Nancy Andrade S1
y Eduardo Valenzuela F2
1Instituto de Producción y Sanidad Vegetal.
Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Austral de Chile. Casilla 567, Valdivia,
Chile.
2Instituto de Microbiología. Facultad de
Ciencias, Universidad Austral de Chile. Casilla 167, Valdivia, Chile.
Este trabajo es parte de la tesis de Magister del primer autor,
para optar al grado de Magister en Ciencias mención Microbiología.
Recepción de originales: 28 de mayo de 2002.
Pine sawdust pretreated with fungi strains as a substrate for the cultivation of tomatoes.
The cultivation of tomato plantlets (Lycopersicon esculentum Mill.) on sawdust of Pinus radiata Don. pretreated with strains of Agaricales UACHMGs-99 (Gymnopilus spectabilis) and UACHMPc-280 (Pleuroflammula croseosanguinea) was studied. Pretreated sawdust was mixed with clayish red soil (1:1 vol/vol). As controls sawdust alone, clayish red soil and a mixture of both were used. Triplicated substrates were deposited in containers and in each container 50 tomato seeds were sown and cultivated during one month in a chamber (16/8 h light /darkness, 4.000 lux, 10-24°C ± 1°C). For sixty plantlets per treatment the emergence and survival percentage, height, root length, number of leaves and dried weight were determined. Statistical analysis was performed on the data, using ANOVA and a Tukey Test. In the tomato plantlets cultivated on the substrate with pretreated sawdust, a higher survival (98.5 to 100%), plant height (12.2 to 16.5 cm) and root length (13.9 cm) were measured. The study demonstrated the presence of significant differences between tomato plantlets cultivated on substrates that included pretreated sawdust versus the controls. Therefore the pretreated sawdust of P. radiata could be used for the cultivation of tomato plantlets.
Key words: sawdust, Agaricales, tomato, cultivation, substrates.
Se ensayó el cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en aserrín de Pinus radiata D. Don. pretratado con las cepas de Agaricales UACHMGs-99 (Gymnopilus spectabilis) y UACHMPc-280 (Pleuroflammula croseosanguinea). Partidas de aserrín pretratado fueron mezcladas con suelo rojo arcilloso (1:1 vol/vol). Como controles se utilizaron aserrín sin tratar, suelo rojo arcilloso y una mezcla de ambos. Los sustratos en tres repeticiones fueron depositados en contenedores y en cada contenedor se sembraron 50 semillas de tomate,. se dejaron un mes en una cámara con fotoperíodo de 16/8 h (luz/ oscuridad), 4.000 lux y 10-24¥C ± 1¥C (noche/día). A 60 plántulas por tratamiento se les determinó el porcentaje de emergencia y sobrevivencia, la altura, largo radical, número de hojas y el peso seco. Los resultados se sometieron a análisis de varianza y prueba de Tukey. En las plántulas de tomate cultivadas en los sustratos que incluyeron aserrín pretatado se determinó una mayor sobrevivencia (98.5 a 100%), altura (12.2 a 16.5 cm) y largo radical (13.9 cm). Estadísticamente se registraron diferencias significativas entre las plántulas de tomate cultivadas en los sustratos que incluyeron aserrín pretratado versus los controles utilizados. Por lo tanto el aserrín de P. radiata pretratado podría ser utilizado para el cultivo de plántulas de tomate.
Palabras claves: aserrín, Agaricales, tomate, cultivo, sustratos.
El uso agrícola de los suelos rojo arcillosos se ve limitado por problemas físicos, químicos o nutricionales, según reporte de Ruiz (1988) indica que estos suelos presentan más del 40% de cenizas volcánicas, 30% de arcilla de tipo plástica, 6 a 10% de materia orgánica, baja disponibilidad de P, N , S y pH ácido. Sierra et al. (1982), indican que los problemas físicos se deben al alto contenido de arcilla a los 20 cm de profundidad que determina una escasa profundidad de arraigamiento de las plantas. Por otra parte, la creciente actividad forestal del país ha generado un incremento y acumulación de residuos forestales, entre otros al aserrín de pino (Pinus radiata D. Don.) cuya degradación natural es casi nula. Ortiz (1995) señala que de 1 m3 de madera se generan 0.0035 m3 de aserrín.
Barros (1984) indica que en 1984 existían sobre 600 mil m3 de aserrín acumulados en aserraderos o que eran eliminados vía quema o en cursos de agua. De acuerdo a Corporación Nacional Forestal (1989) y Fundación Chile (1995) el aserrín acumulado contamina el suelo, los cursos de agua, restringe la superficie útil de suelo y genera problemas ambientales por incendios y autoconbustión. Barros (1984) y Grez y Gerding (1992) señalan que localmente el aserrín es usado principalmente como combustible y en menor escala en la fabricación de tableros, briquetas y bloques, aún así, los volúmenes de aserrín siguen incrementándose. El uso alternativo del aserrín como sustrato acondicionador de suelos o para la producción de vegetales ha sido poco estudiado en Chile. El aserrín localmente presenta ventajas para su uso (bajo costo y alta disponibilidad), sin embargo, su gran limitante es la alta relación C:N; al respecto Arancibia (1993) y Herbert et al. (1991) indican que al añadir aserrín al suelo, se debe elevar el contenido de N para evitar competencia por el y que al usarlo como mulch para el cultivo de plantas, se han observado deficiencias de N. Para mejorar la calidad del aserrín se han aplicado métodos físicos y/o químicos con el fin de obtener un producto que actúe como transportador de fertilizantes y mejore la estructura física de suelos agrícolas para ser usados en cultivos. Estos métodos tienen la desventaja de ser onerosos. Otra alternativa para tratar el aserrín es el uso de hongos. Stalpers (1978) indica que las cepas de Aphyllophorales han sido utilizadas mayoritariamente, pues son más fáciles de obtener. Singer (1986) y Tanesaka et al. (1993), señalan que menos interés ha sido puesto en hongos Agaricales, aún existiendo una gran diversidad que crecen en sustratos lignocelulósicos, su uso se ha visto limitado por la obtención de sus cepas miceliales. En los bosques nativos del sur de Chile existe una gran variedad de Agaricales xilotrofos, Valenzuela et al (1997) y Garnica y Valenzuela (1998) han obtenido las cepas miceliales de algunos de ellos y determinado sus potenciales enzimáticos.
Teniendo en cuenta que en Chile se generan importantes volúmenes de aserrín, que existen suelos con problemas físicos, químicos o nutricionales y que producto de previas investigaciones se poseen cepas de Agaricales xilotrofos nativos, se realizó un estudio para determinar si el aserrín de P. radiata pretratado con cepas de Agaricales se puede usar para el cultivo de plántulas de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.).
Procesamiento del aserrín: aserrín de Pinus radiata D. Don. de 2 años fue recolectado en el Aserradero Vista Alegre de Valdivia. Se tamizó (tamaño partículas 3.35-1.52 mm), las fracciones obtenidas se mezclaron conformando una muestra única, esta se separó en dos submuestras. A una de ellas se le adicionó H2O destilada hasta obtener un 80% de humedad (1000 mL de H2O / 1 Kg de aserrín), luego se depositó en 72 matraces (300 g de mezcla/ matraz) y se esterilizaron tres veces por 20 min en autoclave (1 atm de presión. 121 ¥C), enfriando la mezcla entre un período y otro. A la otra submuestra sin esterilizar se le adicionó caldo malta al 2% (CM) hasta lograr 80% de humedad y fue depositada en 72 matraces (300 g mezcla/ matraz).
Masificación de cepas miceliales: las cepas UACHMGs-99 de Gymnopilus spectabilis (Fr.) Sing. y UACHMPc-280 de Pleuroflammula croseosanguinea (Mont.) Sing., se cultivaron individualmente. Desde los tubos de cepario se extrajo micelio y se depositó en placas Petri que contenían agar extracto de malta al 2% (MEA), incubándose a 23 ¥C por 8 días.
Biodegradación de aserrín: Se inocularon discos de 0.8 cm de diámetro de agar con micelio obtenido con un sacabocado a partir de las cepas cultivadas como se indicó en el punto 2, en forma equidistante en el interior de los matraces señalados en el punto 1. Se inoculó aserrín estéril contenido en 24 matraces y aserrín adicionado de CM al 2% en otros 24 matraces, inoculando cada uno con 4 discos de agar con micelio de la cepa UACHMGs-99. De igual forma se procedió con la cepa UACHMPc-280. Además, se inocularon 24 matraces con aserrín estéril y 24 con aserrín más CM al 2% con ambas cepas, 2 discos de cada cepa por matraz. Los matraces inoculados se incubaron a 23 ¥C por 3 meses. Como controles se usaron matraces que contenían sólo los sustratos antes señalados que fueron mantenidos en las mismas condiciones de cultivo.
Procesamiento de suelo rojo arcilloso: el suelo fue recolectado en el Fundo Teja Norte de la Universidad Austral de Chile, se le retiraron los restos vegetales y piedras, luego fue tamizado, humedecido y homogenizado. A continuación partidas de 10 kg de suelo se esterilizaron en autoclave tres veces por 20 min (1 atm de presión. 121 ¥C). Entre uno y otro período de esterilización las partidas de suelo se dejaron por 12 horas a temperatura ambiente.
Preparación de sustratos para el cultivo de tomate: con el aserrín sometido a degradación se prepararon diferentes mezclas de sutratos (Cuadro 1) en relación 1:1 vol./vol. Estas mezclas se depositaron en forma independiente en contenedores plásticos de 1000 mL, se les hicieron surcos de 1.5 cm de profundidad y en cada contenedor en forma separada se sembraron 50 semillas de tomate . Las semillas se cubrieron con una delgada capa del mismo sustrato usado para su cultivo y se dejaron por un mes en cámara climática Biotronette Mark III con fotoperíodo de 16/8 h (luz/oscuridad), 4.000 lux de intensidad, 10-24 ¥C ± 1¥C (noche/día) y riego con H2O destilada. El diseño del ensayo para el cultivo de las plántulas fue en bloques completamente al azar con 12 tratamientos y 3 repeticiones (Cuadro 1).
| Cuadro 1. Tratamientos para la producción de plántulas
de tomate. Table 1. Treatments for tomato plantlets production. |
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| * = suelo rojo arcilloso estéril. ** = aserrín
estéril. |
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Evaluación de los ensayos y tratamiento estadístico: Al mes de realizadas las siembras se evaluaron los ensayos. A 60 plántulas recolectadas al azar por tratamiento y ensayo se le determinaron los siguientes parámetros: porcentaje de emergencia de plántulas (evaluado a la semana siguiente de realizada la siembra), sobrevivencia, altura, largo radical y número de hojas por plántulas determinados al final de los ensayos. Peso seco, las plántulas se dejaron en una estufa de secado a 65 ¥C por 72 h, luego se mantuvieron en desecador y se pesaron. Los parámetros evaluados se sometieron a análisis de varianza. Para las variables no paramétricas (porcentaje de emergencia y sobrevivencia), los datos se transformaron sacando la raíz cuadrada de cada observación antes de proceder al análisis de la varianza (Stell y Torrie, 1985). Para detectar si existieron diferencias significativas específicas entre los tratamientos se usó la prueba de rango múltiple de Tukey, a un nivel de significancia de 5% (Stell y Torrie, 1985).
En el Cuadro 2, se indican los porcentajes de emergencia y sobrevivencia, altura, largo radical, número de hojas y peso seco de las plántulas de tomate cultivadas en los diferentes sustratos. Además, se indican los resultados de los análisis estadísticos para cada uno de los parámetros evaluados.
| Cuadro 2. Parámetros evaluados en plántulas de tomates
cultivadas en diferentes sustratos. Table 2. Parameters evaluated in tomato plantlets cultivated on different subtrates. |
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| Valores con letras distintas en una columna difieren significativamente (P£ 0,05) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
En el Cuadro 2, se observa que las plántulas de tomate alcanzaron un 100% de emergencia en el sustrato G y un menor porcentaje (86.7%) en los sustratos E y H. El análisis estadístico indica que no existen diferencias significativas entre los tratamientos. El mayor porcentaje de sobrevivencia de las plántulas (100 %) se determinó en los sustratos G, H, I y K y el menor (64.7%) en el sustrato F. Los sustratos G a L y A son estadísticamente iguales. Existen diferencias significativas entre los sustratos antes citados y los otros sustratos empleados. Se deja constancia que en los sustratos C y D las semillas de tomates fueron colonizadas por hongos (Absidia sp. Alternaria sp. Penicillium sp. y Rhizopus sp.) que impidieron la emergencia de plántulas y por lo tanto no se obtuvieron datos a evaluar. La mayor altura de plántulas (16.5 cm) y largo radical (13.9 cm) se registraron en las plántulas cultivadas en el sustrato J y la menor altura de plántula (7.2 cm) y largo radical (5.2 cm) en las plántulas cultivadas en el sustrato B. El análisis de los resultados para la altura de plántulas indicó que los tratamientos G, I, J, K y L son estadísticamente iguales, alcanzando los mayores valores y difieren significativamente de los otros sustratos. Lo mismo ocurre con el largo radical, en que los sustratos con aserrín biodegradado difieren significativamente de los otros tratamientos. El mayor número de hojas (1.32) se determinó en las plántulas cultivadas en el sustrato B y el menor (0.84) en las cultivadas en el sustrato E. El análisis estadístico indica que los tratamientos A, B y G a L son estadísticamente iguales y difieren significativamente de los tratamientos E y F. El mayor peso seco (0.069 g) se determinó en las plántulas obtenidas en el tratamiento G y el menor (0.031 g) en las obtenidas en el tratamiento A. El análisis estadístico indica que los tratamientos G y L son estadísticamente iguales y difieren significativamente de los otros tratamientos.
Merino (1989), señala que en Chile el tomate, para su crecimiento vegetativo, requiere temperaturas de 15 y 25 ¥C, se puede cultivar en diferentes suelos y en la producción de invernadero se emplean de preferencia materiales inertes (vermiculita, arena y perlita) que tengan buen drenaje, pues su raíz es muy sensible al exceso de agua. Este cultivo requiere buena disponibilidad de nutrientes, principalmente N.
De acuerdo a los resultados obtenidos para las plántulas de tomate los mayores porcentajes de emergencia, sobrevivencia, altura de plántulas, largo radical (aceptables para el trasplante), número de hojas y peso seco se obtuvieron en los tratamientos G a L que contenían aserrín pretratado con las cepas fúngicas ensayadas. Estos sustratos presentarían suficiente humedad y buenas condiciones de drenaje. Además, Garnica (1995), señala que las cepas fúngicas usadas para degradar el aserrín presentan las enzimas para hidrolizar compuestos nitrogenados orgánicos e inorgánicos y carbonados orgánicos (almidón, celulosa, lignina y pectina) lo que permitiría una mayor disponibilidad de nutrientes (N, P, K y otros elementos) para el desarrollo de las plántulas.
En el presente estudio los menores porcentajes de emergencia, sobrevivencia, altura de plántulas, largo radical, número de hojas y peso seco se determinaron en el tratamiento suelo A y B y aserrín sin tratar con cepas fúngicas (E y F). En general el suelo rojo arcilloso es pobre en nutrientes disponibles (N, P, K y otros elementos), por su parte, el aserrín de P. radiata presenta una alta relación C:N, concentración de lignina y otros compuestos haciéndolo poco apto para el cultivo de plántulas a menos que sea pretratado.
Es necesario destacar que en estos ensayos no se utilizó ningún sistema de fertilización y tradicionalmente para el cultivo de tomate se emplean elementos como N, P, K y microelementos que mejoran el desarrollo de las plántulas. Al comparar los resultados del presente ensayo con los de Severino (1995), se constata que este no obtuvo emergencia de plántulas y por ende sobrevivencia al utilizar aserrín fresco como sustrato, según el autor debido a que el aserrín incluía altas proporciones de taninos y compuestos fenólicos dañinos para las plantas. Se puede argumentar por una parte, que en el aserrín utilizado en el presente estudio dichos compuestos se encontrarían en menor cantidad, por la edad del aserrín empleado y por otra parte, porque como se dijo anteriormente, estos compuestos habrían sido parcialmente degradados por las cepas fúngicas usadas, pues con los sustratos empleados hubo emergencia y sobrevivencia de plántulas de tomate, lo que demuestra que el aserrín pretratado con cepas fúngicas favorecería dichos procesos. Por otra parte, los estudios sobre tratamiento de aserrín con cepas de Agaricales son escasos y en la mayoría de los casos se han usado cepas de especies comestibles. Asiegbu et al. (1996), Nallathambi y Marimuthu (1993), Yoshida et al. (1993) y Noor et al. (1992) han usado cepas de Pleurotus para deslignificar aserrín de Picea, Populus y Pinus. Buswell et al. (1996), han empleado cepas de Volvatiella para la bioconversión de restos lignocelulósicos.
Ramanurthy et al (1996) señalan que al agregar aserrín de Eucalyptus a un suelo para su acondicionamiento y luego cultivar distintos tipos de plantas, determinaron una disminución en el contenido de clorofila y en el crecimiento de las plántulas ensayadas, pero al realizar el mismo experimento con aserrín pretrado con cepas de Volvariella volvacea (Bull. Ex Fr.) Sing., las plantas producidas presentaron un aumento en la clorofila y un incremento de bulbos y follaje. Kostov et al. (1991), utilizaron una mezcla de microorganismos para tratar aserrín y corteza de coníferas, luego los utilizaron como sustratos para el cultivo de plántulas de tomate, determinando que en el aserrín biodegradado ocurrió una mayor amonificación, se detectó una mayor masa microbiana y se incrementó la productividad de las plantas en comparación con un suelo usado como control y el mismo suelo adicionado de nutrientes. Gul et al. (1995), compararon 10 sustratos, algunos conteniendo aserrín de distinto tamaño de partícula y otros corteza biodegradada de pino versus un suelo convencional para el cultivo de tomate cv. Carpy. En los sustratos utilizados se obtuvieron plántulas una semana antes que en el suelo control y además se observó un aumento en la producción de alrededor de 8 a 10%, pero no un efecto significativo en los frutos obtenidos. Abou Hadid et al. (1988), compararon el tiempo de germinación de semillas de tomate cv. Alfredo en distintos sustrato, entre ellos uno constituido por arcilla: arena: aserrín (1:1:1) versus semillas cultivadas en camas de suelo semillero. Los autores señalan que el tiempo de germinación se redujo entre 3 a 7 días, dependiendo del sustrato usado y además registraron un menor requerimiento de agua para la germinación de las semillas, en comparación con las semillas aquellas en camas de suelo semillero. Los trabajos enumerados muestran que tanto el aserrín tratado con cepas de Agaricales o pretratado con otros microorganismos y posteriormente mezclado con otros sustratos es apto para el cultivo de plántulas de tomate o para mejorar las características físicas, químicas o nutricionales de los suelos.
A los Proyectos DID-UACH 200210 y F-96-03.
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