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Tecnol. Agrar. 2016; 1(1): 20-26
ARTICULO CIENTIFICO
Potencial de la escoria siderúrgica de alto horno para el
control de la pudrición del tallo en maíz (Zea mays L.)
Potential of steel blast furnace slag for the control of stalk rot in corn (Zea mays L.)
Jorge Andrés Domínguez Sanabria1 y Cristhian Javier Grabowski Ocampos1*
Área de Protección Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Asunción (FCA-UNA).
San Lorenzo, Paraguay.
*
Autor para correspondencia ([email protected]) Recibido: 09/05/2016; Aprobado: 16/06/2016
1
ABSTRACT
The use of steel slag as a corrective of soil and
disease management in agriculture is a viable
alternative poorly studied. The aim of this work
was to elucidate the effect of slag control or induce
resistance to stalk rot in maize (Zea mays L.) The
experiment was carried out in the experimental field
of Plant Protection Area, Faculty of Agricultural
Sciences, Universidad Nacional de Asunción. The
six treatments and four replications consisted of
increasing doses of slag 500, 1000, 1500 and 2000
kg.ha-1, one treatment with correction of agricultural
lime and foliar fungicide and an absolute control
without treatment. The pathogens were Fusarium
graminearum, Sclerotium rolfsii, Exserohilum
turcicum and Stenocarpella maydis. All doses of
steel slag reduced the incidence of the disease. No
significant difference was observed in the increased
yield and leaf area index although data showed over
run results for the optimum required for maize.
RESUMEN
La utilización de la escoria siderúrgica como
correctivo de suelo y manejo de enfermedades en la
agricultura es una alternativa viable poco estudiada.
El objetivo del trabajo fue dilucidar el efecto de
la escoria en controlar o inducir resistencia a
la pudrición de tallo en maíz (Zea mays L.). El
experimento se ejecutó en el campo experimental
del Área de Protección Vegetal, Facultad de Ciencias
Agrarias, Universidad Nacional de Asunción. Se
utilizaron seis tratamientos y cuatro repeticiones
que consistieron en las dosis crecientes de la
escoria 500, 1000, 1500 y 2000 kg.ha-1, un testigo
absoluto y otro donde se utilizó la corrección con
cal agrícola y aplicación foliar con fungicida. Los
patógenos presentes en el tallo fueron Fusarium
graminearum, Sclerotium rolfsii, Exserohilum
turcicum y Stenocarpella maydis. Todas las dosis
de escoria siderúrgica redujeron significativamente
la incidencia de la enfermedad. No se observó
una diferencia significativa en el aumento del
rendimiento y del índice de área foliar pese a que
sobrepasó el óptimo requerido para el maíz.
Key Words: Stalk rot, steel slag, induction of
resistance
Palabras clave: Pudrición de tallo, escoria
siderúrgica, inducción de resistencia
20
Grabowski Ocampos, Domínguez Sanabria. Potencial de la escoria siderúrgica de alto horno...
INTRODUCCIÓN
Tecnol. Agrar. 2016; 1(1): 20-26
siderúrgica induce resistencia en plantas contra la
enfermedad pudrición de tallo en maíz causado por
el complejo de hongos asociada a esta etiología. Por
lo tanto, se planteó como objetivo evaluar el grado de
control o inducción de resistencia influenciada por la
aplicación de escoria siderúrgica sobre la intensidad
de la pudrición del tallo en plantas de maíz. Para
ello, se identificaron los patógenos asociados a las
pudriciones del tallo y su incidencia, se determinó
el índice de área foliar del maíz y el rendimiento del
cultivo.
El maíz después del trigo y el arroz, constituye el cultivo
más importante del mundo en alimentación humana
y animal (Organización de las Naciones Unidas para
la Agricultura y la Alimentación - FAO 2012). En
Paraguay se destina principalmente a la exportación
como materia prima de las industrias, para la obtención
de productos como glucosa, alcohol, aceite y harina,
que según el banco de datos de la Cámara Paraguaya
de Exportadores y Comercializadores de Cereales
y Oleaginosos-CAPECO (2016), en el año agrícola
2015 la producción total fue de 5.070.000 toneladas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Pese al aumento de producción también se
reportan pérdidas a nivel mundial por diversos
problemas. Desde el momento de la siembra, el
maíz está expuesto al ataque de numerosas plagas
y enfermedades y otros factores como las malezas,
malas condiciones climáticas y el mal manejo postcosecha (Flores 2014).
El experimento se realizó en el campo experimental
de la Facultad de Ciencias Agrarias (FCA)
perteneciente a la Universidad Nacional de
Asunción (UNA), ubicada en la ciudad de San
Lorenzo, Departamento Central. Muestras de suelo
de la unidad parcelaria fueron analizadas en el
Laboratorio de suelos de la Facultad de Ciencias
Agrarias, indicando que pertenece a la clase textural
franco arenosa, degradado, pH 5,92, con 0,11 % de
MO, P2O5 45,00 ppm, K2O 0,15 cmolc/kg.
La pudrición de tallo se caracteriza principalmente
por la pérdida de rigidez y destrucción de los vasos
del tallo, acompañada por marchitamiento de las
hojas, debilitamiento general de la planta, muerte
prematura y tumbamiento. La infección puede
iniciarse por las raíces y es favorecida por heridas
causadas por nematodos u otras plagas permitiendo
una entrada fácil a los tejidos internos. Esto ocurre
entre el período de floración y maduración del
cultivo, por lo que se considera como de fin de
ciclo. Son conocidos varios factores que pueden
ser manejados con la intención de disminuir la
incidencia del patógeno, los cuales tienen que ver
con el manejo del suelo, la densidad poblacional de
plantas, la fertilidad, los inductores de resistencia o
tolerancia por algunos elementos como el silicio, el
calcio, el manganeso y el potasio (Carmona 2010).
La implantación del experimento se realizó en una
parcela con registro de cultivo de maíz en la zafra
2013, con el fin de garantizar y unificar la distribución
del inóculo inicial de los patógenos que causan la
enfermedad pudrición de tallo. La preparación del
suelo consistió en una arada con rastra mecanizada
a 0,25 cm de profundidad, con el fin de conseguir
un suelo bien mullido y homogéneo. La densidad de
siembra fue de 0,20 m entre plantas y 0,80 m entre
hileras indicada para este hibrido, con una densidad
de seis plantas por metro lineal. La unidad parcelaria
del experimento tuvo una superficie de 456 m2, cada
unidad experimental consistió en una parcela de 4 m
de largo por 3,2 m ancho con cinco hileras de plantas
de maíz por parcela.
Una alternativa es la utilización de escoria
siderúrgica que se destaca por ser un estabilizador
del pH del suelo, además produce un incremento
en la macro porosidad, favoreciendo el transporte
hídrico (Meléndez et al. 2001). Su utilización como
fertilizante es algo nuevo en la agricultura, se destaca
por su alto contenido en macronutrientes (Ca, P, S,
K) y micronutrientes (Fe, Mo, Mn, Zn, Cu, Si) que
son nutrientes indispensables para la vida de las
plantas y aún más porque algunos inducen tolerancia
o resistencia a patógenos (Dalmaso 2011).
Se utilizó semillas de maíz híbrido DK 910, cuyo
ciclo total es de 130 días, asimismo se utilizó escoria
siderúrgica de alto horno proveniente de ACEPAR
(Aceros del Paraguay) ubicada en la ciudad de Villa
Hayes. La aplicación de la escoria siderúrgica se
realizó después de la siembra, en forma manual,
en surcos a 5 cm de la planta en la etapa vegetativa
inicial del cultivo. El experimento estuvo constituido
por seis tratamientos los cuáles son las distintas dosis
de escoria siderúrgica, el testigo absoluto y químico
(Tabla 1). El diseño experimental utilizado fue en
bloques completos al azar con seis tratamientos
y cuatro repeticiones, con un total de veinticuatro
unidades experimentales, siendo cada parcela una
unidad experimental.
Actualmente se genera aproximadamente 600 a
700 kg de escoria siderúrgica por cada tonelada
de acero producido (López et al. 1990). Esto
supone la necesidad de encontrar soluciones para
su eliminación o reciclaje. Así, el uso de escoria
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Tabla 1. Tratamientos y dosis empleados en el experimento. FCA – UNA, San Lorenzo, 2014.
Tratamiento
T1
T2
T3
T4
Descripción
Testigo absoluto
Dosis (kg/ha)
0
500 kg/ha
1000 kg/ha
1500 kg/ha
2000 kg/ha
Escoria siderúrgica de alto horno
T5
T6
Carbonato de calcio +
Azoxistrobina 20% + Tebuconazole 20%
Las evaluaciones de incidencia fueron realizadas
diez días antes de la maduración fisiológica de
los granos (R6), tomando todas las plantas de las
tres hileras centrales de cada unidad experimental.
La incidencia fue determinada por la observación
de la decoloración de los tejidos del tallo y de la
prueba de resistencia a la presión de los dedos
pulgar e índice (Denti y Reis 2003).
CaCO3 (1000 kg/ha) y fungicida (750 cc/ha).
foliar del maíz llega a sus valores máximos en la
etapa de floración. Se seleccionaron dos plantas
al azar por unidad experimental, donde la muestra
fue destructiva debido a la necesidad de medir
toda la superficie foliar, con el fin de evaluar
la superficie de follaje utilizada por la planta
para captar radiación solar. El IAF se determinó
mediante el equipo medidor de área foliar modelo
AAC-100, que cuantifica automáticamente la
superficie en cm2.
Las evaluaciones consistieron en la cuantificación
del número de plantas con síntomas de pudrición
del tallo y los daños fueron expresados en
porcentaje de pudrición de tallos por parcela.
Para la identificación de los patógenos, fueron
seleccionados al azar tallos con síntomas. Para ello,
fragmentos de las muestras se desinfestaron con
alcohol al 70% e hipoclorito de sodio proporción
1:3. Estas fueron sembradas en placas de Petri
con medio de cultivo Papa-Dextros-Agar (PDA)
e incubadas a temperatura de 25 +1°C durante
un periodo de siete días. Posterior al crecimiento
del micelio del patógeno se realizaron repiques
sucesivos para la obtención del cultivo puro a
partir del cual se procedió a la identificación con
el empleo de claves taxonómicas de Barnett y
Hunter (1998), Menezes y Oliveira (1993).
Para el rendimiento se cuantificó al final del
ciclo del cultivo. Se cosecharon todas las plantas
de cada unidad experimental y los resultados
obtenidos fueron pesados y expresados en kg/ha.
Los datos obtenidos fueron sometidos al análisis
de varianza (ANAVA) y la prueba de Tukey al 5%
de probabilidad del error.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Patógenos asociados a pudrición de tallo
Los patógenos asociados a la pudrición de tallo
en maíz (Figura 1) fueron los hongos Fusarium
graminearum, Sclerotium rolfsii, Exserohilum
turcicum, y Stenocarpella maydis. Reis et al.
(2004) en una revisión sobre las pudriciones de la
base del tallo en Brasil citan la incidencia de 15 a
85 % y daños en el rendimiento de granos de 12
a 40 %. Asimismo, menciona que los hongos son
los principales agentes causales de la pudrición
del tallo en maíz.
Para calcular la incidencia de la pudrición de tallo
se utilizó la fórmula de Van Der Plank (1975),
Incidencia (%) = (NPS/NTP) x 100, donde, NPS,
número de plantas sintomáticas y NPT, número
total de plantas por parcela.
Las mediciones del Índice de Área Foliar (IAF) se
realizaron en función de lo señalado por Tanaka y
Yamaguchi (1984), quienes mencionan que el área
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Figura 1. Patógenos asociados a pudriciones del tallo en plantas de maíz. Cultivo
puro y conidios de Stenocarpella maydis (A, B). Cultivo puro y conidios
de Exserohilum turcicum (C, D). Crecimiento micelial y esclerocios de
Sclerotium rolfsii. (E, F). Cultivo puro y conidios característicos de Fusarium
graminearum (G, H). FCA – UNA. San Lorenzo, Paraguay, 2014.
Estos datos coinciden con Pereira et al. (2005)
quienes citan a estos patógenos como los principales
asociados a las pudriciones del tallo y mazorca en
maíz. En concordancia, Mendoza et al. (2006) afirma
que el hongo Fusarium moniliforme es uno de los
principales patógenos causantes de pudriciones del
tallo por su capacidad de colonizar maíz durante
todo el ciclo vegetativo de las plantas. Así mismo,
González et al. (2007) reportan también al hongo
Fusarium moniliforme como patogénico en maíz y
causante de pudriciones en el tallo.
observado en el trabajo. En coincidencia, Sánchez y
Díaz (1980) lo mencionan como agente causal de la
podredumbre radicular del maíz o asociado con otras
especies fúngicas fitopatógenas.
Otro patógeno identificado como asociado a las
pudriciones de tallo identificados en el experimento
fue el hongo Sclerotium rolfsii. No es común encontrar
este patógeno asociado a las pudriciones, no obstante
según Rai et al. (2002), puede estar asociado a la
micoflora de semillas de maíz.
Por lo expuesto, todos los patógenos identificados
como causante de pudrición del tallo asociado en
maíz en el experimento coinciden con la comunidad
científica que estudiaron esta interacción.
Michaelson y Christens en citados por Reis et al.
(2004) determinaron reducción del rendimiento en
maíz por la pudrición, ocasionando daños de 9,7%
para S. maydis. Asimismo, Nwigwe (1974) demostró
que Stenocarpella maydis causa entre 5 y 37% de
incidencia en el cultivo de maíz.
Incidencia de pudriciones del tallo en maíz
Al analizar la incidencia de los distintos patógenos
causantes de pudrición de tallo, se observa que hubo
una diferencia significativa entre el testigo absoluto y
los demás tratamientos (Tabla 2).
El hongo Exserohilum turcicumes es un patógeno
necrotrófico y está asociado como causante de manchas
foliares y también de pudriciones de tallo como fue
Tabla 2. Efecto de la escoria siderúrgica sobre la incidencia de pudriciones del tallo en plantas de maíz.
FCA - UNA, San Lorenzo, 2014.
Tratamiento
T1
T2
T3
T4
Descripción
Testigo absoluto
Dosis (kg/ha)
0
500
1000
1500
2000
Escoria siderúrgica de alto horno
T5
T6
Calcáreo + Fungicida
1000 CaCO3 + 750 cc/ha
Incidencia (%)
13,5
a
4,20
b
2,20
b
2,50
b
4,00
b
4,20
44,1
CV (%)
*Medias seguidas por la misma letra en las columnas no difieren entre sí por el Test de Tukey al 5% de probabilidad de error.
23
b
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que actúe de la misma manera que la cal agrícola.
La cal libre en la escoria siderúrgica forma gránulos
heterogéneamente repartidos que por hidratación se
transforma en cal apagada en un proceso que libera
calor (López et al. 1993), esto modifica el pH del suelo
lo cual podría explicar la disminución de la incidencia
de patógenos presentes en ella por mayor absorción
de algunos nutrientes.
En el testigo absoluto se observó una incidencia del
13,5% en contraste con el químico con 4,20% de
incidencia de pudriciones del tallo. En cuanto a las
dosis crecientes de escoria siderúrgica, la incidencia
de la enfermedad disminuyó significativamente, lo que
podría ser consecuencia de la composición química
de la misma que es abundante en Calcio (42-48%)
y Silicio (26-34%), respectivamente. Según Agrios
(2005) el Ca proporciona a la pared celular rigidez
y estabilidad lo que genera una mayor resistencia a
agentes externos, y por su parte el Si es depositado en
células de las paredes epidérmicas (Rodríguez 2001)
aumentando la resistencia mecánica en hojas y tallos.
Finalmente se observa el potencial de la escoria
siderúrgica en reducir la incidencia de la pudrición del
tallo en maíz causada por un complejo de hongos. Como
puntos de inflexión de la reducción de la enfermedad se
observan entre las dosis 1000 y 1500 kg/ha.
La incidencia en los tratamientos con escoria
siderúrgica y el tratamiento con calcáreo + fungicida,
considerado testigo químico, no evidenciaron
diferencias significativas entre sus medias. El fenómeno
observado podría deberse a una característica esencial
de la escoria siderúrgica, la presencia de cal libre
Rendimiento e Índice de área foliar del maíz
En la Tabla 3 se observan los rendimientos e índice
de área foliar (IAF) obtenidos en el experimento para
cada tratamiento.
Tabla 3. Efecto de la escoria siderúrgica sobre el rendimiento e índice de área foliar del maíz. FCA - UNA,
San Lorenzo, 2014.
Tratamiento
(kg/ha)
T1
T2
T3
T4
T5
T6
CV (%)
Descripción (kg/ha)
Dosis (g)
Rendimiento
IAF
Testigo absoluto
0
500
1000
1500
2000
1000 CaCO3
4087 a
5698 a
4989 a
4278 a
3558 a
4974 a
31,2
4,9 a
6,8 a
5,9 a
5,1 a
4,2 a
6,8 a
31,1
Escoria
siderúrgica de alto
horno
Calcáreo + Fungicida
Peso de 1000
semillas
324,25 a
338,25 a
341,25 a
329,75 a
336,50 a
346,25 a
41,3
*Medias seguidas por la misma letra en las columnas no difieren entre sí por el Test de Tukey al 5% de probabilidad de error.
En los parámetros rendimiento y peso de 1000
semillas no se observó diferencia significativa entre
los tratamientos. Las comparaciones de medias
permiten detectar que los rendimientos más elevados,
aun cuando sea numéricamente se presentaron en los
tratamientos con 500 kg/ha, 1000 kg/ha y el químico
(calcáreo + fungicida) con 5698, 4989 y 4974 kg/ha,
respectivamente.
de aumento en el rendimiento. Estos resultados
concuerdan con Dalmaso (2011), quien demostró que
a dosis crecientes de escoria siderúrgica (1000, 2000
y 3000 kg/ha) aplicadas en cultivo de maíz, mostraron
un incremento de rendimiento del 19%, 23% y 25%
respectivamente, en comparación al testigo en el
primer año de aplicación.
Comparando el IAF con las distintas dosis de escoria
siderúrgica se observa que indiferentemente de la
dosis de escoria siderúrgica aplicada hay un aumento
de la misma en todos los tratamientos. Tanto el testigo
absoluto como el testigo químico también presentaron
valores óptimos de IAF para el cultivo del maíz. El
rango de IAF de todos los tratamientos se ajusta al de
Lafitte (2001) quien sostiene que el IAF óptimo del
maíz va de 3,5 a 4,5.
La dosis de escoria siderúrgica 2000 kg/ha presentó
un menor rendimiento, siendo inferior al del testigo
absoluto; se observa que a una mayor dosis de escoria
siderúrgica presenta una disminución de rendimiento.
En cuanto a la dosis de escoria siderúrgica 500 kg/
ha se observó un rendimiento de 5698 kg/ha, con
esto se demuestra el mejor rendimiento de todos los
tratamientos. Así también, indiferentemente a las
dosis de escoria siderúrgica se verifica la tendencia
24
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Correlacionando el rendimiento con el IAF, se observa
que a medida que aumenta el IAF, también aumenta
el rendimiento de los tratamientos con escoria
siderúrgica. Se observa una tendencia de aumento de
este parámetro, datos que concuerda con Camacho
et al. (1995) quienes afirman que el rendimiento en
granos aumenta a medida que lo hace el IAF.
Tecnol. Agrar. 2016; 1(1): 20-26
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de extinción de luz. Scientia Agricola, Piracicaba
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Así mismo, se observa que los tratamientos con 500
kg/ha y el testigo químico (calcáreo + fungicida)
presentan el mismo valor de IAF (6,8), pero diferentes
rendimientos, 5698 y 4974 kg/ha respectivamente,
aunque no sea significativa existe una diferencia
numérica de aproximadamente 750 kg/ha. La
composición química de ambos podría explicar esta
observación, siendo la escoria destacada por su
alto contenido en macronutrientes (Ca, P, S, K) y
micronutrientes (Fe, Mo, Mn, Zn, Cu, Si) que son
indispensables para las plantas, actuando como un
fertilizante y por lo tanto incrementando el rendimiento;
en tanto que la cal agrícola es un encalante que solo se
limita a carbonato de calcio (CaCO3) que es más bien
un regulador de la acidez del suelo.
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Comercializadores de Cereales y Oleaginosos
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Finalmente y considerando lo expuesto, la escoria
presenta un alto potencial de control de enfermedades
en maíz y otros cultivos por lo que como expone
Datnoff, et al. (1992), con una aplicación de fuente de
silicio antes de la siembra puede eliminar o reducir el
número de aplicaciones de fungicidas durante el ciclo
de cultivo.
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En la dosis de 1000 kg/ha de escoria se observa menor
incidencia de la enfermedad y en la dosis de 500 kg/
ha mayor rendimiento. La escoria siderúrgica de alto
horno es una alternativa de control o manejo de las
pudriciones del tallo en maíz.
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