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Tierra Tropical (2013) 9 (1): 39-47
EVALUACIÓN DE SUSTANCIAS HÚMICAS Y COMPOST
ELABORADOS CON REMANENTES DE PLANTACIONES DE PIÑA
PARA LA REDUCCIÓN DE LAS POBLACIONES DEL NEMATODO
Radopholus similis EN EL CULTIVO DE BANANO
M.I. Mojica y H. Leblanc1
Universidad EARTH
Las Mercedes de Guácimo, Limón, Costa Rica
Recibido 30 de noviembre 2012. Aceptado 24 de abril 2013.
RESUMEN
En Costa Rica se cultivan 45 000 ha de piña, que generan 300 Mg/ha de rastrojos. El objetivo de
este estudio fue evaluar la eficacia del compost y sustancias húmicas, elaboradas con remanentes
de piña, sobre la producción de biomasa del banano y el control del nematodo Radopholus
similis. Se utilizó un diseño completamente al azar con nueve tratamientos [sustancias húmicas a
(5, 10, 15 y 20) % (v/v), compost a (20, 25 y 30) Mg/ha, Vydate al 24 % y un testigo absoluto] y
seis repeticiones. La unidad experimental consistió en una vitro planta de banano (Musa AAA
subgrupo Cavendish clon Valery). Las plantas crecieron en el invernadero por un periodo de 20
semanas. El compost de biomasa aérea de piña aumentó el número de hojas sanas, el diámetro
del pseudotallo, la altura de planta y la biomasa seca aérea, de raíces y total. No hubo efecto en la
supresión de nematodos por el compost y las sustancias húmicas. Se demostró que el abono
elaborado tuvo un efecto importante en el crecimiento de las plantas de banano.
Palabras clave: compost, cultivo de banano, Radopholus similis, remanentes de piña, sustancias
húmicas.
ABSTRACT
Costa Rica cultivates 45 000 ha of pineapple, generating 300 Mg/ha of stubble. The aim of this
study was to evaluate the efficacy of compost and humic substances, prepared using pineapple
stubble, on biomass production of banana andcontrol of the nematode Radopholus similis. A
completely randomized design with nine treatments [compost (20, 25, and 30) Mg/ha, to humic
substances (5, 10, 15, and 20) % (v / v), Vydate to 24 % and absolute control] and six repetitions
was used. The experimental unit consisted of a vitro banana plant (Musa AAA Cavendish Valery
clone). The plants were grown in the greenhouse for a period of 20 weeks. The compost
pineapple biomass increased the number of healthy leaves, pseudostem diameter, plant height,
and aerial, roots, and total dry biomass. There was no effect on nematode suppression by the
compost and humic substances. It was demonstrated that the fertilizer produced had an important
effect on the growth of banana plants.
Key words: composting, bananas cropping, Radopholus similis, remnants of pineapple, and
humic substances.
1
Contacto: Humberto Leblanc ([email protected])
ISSN: 1659-2751
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INTRODUCCIÓN
El cultivo de banano tiene mucha importancia para los países productores; su producción y
comercialización contribuyen a la generación de divisas y empleos. En el año 2011, Costa Rica
tenía 42 016 ha dedicadas a la producción de banano (MAG, 2012), las cuales representan
0.82 % del territorio nacional.
El banano es una planta tropical, ya que su distribución natural se encuentra entre 30° latitud
norte y sur. Este cultivo crece de forma natural en los bosques tropicales, bajo condiciones de
luminosidad tenue. Sin embargo, sometió a la planta a procesos de selección para aumentar su
eficiencia fisiológica ante rigores climáticos, acelerando su metabolismo y ciclo productivo. En
consecuencia, la planta se hizo más susceptible al ataque de plagas y enfermedades (Soto, 2002).
La principal plaga que afecta el sistema radical del cultivo del banano son los nematodos, de los
cuales Radopholus similis es el más importante (Sikora y Pocasangre, 2004). Estos representan
una amenaza al sistema radicular, destruyendo tejidos y limitando la absorción de agua y
nutrientes, afectando el desarrollo de la planta y produciendo pérdidas de peso en el racimo
(Cocom, 2005). Estudios demuestran que la adición de residuos orgánicos al suelo incrementan
el potencial de microorganismos antagonistas en el ecosistema, las poblacionales de hongos
depredadores, y otros antagonistas también se incrementan (Sikora, 2002).
Los productos naturales han jugado un papel determinante en el descubrimiento de fungicidas,
insecticidas y bactericidas (Godfrey, 1995). El uso de extractos vegetales para el control de
plagas representa una oportunidad de aprovechamiento de residuos como la hojarasca de piña
para controlar a R. similis, y como cobertura para enriquecer el suelo de las plantaciones de
banano (García y Prado, 2008). El aumento en la producción de piña ha causado una severa
problemática socio ambiental, producto de la contaminación a causa del manejo inadecuado de
los desechos orgánicos generados por esta producción (Barquero, 2007). Según el MAG (2012),
en el año 2011 el área sembrada de piña corresponde a 45 000 ha aproximadamente. Se ha
determinado que por hectárea producida de piña, se genera un volumen aproximado de
300 toneladas de rastrojos. La acumulación del rastrojo de piña después de la cosecha crea las
condiciones ideales para la proliferación de la mosca del establo (Stomoxys calcitrans),
afectando también la actividad ganadera.
El propósito de este estudio fue evaluar la eficacia de uso compost y sustancias húmicas,
elaboradas con rastrojos de piña (remanentes), sobre la producción de biomasa del banano y el
control del nematodo barrenador del banano (R. similis).
MATERIALES Y MÉTODOS
El proyecto se realizó en el invernadero de la Finca Académica de la Universidad EARTH, en
Guácimo, Costa Rica, localizada a 10°10’ N y 83°37’ O, con una altitud de 64 msnm,
precipitación media anual de 3464 mm y temperatura promedio de 25.1 °C (Universidad
EARTH, 2011). La zona de vida es un bosque muy húmedo premontano con transición a basal
(Bolaños y Watson, 1993).
La biomasa aérea de piña (Annanas comosus L.) se colectó de una plantación luego de su
segunda cosecha y lista para ser renovada. La biomasa fue picada con el fin de reducir el tamaño
de partícula a 2 cm, para facilitar el proceso de descomposición de la misma; luego se esparció
sobre una superficie de cemento bajo techo por 24 horas para reducir su contenido de humedad.
El compost se preparó combinando 100 kg de biomasa aérea de piña con 0.60 kg de levadura y
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2.6 L de melaza. El abono fue preparado en capas, para luego ser volteado y tapado con sacos.
Una vez transcurridos tres días se realizó el primer volteo y luego se mantuvo una frecuencia de
volteos de tal manera que el abono no sobrepasara los 60 °C. El tiempo de elaboración del
compost fue de 60 días. Se hizo un análisis químico de ese abono orgánico antes de usarlo como
tratamiento en el experimento.
Para extraer los ácidos húmicos del compost elaborado, se utilizó disolventes alcalinos, ya que
estas sustancias húmicas son insolubles a pH ácidos o en presencia de iones polivalentes; al
acidificar el medio se precipitan de las soluciones en forma de un gel oscuro (Labrador, 2001).
Las sustancias húmicas fueron extraídas utilizando la metodología de Stevenson (1994). Se
tomaron 100 g de compost elaborado con biomasa aérea de piña y se le añadió 1,0 L de KOH al
0,1 N. Luego esta solución fue filtrada y almacenada para su posterior uso.
La unidad experimental correspondía a una vitro planta de banano (Musa AAA subgrupo
Cavendish clon Valery). Los tratamientos consistieron en sustancias húmicas (SH) en
concentraciones de (5, 10, 15 y 20) % (v/v), T1, T2, T3 y T4, respectivamente; compost a (20, 25
y 30) Mg/ha, T5, T6 y T7, respectivamente; Vydate, 100 mL al 24 %, T7; y un testigo absoluto,
T8.
El diseño experimental utilizado fue un diseño completamente al azar con nueve tratamientos y
seis repeticiones. La unidad experimental consistió en una maceta de 1.8 L de capacidad. Se
utilizó suelo de los primeros 15 cm que se esterilizó en un horno a 100 °C. Una vez esterilizado
el suelo se procedió a llenar las macetas, luego a cada maceta se le sembró una vitro planta de
banano. Las plantas crecieron en el invernadero por un periodo de cuatro meses, donde solo se
mantuvieron con riego constante.
A las ocho semanas se inocularon las plantas de todos los tratamientos con 500 hembras de
R. similis. Los nematodos fueron originalmente reproducidos in vitro en discos de zanahoria;
cada disco contenía poblaciones de 40 000 a 60 000 nematodos. Para la inoculación se realizaron
cinco pequeños agujeros en la tierra, alrededor de la planta de banano. Dentro de los agujeros se
colocaron los 1.55 mL de solución, posteriormente se rellenaron con tierra de la misma maceta.
Seis semanas después de la siembra de las vitro plantas, se procedió a colocar los tratamientos
correspondientes al compost. A las 10, 12, 14 y 16 semanas después de la siembra, se colocaron
las sustancias húmicas en las concentraciones correspondientes a cada tratamiento. Finalmente a
las cuatro semanas después de la inoculación con R. similis, se aplicó el tratamiento químico
(Vydate).
Veinte semanas después de la siembra, se midieron en el total de las plantas, el número de hojas
sanas, altura de la planta, diámetro del pseudotallo, y la biomasa seca aérea. La biomasa seca de
raíces solo se midió en la mitad de las repeticiones de cada tratamiento, debido a que la otra
mitad se destinó al análisis de la colonización de los nematodos. En cuanto a la determinación
del número de hojas sanas, se utilizó el modelo que calcula el índice de hojas no manchadas,
haciendo una estimación del área de la hoja disponible para fotosíntesis y es una medida de
resistencia de Musa a la sigatoka (Carlier et al., 2003). A las plantas utilizadas en el análisis de
determinación de poblaciones de nematodos, se les eliminó del sistema radicular, para realizar la
extracción de nematodos. Para dicha extracción, se utilizó la metodología descrita por Araya
(2002).
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Se realizó un análisis de varianza, utilizando el programa estadístico SAS (SAS Institute, 1999).
Las medias fueron comparadas a través de la prueba de separación de medias de Tukey (p≤0.05).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los tratamientos en los que se aplicó compost, T5, T6 y T7, fueron los que dieron los mejores
resultados en relación a las variables de altura, diámetro de pseudotallo y número de hojas
(Cuadro 1 y Figura 1). Esto indica que dicho compost tiene un efecto mayor sobre los parámetros
de crecimiento evaluados en las plantas de banano; esto a causa de la nutrición de planta
proporcionada por la materia orgánica aplicada (Cuadro 2).
Cuadro 1. Características de las plantas de banano a las 20 semanas de crecimiento en el
invernadero.
Altura de planta
Diámetro de pseudotallo
Tratamientos
Número de hojas
(cm)
(cm)
T1
4.7 ab
21.1 a
2.7 a
T2
4.2 a
27.7 a
3.0 ab
T3
3.8 a
29.3 a
3.3 abc
T4
4.2 a
29.6 a
3.0 ab
T5
4.8 ab
42.4 b
4.1 c
T6
5.9 b
44.6 b
3.8 bc
T7
5.8 b
47.3 b
4.0 c
T8
3.8 a
30.3 a
2.9 ab
T9
4.1 a
28.1 a
2.9 ab
Figura 1. Comparación visual de la altura de las plantas de banano para todos los tratamientos, a
las 20 semanas de crecimiento en el invernadero.
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Cuadro 2. Contenido de nutrientes del compost elaborado con biomasa aérea de piña.
C
N
P
K
Ca
Mg
------------------------------- % ----------------------------36.46
3.56
0.32
6.45
1.65
0.73
Fe
Cu
Zn
Mn
--------------- mg/kg -------------15
350
52
106
El contenido de nutrientes del compost de biomasa aérea de piña fue alto (Cuadro 2); el
contenido de N fue de 3.6 % y el contenido de K de 6.4 %. Los clones del subgrupo Cavendish
responden muy bien al K y en segunda instancia al N (Soto, 1992). La relación C:N de este
abono fue de 10.24 por lo que se puede predecir una buena liberación de N debido a que la
relación C:N fue inferior a 20 (Stevenson, 1986; Epstein, 1997; Foth y Ellis, 1997). En general se
puede decir que el compost elaborado con hojas de piña era de muy buena calidad por tener una
contenido de N superior a 2 % y una relación C:N inferior a 20 (Paul and Clark, 1996).
La acción de la materia orgánica sobre la de las plantas en el caso de los tratamientos con
compost, T5, T6 y T7, mostraron plantas con un mejor vigor y biomasa seca (Cuadro 3 y
Figura 2). Por lo tanto, éstas estarían mejor dotadas para resistir el ataque de enfermedades.
Según De Runed (2012), los ácidos orgánicos fortalecen las paredes celulares y activan el
sistema de defensa de las plantas, como consecuencia la planta presenta un incremento en la
resistencia al ataque de patógenos.
Cuadro 3. Biomasa seca de las plantas de banano a las 20 semanas de crecimiento en el
invernadero.
Biomasa seca (g)
Tratamientos
Aérea
Raíces
Total
T1
29.4 c
4.6 a
29.9 a
T2
37.8 bc
6.7 a
40.2 a
T3
50.5 abc
6.9 a
57.0 ab
T4
46.0 bc
6.8 a
54.5 ab
T5
80.9 a
7.2 ab
85.8 bc
T6
71.1 ab
18.9 c
62.4 ab
T7
82.8 a
14.9 bc
110.3 c
T8
48.3 bc
5.0 a
45.4 ab
T9
45.5 bc
6.2 a
46.6 ab
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Figura 2. Comparación del diámetros de pseudotallos de los tratamientos T7 (compost
30 Mg/ha) vs T4 (SH 20 %) y de biomasa de raíces en los tratamientos T6 (compost
25 Mg/ha) y T1 (SH 5 %), a las 20 semanas de crecimiento en el invernadero.
Los resultados en el vigor de la planta demostraron una vez más que la materia orgánica tiene un
efecto positivo en la biología de la planta activando el crecimiento de la misma. Sikora y
Pocasangre (2004) contrastaron el concepto de potenciación biológica y supresividad in planta,
el cual sostienen que la actividad de control biológico puede ocurrir principalmente en la planta y
no en el suelo, con la planta misma que selecciona una comunidad microbiana conveniente su
salud.
En relación al número de nematodos en 100 g de raíz, no se encontraron diferencias estadísticas
entre los tratamientos (Figura 3). Este resultado deja esta etapa del estudio inconclusa, pues
aunque el análisis estadístico demostró que no hubo diferencias, muchos tratamientos tuvieron
repeticiones con poblaciones iguales a cero (T3, T5, T6, T7, T8) y en el testigo (T9) se dio un
comportamiento similar, situación que no es normal. Esto provocó una varianza mayor entre las
repeticiones de los tratamientos que entre los tratamientos. En un futuro sería importante revisar
las poblaciones de nematos en los discos de zanahoria y la metodología de inoculación. Aunque
los resultados no permiten conclusiones en cuanto a la supresión de los nematodos por parte de
los tratamientos. Las medias de todos los tratamientos estuvieron por debajo del umbral
económico de aplicación considerando que el número de nematodos permitidos en
Centroamérica es de 10 000 nematodos por 100 g de raíces (Rodríguez, 2000).
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16000
Poblaciones Radopholus similis
( /100 g raíces)
14000
Col 1 vs Col 2 - Col 4
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
Tratamientos
Figura 3. Número de nematodos en 100 g de raíces, a las 20 semanas de crecimiento en el
invernadero (las barras de error representan la desviación estándar de la media).
CONCLUSIONES
El compost de biomasa aérea de piña aumentó el número de hojas sanas, el diámetro del
pseudotallo, la altura de planta y la biomasa seca aérea, de raíces y total. Se demostró que este
abono tiene un efecto importante en el crecimiento de las plantas de banano. Sin embargo, a
pesar de los buenos resultados en el crecimiento de las plantas de banano, y aunque las
poblaciones de nematodos estuvieron por debajo del umbral económico de 10 000 nematodos
por 100 g de raíces, no se pudo demostrar el efecto en la supresión de nematodos por el compost
y las sustancias húmicas. Este resultado se debió a la variabilidad entre las repeticiones de un
mismo tratamiento.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio se pudo realizar gracias al financiamiento brindado por la Administración
Académica y la Unidad de Investigación de la Universidad EARTH, Guácimo, Costa Rica.
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