Download RESUMEN Los procesos naturales de fijación biológica

RESUMEN
Los procesos naturales de fijación biológica del N2 juegan un importante rol en la
activación de los sistemas agrícolas sustentables por su beneficio ambiental. El
incremento de su aplicación puede mitigar la necesidad del uso de fertilizantes
nitrogenados químico con su consiguiente efecto benéfico al ciclo del nitrógeno, el
calentamiento global y el saneamiento de las aguas subterráneas y superficiales.
Este proceso depende básicamente de la acción de los microorganismos en
conjunto con las plantas. Azotobacter chroococcum es uno de los biofertilizantes
que más se aplica e investiga. Sus propiedades benéficas se ponen de manifiesto
en una gran variedad de hortalizas y granos (Martínez y Dibut, 1996).
Para la determinación de la dosis óptima de aplicación de la bacteria A.
chroococcum en plantas jóvenes de tomate y brócoli en su etapa inicial, se realizó
una siembra a nivel invernadero, y así, evaluar su efecto sobre parámetros de
crecimiento y fisiológicos como área foliar, clorofila total, longitud de raíz, peso
seco aéreo, peso seco de raíz y peso volumétrico de raíz.
El ensayo experimental se llevó a cabo en el invernadero del Instituto Tecnológico
de Sonora. Se sembró el 6 de Febrero de 2004 semillas de los cultivos de brócoli
(Cv. Green Belt) y tomate (Cv. Tequila), en vasos de unicel de 400 cc y se realizó
durante seis semanas. Los tratamientos evaluados comprenden las siguientes
concentraciones de A. chroocuccum: 15 (tratamiento 1), 30 (tratamiento 2), 60
(tratamiento 3), 120 (tratamiento 4) y 240 lt ha-1 (tratamiento 5) y un testigo sin
aplicación (tratamiento 6); los tratamientos se llevaron a cabo en tres ocasiones
después de la aparición de la primera hoja verdadera cada siete días entre
aplicación, inyectando con una micropipeta al sustrato las dosis correspondientes
al número de plantas por hectárea y las manejadas en el experimento. Se utilizó
una solución nutritiva completa para controlar la nutrición de los cultivos durante el
experimento, aplicándose ésta cada cinco días y los riegos se aplicaron según los
requerimientos de las plantas. El diseño experimental fue completamente al azar
con diez repeticiones, cada unidad experimental consistió en un vaso. Las
variables evaluadas fueron: área foliar y peso seco, longitud, peso volumétrico y
peso seco de raíz, crecimiento de las plantas y clorofila total.
La respuesta encontrada en el caso de brócoli fue seriamente estimulada en todos
los parámetros valorados con la aplicación de Azotobacter, encontrándose
diferencias altamente significativas en el área foliar, siendo el tratamiento 2 el que
reportó la mejor respuesta, con un 37.4% de incremento, el tratamiento 3 en
longitud de raíz con un 19% de aumento, el tratamiento 1 para peso volumétrico
de raíz con un 94% y en peso seco de raíz el tratamiento 2 con un 36% de alza. Al
analizar las variables en las plantas de tomate, se encontró que en el área foliar el
tratamiento 2 incrementó un 20% sobre el testigo, para el caso de peso seco de
hojas, se observó un incremento del 7% con el tratamiento 4, la longitud de raíz no
se vio estimulada en ninguno de los tratamientos aplicados, el peso volumétrico
con un 318.7% con el tratamiento 3 y el peso seco de raíz con un 77% también
con el en tratamiento 3; no se mantiene la tendencia del efecto de una dosis en
particular en tomate, no así para el caso de brócoli que presentó mejores
resultados con las dosis iniciales de A. chroocuccum. En clorofila total el
tratamiento 2 fue el que reportó mayores valores de clorofila en brócoli, con más
de 40 unidades, comparado con 30 unidades del testigo, en tomate no se encontró
respuesta, ya que los valores encontrados fueron similares entre las plantas
tratadas y el testigo con alrededor de 30 a 34 unidades de clorofila; en el caso de
la altura final, no se observó ninguna respuesta en general, tanto en brócoli como
en tomate.
La aplicación de Azotobacter estimuló discretamente el desarrollo vegetal
integrado inicial de plantas jóvenes de brócoli y tomate cultivado en invernadero.
I. INTRODUCCIÓN
En términos generales la biotecnología es el uso de organismos vivos o de
compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para
el hombre. Como tal, ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la
historia en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas
o el mejoramiento de cultivos y de animales domésticos. Históricamente, ésta
implicaba el uso de organismos para realizar una tarea o función. Si se acepta
esta definición, la biotecnología ha estado presente por mucho tiempo. Procesos
como la producción de cerveza, vino, queso y yogurt implican el uso de bacterias o
levaduras con el fin de convertir un producto natural como leche o jugo de uvas,
en un producto de fermentación más apetecible como el yogurth o el vino.
Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones.
La biotecnología consiste en un gradiente de tecnologías que van desde las
técnicas de la biotecnología "tradicional", largamente establecidas y ampliamente
conocidas y utilizadas, hasta la biotecnología moderna (Izquierdo et al.,1995).
En el campo de la agricultura las aplicaciones de la biotecnología vegetal son
innumerables. Algunas de las más importantes son: resistencia a herbicidas,
resistencia a plagas y enfermedades, mejora de las propiedades organolépticas,
resistencia a estrés abióticos y mejorar la fijación de nitrógeno por parte de las
bacterias fijadoras, por medio de biofertilizantes, entre otras (Scriban, 1985).
El manejo de los biofertilizantes en la actualidad ha cobrado bastante auge dentro
del proceso de producción de cultivos de frutales y hortalizas, así como de granos
y oleaginosas, además de plantas aromáticas y especies, ello debido entre otras
causas a la bondad de que éstos repercuten en acciones positivas dentro del
desarrollo vegetal integrado de las plantas anteriormente mencionadas y de la
baja considerable en la utilización de fertilizantes inorgánicos o químicos, que
además de hacer más complicado su manejo y aplicación, son fuentes de
contaminación al subsuelo y a los mantos freáticos superficiales.
México a realizado un gran número de investigaciones tratando de consolidar los
beneficios de los microorganismos fúngicos y bacterianos y la influencia de ellos
en la nutrición vegetal, aparte del perfecto conocimiento simbiótico de bacterias
del género Rhizobium y Bradyrhizobium, que se han manejado en plantas de la
familia de las leguminosas, contando al momento con caracterización y
entendimiento de éste tipo de organismos; dentro de ellos están un grupo de
bacterias del género Azotobacter, las cuales han demostrado su bondad en
aportar compuestos orgánicos y fitohormonales, para un desarrollo normal y
estimulado en las plantas que así se han valorado. El objetivo de éste trabajo fue
el de evaluar la influencia de la dosis de aplicación de un biopreparado de
Azotobacter chroococcum sobre el desarrollo de plantas jóvenes de tomate y
brócoli bajo condiciones de invernadero.
II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 TOMATE
2.1.1 Origen
El origen del género Lycopersicon se localiza en la región andina que se extiende
desde el sur de Colombia al norte de Chile, pero todo indica que fue en México
donde se domesticó, quizá porque crecía como mala hierba entre los huertos.
Durante el siglo XVI se consumían en México tomates de distintas formas y
tamaños e incluso rojos y amarillos, pero para entonces ya habían sido traídos a
España y servían como alimento en España e Italia (Parsons, 1998).
A la llegada de los españoles a América, el tomate formaba parte de los pequeños
huertos de hortalizas del área mesoamericana, estaba integrado en la cultura
azteca y en la de otros pueblos del área mesoamericana. Los españoles y
portugueses difundieron el tomate a Oriente Medio y África, y de allí a otros países
asiáticos y de Europa, también se difundió a Estados Unidos y Canadá. Los
cronistas europeos hacen escasas referencias a él, habiéndose a veces
malinterpretado algunas citas que utilizan el vocablo tomate. Este vocablo
introducido en la lengua castellana en 1532, procede del náhuatl “tomatl”, que se
aplicaba genéricamente para plantas con frutos globosos o bayas, con muchas
semillas y pulpa acuosa.
(http://www.infoagro.com/hortalizas/tomate.htm)
2.1.2 Clasificación Taxonómica
La clasificación taxonómica del tomate, nos indica que pertenece a la familia de
las solanáceas (Cuadro 1).
Cuadro 1. Clasificación Taxonómica del Tomate
Nombre común Nombre científico
Reino
División
TOMATE
Lycopersicon esculentum Mill
Plantae
Magnoliophyta
Orden
Familia
Género
Especie
Solanales
Solonaceae
Lycopersicon
Esculentum
Fuente:http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CTomatendicedecultivo.ht
ml#Avena
2.1.3 Descripción Botánica
Botánicamente, se clasifica el tomate como Lycopersicum esculentum. Este
género pertenece a la familia de las solanáceas, que abarca varias especies de
importancia económica, como lo son el tomate, la berenjena y el pimentón.
Semilla: Las semillas del tomate son aplanadas y de forma lenticular, de
dimensiones aproximadas de 5 x 4 x 2 mm ; está constituida por el embrión, el
endospermo y la testa o cubierta seminal, en una onza pueden encontrarse entre
9,700 y 11,000 semillas de tomate.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CTomatendicedecultivo.html#Ave
na)
Planta: Perenne de porte arbustivo que se cultiva como anual. Puede desarrollarse
de forma rastrera, semierecta o erecta. Existen variedades de crecimiento limitado
(determinadas) y otras de crecimiento ilimitado (indeterminadas) (Esau, 1982).
Sistema radicular: raíz principal (corta y débil), raíces secundarias (numerosas y
potentes) y raíces adventicias. Seccionando transversalmente la raíz principal y de
fuera hacia dentro encontramos: epidermis, donde se ubican los pelos
absorbentes especializados en tomar agua y nutrientes, córtex y cilindro central,
donde se sitúa el xilema (conjunto de vasos especializados en el transporte de los
nutrientes) (http://www.infoagro.com/hortalizas/tomate.htm).
Raíz: La raíz principal se desarrolla rápidamente a profundidades mayores de un
metro. Sin embargo, con el sistema de transplante, el sistema radicular tiende a
ser fibroso con muchas raíces laterales hasta de 40 cm de profundidad.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CTomatendicedecultivo.html#Ave
na)
Hoja: compuesta e imparipinnada, con foliolos peciolados, lobulados y con borde
dentado, en número de 7 a 9 y recubiertos de pelos glandulares. Las hojas se
disponen de forma alternativa sobre el tallo. El mesófilo o tejido parenquimático
está recubierto por una epidermis superior e inferior, ambas sin cloroplastos. La
epidermis inferior presenta un alto número de estomas. Dentro del parénquima, la
zona superior o zona en empalizada, es rica en cloroplastos. Los haces vasculares
son prominentes, sobre todo en el envés, y constan de un nervio principal (Esau,
1982).
Fruto: El fruto de tomate es una baya bi o plurilocular que se desarrolla a partir de
un ovario de unos 5-10 mg y alcanza un peso final en la madurez que oscila entre
los 5 y 500 g (http://www.infoagro.com/hortalizas/tomate.htm).
2.1.4 Valor Nutricional
El fruto de tomate contiene cerca de 93-94% de agua. Los constituyentes
orgánicos prevalecientes, son los azúcares. Los azúcares reductores, fructosa y
glucosa, representan cerca del 50% de la materia seca y más del 95% de los
azúcares en el tomate (Fig. 1) (http://www.sakata.com.mx/paginas/ptomate.htm).
Los tomates son fuente importante de vitaminas A y C. Un tomate mediano (148 g)
puede suplir entre 20 y 40% de las necesidades diarias de vitaminas A y C
respectivamente (Cuadro 2).
Figura 1. Componentes del fruto de Tomate
Fuente: http://www.sakata.com.mx/paginas/ptomate.htm
Cuadro 2. Valor nutricional del tomate por 100 g de sustancia comestible
Valor nutricional del tomate por 100 g de
sustancia comestible
Residuos (%)
6.0
Materia seca (g)
6.2
Energía (kcal)
20.0
Proteínas (g)
1.2
Fibra (g)
0.7
Calcio (mg)
7.0
Hierro (mg)
0.6
Caroteno (mg)
0.5
Tiamina (mg)
0.06
Riboflavina (mg)
0.04
Niacina (mg)
0.6
Vitamina C (mg)
23
Valor Nutritivo Medio (VNM)
2.39
VNM por 100 g de materia seca
38.5
Fuente: http://www.infoagro.com/hortalizas/tomate.htm
2.1.5 Importancia
A nivel internacional, las hortalizas junto con la frutas ocupan en nuestros días el
segundo lugar de los productos agropecuarios, apenas aventajadas por los
cereales. Se estima que tan sólo dos hortalizas contribuyen con el 50% de la
producción en el mundo: la papa y el tomate, lo cual indica el enorme valor que
éste último presenta no sólo en el comercio, sino también en el sistema
alimentario mundial (http://www.siea.sagarpa.gob.mx).
El tomate (Licopersicom esculentum Mill) es la tercera hortaliza más importante,
es superada solo por la papa y el camote. Se cultiva en la mayoría de los huertos
familiares para cubrir sus necesidades; en la mayor parte de los huertos
comerciales y en muchos invernaderos para satisfacer la demanda de los
mercados locales; en las áreas de producción invernal de las regiones del sur para
embarques a largas distancias; y en las regiones del noroeste, del sudeste y de la
costa pacífico para enlatado (Edmond, 1984)
La producción mundial del tomate es, aproximadamente, de 36 000 000 de
toneladas por año, cultivadas en 1 800 000 hectáreas. El área cultivada de tomate
comprende más o menos un 30% del total de hortalizas. Esta situación justifica el
desarrollo de grandes esfuerzos para resolver los problemas que limitan su
producción (Parsons, 1998).
Actualmente, en todos los países puede considerarse el cultivo del tomate como
uno de los más representativos de las especies hortícolas, y el que ofrece
mayores rendimientos económicos dado su extraordinario consumo. En México,
como en otras partes del mundo, se prefiere consumir el tomate fresco y ha
conseguido tan gran importancia, además de por su alto valor vitamínico, debido a
que su fruto se consume en fresco como otras frutas; a manera de ensalada,
licuada su pulpa como bebida refrescante, y sus salsas se usan como condimento
para sazonar toda clase de carnes (Ibar y Juscofresa, 1987).
El cultivo del tomate es una de las especies hortícolas que más se han
incrementado en área de siembra en el Valle del Yaqui; ocupando alrededor de
600 ha en promedio de los últimos tres años. La producción se destina,
principalmente a la frontera norte y el centro del país; los niveles de producción
son muy aceptables, con potencial de rendimiento de hasta 25 ton/ha (CIRNO,
2001).
2.1.6 Requerimientos Edafoclimáticos
El manejo de los factores climáticos de forma conjunta es fundamental para el
funcionamiento adecuado del cultivo, ya que todos se encuentran estrechamente
relacionados y la actuación sobre uno de estos incide sobre el resto. El tomate es
una planta de clima cálido. Resistente al calor y a la falta de agua. La producción
de tomate se efectúa en una gran variedad de suelos. Los procesos fisiológicos de
crecimiento y desarrollo del tomate dependen de las condiciones del clima, del
suelo y de las características genéticas de la variedad (Ibar y Juscofresa, 1987).
Temperatura
La temperatura mínima de germinación se sitúa sobre 10°C y la óptima entre los
20 y 30°C. Desde el momento de la siembra hasta la emergencia transcurren entre
6 y 12 días. La temperatura óptima del suelo, para una rápida germinación, es de
20 a 25°C. Desde la siembra hasta el momento del transplante ocurren entre 30 y
70 días (CIRNO, 2001).
El cultivo de tomate se da bien en climas con temperaturas entre 18 a 26°C. Las
temperaturas óptimas durante el día y la noche son de 22 y de 16°C
respectivamente. El tomate no resiste heladas en ninguna etapa de su desarrollo.
Para la producción fuera de la estación, existen diferentes prácticas para adelantar
o retardar la recolección (Sobrino y Sobrino, 1989).
Humedad
El clima húmedo con temperaturas altas y una humedad relativa superior al 75%,
es poco apropiado para el tomate, debido a que éste favorece los ataques de
enfermedades fungosas. Por esto, se debe cultivar el tomate con preferencia en
áreas áridas o semiáridas. El tomate es bastante resistente a la sequía, sin
embargo, requiere de riego para obtener altos rendimientos (Parsons, 1998).
La humedad relativa es alta, con una media anual de 68%, la máxima es 81%,
que ocurre en septiembre y la mínima es 51%, correspondiente a abril.
Humedades relativas muy elevadas favorecen el desarrollo de enfermedades
aéreas, agrietamiento del fruto y dificultan la floración, debido a que el polen se
compacta, abortando parte de las flores (León, 1980).
Luminosidad
Valores reducidos de luminosidad pueden incidir de forma negativa sobre los
procesos de la floración, fecundación, así como el desarrollo vegetativo de la
planta. En los momentos críticos durante el periodo vegetativo resulta crucial la
interrelación existente entre la temperatura diurna, nocturna y la luminosidad. El
tomate necesita estar bien abastecido de agua durante el ciclo de cultivo. Por esto,
el suelo debe tener buena capacidad de retención de agua. Tanto el agua para
riego como el suelo mismo deben tener baja salinidad. Dentro del grupo de las
hortalizas de la familia de las solanáceas, el tomate es el más tolerante a la
salinidad. No obstante su intermedia tolerante, la elevada salinidad constituye un
factor adverso al desarrollo de la planta (Parsons, 1998).
Suelo
La planta de tomate no es muy exigente en cuanto a suelos, excepto en lo que se
refiere al drenaje, aunque prefiere suelos sueltos de textura silíceo-arcillosa y ricos
en materia orgánica. No obstante se desarrolla perfectamente en suelos arcillosos
enarenados. En cuanto al pH, los suelos pueden ser desde ligeramente ácidos
hasta ligeramente alcalinos cuando están enarenados. Es la especie cultivada en
invernadero que mejor tolera las condiciones de salinidad tanto del suelo como del
agua de riego (http://www.infoagro.com/hortalizas/tomate.htm).
El tomate puede producirse en suelos con intervalo bastante amplio de pH. La
reacción puede ser moderadamente ácida hasta ligeramente alcalina, es decir, de
pH 6.0 a pH 7.2. Los suelos de textura franca tienden a favorecer una producción
precoz y una maduración uniforme y simultánea. Los suelos arcillosos provocan
un crecimiento lento y parejo. Este tipo de suelos es apropiado para un tomate de
mesa o de consumo fresco. Los suelos de textura intermedia arenosa, se adaptan
más para la producción mecanizada de tomates para la industria, por su efecto de
maduración más uniforme y simultáneamente (Parsons, 1998).
Riegos
La aplicación del agua en el cultivo de tomate ha de ser cuidadosa, debido a que
tanto la sequía como el exceso de agua repercuten en la calidad y producción del
fruto. Se ha encontrado una correlación estrecha entre castigos prolongados y
rajaduras en el fruto; y por otra parte, el exceso de agua se asocia a la presencia
de enfermedades radiculares de la planta y por consecuencia, a los bajos
rendimientos (León, 1980).
El número de riegos es variable según el suelo y el clima, las necesidades también
son menores en la primera etapa de cultivo, hasta que las temperaturas se van
elevando con la primavera avanzada; en la producción de tomate tardío, que se
desarrolla hasta el final con temperatura de verano, los riegos son más frecuentes,
cada 8-10 días en los meses de calor fuerte (Sobrino y Sobrino, 1989).
2.2 BRÓCOLI
2.2.1 Origen
La zona noreste del Mediterráneo (desde Grecia hasta Siria) sería el centro de
origen más probable de esta hortaliza. A pesar de ser conocida y consumida en
época de los romanos, recién se ha generalizado su cultivo en diversas áreas del
mundo, presentando una gran tasa de expansión y un incremento notable de su
producción en los últimos años. En Estados Unidos, las primeras descripciones de
brócoli datan de inicios del siglo XIX; hoy en día es el principal país productor y
consumidor. En Asia, a pesar de ser un cultivo también reciente, hay producción
en diferentes países, destacando Japón, donde se ha realizado un significativo
mejoramiento genético de esta variedad botánica.
(http://www.puc.cl/sw_educ/hort0498/HTML/p160.html)
La palabra brócoli deriva del italiano “brocco”, que significa brazo o rama. Brócoli
es el plural de “broccolo” refiriéndose a los numerosos retoños que desarrollan en
esta forma de Brassica oleracea. El consumo no es elevado por razones de hábito
alimentario, por falta de difusión y poco conocimiento de las características
culinarias y nutricionales.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CBrocoliIndicedecultivo.html#Bro
coli)
2.2.2 Clasificación Taxonómica
La clasificación taxonómica del brócoli, nos indica que pertenece a la familia de las
brassicaceas (Cuadro 1).
Cuadro 3. Clasificación Taxonómica del Brócoli
Nombre común
Nombre científico
Clase
Subclase
BRÓCOLI
Brassica oleracea L.
Angiospermae
Dicotyledonea
Orden
Familia
Género
Especie
Capparales
Brassicaceae
Brassica
Oleracea L.
Fuente:http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CbrocoliIndicedecultivo.ht
ml#Avena
2.2.3 Descripción Botánica
Es una planta similar a la coliflor, aunque las hojas son más estrechas y más
erguidas, con peciolos generalmente desnudos, limbos normalmente con los
bordes más ondulados; así como nervaduras más marcadas y blancas; pellas
claras o ligeramente menores de tamaño, superficie más granulada, y
constituyendo conglomerados parciales más o menos cónicos que suelen terminar
en este tipo de formación en el ápice, en bastantes casos muy marcada (Sobrino y
Sobrino, 1989).
Raíz: La raíz es pivotante con raíces secundarias y superficiales. Al igual que el
resto de los componentes de la especie, esta variedad presenta un sistema radical
poco profundizador, pivotante leñoso, que representa menos del 5% de la materia
seca total de la planta (Esau, 1982).
Planta: Es una planta anual, la planta es recta, tiene de 60-90 cm de altura y
termina en una masa de flores de color verde que puede alcanzar un diámetro
hasta de 35 cm (http://www.infoagro.com/hortalizas/broculi.htm).
Hojas: La planta desarrolla un tallo principal relativamente grueso (3 a 6 cm de
diámetro), de 20 a 50 cm de alto, sobre el cual se disponen la hojas en forma
helicoidal en entrenudos cortos. Esto proporciona una apariencia intermedia entre
el hábito de roseta de la coliflor y el hábito caulinar de repollito de Bruselas. Las
hojas son de tamaño grande, de hasta 50 cm de longitud y 30 cm de ancho, y
varían en número, de 15 a 30, según el cultivar. Presentan peciolo más
desarrollado que el repollo, alcanzando un tercio de la longitud total de la hoja. La
lámina es entera, de borde fuertemente ondulado y presenta un tono verdegrisáceo. En la base de la hoja puede dejar a ambos lados del peciolo pequeños
fragmentos de lámina a modo de folíolos (Sobrino y Sobrino, 1985).
Tallo: El tallo principal termina en la inflorescencia primaria, conformada por flores
dispuestas en un corimbo principal o primario, denominado cabeza o pella, que
corresponde a la parte aprovechada para el consumo. A diferencia de la coliflor, a
partir de ramificaciones de las yemas axilares puede desarrollar inflorescencias
laterales (secundarias), de menor tamaño que la principal. Debido al fenómeno de
autoincompatibilidad, la variedad presenta polinización cruzada entomófila
(principalmente abejas y moscas). Con las otras variedades botánicas de la
especie se cruza libremente, y algunos autores sostienen que por su estructura
floral más simple, el brócoli sería el progenitor de la coliflor. Finalmente en el
desarrollo, la silicua protege la formación de más de diez semillas, las que son
redondas, de color pardo oscuro a rojizo y pequeñas (300 semillas/g) (Esau,
1982).
Figura 2. Inflorescencia primaria del Brócoli
Fuente: http://www.mercadocentral.com.ar/site2001/htm/tecnicas.htm
Estructura de la cabeza: El órgano de consumo de brócoli corresponde a la
inflorescencia tipo corimbo compuesto, desarrollada a partir de la yema apical del
tallo principal. El corimbo central o pan principal está constituido por numerosos
primordios florales sostenidos en tallos florales o pedicelos, que a su vez se
disponen sobre pedúnculos suculentos. Estos elementos corresponden fisiológica
y morfológicamente a estadíos florales iniciales a diferencia de en la coliflor. Su
forma y tamaño son similares a la cabeza de la coliflor, pero su color es verde y
presenta una compactación menor (Sobrino y Sobrino, 1985).
Flores: Son de color amarillo y tienen cuatro pétalos en forma de cruz. Las flores
del bróculi son pequeñas, en forma de cruz de color amarillo y el fruto es una
silicua de valvas ligeramente convexas con un solo nervio longitudinal. Produce
abundantes semillas redondas y de color rosáceo (Fig. 2) (Esau, 1982).
Fruto: El fruto es de color verde cenizo que mide en promedio de 3 a 4 cm y que
contiene las semillas las que tienen forma de munición y miden de 2 a 3 mm de
diámetro.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CBrocoliIndicedecultivo.html#Bro
coli)
2.2.4 Valor Nutricional
El brócoli fresco conontiene 1.670 mg de fibra por 100 g de porción comestible, el
doble que el apio. Es una buena fuente de vitamina A y excelente de ácido
ascórbico. Una porción de 155 g de pedicelos de brócoli, provee el 68% de las
necesidades diarias de vitamina A correspondiente a un adulto y 140 mg de ácido
ascórbico, es decir más de dos veces las necesidades diarias. También brinda una
cantidad considerable de hierro y otros minerales y es bajo en calorías, 100 g de
porción comestible aportan tan solo 26 calorías. Como todas las hortalizas de hoja
es importante por su volumen (http://www.sakata.com.mx/paginas/ptbrocoli.htm).
El brócoli ha sido calificado como la hortaliza de mayor valor nutritivo por unidad
de peso de producto comestible. Su aporte de ácido ascórbico, riboflavina y
vitamina A es elevado; además suministra cantidades significativas de minerales
(Cuadro 4).
Adicionalmente, los efectos medicinales relacionados con la presencia del
compuesto Sulphoraphane, un potente agente anti-cancerígeno, han sido muy
valorados por los consumidores. Asimismo, algunas investigaciones indican que
100 gramos de brócoli contienen 75% más de ácido ascórbico que igual cantidad
de naranjas. A su vez, 148 gramos de brócoli aportan el 200% de ácido ascórbico
requerida diariamente, 16% de la fibra, 6% de vitamina A en forma de
betacaroteno, 6% de calcio y 4% de la ingesta diaria de hierro, además de potasio
y otros minerales.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CBrocoliIndicedecultivo.html#Bro
coli)
Cuadro 4. Composición nutritiva de 100 g de parte comestible de brócoli
Componente
Unidad
Contenido
Brócoli crudo
Brócoli cocido
Agua
%
91.0
90.0
Carbohidratos
g
5.30
5.56
Proteínas
g
2.65
2.78
Lípidos
g
0.66
0.56
Calcio
mg
47.68
1113.89
Fósforo
mg
66.23
47.68
Fierro
mg
0.86
1.17
Potasio
mg
325.17
162.78
Sodio
mg
27.15
11.11
Vitamina A
UI
1543.05
1411.11
Tiamina
mg
0.07
0.08
Riboflavina
mg
0.12
0.21
Niacina
mg
0.66
0.78
Ácido ascórbico
mg
93.38
62.78
Valor energético
Calorías
26.49
21.78
Fuente:http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CBrocoliIndicedecultivo.ht
ml#Brocoli
2.2.5 Importancia
Distribución mundial
En los últimos años, el consumo de brócoli en Estados Unidos ha crecido
significativamente. El aumento de la demanda ha sido en gran medida resultado
del esfuerzo de los distribuidores por mejorar la presentación del producto,
haciéndolo más atractivo y apto para el consumo. Algunas de las opciones de
mayor valor agregado son, entre otras, los paquetes de brócoli pre-cortado,
ensaladas mixtas, algunas variedades de menor tamaño para cóctel y brócoli en
platos congelados. El 94% de la producción estadounidense de brócoli se vende
como producto fresco. De esta cifra, el 18% se exporta a países como Canadá
(56%), Japón (35%) y Hong Kong (5%). Por su parte, las importaciones de brócoli
fresco sólo representan el 5% del consumo, siendo México el principal proveedor.
(www.infoagro.com/hortalizas/broculi.htm)
El mercado del brócoli congelado también se ha desarrollado bastante en la última
década, en especial, a partir de productos importados. Así, las importaciones de
brócoli representan el 80% del consumo total de producto congelado y vienen en
su mayor parte desde México (85%) y Guatemala (15%). El alto porcentaje de
abastecimiento proveniente de estos países se explica por el menor costo de la
mano de obra local. El USDA estima que las exportaciones de productos
congelados bordean los 5 millones de libras, siendo Europa, Japón y Canadá los
principales compradores.
(http://www.odepa.gob.cl/internacional/Agregados/eeuu/eeuu170599.html)
Distribución Nacional
El bajío, una de las regiones más productivas de México, cuenta con
aproximadamente 40 mil hectáreas de cruciferas, principalmente brócoli, coliflor y
col. Los principales estados productores de brócoli son: El Bajío (Guanajuato),
Querétaro, Aguascalientes y Michoacán.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CBrocoliIndicedecultivo.html#Bro
coli)
El área destinada a su siembra en el Valle del Yaqui involucra alrededor de 500 ha
(promedio de tres últimos años). En su mayor parte, la cosecha se destina a la
industria de productos congelados para el mercado de exportación (CIRNO, 2001).
2.2.6 Requerimientos Edafoclimáticos
Es un cultivo de clima templado frío, para su óptimo desarrollo requiere
temperaturas alrededor de los 8ºC a 17 ºC como ideal, aunque puede soportar de
2°C a 25°C y un fotoperiodo de 11 a 13 horas luz, clima templado a ligeramente
frío y humedad relativa intermedia a baja (60 a 75%) (Sobrino y Sobrino, 1989).
Tiene una planta vigorosa con alto contenido de fibra y agua, regularmente tiene
un porte intermedio alrededor de los 55 a 65 cm. Raíces profundas y una zona
radicular amplia que le permite un buen anclaje y alta capacidad de absorción de
agua y nutrientes. Se adapta casi a cualquier tipo de suelos, pero como todos los
vegetales, prefieren suelos no muy ligeros, prefieren suelos uniformes, profundos
con buen drenaje y con un pH de 6 a 7.5. Bajo estos requerimientos en México es
posible cultivarla en muchos lugares del Altiplano.
(http://www.qro.itesm.mx/agronomia2/extensivos/CBrocoliIndicedecultivo.html#Bro
coli)
Como todas las crucíferas prefiere suelos con tendencia a la acidez y no a la
alcalinidad, estando el óptimo de pH entre 6,5 y 7. Requiere suelos de textura
media. Soporta mal la salinidad excesiva del suelo y del agua de riego. En el caso
de variedades tempranas pueden emplearse suelos ligeros y son más adecuados
los fuertes para las variedades tardías. (CIRNO, 2001)
El riego debe ser abundante y regular en la fase de crecimiento. En la fase de
inducción floral y formación de pella, conviene que el suelo esté sin excesiva
humedad, pero sí en estado de tempero.
(http://www.infoagro.com/hortalizas/broculi.htm)
2.3 La fertilización biológica en una agricultura sostenible
Ciertos microorganismos del suelo pueden incrementar la disponibilidad de
nutrientes para las plantas, otros producen compuestos como vitaminas,
hormonas y antibióticos que contribuyen a la salud vegetal y a la obtención de
altos rendimientos. El hombre con el desarrollo tecnológico aplicó métodos
microbiológicos para estudiar estos microorganismos y utilizarlos posteriormente,
bajo el nombre genérico de biofertilizantes, en las prácticas agrícolas
contemporáneas (Compagnoni, 1997; Guet, 1997).
De acuerdo con la definición del Comité Internacional sobre Investigación Agrícola,
la Agricultura Sostenible consiste en el manejo exitoso de los recursos agrícolas
para satisfacer las necesidades humanas, mientras se mantiene la calidad del
ambiente y se conservan los recursos naturales (TAG CGIAR, 1988).
Los biofertilizantes pueden considerarse como biotecnologías “apropiables”,
término creado para las herramientas biotecnológicas que contribuyen al
desarrollo sustentable al ser técnicamente factibles dentro del nivel científicotécnico de un país y que proveen beneficios tangibles a los destinatarios, son
ambientalmente seguras y socioeconómica y culturalmente aceptables (Izquierdo
et al., 1995).
A partir de la década del 40, millones de toneladas de nitrógeno sintético era
suministrado a las producciones agrícolas anualmente, con el fin de aumentar sus
rendimientos potenciales. La alta demanda de alimentos fue otro factor
determinante de la sustitución de los fertilizantes nitrogenados por los procesos de
fijación biológica del N2. La "revolución verde" se convirtió en el punto sublime de
la producción y aplicación de los mencionados fertilizantes nitrogenados, trayendo
consigo el gasto incalculable de fuentes de energía natural para su producción y
los nefastos problemas que ha ocasionado en la ecología y el equilibrio biológico.
Desde 1972, con la fundación de la IFOAM (Internacional Federation of Organic
Agriculture Movements) se estableció que la agricultura orgánica debía aumentar
la fertilidad de los suelos y su actividad microbiana e incrementar el reciclaje de los
nutrientes. En la década de los 90, los biofertilizantes se convirtieron en un punto
común de investigación teniendo en cuenta los serios problemas ambientales
causados
con
la
aplicación
irracional
de
los
fertilizantes
químicos
(www.ecoweb.dk/ifoam).
2.4 Procesos de fijación de N2 atmosférico.
Los procesos de fijación del N2 atmosférico, es decir, obligarlo a reaccionar con
otros elementos para formar un compuesto químico que lo contenga puede
lograrse mediante métodos químicos y métodos biológicos. Mayea et al., (1998)
señala que los métodos químicos se basan en descargas eléctricas, donde se
forma óxido nítrico el cual al reaccionar con el agua de lluvia origina ácido nítrico.
Este ácido reacciona con el amoniaco (NH3) del aire para producir nitrato de
amonio (NO3NH4) y de esta forma mediante las precipitaciones llega al suelo una
modesta cantidad de nitrógeno. Se estima que este proceso puede fijar alrededor
de 10 millones de toneladas métricas de N2 por año.
Los métodos biológicos de fijación de N2, dependen básicamente de la capacidad
de algunos microorganismos de convertir el N2 atmosférico en formas asimilables
para las plantas (NH4+) mediante la acción del complejo enzimático nitrogenasa
(Mayea et al., 1998). Según estos autores, ciertas bacterias y algunas especies de
algas verdeazules (Cianobacterias) que se desarrollan independientemente tienen
la habilidad de fijar el N2 atmosférico en sus células, dando como producto final de
la fijación proteínas. Estos sistemas, ya sean de vida libre, como en simbiosis con
formas superiores de vida incorporan aproximadamente 170 millones de toneladas
de nitrógeno anualmente al ecosistema (González y Lluch, 1992), y es probable
que esta cantidad no haya cambiado sustancialmente en los últimos años.
Existen algunas especies de microorganismos que poseen la habilidad de
convertir el dinitrógeno atmosférico (N2) a amonio (NH4+) mediante la acción de la
enzima nitrogenasa. Estas especies son denominados diazótrofos y requieren de
energía para realizar su metabolismo. Dentro de los diazótrofos capaces de
realizar este proceso se encuentran los denominados fijadores de vida libre, los
cuales fijan N2 atmosférico sin la cooperación de otras formas vivas, siendo la
familia Azotobacteriaceae la que agrupa uno de los géneros más importantes
utilizados en la biofertilización a diferentes cultivos. La FAO (1995) reporta que A.
chroococcum se considera de menor importancia agrícola por incorporar modestas
cantidades de nitrógeno al suelo, Bhattacharya y Chaudhuri (1993) reportan que
es capaz de fijar de 20 a 30 kg. de N ha/año, pero tanto Azotobacter como
Azospirillum en determinadas condiciones su efecto beneficioso no se debe
solamente a la cantidad de N2 atmosférico fijado, sino a la capacidad de producir
vitaminas y sustancias estimuladoras del crecimiento (ácido indolacético, ácido
giberélico, citoquininas y vitaminas) que influyen directamente en el desarrollo
vegetal (Rodelas, 2001).
2.5 El Género Azotobacter
Las bacterias aerobias de vida libre fijadoras de N2 más conocidas se encuentran
formando parte de las familias Azotobacteriaceae, Spirillaceae y Bacillaceae. Del
género Azotobacter se han descrito varias especies: Azotobacter chroococcum, A.
vinelandii, A. agilis y A. paspali; sin embargo no todas tienen características
perfectamente definidas. (Martínez, 1986; Mayea et al., 1998; Itzigsohn et al.,
2000)
Jordin sugiere la existencia de microorganismos que fijan nitrógeno en 1862, sin
embargo, no fue hasta 1896 que S. Winogradsky estableció de modo estable la
fijación no simbiótica del nitrógeno atmosférico al aislar Clostridium pasteurianum.
En 1901, M.W. Beijerinck demostró que la fijación biológica del nitrógeno se
realizaba también por bacterias pertenecientes al género Azotobacter, aisló
Azotobacter chroococcum del suelo y Azotobacter agilis del agua. Poco tiempo
después, en 1901, k. Lipman describió la especie Azotobacter vinelandii.
(www.utm.mx/temas-docs/ensay3t13R.pdf)
Este género comprende bacterias grandes, levaduriformes, aerobias estrictas, no
esporógenas y Gram negativos; son mesófilas y su temperatura óptima de
desarrollo es de 30 °C. La eficacia media en relación con el N2 fijado por unidad de
azúcar descompuesto es de 5 –10 g, lo cual se cataloga como bajo. El pH óptimo
de crecimiento es de 6 y a niveles inferiores disminuyen las cantidades de N2
fijado y hasta puede inhibirse su actividad metabólica. La capacidad de fijación de
N2 por estas bacterias varía considerablemente en dependencia de la composición
del medio, su acidez, temperatura y aireación, de la presencia de nitrógeno
combinado, de la naturaleza de las fuentes de carbono, microelementos y de la
acción de organismos antagónicos en el medio (Martínez, 1986; Mayea et al.,
1998).
Según Rodelas (2001), dentro del grupo de los fijadores de vida libre el género
Azotobacter presenta la capacidad de fijar N2 atmosférico cuando en el suelo
existen suficientes cantidades de materia orgánica, ya que en suelos poco fértiles
con escaso contenido de materia orgánica no se obtiene efecto agronómico
positivo.
González y Lluch (1992) reportan que el género Azotobacter presenta alta
capacidad de biodegradación, especialmente de compuestos fenólicos sustituidos.
Este hecho resulta de especial interés, basándose en recientes observaciones que
muestran como estas bacterias aumentan su actividad biológica (incluyendo la
capacidad fijadora de N2) en suelos agrícolas adicionados de residuos que poseen
un alto contenido en sustancias fenólicas, pudiéndose sugerir que estos
microorganismos pueden contribuir a la biotransformación de este tipo de residuos
cuando se usen como fertilizantes. En este contexto, el género Azotobacter está
considerado como bacterias ideales para los procesos de descontaminación de
suelos agrícolas con sustancias xenobióticas.
2.6 Producción de sustancias fisiológicamente activas por Azotobacter sp.
Desde el punto de vista histórico, Azotobacter es el género que de una forma más
amplia ha sido utilizado en la agricultura. Las primeras aplicaciones de estas
bacterias datan de 1902, alcanzando una amplia utilización durante las décadas
de los 40, 50 y 60´s, particularmente en los países de Europa del Este (González y
Lluch, 1992).
La aplicación de la inoculación de esta bacteria ha sido positiva, observándose
incrementos en los rendimientos en diferentes cultivos, principalmente en
cereales. Estos resultados obtenidos con la inoculación de Azotobacter
chroococcum no deben atribuirse exclusivamente a la ganancia de N2 por las
plantas, ya que estos microorganismos en determinadas condiciones su efecto
beneficioso se debe fundamentalmente a la capacidad de solubilizar fosfatos y
sintetizar sustancias estimuladoras del crecimiento vegetal, tales como, vitaminas
y hormonas vegetales que intervienen directamente sobre el desarrollo de las
plantas (González y Lluch, 1992; De Troch, 1993; Pozzon et al, 1993; Baldani,
1997; Mayea et al., 1998; Velazco y Castro, 1999; Burdman, 2000; Itzigsohn,
2000; Rodelas, 2001). En el cuadro 5 se observan las vitaminas producidas por A.
chroocuccum y sus respectivas concentraciones.
Cuadro 5. Produccion de vitaminas por A. Chroococcum I-12
Vitamina
Tiamina
Riboflavina
Piridoxina
Ácido fólico
Fuente: (PROQUISA, 2003)
Concentración ug/100 ml
5.7
44.0
18.0
3.5
De este modo A. chroococcum sintetiza tiamina de 50–100 mg g-1 de sustancia
celular seca; ácido nicotínico de 200–600 mg g-1 de sustancia celular seca y ácido
pantoténico y biotina. El resto de los aminoácidos sintetizados se muestran en el
cuadro 6 con sus concentraciones. Las fitohormonas que produce son ácido
indolacético (AIA); ácido giberélico y citoquininas (Rodelas, 2001). El cuadro 7
indica las sustancias con actividad reguladora producidas por esta bacteria.
Cuadro 6. Relación de aminoácidos totales producidos por A. Chroococcum I-12
Aminoácido
Concentración en proceso de
fermentación (nmol/ml)
Ácido Aspártico
Serina
Glicina
Valina
Isoleucina
Ácido Glutámico
Ornitina
Lisina
Arginina
Treonina
Leucina
Fenilalanina
Prolina
Tirosina
Concentración Total
Fuente: (PROQUISA, 2003)
71.05
61.65
127.35
38.70
20.05
82.15
0.83
9.40
4.45
58.80
35.95
66.55
60.60
2.87
728.90
Cuadro 7. Producción de sustancias con actividad reguladora del crecimiento por
A. chroococcum. I-12
Tipo de sustancia reguladora
Actividad (ug/lt)
Auxínica (Eq. A AIA)
Giberélica (Eq. a A3G)
Citoquinínica (F.q.a Kinetina)
14.47
30.20
12.50
Fuente: (PROQUISA, 2003)
Además de los compuestos mencionados, estas bacterias son capaces de
sintetizar sustancias fungistáticas que, al inhibir el crecimiento de los hongos
fitopatógenos del suelo, promueven indirectamente el desarrollo de las plantas,
especialmente en las etapas tempranas del cultivo. Estos compuestos tienen
acción sobre hongos pertenecientes a los géneros Fusarium, Alternaria,
Penicillium y Rhizoctonia, variando su acción antagónica con la cepa bacteriana
utilizada. Mediante su acción conjunta, estas sustancias son capaces de estimular
la germinación de las semillas y acelerar el crecimiento de las plantas siempre y
cuando sea adecuada la concentración de organismos en la rizósfera de las
plantas (Mayea et al., 1998; Rodelas, 2001).
2.7 Rhizobac EstimuladorR
El sistema Rhizo-Bac EstimuladorR (Rizobacterias Estimuladoras del Crecimiento
Vegetal) de Proquisa consiste en un biopreparado que contiene la cepa I-12 de
Azotobacter chroococcum, con una concentración de 1*10
10
UFC / ml y de Exu-
RootR, el cual trabaja como inductor fisiológico de la raíz, acelerando la exudación
de nutrimentos para una rápida y prolongada colonización de Rhizo-Bac
EstimuladorR (Fig. 3).
Figura 3. Rhizobac Estimulador
El mayor beneficio de la aplicación de Rhizo-Bac EstimuladorR, se debe a su
capacidad para sintetizar sustancias biológicamente activas, lo que permite a la
planta un mayor ajuste en los factores estresantes del medio ambiente, logrando
con ello un óptimo desarrollo vegetativo (Cuadro 8). Esta cepa ha demostrado ser
altamente efectiva en hortalizas y crucíferas debido a la facilidad de asociación a
las raíces de estas especies vegetales. (PROQUISA, 2003)
Cuadro 8. Análisis físico y bioquímico de A. chroococcum cepa I-12.
ANÁLISIS FISICO
pH
Olor
Forma
Color
Densidad
6.5 - 7.5
Fétido
Líquido
Ambar oscuro
1.00 - 1.03 g/cm3 a 20 oC
ANALISIS BIOQUIMICO
Azotobacter chroococcum
1 x 10 10 UFC/mL
Fuente: (PROQUISA, 2003)
Forma de acción
Las formas dormantes de Azotobacter al entrar en contacto con el suelo, germinan
produciendo colonias de células activas. Estas células crecen y se multiplican
activamente utilizando las fuentes de carbón que son exudadas masivamente
debido a la acción fisiológica de Exu-RootR. El aspecto mas importante de A.
chroococcum es la síntesis de sustancias promotoras del desarrollo de las plantas
tales como: vitaminas (cuadro 5), aminoácidos (cuadro 6) y fitohormonas (cuadro
7) las cuales tienen un efecto determinante en el desarrollo del cultivo.
(PROQUISA, 2003)
III. OBJETIVO E HIPÓTESIS
Objetivo
Evaluar la influencia de la dosis de aplicación de un biopreparado de Azotobacter
chroococcum sobre el desarrollo de plantas jóvenes de tomate y brócoli bajo
condiciones de invernadero.
Hipótesis
La aplicación de las diferentes dosis de Azotobacter chroococcum a plantas
jóvenes de tomate y brócoli, altera de manera positiva el desarrollo vegetal
integrado en invernadero.
IV. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 Localización del experimento
El trabajo se llevó a cabo en el invernadero del Instituto Tecnológico de Sonora,
unidad Náinari (Fig. 4 ), ubicado en la calle Antonio caso S/n colonia Villa Itson, en
Ciudad Obregón, Sonora.
Figura 4. Invernadero del Instituto Tecnológico de Sonora
4.2 Diseño Experimental
Esta investigación se llevó a cabo bajo un diseño experimental simple,
completamente al azar, constó de 6 tratamientos y 10 repeticiones cada uno,
resultando un total de 60 unidades experimentales por cultivo. Los análisis
estadísticos (análisis de varianza y comparación de medias) se efectuaron con la
ayuda del programa estadístico Nuevo León 1994.
Los cultivos fueron Tomate y Brócoli; para lo cual se tomaron vasos de unicel
número 10, llenado ¾ partes de sustrato SUNSHINE 3, posteriormente se
introdujeron 2 semillas a una profundidad de 2 cm bajo la superficie del sustrato
aproximadamente, teniendo como fecha de siembra el 06 de Febrero de 2004.
Una vez sembrados los cultivos, se regó de manera periódica cumpliendo con las
necesidades de requerimientos de agua; cuando emergió la primer hoja verdadera
se aclaró dejando sólo la plántula cuyas características indicaran ser la más
apropiada para el experimento.
4.3 Tratamientos
Se aplicaron los siguientes tratamientos:
ƒ
T1: Azotobacter chroococcum (Rhizobac-E) 15 lt/ha
ƒ
T2: Azotobacter chroococcum (Rhizobac-E) 30 lt/ha
ƒ
T3: Azotobacter chroococcum (Rhizobac-E) 60 lt/ha
ƒ
T4: Azotobacter chroococcum (Rhizobac-E) 120 lt/ha
ƒ
T5: Azotobacter chroococcum (Rhizobac-E) 240 lt/ha
ƒ
T6: Testigo (Sin aplicación)
Los tratamientos se aplicaron repartidos en tres aplicaciones una vez por semana
durante tres semanas después de la aparición de la primera hoja verdadera. Se
aplicaron de forma directa sin diluir, haciendo uso de una micropipeta, calculando
la dosificación en base al número de plantas que se tienen en una hectárea y su
proporción a las plantas por tratamiento y repetición.
Los biopreparados aplicados son Azotobacter chroococcum (Cepa INIFAT-12 a 1
X 1010 UFC / ml).
4.4 Fertilización Mineral
Esta solución se preparó por separado:
1. La solución nutritiva que cuenta con los macronutrientes de la solución
fertilizante, se pesan y disuelven en el orden que se indica en el cuadro 9. A
esta solución se le se ajusta el pH a un valor de 5.5, agregando en
pequeñas cantidades el ácido sulfúrico necesario.
Cuadro 9. Composición de solución de macronutrientes
FUENTE
15 lt solución nutritiva
(cantidad en g)
MAP (12-61-00)
2.6505
Sulfato de Mg
4.05
Nitrato de Ca
4.05
Multi K (12-2-43)
6.975
Super Nitrato (31-4-0)
1.035
2. Los micronutrientes están contenidos en la solución madre, los cuales se
pesan y disuelven en el orden que indica el cuadro 10.
Cuadro10. Composición de la solución de micronutrientes
FUENTE
10 ml solución madre
(cantidad en gr)
Sulfato ferroso
0.5619
Sulfato de Manganeso
0.2248
Ácido bórico
0.3148
Sulfato de cobre
0.223
Sulfato de Zinc
0.223
Después de preparar las soluciones nutritivas y madre, se mezclan al momento en
que se van a utilizar, debido a que estas soluciones tienen diferentes
concentraciones. Esta solución se aplicó dos veces, después de la aparición de la
primera hoja verdadera.
4.5 Variables analizadas
4.5.1 Altura de la planta
En esta variable, se midió con una regla graduada cada una de las plantas (Figura
5), desde el primer día de tratamiento y cada cinco días, hasta el final del
experimento (6 semanas) para posteriormente determinar la tasa relativa de
crecimiento en cm dia-1, en base a la siguiente fórmula:
Af - Ai
T.R.C. = ------------------------- (cm dia-1)
T
Donde:
T.R.C. = Tasa relativa de crecimiento
Af = Altura final
Ai = Altura inicial
T = Tiempo
Figura 5. Medición de altura de plantas de tomate
4.5.2 Área Foliar
Después de que se completó el tiempo de tratamientos, se levantó el experimento.
Esta variable se evaluó tomando la parte aérea de cada una de las plantas para
posteriormente ser medida con integrador de área foliar (cm2) marca CID, inc.,
modelo CL-202 (Fig. 6).
Figura 6. Integrador de área foliar brócoli
4.5.3 Clorofila Total
Se valoró después de la segunda aplicación de tratamiento diariamente durante 5
días, se suspendió por dos días la lectura, debido a que las condiciones climáticas
no eran las adecuadas (Fig. 7). Las mediciones se realizaron con el Spad 502 de
Minolta (unidades de clorofila).
Figura 7. Medición de clorofila con Spad 502
4.5.4 Fitotoxicidad
Se determinó desde la primera aplicación, hasta días después de la última,
valorando el tejido necrosado o indicios del mismo, en hojas, tallos, ramas y raíces
en escala del 1-5, siendo 1 sin daño, 2 con daño inicial de 5%, 3 con daño
aparente de más del 5 al 25%, 4 daño fuerte de más de 25 al 50% y 5 con plantas
en inicio de senescencia, con daños por arriba del 50%.
4.5.5 Longitud raíz
Se cortaron las raíces de las plantas y se midieron con la ayuda de una regla. El
resultado se expresó en cm (Fig. 8).
Figura 8. Medición longitud de raíz
4.5.6 Peso seco parte aérea
Se tomaron las partes aéreas que consistían en tallos y hojas y se
colocaron en bolsas de papel identificándolas para cada tratamiento y número de
repetición sometiéndose a temperaturas de 70 °C por 48 horas en un horno
(Figura 9); después se pesó en una balanza analítica. El resultado se expresó en
gramos.
Figura 9. Horno utilizado en el secado de las plantas
4.5.7 Peso seco raíz
Se separó la raíz del resto de la planta y se introdujo en bolsas de papel, después
de etiquetarlas por tratamiento, se colocaron en el horno a una temperatura de 65
°C por 48 h. La raíz seca se peso en una balanza analítica (Fig. 10), obteniendo
los resultados en gramos.
Figura 10. Balanza analítica
4.5.8 Peso volumétrico raíz
Para evaluar esta variable, se introdujeron las raíces cortadas y debidamente
lavadas de los cultivos a una probeta y se midió la cantidad de ml desplazados por
la raíz (Fig. 11).
Figura11. Medición peso volumétrico de raíz.
V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A continuación se presentan los resultados por cultivo y por cada variable
evaluada.
5.1 Tomate
5.1.1 Altura de la planta
La altura final de planta, así como la tasa relativa de crecimiento (Figuras 12 y 13
respectivamente) en tomate no se afectó por efecto de la aplicación de las
diferentes dosis de Azotobacter chroococcum, ello debido al corto tiempo de
evaluación de los mismos, ya que el desarrollo duró cerca de cuarenta días, aun
así las altura finales estuvieron alrededor de 10 cm.
En la medición de altura final (Figura 12), el tratamiento que mostró una valor más
alto fue el de 120 lt/ha, con un 2.5% por arriba del testigo.
Para el caso de la tasa relativa de crecimiento (Figura 13), el tratamiento que
propició mayor crecimiento en la planta por día fue el 4, con una concentración de
120 lt/ha con un 105.07% por encima del testigo.
Según González y Lluch (1992) la producción de sustancias promotoras del
crecimiento vegetal por Azotobacter, se ve influenciada por el estado fisiológico de
la bacteria y por la edad de los cultivos, habiéndose demostrado que la presencia
de nitrógeno combinado modifica la producción de auxinas y giberelinas. La
adición de exudados radicales de ciertos cereales colonizados por Azotobacter,
determinan aumentos significativos en la producción de auxinas, giberelinas y
citoquininas, siendo este efecto más evidente cuando los exudados se obtienen de
plantas de más de 30 días de crecimiento.
12
Altura de la planta (cm)
11
10
T1
T2
T3
T4
T5
T6
9
8
7
6
5
20-Feb
27-Feb
03- Mzo
FECHA DE MEDICIÓN
Figura 12. Efecto de Azotobacter chroococcum
sobre la altura de plantas de
Tasa relativa de crecimiento
(cm/día)
tomate, bajo condiciones de invernadero.
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 13. Efecto de Azotobacter chroococcum
sobre la tasa relativa de
crecimiento plantas de tomate, bajo condiciones de invernadero.
5.1.2 Área Foliar
Esta variable presentó diferencias estadísticamente significativas, donde las hojas
más grandes y numerosas eran de las plantas que recibieron las dosis de 15 y 30
lt ha-1, con 18.02 y 19.9% respectivamente, más que el testigo.
Se puede apreciar que todos los tratamientos obtuvieron mejores resultados que
el testigo. En la figura 14 se observa como los tratamientos 1, 2 3 y 4 no difirieron
estadísticamente entre ellos, así como tampoco se evidencian diferencias entre los
tratamientos 3, 4, 5 y 6.
Estos resultados confirman lo obtenido por Martínez et al. en 1996, quien comenta
que al inocular tomate con Azotobacter, obtuvo 20% de aumento en el número de
hojas, lo cual demuestra que el incremento en la producción de área foliar se debe
a la secreción de aminoácidos y grupos de fitohormonas producidas por la
bacteria.
24000
Área foliar (mm2)
23000
A
A
22000
AB
21000
AB
20000
B
19000
B
18000
17000
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 14. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre el área foliar de plantas de
tomate, bajo condiciones de invernadero
5.1.3 Clorofila Total
No se encontró diferencia significativa entre los tratamientos aplicados, sin
embargo, se observa un comportamiento similar para cada uno de ellos (Figura
15) donde para el tercer días se aprecia que el medidor de clorofila proyectó
lecturas por arriba de las 30 unidades de clorofila, lo que nos indica que al ir
transcurriendo estos la asimilación de nutrientes fue incrementando por parte dela
planta, esta misma tendencia la siguen cada uno de los 6 tratamientos.
Este pigmento, responsable en parte del proceso fotosintético, no muy fácilmente
puede ser afectado por inducciones microbiológicas, inclusive nutrimentales, ya
que genéticamente cada planta o grupos de ellas dentro de la misma familia,
tienen un rango de concentración en el cual se detectan sus valores (Bolhar, 1998;
Salisbury y Ross, 1994).
40
Clorofila total
(unidades de clorofila)
35
30
25
DIA 1
DIA 2
DIA 3
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 15. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre clorofila de plantas de
tomate, bajo condiciones de invernadero.
5.1.4 Fitotoxicidad
Esta variable no presentó cambios, los tratamientos aplicados de Azotobacter
chroococcum no afectaron de forma negativa el desarrollo de las plantas y no
generaron daño alguno, dejando que continuara su desarrollo integral.
5.1.5 Longitud de Raíz
Los valores obtenidos en esta variable durante el experimento no resultaron ser
estadísticamente significativos para los tratamientos, siendo el testigo el
tratamiento que presentó el valor más alto.
Al realizar la medición de longitud de raíz, se observó el del tratamiento 6 (testigo),
tenía una raíz principal más larga, pero con menos ramificaciones que las raíces
de los demás tratamientos.
El tratamiento 5 correspondiente a 240 lt/ha de Azotobacter chroococcum, tiene un
83.08% por debajo del testigo, comparado con el tratamiento 3, que presentó un
73.35% (Figura 16).
Minero (1999), comenta que en la aplicación de productos biológicos comerciales
formulados con hongos y bacterias benéficos, para que estos funcionen, es
necesario cambiar algunas prácticas de manejo, como el tratamiento de la semilla,
aplicaciones de ciertos productos químicos y/o dosis no permitidas, ya que hasta
ahora no existen recetas de control biológico, por lo que si no se tienen ese tipo de
precauciones los efectos no se observarán.
40
Longitud de raíz (cm)
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTO
Figura 16. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre la longitud de raíz de plantas
de tomate, bajo condiciones de invernadero.
5.1.6 Peso Seco parte Aérea
El tratamiento 4 correspondiente a la concentración de 120 lt/ha aportó mayor
valor en peso seco de la parte aérea con 6.3% más del testigo, sin embargo, no se
presentaron diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos
evaluados.
Los valores obtenidos, no mostraron efectos en ésta variable, ya que el testigo
resultó mayor que algunos de los tratamientos (Figura 17). Es de esperar que al
encontrar mayores área foliares, de manera directa se detecten mayores pesos
secos, sin embargo, a pesar que se tuvo mayor área foliar, no se mantuvo la
tendencia en el peso seco, esto puede ser debido a la consistencia de la hoja.
Estos resultados no son los esperados, ya que al tener mas área foliar se
incrementa de manera proporcional el peso seco; aumentos aun mas
considerables se encontraron al inocular semillas de tomate, ya que se aumentó
hasta en 52% la materia seca de las plantas completas debido a que se aprovecha
la capacidad de suministrar hasta el 50% de los requerimientos de las plantas
mediante la fijación biológica por las bacterias (Martínez et al., 1997; Dibut et al.,
1996).
0.7
Peso seco aéreo (g)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 17. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre el peso seco parte aérea de
plantas de tomate, bajo condiciones de invernadero.
5.1.7 Peso Seco Raíz
Estadísticamente, esta variable presentó diferencias, el tratamiento con mayor
porcentaje arriba del testigo fue la dosis de 60 lt/ha, con 77% seguido por el de 15
lt/ha con 23%. Estas diferencias son evidentes en la Figura 18.
En esta etapa del análisis, todos los tratamientos reportan mejores resultados que
el testigo.
El hecho de que algunas plantas obtuvieron longitudes altas de raíz y pesos
volumétricos
altos,
pero
en
la
variable
de
peso
seco
disminuyeron
considerablemente, se debe a que retenían demasiada humedad.
Según Vorobeikoy (et al., 1996) la tendencia debería de mantenerse en el
siguiente sentido, mayor longitud de raíz, mayor peso volumétrico de ella y por lo
tanto mayor peso seco, al no dar la linealidad de esa forma, no se refleja el efecto
directo en éste órgano de raíz, situación que propició dicho comportamiento.
Peso seco raíz (g)
0.6
0.5
A
0.4
0.3
B
B
B
B
B
4
5
6
0.2
0.1
0
1
2
3
TRATAMIENTO
Figura 18. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre peso seco de raíz de plantas
de tomate, bajo condiciones de invernadero.
5.1.8 Peso Volumétrico Raíz.
El peso volumétrico de raíz presenta diferencias estadísticamente significativas.
En los resultados de esta variable, se hace notar que todos los tratamientos
superan al testigo; el tratamiento de Azotobacter chroococcum 60 lt/ha reporta
318.7% más que el testigo (Fig. 19).
Es de suponerse que el resultado de peso volumétrico de raíz está dado por su
peso y su crecimiento longitudinal. El contar con mayores longitudes de raíz da por
consecuencia mayores pesos volumétricos y secos, situación que no se dio en
Peso volumétrico raíz (cm3)
este caso (Reddy et al., 1999; Simon et al., 2001).
12
10
A
8
6
B
B
4
C
C
4
5
C
2
0
1
2
3
6
TRATAMIENTOS
Figura 19. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre peso volumétrico de raíz de
plantas de tomate, bajo condiciones de invernadero.
5.2 Brócoli
5.2.1 Altura de la planta
Al igual que en el crecimiento de plantas de tomate, no se encontró diferencias
significativas estadísticamente en la aplicación de los tratamientos a plantas de
brócoli
El tratamiento que propició mayor efecto en la altura final de las plantas fue el 4
(120 lt/ha), superando al testigo con 10.72% (Figura 20).
En la Figura 21 se muestra la tasa relativa de crecimiento, la cual se vio afectada
por el tratamiento 4 (120 lt/ha) con 109.47% sobre el testigo, seguida por el
tratamiento 5 (240 lt/ha).
Tang (1995) al inocular Azotobacter chroococcum en pasto Panicum maximun no
encontró resultados favorables en cuanto a crecimiento vegetal y tampoco se
obtuvo efecto alguno sobre el crecimiento de Cenchrus ciliaris, cuando se inoculó
con la misma bacteria.
14
Altura de la planta (cm)
13
12
1
2
3
4
5
6
11
10
9
8
7
6
5
20-Feb
27-Feb
03- Mzo
FECHA DE MEDICIÓN
Figura 20. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre altura de plantas de brócoli,
Tasa relativa de crecimiento
(cm/día)
bajo condiciones de invernadero.
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 21. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre la tasa relativa de
crecimiento de plantas de brócoli, bajo condiciones de invernadero
5.2.2 Área Foliar
Esta variable presenta diferencia estadísticamente significativa; los mejores
resultados fueron los del tratamiento 2 (30 lt/ha) ya que reporta un área foliar de
37.4% mayor que el testigo (Figura 22). En la gráfica se puede observar que todos
los tratamientos arrojaron mejores resultados que el testigo.
Según Martínez et al. (1987) Azotobacter chroococcum permite que el número de
hojas aumente entre 22 y 42% al ser inoculadas diferentes variedades de tomate
en suelo ferralítico rojo, bajo condiciones de invernadero, lo cual fue comprobado
Área foliar (mm2)
con los resultados similares obtenidos en la medición de esta variable.
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
A
AB
A
ABC
BC
1
2
3
4
5
C
6
TRATAMIENTOS
Figura 22. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre área foliar de plantas de
brócoli, bajo condiciones de invernadero.
5.2.3 Clorofila Total
Los valores encontrados en esta variable durante el experimento no resultaron ser
estadísticamente significativos para los tratamientos aplicados con respecto al
testigo, con excepción del segundo día, durante el cual si se obtuvo diferencia
significativa.
En la Figura 23 se observa que los mejores resultados se obtuvieron con la
aplicación de A. chroococcum 30 lt/ha (T2) para los tres días en que se llevó a
cabo la medición. En el día 2 de medición se presentaron diferencias
estadísticamente significativas con 142.04% más que el testigo.
Cabe señalar que al iniciar la toma de clorofila algunos de los tratamientos se
encontraban por debajo del testigo, y a medida que fueron pasando los días de
medición, las unidades de clorofila fueron aumentando, algunos tratamientos
superando al testigo y otros no; sin embargo, los que no superaron al testigo,
fueron aumentando y disminuyendo el porcentaje del cual se encontraban por
debajo del testigo.
Rentería (1998) reporta que las mediciones de clorofila en el rábano y champiñón,
bajo condiciones del Valle del yaqui, no se encontró diferencia significativa alguna
entre las medias, pero si se nota un incremento que se mantiene entre 48%, lo
cual refleja que si no se incrementa el contenido total de clorofila, al menos no
disminuye conforme pasa el tiempo, sino que más bien se mantiene constante.
Clorofila total (unidades de clorofila)
60
50
40
DIA 1
DIA 2
DIA 3
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 23. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre clorofila total de plantas de
brócoli, bajo condiciones de invernadero.
5.2.4 Fitotoxicidad
Esta variable no presento cambió, los tratamientos de ácidos no afectaron el
desarrollo de las plantas y no generaron daño, dejando que continuaran su
desarrollo.
5.2.5 Longitud de Raíz
Estadísticamente no se presentaron diferencias significativas al llevar a cabo el
análisis de esta variable, (Fig. 24) sin embargo el tratamiento 3 (60 lt/ha), mostró
un 118.8% por encima del testigo, seguido por el tratamiento 4, (120 lt/ha) con un
111.36%.
Los resultados obtenidos con estos dos tratamientos, representan una mejora para
el desarrollo de la planta, ya que con raíces más grandes, se facilita la extracción
de nutrientes para el vegetal, y su función se hace más eficiente.
El contar con mayores longitudes de raíces en los cultivos, les da mayor
oportunidad de explorar la superficie del suelo y subsuelo, en búsqueda de agua y
minerales, así como de compuestos orgánicos y demás relacionados con el
desarrollo de ellos, lo cual puede ser promovido por microorganismos bacterianos
Longitud de raíz (cm)
al sistema de crecimiento (Reddy et al., 1999; Simon et al., 2001).
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTO
Figura 24. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre longitud de raíz de plantas
de brócoli, bajo condiciones de invernadero.
5.2.6 Peso Seco parte Aérea
No se detectaron diferencias estadísticamente significativas en el análisis de esta
variable. Todos los tratamientos mostraron valores por debajo del testigo, siendo
el tratamiento 3 (120 lt/ha) el que más se le acercó con un 98.19%. La Figura 25
indica los pesos secos del área foliar en los diferentes tratamientos aplicados.
Martínez et al. (1997) plantean que el efecto de la inoculación con Azotobacter
chroococcum sobre la germinación y crecimiento de plántulas de tomate
(Lycopersicon esculentum) en suelos Ferralíticos Rojos resulta coincidente para
todas las variedades analizadas. La población de plántulas por m2 aumentó entre
36% (Cambell-28) y 78% (CI-289-RA) respectivamente, así como la altura se
incrementó en 34% (C-28-V) y 96% (Nova-2) y el diámetro del tallo entre 37% (C28-V) y 100% (Tropical-3). El número de hojas aumentó entre 22% (Tropical-1) y
42% (Línea-94) y el peso seco de 50 plántulas entre 38% (Nova-2) y 27.6%
(Tropical-3).
Peso seco aéreo (g)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 25. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre peso seco parte aérea de
plantas de brócoli, bajo condiciones de invernadero.
5.2.7 Peso Seco Raíz
En el peso seco de raíz se reportaron incrementos de más de 36% con A.
chroococcum en una concentración de 30 lt/ha (T2), aunque sin diferencias
significativas en el análisis estadístico en ninguno de los casos. (Fig. 26)
Dos de los tratamientos (1 y 5), presentaron valores menores a los del testigo, con
un 60.47% por debajo de este.
Azotobacter secreta sustancias activas del grupo de las hormonas, aminoácidos y
vitaminas que estimulan la fotosíntesis y reducen transpiración, lo que permite el
almacenamiento de fotosintatos que constituye la base de la formación de
tubérculos y raíces constituidas como material de reserva, como ocurrió en las
investigaciones llevadas a cabo con cultivos de yuca, trigo y tomate (Dibut y
Martínez, 1993).
Peso seco raíz (g)
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 26. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre peso seco de raíz de plantas
de brócoli, bajo condiciones de invernadero.
5.2.8 Peso Volumétrico Raíz
No todos los tratamientos presentaron valores superiores a los del testigo y no se
obtuvieron diferencias en el análisis estadístico. En los resultados de esta variable,
se observa que el mejor tratamiento es el de la dosis correspondiente a 15 lt/ha de
A. chroococcum, con un 93.4% sobre el testigo. (Fig 27)
Estos resultados coinciden con los analizados por Martinez et al. (1995), donde al
estudiar la efectividad de cepas de Azotobacter chroococcum aisladas de la
rizósfera de plántulas de toronja y naranja, se apreció que todas estimularon en
mayor o menor cuantía, al menos uno de los indicadores del crecimiento
evaluados, lo que sugiere que la producción de sustancias fisiológicamente
activas, constituye un factor común a dichas cepas. Lo anteriormente planteado
Peso volumétrico raíz (cm3)
coincide con lo citado por Dibut y Martínez (1993).
7
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
TRATAMIENTOS
Figura 27. Efecto de Azotobacter chroococcum sobre peso volumétrico de plantas
de brócoli, bajo condiciones de invernadero.
VI. CONCLUSIONES
En base a los resultados obtenidos se concluye que la aplicación de Azotobacter
choroococcum afecta de manera positiva el crecimiento inicial de plantas de
tomate y brócoli bajo condiciones de invernadero a pesar de no detectarse
diferencias significativas en la mayoría de las variables valoradas.
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