Revista Científica UDO Agrícola Volumen
1. Número 1. Año 2001. Páginas: 64-69
Fijación biológica de N2
por Pachecoa venezuelensis en dos suelos de sabana del Oriente
Venezolano
Biological nitrogen fixation by Pachecoa venezuelensis in two East
Venezuelan savanna soils
Marcano, Lisbeth1;
González, Marcial1; Leal, Angel2 y Michelena,
Vicente3
1 Laboratorio de Plantas y Semillas Forrajeras.
Escuela de Ingeniería de Producción Animal. Universidad de
Oriente. Monagas. 2 Laboratorio de Biofertilizantes, Instituto
Universitario de Tecnología José Antonio Anzoátegui, El
Tigre. E-mail: chivo01@telcel.net.ve y 3
Laboratorio de Ecofisiología Vegetal. Universidad de Oriente. Monagas.
E-mail: vicmiche@telcel.net.ve
RESUMEN
Con la finalidad de
caracterizar el proceso de nodulación, la infectividad y efectividad de
las cepas de rizobia y la eficiencia de la simbiosis Rhizobium spp.-leguminosa con la aplicación de
nitrógeno en dos suelos del oriente venezolano, se realizó un experimento en condiciones de
invernadero utilizando la leguminosa
forrajera arbustiva Pachecoa
venezuelensis en un arreglo estadístico de parcelas divididas
con cuatro repeticiones y sesenta y cuatro combinaciones de tratamientos, donde
las parcelas principales fueron los dos tipos de suelos : Jusepín y El
Tigre; las subparcelas los dos niveles de nitrógeno
edáfico : 0 y
Palabras claves : Pachecoa venezuelensis, FBN, Rhizobium spp.,rendimiento
Abstract
With the purpose of
characterizing the nodulation process, the infectiveness and effectiveness of rizobia
strains and the efficiency of the symbiosis Rhizobium spp-leguminous with nitrogen application in two
soils of the Venezuelan Orinoquia, it was carried out an experiment under
greenhouse conditions using Pachecoa
venezuelensis a forage shrub leguminous. The statistical arrangement
was split plot with four repetitions and sixty four combinations of treatments.
The main plots were the two types of soils: Jusepín and El Tigre; the
subplots the two levels of edaphic nitrogen: 0 and 20 kgN.ha-1 and the sub-subplots
the rizobia strains : UDO-R1, RC-14, the combination of both strains and
without inoculation. Plants were harvested four months after planting. It was
measured plants height; shoot, root and nodules dry weight; chlorophyll (a + b) concentration and
foliage nitrogen. The plants grown in Jusepín soil reached the biggest height average
(
Key words: Pachecoa venezuelensis, FBN, Rhizobium spp., yield
INTRODUCCIÓN
Una de
las características más significativas de algunas leguminosas
fijadoras de nitrógeno es su capacidad para asociarse
simbióticamente con bacterias del género Rhizobium. Esta relación se manifiesta a través de la
nodulación. La planta suministra los carbohidratos necesarios para el
metabolismo de las bacterias y éstas utilizan los carbohidratos como
fuente de energía para transformar el nitrógeno libre de la
atmósfera, en una forma asimilable para la planta, para su posterior
incorporación a las proteínas.
La
fijación de nitrógeno por la simbiosis entre leguminosas y
bacterias es un recurso natural capaz de proveer nitrógeno de bajo costo
para insumos agrícolas, mejorar la calidad de los forrajes y de los
cultivos, así como satisfacer las necesidades apremiantes de alimentos
de más alta calidad en nuestro mundo de población creciente.
La
propiedad de ciertos árboles
y arbustos leguminosos de fijar N2 simbióticamente
reviste gran importancia tanto desde el punto de vista alimenticio como
ecológico, porque la integración de estos en sistemas
semiáridos–silvo–pastoriles permite la restauración y
mantenimiento de la fertilidad del suelo, en adición al combate de la
erosión y la desertización.
Pachecoa venezuelensis (L.) Burkard es una leguminosa
arbustiva de aceptable valor nutritivo (Naves, 1988; Rodríguez y Silva,
1988). Fue introducida al Estado Monagas por González (1994) y evaluada
agronómicamente en suelos ácidos de sabana por González y
Tovar (1998).
En
Venezuela no se ha estudiado el proceso de fijación simbiótica de
nitrógeno por los rizobia en Pachecoa.
Es por ello que en el presente trabajo se evalúan el crecimiento y algunos aspectos
relacionados con la fijación biológica de nitrógeno (FBN)
en Pachecoa venezuelensis, en suelos de Jusepín,
estado Monagas y de El Tigre,
estado Anzoátegui.
MATERIALES Y
METODOS
En el ensayo de
invernadero se utilizaron muestras de suelos provenientes de la unidad
Experimental de Leguminosas Forrajeras Arbóreas y Arbustivas de Suelos
Ácidos (ELFARSA), de
En
cada maceta de arcilla se dispusieron
Las
cepas de Rhizobium
UDO–R1 (aislada de nódulos de Pachecoa
proveniente de El Tigre) y RC–14
(de la colección del IUTJAA ) fueron crecidas en medio
líquido de levadura-manitol, a temperatura ambiente por ocho días
con agitación constante a 100 rpm. La concentración de rizobia
(cel/ml) se determinó mediante la cámara de Petroff–Hausser
(Vincent, 1970).
Al
momento del transplante se adicionó 1 ml de la suspensión
bacteriana al suelo y se sembró una plántula por porrón.
El riego se realizó ad libitum, con agua destilada, durante el
tiempo que duró el experimento.
El
diseño estadístico utilizado fue el de Parcelas Divididas, donde
las parcelas principales fueron los dos tipos de suelos : Jusepín y El
Tigre; las subparcelas los dos niveles de nitrógeno : 0 y
La clorofila se extrajo de discos de los foliolos de las hojas
medias, con etanol al 95% (v/v), durante doce horas.
Se midió la absorbancia del extracto a 650 y 665 nm y se calculó
la concentración de clorofila mediante la fórmula: Clorofila (a
+ b) = 25,5 A650 + 4,0 A665 de Sestack, Catsky
y Jarvis para el etanol (Wintermans y De Mots, 1965).
A los
cuatro meses de la siembra se cosecharon las plantas, las cuales se extrajeron
de las macetas con presión de agua, evitándose la perdida de
nódulos. Se separé el vástago de la raíz y los
nódulos. Se midió la longitud de la parte aérea, la cual
se secó al igual que la raíz y los nódulos, en estufa a 80
O C hasta peso constante. Finalmente se determinó el peso
seco de cada muestra. La parte aérea se molió en un molino Willey
de 60 mallas/pulgada para las posteriores determinaciones de nitrógeno
foliar.
Los datos se
sometieron a un análisis de varianza según el arreglo
estadístico y las diferencias entre tratamientos se determinaron
mediante la prueba de rangos múltiples de Duncan al 5 % de probabilidad.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En el
cuadro 1 se muestran algunas características físicas y
químicas de los suelos de Jusepín y El Tigre donde se
realizó el experimento.
|
Cuadro 1. Características físicas y
químicas de los suelos de Jusepín, estado Monagas y El Tigre,
estado Anzoátegui donde se realizó el experimento con Pachecoa venezuelensis (L.) Burkard y
dos cepas de Rhizobium spp. con
ó sin nitrógeno. |
||||
|
|
|
Suelo |
|
|
|
Características |
Unidad |
Jusepín |
El Tigre |
Metodología |
|
pH |
|
4,5 |
4,6 |
Potenciómetro 1:1 |
|
P |
mg/kg |
5,10 |
6,92 |
Bray No. 1 |
|
Ca++ |
cmol/kg de
Suelo |
1,25 |
1,75 |
NH4Ac.
pH 1,0 Absorción Atómica |
|
Mg++ |
cmol/kg de
Suelo |
0,42 |
0,35 |
NH4Ac.
pH 1,0 Absorción Atómica |
|
K+ |
cmol/kg de
Suelo |
0,01 |
0,01 |
NH4Ac.
pH 1,0 Absorción Atómica |
|
Al+++ |
cmol/kg de
Suelo |
0,32 |
0,24 |
NH4Ac.
pH 1,0 Absorción Atómica |
|
CICE |
cmol/kg de
Suelo |
2,00 |
2,31 |
å de Cationes, Acidez
intercambiable |
|
% Saturación Al |
% |
16,00 |
10,40 |
KCl 1,0 N
|
|
Materia Orgánica |
% |
0,53 |
1,38 |
Walkey-Black.
Potenciómetro |
|
Textura |
|
af-fa |
af |
Bouyoucos |
|
1/ Realizado en el Laboratorio de análisis de
Suelos y Agua (LABSAS) de |
||||
Ambos suelos son
ácidos, escasos en nutrimentos y de baja capacidad de intercambio
catiónico efectiva. Sin embargo, la abundancia de leguminosas en la
formación sabana soporta la hipótesis de que los rizobia
podrían adaptarse bien a las condiciones del suelo, a pesar de ser de pH
bajo y presentar, en algunos casos, niveles de aluminio tóxicos a las
plantas (Holding y King, 1963).
El número de
células /ml de caldo nutritivo de cada una de las cepas de Rhizobium spp estudiadas fue de
2,02x108 y de 2,00x108 para RC-14 y UDO-R1 respectivamente.
Estos valores se encuentran dentro de los rangos considerados apropiados para
el título de rizobia en medio líquido.
Altura de la
planta
El análisis de varianza de los
datos de altura medidos en Pachecoa
venezuelensis durante el periodo experimental señaló
diferencias significativas entre los suelos estudiados. La prueba de Duncan,
aplicada a los promedios indica que las plantas crecidas en el suelo de
Jusepín obtuvieron una altura promedio de
|
Cuadro 2. Efecto de la inoculación y la aplicación de
nitrógeno en la altura de las plantas de Pachecoa venezuelensis en dos suelos de las sabanas Orientales
Venezolanas |
||
|
Suelos |
Altura de la planta (cm) |
Ámbito * |
|
Jusepín El Tigre |
77,67 53,81 |
a
b |
|
* Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales |
||
Peso seco de
vástago, de raíz y de nódulos
En el
Cuadro 3 se observa que las plantas del suelo de Jusepín duplicaron en
peso seco de vástago, con un
valor promedio de 6,51 g/planta al obtenido en las crecidas en suelo de
El Tigre, las cuales promediaron 3,33 g/planta.
|
Cuadro
3. Efecto de la inoculación y la aplicación de nitrógeno
en el peso seco del vástago,
de la raíz y de los nódulos de las plantas de Pachecoa venezuelensis en dos suelos
de las sabanas Orientales Venezolanas. |
|||
|
Suelo |
Peso seco (g) |
||
|
Vástago |
Raíz |
Nódulos |
|
|
Jusepín El Tigre |
6,51 a*
3,33 b |
4,93 b |
0,05 a
0,00 b |
|
*
Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales |
|||
Un
comportamiento similar al descrito anteriormente se observó en el peso
seco de la raíz y de los nódulos. Las plantas sembradas en el
suelo de Jusepín obtuvieron mayor peso seco promedio de raíz
(9,81/planta) que las plantas crecidas en
suelo de El Tigre con un
valor promedio por planta de
El
peso seco promedio de nódulos por planta en el suelo de Jusepín
fue de
Concentración
de clorofila (a + b)
En
cuanto a la variable concentración de clorofila (a + b)
hubo diferencias significativas para el efecto simple de inóculos y en
la interacción Inóculo x Nitrógeno x Suelo. En el Cuadro 4 se observa que
los tratamientos sin inocular, con o sin aplicación de nitrógeno
con suelo de El Tigre (NI+20 (T) y NI+0 (T)) indujeron las mayores
concentraciones de clorofila, no difiriendo entre si, con valores promedios respectivos
de 5,688 y 4,905 mg de clorofila/l/planta. Similar comportamiento se
observó en los tratamientos
[UDO-R1 + 20 (J)], [RC-14 + 20 (T)], [UDO-R1 + RC-14 + 20
(T)] y [UDO-R1 + 20 (T)] con promedios de
4,745; 4,698; 4,493 y 4,422 mg de clorofila/l/planta.
Los
tratamientos NI+0; NI+20; UDO-R1+0; RC-14+0 y RC-14+20 en suelo de Jusepín arrojaron los
valores promedios más bajos oscilando entre 2,997 y 2,701 mg de clorofila / l
/ planta. De manera general los
tratamientos en el suelo de El Tigre tuvieron mayores valores promedios cuando
se les compara con los del suelo de Jusepín.
|
Cuadro
4. Efecto de la inoculación y la aplicación de
nitrógeno sobre la
interacción Inoculo * Nitrógeno
* Suelo en la concentración de clorofila (a + b) de las plantas de Pachecoa
venezuelensis en dos suelos de las sabanas Orientales Venezolanas. |
||
|
Tratamientos |
Concentración de clorofila (a
+ b) (mg/l/planta) |
Ámbito * |
|
NI+ 0
(T) NI+20
(T) UDO-R1+20
(J) RC-14+20
(T) UDO-R1+RC-14+20
(T) UDO-R1+20
(T) UDO-R1+RC-14+0
(T) UDO-R1+RC-14+20
(J) UDO-R1+0
(T) UDO-R1+RC-14+0
(J) RC-14+0
(T) NI+0 (J) NI+20 (J) UDO-R1+0 (J) RC-14+0 (J) RC-14+20 (J) |
5,688 4,905 4,745 4,698 4,493 4,422 4,251 3,855 3,795 3,720 3,348 2,997 2,980 2,842 2,715 2,701 |
a a ab ab ab abc bc bc bc bc bc c c c c c |
|
*
Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales (T) : Suelo de El Tigre,
estado Anzoátegui (J): Suelo de
Jusepín, estado Monagas |
||
Nitrógeno
del follaje
El mayor porcentaje de nitrógeno foliar (2,12%)
se encontró en los tratamientos sin inocular y sin nitrógeno
edáfico en ambos tipos de suelos (Cuadro 5). Ello indica que los rizobia
nativos presentes en el suelo fueron más eficientes que las cepas
introducidas en el proceso de incorporación de nitrógeno a la
planta. La mezcla de las cepas en presencia de nitrógeno (UDO-R1 + RC-14
+ 20) rindió los porcentajes más bajos de nitrógeno
foliar, tanto en suelo de
Jusepín como en El
Tigre.
Es probable que el nitrógeno edáfico
ejerciese un efecto deletéreo en el proceso de FBN y/o que las cepas
nativas de rizobia sean más competitivas y eficientes en fijar
nitrógeno que las cepas introducidas. Similar comportamiento ha sido
reportado en otros cultivos tales como Gliricidia sepium (Jacq.) Walp. (González et al, 2001 y Navarrete et al, 1999); Cajanus
cajan (L.) Mill.
(Tomassi et al, 1999); Glycine max (L.) Merril.
(Ruiz et al, 2000); Phaseolus vulgaris L. y Vicia faba L. (Cámara y
Waaijenberg, 2000), al evaluar cepas introducidas y nativas en presencia de
nitrógeno edáfico. Aunque la ventaja de inocular no radica,
muchas veces, en el incremento del rendimiento de las cosechas, sino en la
eliminación de la necesidad de aplicar fertilizantes nitrogenados
(Michelena, 1981).
|
Cuadro 5. Valores promedios de nitrógeno del
follaje de las plantas de Pachecoa
venezuelensis en dos suelos de las sabanas Orientales Venezolanas. |
|
|
Tratamientos |
Nitrógeno en follaje (%) |
|
NI+0 (J) UDO-R1+0 (J) NI+20 (J) UDO-R1+RC-14+0 (J) UDO-R1+20 (J) RC-14+0 (J) RC-14+20 (J) UDO-R1+RC-14+20 (J) NI+ 0 (T) UDO-R1+RC-14+0(T) NI+20 (T) UDO-R1+0 (T) UDO-R1+20 (T) RC-14+20 (T) UDO-R1+RC-14+20(T) RC-14+0 (T) |
2,12 2,01 1,94 1,91 1,81 1,78 1,75 1,69 2,12 2,04 1,91 1,91 1,78 1,69 1,65 1,15 |
|
Duncan (0,05) |
|
|
(T) : Suelo de El
Tigre, estado Anzoátegui (J): Suelo de
Jusepín, estado Monagas |
|
CONCLUSIONES
En
razón a los resultados obtenidos
se puede confirmar la existencia de rizobia nativos en suelos de Jusepín y de El Tigre
capaces de nodular eficientemente a Pachecoa.
Los pesos secos del vástago, de la raíz y de los nódulos
de las plantas crecidas en suelo de
Jusepín fueron considerablemente mayores que los obtenidos en el suelo
de El Tigre. Hubo efecto significativo en la interacción Rizhobium spp.-Pachecoa venezuelensis solamente en la variable
concentración de clorofila. Se evidenció un efecto negativo del
nitrógeno edáfico en el proceso de FBN en Pachecoa.
RECOMENDACIONES
Orientar
la investigación relacionada con la asociación Rizhobium spp.–Pachecoa venezuelensis hacia la obtención de cepas de
bacterias procedentes de los nódulos de Pachecoa crecida en suelo de
Jusepín, y analizar el efecto que la antes mencionada asociación
tiene como bioenmienda del suelo.
LITERATURA CITADA
Cámara, B. y H.
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Evaluación de algunos parámetros relacionados con la
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relation to soil factors. Pl. Soil 18:
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Trabajo de Ascenso. Universidad de Oriente. Escuela de Ingeniería
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Navarrete, Y.; A. A. Leal y V. A. Michelena. 1999. Efecto de la
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Facultad de Agronomía. Universidad Central de Venezuela. Maracay, estado
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characteristics of chlorophylls a and b and their pheophytins in
ethanol. Biochem. Bioph. Act 109:
448-453.
Página diseñada por Prof. Jesús Rafael Méndez
Natera
TABLA DE CONTENIDO DE LA REVISTA CIENTÍFICA
UDO AGRÍCOLA
