AIANBA. Efecto de las Rizobacterias promotoras del crecimiento sobre el rendimiento de maíz y uso de fertilizante

Selección de los principales trabajos científicos originales expuestos en el último Congreso Nacional de Maíz: Generando Valor para un Futuro Sustentable organizado por AIANBA –Asociación de Ingenieros Agrónomos del Norte de la Provincia de Buenos Aires-.

AIANBA. Efecto de las Rizobacterias promotoras del crecimiento sobre el rendimiento de maíz y uso de fertilizante.

En esta sección continuamos presentando una selección de los principales trabajos científicos originales expuestos en el último Congreso Nacional de Maíz: Generando Valor para un Futuro Sustentable organizado por AIANBA -Asociación de Ingenieros Agrónomos del Norte de la Provincia de Buenos Aires-, Socia fundadora de MAIZAR, en Noviembre del año pasado.

Efecto de las Rizobacterias promotoras del crecimiento sobre el rendimiento de maíz y uso de fertilizante.

García, R; Torchelli, J. C.; Rossi, A. R.; Bertín, O.; Bazigaluppi, O.
EEA INTA Pergamino, Argentina

Abstract

During four years, from 2000 to 2003, eight corn experiments were conducted on two different locations, Chivilcoy (sandy loam) and Pergamino (clay loam), Buenos Aires, Argentina, where the effect of inoculation with Pseudomonas sp on crop yield and fertilizers use efficiency were analyzed. The experiments were established according to a randomized complete block design with four replications. Treatments considered the full combination of two seed inoculation, with and without RIZOFOS, two levels of nitrogen, (0 kg*ha-1 and 90 kg*ha-1) and three levels of phosphorus (0 kg*ha-1, 40 kg*ha-1 and 80 kg*ha-1). Main significant effects of Nitrogen and Pseudomonas sp. were found. In contrast, seldom Nitrogen*Phosphorus interaction or Nitrogen* Pseudomonas sp. interactions were found. Significant yield responses due to nitrogen fertilization were evident every year and were about 10.7 kg of corn per every kg of nitrogen, while no significant crop yield increments due to phosphorous was observed. Pseudomonas sp. inoculations were positively associated with the use of fertilizers and the corn yield. Moreover, the magnitude of the crop yield response were equal or higher than those obtained with the application of 40 kg P2O5*ha-1. In the same way, the treatments receiving 40 kg P2O5*ha-1 and the PGPR inoculants resulted in crop yields similar to those fertilized with 80 kg P2O5*ha-1 alone. These results suggest an improvement of the phosphorus and nitrogen uptake efficiency. The yield and the fertilizer use efficiency increment were attributable to Pseudomonas sp. inoculation, those were statistically and economically significant and the response of corn yield to Pseudomonas sp. seed inoculation was about 731 kg ha-1.

Key words: Corn, seed inoculation, fertilizer use efficiency, PGPR. Maíz, inoculante, uso eficiente de fertilizante, PGPR

Introducción y Antecedentes

La agricultura de los últimos años se ha caracterizado por un incremento en el uso de insumos y tecnologías tales como híbridos de alto potencial de rendimiento, riego, aplicación de agroquímicos con productos de última generación. Es así que los fertilizantes químicos, especialmente fósforo (P) y nitrógeno (N) se han difundido ampliamente y son utilizados masivamente en los esquemas de producción, especialmente gramíneas, trigo y maíz. A este escenario de alta producción, se suma el reciente desarrollo de rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR), recomendadas para la inoculación de cultivos, tanto intensivos como extensivos, con probados efectos antagónicos no sólo sobre diferentes enfermedades radiculares, sino también sobre los cambios que se producen a nivel de rizósfera en cuanto a pH, solubilización de nutrientes no disponibles, entre otros. Estos biofertilizantes han presentado diversos efectos sobre los cultivos y sobre la rizósfera. Los más generalizados se refieren al efecto que producen sobre el pH del suelo que rodea a la raíz, aumentando la solubilidad de algunos nutrientes. La solubilización de P mineral y orgánico se produce por la capacidad que presenta la rizobacteria de producir ácidos orgánicos y fosfatasas, respectivamente, permitiendo en algunos casos la utilización de dosis menores a las recomendadas de fertilizante fosfatado. Kumaresn et al., 2001, informaron que los incrementos de los componentes de rendimiento y producción de grano de maíz se incrementaron significativamente aplicando sólo el 75% de la dosis de P recomendada cuando se inoculó con Trichoderma sp o Pseudomonas sp. Prabhakara et al. 2000, encontraron una gran asociación entre la producción de ácidos orgánicos (oxálico, fumárico y cítrico) y la solubilización de roca fosfatada aplicada como fertilizante y establecieron que la mayor disponibilidad fue máxima entre 9 y 12 días de incubación. En forma similar, Vosatka y Gryndler, 1999, informaron un aumento significativo de la actividad fosfatasa y el crecimiento del micelio extraradical de maíz. Vorobeikov et. al, 1996, utilizando inoculantes biológicos comerciales, (a) Agrobacterium radiobacter (Agrophil), (b) Enterobacter aerogenes (Rhizoenterin), (c) Flavobacterium sp. (Flavobacterin), (d) Pseudomonas fluorescens (Extrasol-KO y Extrasol-32) y (e) Serratia strain 218 (Extrasol-2) informaron sobre el incremento de la actividad nitrogenasa en la rizosfera. Bavaresco et al., 2000, informaron que la inoculación de vid (Vitis vinifera) con Pseudomonas, extraídas de raíces de maíz, aumentaron la absorción de P, potasio (K) e hierro (Fe). También en el país, se ha avanzado en la utilización de estos microorganismos. Así se demostró que algunos aislamientos de Pseudomonas fluorescentes, obtenidos en la región del Comahue y del cinturón hortícola de Mar del Plata, utilizadas como biocontroladores por bacterización de la semilla de tomate, ejercieron un elevado control de Rhizoctonia solani como el tratamiento con pentacloronitrobenceno, (Clemente, 2001). El objetivo de estas experiencias fue evaluar el efecto de las Pseudomonas sp. sobre el rendimiento del cultivo de maíz y de la eficiencia de uso de los fertilizantes.

Materiales y Métodos

Para evaluar el efecto de la inoculación con microorganismos promotores del crecimiento de plantas, Pseudomonas (Ps), a partir del año 2000 y hasta el año 2003 se implantaron ocho experimentos con maíz en dos tipos de suelo: arcillosos en la localidad de Pergamino, y arenosos en la localidad de Chivilcoy.

Todos lo experimentos contemplaron la combinación del inoculante Rizosos, formulación líquida acuosa a base de Pseudomonas fluorescens, sin inoculante y con inoculante, 100 ml por cada 20 kg de semilla, y los macronutrientes N y P. En todos los ensayos realizados se utilizaron tres dosis de P (0, 40 y 80 kg de P2O5*ha-1) y dos de N (0 y 90 kg de N*ha-1). El diseño utilizado fue de bloques completos al azar, en arreglo factorial, con cuatro repeticiones. El tamaño de parcelas fue de 2,80 m de ancho por 10 m de largo. Las siembras, y todas las labores de fertilización, los muestreos y la cosecha se realizaron manualmente. Para la inoculación se aplicó Rizofos líquido, y se mezcló con la semilla previo a la siembra. Las aplicaciones de P se realizaron en el momento de siembra junto con la semilla. La historia agrícola de los lotes utilizados fue netamente agrícola y ninguno de ellos había sido rotado con una pastura en los últimos 6 años, excepto en Pergamino, año 2001 que el lote provenía de 3 años de trébol blanco sin extracción. Los cultivos antecesores fueron en general soja o trigo/soja. Los ensayos se implantaron sobre lotes con un mínimo de remoción en el surco de siembra, excepto en Chivilcoy en la campaña 2000 donde se usaron dos pasadas de discos y rastra. En todos los casos se sembró a principios de octubre y con alrededor de 75000 plantas.ha-1.

Resultados

En general, los rendimientos fueron superiores en la localidad de Pergamino (12728 kg.ha-1) respecto de la de Chivilcoy (10085 kg.ha-1). Las condiciones climáticas de las campañas bajo estudio no presentaron efectos climáticos fuera de lo normal. En general, se observaron condiciones de temperatura y precipitaciones muy favorables para el cultivo de maíz con rendimientos medios anuales de 10183, 12760, 11990 y 10742 kg.ha-1. para los años 2000 al 2003, respectivamente.

Los datos colectados en el momento de cosecha fueron transformados a kg*ha-1y analizados estadísticamente con el Programa MSTAT-C.

En general, los rendimientos, la calidad del grano y el efecto de los tratamientos respondieron al ambiente, ya sea año o localidad, aunque el análisis conjunto de los experimentos no mostró interacción año*localidad. Las mayores diferencias se observaron entre años, debido a las diferencias climáticas y a la calidad de los lotes.

A continuación se presentan los rendimientos de cada ensayo, según año y localidad, Cuadro 1.

Cuadro 1: Rendimiento de los tratamientos expresados en kg.ha-1, para cada año y cada localidad.

	Chivilcoy				Pergamino
N-P-Ps	2000	2001	2002	2003	2000	2001	2002	2003
0-0-0	9203	9011	9007	8166	8942	15237	12285	10331
0-0-1	9645	9595	9403	9357	9996	16994	13587	12038
0-1-0	9610	9428	9862	8863	9639	15337	12559	10009
0-1-1	9838	9952	12266	9617	9659	16094	12857	10296
0-2-0	*	9300	8905	9103	9703	14851	12944	10999
0-2-1	*	9609	9940	9775	10185	15080	14515	11669
1-0-0	10867	10095	10072	10034	9728	15051	14095	12051
1-0-1	11218	10443	10763	10700	10591	16365	14825	12952
1-1-0	11218	9764	10739	10045	10035	16065	14063	12451
1-1-1	11403	10380	11105	10634	10302	16737	14349	12830
1-2-0	*	10071	10917	10494	10050	14280	13380	11690
1-2-1	*	10857	11345	11101	11062	15637	13965	12606

*: Tratamientos no incluidos en el ensayo

En el Cuadro 2, se presenta un resumen del análisis de varianza donde se observan los efectos significativos de los tratamientos ensayados y sus interacciones.

Cuadro 2: Resumen del análisis estadístico, efectos significativos.

Sitio	Año	EFECTOS SIGNIFICATIVOS				C. V. %	Media Gral.
Chivilcoy	2000	N***	P***	Ps***	N-P-Ps**	7.27	10376
	2001	N***		Ps*	N-Ps*	8.97	9875
	2002	N*	P**	Ps**		4.42	10194
	2003	N**	P**	Ps*		7.8	9824
Pergamino	2000	N**	P**	Ps**		8.54	9991
	2001	N*		Ps*		8.22	15644
	2002	N*		Ps*		8.41	13619
	2003	N**		Ps**	P*Ps	11.2	11660

N, P, Ps: Efecto del factor principal; * P<10%, **P<5% y ***P<1%

El análisis estadístico parcial de cada ensayo en cada sitio y en cada año, mostró efectos altamente significativos de los efectos principales. La aplicación de N, muestra la eficiencia global de 10.7 kg de maíz por kg de N aplicado, y la inoculación con Ps (Gráfico 1). La aplicación de P fue significativa sólo en algunos sitios e independiente del contenido de P nativo. En el Gráfico 2 se presenta la interacción no significativa de Pseudomonas con N. Es importante mencionar que las respuestas al agregado de P se observaron frecuentemente en los lotes de la localidad de Chivilcoy con contenidos de P inferiores a 16 ppm, mientras que en la localidad de Pergamino los contenidos de P fueron superiores y no se observaron incrementos significativos. Los incrementos debidos a la aplicación de N fueron generalizados en todos los sitios y todos los años, evidenciando la deficiencia de este nutriente.

Gráfico 1: Rendimiento promedio de los tratamientos sin Pseudomonas y con Pseudomonas en tres niveles de P, 0P con dosis 1 P1 y con dosis 2 de P.

 

Gráfico 2: Rendimiento promedio del tratamiento sin y con Pseudomonas en dos niveles de N

La eficiencia de los fertilizantes, en promedio para todos los ensayos, varió entre 2.3 y 14.1 kg de maíz por cada kg de nutriente (N ó P2O5) aplicado Gráfico3.

Gráfico 3: Eficiencia de uso de fertilizantes expresada en kg de maíz por cada kg de nutriente aplicado.

Al considerar la combinación de los tres factores ensayados en promedio de las dos localidades y de todos los años de ensayo (Cuadro 3), se observó que la inoculación con Pseudomonas sp. incrementó los rendimientos en todos los casos, aplicando Rizofos solo, o en combinación con cada uno de los macronutrientes considerados.

Cuadro 3: Rendimiento medio, kg*ha-1, considerando todos los ensayos y para cada tratamiento.

	N0-P0	N0-P1	N1-P0	N1-P1	Media
Ps0	10273	10663	11499	11797	11103
Ps1	11327	11322	12232	12218	11834
Incremento por Ps	1054	659	733	420

En el Cuadro 3, se observa que los incrementos de rendimiento debidos a Pseudomonas variaron de 420 kg*ha-1 hasta 1054 kg*ha-1, el incremento promedio de todos los sitios experimentales fue de 731 kg*ha-1.

Análisis de rentabilidad

Con el propósito de realizar la comparación de rentabilidad entre tratamientos se realizó el análisis de los márgenes brutos (MB), (Cuadro 4) a cada una de las combinaciones ensayadas. En líneas generales, se consideraron los mismos métodos de siembra, control de malezas y cosecha en todos los casos y las variaciones se debieron al uso diferencial de inoculantes y fertilizantes. Los gastos de cosecha fueron de 8% y los de comercialización de 29% del ingreso bruto. El precio de maíz fue el de mayo 2005, de US$ 74.5 por tonelada.

Cuadro 4: Análisis de Márgenes Brutos

					TRATAMIENTOS
Dosis de N P Ps					0 0 0	0 0 1	0 1 0	0 1 1	0 2 0	0 2 1	1 0 0	1 0 1	1 1 0	1 1 1	1 2 0	1 2 1
Costos Directos				US$
	Siembra Directa			14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2	14,2
	Fumigación terrestre			3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9
	Glifosato 2,5 l/ha			6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8	6,8
	Atrazina 2l/ha			11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2	11,2
	Acetoclor + protector			12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2	12,2
	Semilla			69	69	69	69	69	69	69	69	69	69	69	69	69
	Rizosos			8,0		8,0		8,0		8,0		8,0		8,0		8,0
	Fosfato Monoamónico			0,39			31	31	62	62			31	31	62	62
	Urea			0,39							70,2	70,2	70,2	70,2	70,2	70,2
Total de gastos directos					117	125	148	156	180	188	187	195	219	227	250	258
Ingreso Bruto
	Rendimiento				10287	11327	10663	11322	10829	11539	11499	12232	11797	12218	11556	12368
	Precio maíz				75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5	75,5
	Total Ingreso Bruto				776,7	855,2	805,1	854,8	817,6	871,2	868,2	923,5	890,7	922,5	872,5	933,8
Costos Indirectos
	Cosecha 8%				62,1	68,4	64,4	68,4	65,4	69,7	69,5	73,9	71,3	73,8	69,8	74,7
	Comercialización 29%				225,2	248,0	233,5	247,9	237,1	252,6	251,8	267,8	258,3	267,5	253,0	270,8
Total de gastos indirectos					287,4	316,4	297,9	316,3	302,5	322,3	321,2	341,7	329,5	341,3	322,8	345,5
Costos Variables					405	442	446	473	482	510	509	537	548	568	573	603
Margen Bruto					372	414	359	382	335	361	359	386	342	354	300	330

Fuente de precios: Revista Márgenes Agropecuarios, Nº 239, mayo 2005.

Gráfico 4: Comparación de los diferentes márgenes brutos de cada tratamiento

De la comparación de los MB de cada tratamiento, el mayor MB corresponde a la aplicación de Ps sola. También es importante señalar que el MB obtenido con la aplicación NPs y/o PPs ocupan el segundo y tercer lugar de este contraste, haciendo evidente el incremento de eficiencia de uso de fertilizantes químicos cuando se los compara con los tratamientos de N y/o P sin inoculante.

Conclusiones

Los resultados de cuatro años indican que la inoculación con Ps produjo incrementos de rendimientos estadísticamente significativos.

Los incrementos de rendimiento más estables se observaron cuando la inoculación fue acompañada de una adecuada fertilización con macronutrientes (N y P).

También pudo observarse que la inoculación con Ps produjo incrementos similares a la dosis de P1 (40 kg/ha) sin Ps. En forma similar, la aplicación de P1 más Ps resultó similar a la dosis de 80 kg de P2O5*ha-1, indicando mayor eficiencia en la absorción de fósforo.

Estos incrementos físicos se reflejan en el análisis de rentabilidad de los tratamientos que incluyen inoculantes.

Independientemente del efecto de los macronutrientes N y P, del efecto de cada año y de cada localidad, la inoculación con Pseudomonas produjo un incremento medio y consistente de 690,3 kg*ha-1.

Bibliografía

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Prabhakara-K.S;Gomathiswari-P; Rose-P.H.L; Sudha-Y.M; Josephine-ST; Manjunath-K. 2000. Solubilization of rock phosphate by an endorhizospheric bacterium Pseudomonas sp. Journal-of-Ecotoxicology-and-Environmental-Monitoring. 10: (2): 137-140.
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