
Densidad de hongos
MA
El número
de esporas varía acorde a la época del muestreo (Figura 3), se encontró en
cinco fincas un mayor número de esporas/100 g de suelo en la época seca. Una
mayor diferencia se observó entre las dos épocas muestreadas, en las fincas
Avelino Godoy y La Aurora. Estos resultados
confirman que durante la época
seca, existe una mayor esporulación de las MA, debido a que durante esta
época la simbiosis se ve expuesta a un
estrés hídrico, lo que hace necesario que exista un mayor número de esporas en
el suelo, para cuando llegue la época de lluvias y así se pueda reiniciar el
proceso simbiótico.
Porcentaje de
colonización en raíces de pasto estrella (Cynodon
nlemfluensis)
Todas las fincas se encuentran en el rango de categoría media de
colonización (Figura 4). Luna (2002) afirma que el porcentaje de colonización
mínimo para que una muestra de suelo sirva como inóculo debe tener ser superior
al 40%. Por lo tanto, los porcentajes de
colonización de las fincas muestreadas se encuentran cercanos al 40 % y
teniendo en cuenta que son porcentajes de colonización de MA nativas, pudiendo
constituir un buen referente para su posterior utilización como inóculo
fúngico. La literatura reporta mayores porcentajes de colonización, Peroza (2003) reporta valores entre un 20-76%
de colonización de MA en Pasto Angleton (Dichanthium
aristatum), con una media de 42%. Poveda et al. (2007) encontró en el pasto Brachiaria decumbens un
porcentaje de colonización de MA nativas del 74.8%. Es importante saber que el
porcentaje de colonización de las raíces que presentó el pasto estrella en el
presente trabajo, sugiere que el mismo es micotrófico dependiente, propiedad
que permite un mejor establecimiento de las pasturas en suelos ácidos y de baja
fertilidad.
Correlaciones entre
el número de esporas y porcentaje de colonización con las propiedades físico-químicas
del suelo
Sólo con el Ca, Mg, K, Na y la capacidad de
intercambio catiónico efectiva se encontró una correlación negativa
significativa con el número de esporas (Cuadro 4), El Ca al encontrarse en la
solución del suelo, la planta puede prescindir en determinadas condiciones del
transporte del mismo, debido a que según los reportes del análisis de suelo las
fincas muestreadas presentan niveles de medios a altos en contenido de Ca. La
correlación negativa con el Mg puede deberse a que el mismo presenta cierta
toxicidad en grandes cantidades (Avilán citado por Arines, 1991) lo cual podría
reducir el sistema radical de la planta. Al igual que el Ca, el Mg resulta ser tóxico para la biota del
suelo, por lo tanto, es de esperar un número reducido de esporas (Cabrales
2006). La
correlación negativa con el K coincide con lo reportado por Peroza (2003),
quien encontró esta correlación en suelos del Municipio de Tolú en el
Departamento de Sucre, asociados a pasto angleton (Dichanthium aristatum). La influencia del K en el número de esporas
se debe probablemente a que las concentraciones de este elemento en el suelo
fueron altas (0.57-3.45 cmol kg-1) para el 87,5% de las fincas
muestreadas, lo que explica que al tener el suelo mayores niveles de este
elemento, menor es la cantidad de esporas encontradas en la rizosfera del pasto
estrella. En el caso del Na, cuanto mayor es el contenido de sodio en el suelo,
menor la cantidad de esporas en el mismo. Estos datos confirman lo obtenido por
Tapia (2003) donde se determinó que al incrementar el Na la conductividad
eléctrica del suelo aumentó y modificar los potenciales osmóticos puede incidir
tanto en la diversidad como en el número de esporas.
Cuadro 4. Correlaciones entre el número de
esporas y el porcentaje de colonización de micorrizas arbusculares con
algunas propiedades físico-químicos del suelo en ganadería de carne del
municipio Fusagasugá, Colombia. |
|||
Variable dependiente |
Propiedades del suelo |
Correlación |
Significación |
Número de esporas/100 g de suelo |
Ca |
-0,65941 |
0,0753 |
Mg |
-0,71511 |
0,0462 |
|
K |
-0,80791 |
0,0153 |
|
Na |
-0,7036 |
0,0515 |
|
CICE |
-0,735 |
0,0379 |
|
Porcentaje de colonización |
K |
0,71877 |
0,0445 |
El cuanto al porcentaje de colonización, la
variable potasio (K) mostró una
correlación negativa (Cuadro 4), está a su vez explica que es diferente la
relación que tienen las esporas presentes en el suelo con las concentraciones
de bases a la absorción de nutrientes a través del micelio ya que para el
segundo caso se hace referencia a la dinámica del potasio en el suelo, se
concibe que la planta mejora su sistema de transporte de este elemento a través
de la colonización de las raíces por parte del micelio intramatricial de las MA (Tovar, 2006a).
Regresiones
entre el número de esporas de micorrizas arbusculares y la composición
nutricional del pasto estrella
Se determinó la
incidencia que tiene el número de esporas sobre la variabilidad del contenido de
la fracción de proteína A+B1 (proteína soluble en buffer) la cual integra la
fracción de proteína A que es altamente soluble conocida como nitrógeno no
proteico y la proteína altamente degradable B1. Se encontró que un mayor número de esporas aumentó el porcentaje de proteína A+B1
(Cuadro 5). Las MA pueden translocar
compuestos nitrogenados como NO3 y NH4 hacia la planta incrementando así las
concentraciones de Nitrógeno. Es necesario tener en cuenta que el estado
fisiológico de planta es un factor que incide en la concentración de nutrientes. Glomus intraradices es capaz de tomar
NO-3 y translocarlo a la planta (Tapia, 2003). En muchos suelos
agrícolas el ión NO-3 es la forma predominante de N, aunque este ión
es altamente móvil, cuando los suelos están restringidos por el contenido de
agua, su movilidad se reduce drásticamente. En estas condiciones, el papel de
las micorrizas en el transporte de NO-3 a las raíces puede ser
significativo.
Cuadro 5. Regresión entre el número de esporas y el porcentaje de colonización de
micorrizas arbusculares con la composición química en el pasto
estrella (Cynodon nlemfluensis) en el municipio Fusagasugá, Colombia. |
||||||
Variable Independiente |
Variable
dependiente |
Parámetro
estimado |
Error
estándar |
Suma de
cuadrados |
F |
Prob > F |
Número de esporas |
Fracción A+B1 |
0,0038 |
0,0008 |
0,2134 |
20,16 |
0,1395 |
Porcentaje de colonización |
Lignina |
0,2772 |
0,0578 |
5,2352 |
23,03 |
0,0087 |
Porcentaje de colonización |
Fracción B2 |
-0,3060 |
0,0016 |
3,0686 |
38,51 |
0,0032 |
Porcentaje de colonización |
Fracción B3 |
-0,0393 |
0,0010 |
0,0623 |
14,14 |
0,0169 |
Regresión entre el porcentaje de colonización de MA y
la composición nutricional del pasto estrella
Se encontró una relación positiva entre
el porcentaje de colonización y el porcentaje de lignina del pasto estrella
(Cuadro 5, Figura 5,). La simbiosis entre la planta y la MA no es un proceso
estático, sino que es un conjunto de procesos dinámicos, pudiendo decir que existe una relación entre
el tiempo de la simbiosis, el porcentaje de colonización y la edad de la planta
(Sánchez, 1999). Por lo tanto, los niveles de lignina pueden variar de acuerdo
a la edad de la planta, al igual que el porcentaje de colonización. La
incidencia que tiene el porcentaje de colonización sobre la variabilidad de la
lignina se debe fundamentalmente al tiempo de desarrollo de la simbiosis con
respecto a la edad del pasto (25-35 días) aunque la digestibilidad no es
afectada, este dato coincide con lo expuesto por Barahona (2005) en donde
comenta que la resistencia de los pastos y su capacidad invasora necesita
niveles adecuados de lignina.
La Proteína B2 tuvo una relación negativa
con el porcentaje de colonización, lo cual indica que la absorción de nitrógeno
y su metabolismo en la planta se ven afectados por las MA (Cuadro 5). Tovar
(2006b) indicó que las micorrizas pueden incrementar en un 14% la absorción de
nitrógeno, sin embargo en este caso debido al desarrollo de la simbiosis se
puede considerar que el contenido del nitrógeno, representado en proteína,
puede variar en la planta. Sin embargo,
Fox (2000) señaló que el valor promedio de la fracción B2 en el fraccionamiento
de proteína de pasto estrella es de 34% del valor total de la fracción de
proteína.
La proteína B3
se relacionó negativamente con el porcentaje de colonización (Cuadro 5). Esto indica que al aumentar el porcentaje de colonización
en la planta disminuye la concentración
de la fracción de la proteína B3 (más conocida como proteína sobrepasante)
(Chamorro, 2007). El desarrollo de la colonización se presenta teniendo en
cuenta lo citado por Calderón y González (2007), quienes reportaron un 22,5%
promedio de influencia de la interacción de las MA sobre la composición de
nitrógeno en la planta, además se suman otras variables como el tipo de suelo,
el manejo y la fertilización. Posada et
al, (2007) indicaron que los factores que influyen en la distribución del
inóculo de hongos micorrícicos arbusculares son diversos, entre ellos pueden
mencionarse la especie vegetal predominante, el pH, la humedad del suelo, la
conductividad, el contenido de fósforo, nutrimentos y los metales pesados.
CONCLUSIONES
Se identificaron las esporas de hongos de
micorrizas arbusculares de los géneros Glomus,
Acaulospora, Scutellospora y Entrophospora, en los suelos de fincas ganaderas de ganadería de carne sembradas
con pasto estrella como base de la alimentación animal. La mayor diversidad de
esporas se registra en las fincas La Guaira, La Esperanza y El Carmen con tres
de los cuatro géneros encontrados. El género más abundante fue Glomus.
Los suelos de las fincas de ganadería de
carne del municipio de Fusagasugá tienen promedios de 227 esporas/100 g de
suelo y 29% de colonización. El número de esporas presentes en el suelo es
mayor en época seca con respecto a la época de lluvias.
Se encontró una relación negativa entre el
número de esporas y los contenidos de Ca, Mg, K, Na y CICE y negativa entre el
porcentaje de colonización y K, a su vez, estas dos características de las MA
tienen influencia sobre el porcentaje de lignina y de las fracciones de la
oroteína A+B1, B2 y B3.
RECOMENDACIONES
Se recomienda con miras a profundizar el
análisis sobre los efectos de las MA en la composición nutricional del pasto,
desarrollar procesos de investigación que empleen metodologías controladas como
la inoculación, para aproximarse más a la veracidad de estos datos. Se hace
necesario profundizar en la caracterización e identificación de las especies de
MA.
AGRADECIMIENTOS
Al equipo de trabajo del Proyecto de
Ganadería Ecológica en especial a Vilma Moreno líder del proyecto; a Yesid
Avellaneda y Giovanna Rodríguez de la Universidad de Cundinamarca; a la
Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (CORPOICA) por el apoyo en
laboratorio, a los propietarios de las fincas muestreadas.
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DE LA REVISTA CIENTÍFICA UDO AGRÍCOLA (REGRESO)