Efectos de
bioestimulantes en el crecimiento morfológico de plántulas de cacao en etapa de
vivero
Effects of
biostimulants on the morphological growth of cocoa seedlings at the nursery
stage
Thalia Rodriguez-Arrobo1,
2 *; Karla Cajamarca-Crespo1, 2; Salomón Barrezueta-Unda1,
2;
Angel Luna-Romero1, 2;
Diego Villaseñor-Ortiz 1, 2
1 Facultad de
Ciencias Agropecuarias, Universidad Técnica de Machala (UTMACH), Granja
experimental Santa Inés, Av. Panamericana, Machala, Ecuador.
2
Semillero estudiantil de investigación en Fitotecnia (SINFIT), UTMACH, Granja
experimental Santa Inés, Machala. Ecuador.
*Autor
corresponsal: trodrigue2@utmachala.edu.ec (T. Rodriguez-Arrobo).
ID
ORCID de los autores
T. Rodriguez-Arrobo: 
https://orcid.org/0000-0001-8463-8965 K.
Cajamarca-Crespo: 
https://orcid.org/0000-0001-8061-0690
S.
Barrezueta-Unda: https://orcid.org/0000-0003-4147-9284 A.
Luna-Romero: https://orcid.org/0000-0002-4311-9445
D.
Villaseñor-Ortiz: https://orcid.org/0000-0001-5646-4451
RESUMEN
Los bioestimulantes ayudan a las plantas de
cacao a mejorar el desarrollo vegetativo y la absorción de nutrientes, por
tanto, el objetivo fue evaluar los efectos de bioestimulantes en el crecimiento
morfológico en plántulas de cacao en etapa de vivero, a través de un diseño
experimental completamente al azar con cuatro tratamientos (T1: testigo, T2:
ácidos húmicos + ácidos fúlvicos, T3: Oxido de Silicio + ácido monosilícico; y
T4: Algas marinas + ácidos húmicos y fúlvicos) y cuatro repeticiones. Los resultados
no tuvieron diferencias significativas en variables como altura de planta (T4:
29,63 cm), número de hojas (T2: 25,19) y largo de raíces (T2: 37,23 cm). Se
encontraron diferencias significativas en diámetro de tallo (T3: 7,08 cm) y en masa
seca de raíces (T4: 8,67 g). Los bioestimulantes mostraron resultados positivos
en elementos nutricionales a nivel foliar, mejorando los valores de N, P, K,
Zn, Mn, Mg, Ca y Fe. Así mismo, presento una disminución de los valores de Cu y
Na. Estos resultados apoyan la hipótesis de que los bioestimulantes ayudan a
las plantas de cacao a mejorar el desarrollo vegetativo y la absorción
nutriente, reduciendo pérdidas de plantas y mejorando su nutrición en etapa de
vivero.
Palabras
clave:
Bioestimulantes;
SPAD; estimulación vegetal; características morfológicas.
ABSTRACT
Biostimulants help cocoa plants to improve
vegetative development and
nutrient uptake, therefore, the objective was to evaluate the effects of
biostimulants on morphological growth in cocoa seedlings in nursery stage,
through a completely randomized experimental design with four treatments (T1:
control, T2: humic acids + fulvic acids, T3: silicon oxide + monosilicic acid;
and T4: marine algae + humic and fulvic acids) and four replicates. The results
showed no significant differences in variables such as plant height (T4: 29.63
cm), number of leaves (T2: 25.19) and root length (T2: 37.23 cm). Significant
differences were found in stem diameter (T3: 7.08 cm) and root dry mass (T4:
8.67 g). The biostimulants showed positive results in nutritional elements at
foliar level, improving the values of N, P, K, Zn, Mn, Mg, Ca and Fe. Likewise,
there was a decrease in Cu and Na values. These results support the hypothesis
that biostimulants help cocoa plants to improve vegetative development and
nutrient uptake, reducing plant losses and improving plant nutrition at the
nursery stage.
Keywords: Biostimulants; SPAD; plant
stimulation; morphological characteristics.
Recibido: 17-02-2023.
Aceptado: 02-06-2023.
El cacao (Theobroma
cacao L.) es un cultivo representa un rubro económico importante para
varios países del mundo: Costa de Marfil, Camerún, Ghana, Brasil, Colombia,
República Dominicana, Ecuador, México, Indonesia, Malasia y Papúa Nueva Guinea
(Quintero, & Morales, 2004;
Zhiminaicela Cabrera et al., 2021).
En este sentido, se ha identificado que estos países producen un total de
3.256.438 toneladas métricas en una superficie cosechada de 6.981.522
hectáreas, lo que representa una importante contribución a su economía.
De acuerdo con los datos de INEC, (2021), la superficie
total de cultivada en Ecuador es de 626.962 ha, de las cuales 543.547 ha son
cultivadas en el cual se produce un total de 302.09 toneladas métricas. La
producción de este cultivo se centra en la provincia de Los Ríos con el 27,70
%. El 90% de la superficie de cultivo de cacao pertenece a pequeños
propietarios y representa casi el 65% de la producción total de cacao y esta a
su vez representa aproximadamente el 65% de la producción nacional (Morales
Intriago et al., 2018). En el caso de la provincia de El Oro, el cacao es el
segundo cultivo permanente con el 17,06% del área agrícola cultivada, superado
por el banano con el 67,7% y por delante del café con el 10,13%
(Barrezueta-Unda et al., 2017), siendo los cantones de Pasaje y Santa Rosa los
sitios de cultivo de cacao, representando más del 65% del área cultivada en
monocultivo y 57% en policultivo, siendo el centro formal del comercio de cacao
en la provincia, reuniendo el mayor número de intermediarios formales (Barrezueta-Unda
& Chabla-Carrillo, 2017).
Debido a la creciente demanda de clones de cacao de
buena calidad, es necesario buscar una mayor eficiencia en las técnicas de
propagación, especialmente en relación con el desarrollo acelerado de los
portainjertos, para reducir el tiempo de enraizamiento en contenedores que
afecta el desarrollo de las raíces y genera malformaciones radiculares
(Vavrina, 2002).
Los bioestimulantes son sustancias o microorganismos
que, cuando se aplican a las plantas, tanto vía foliar como edáfica, estimulan
procesos naturales que promueven y mejoran la absorción o utilización de
nutrientes, la tolerancia al estrés abiótico, la calidad de los cultivos o el
rendimiento (Dehkordi et al., 2021). También ofrecen soluciones para mejorar la
fertilización y la seguridad de los cultivos, apoyando la capacidad de los
sistemas biológicos para abordar los problemas de escasez de nutrientes (Lallié
et al., 2021). En el ámbito de la ciencia que estudia la nutrición de las
plantas, los ácidos húmicos y fúlvicos hacen que transporten los minerales a
los sitios metabólicos de las células y al tejido superficial mejorando el
desarrollo de la vegetación (Barragan, 2019), Así mismo, el Silicio desempeña un papel vital en la
estabilidad estructural de las células vegetales, mejorando sus propiedades
mecánicas como la rigidez y elasticidad. Este nutriente está presente en las
plantas, principalmente en forma de gel de sílice en las paredes celulares y
como ácido monosilícico en la savia del xilema (Castellano, De mello, & Silva, 2015). Las algas marinas, es otro bioestimulante
considerado como una excelente fuente de polisacáridos, glicerol, micro y macro
nutrientes (El Khattabi et al.,
2023), así como hormonas de
crecimiento, los cuales favorecen el desarrollo de las plantas (Pérez, López, & Reyes, 2020). Los estudios anteriores destacan la utilidad
de los bioestimulantes para el rendimiento, especialmente por el beneficio de
asimilar nutrientes en el cultivo que influyen sobre la producción (Bustamante
González et al., 2022), como el uso de bioestimulante a base de Silicio los
cuales ayudan a disminuir la influencia de la salinidad sobre los cultivos
(Bantis & KouKounaras, 2023) o como herramientas modernas para la
agricultura (Hung et al., 2023).
Los resultados de la investigación apuntan a la
eficacia de los bioestimulantes, contribuyendo a reducir los daños en las
plántulas de cacao en vivero, mejorar la supervivencia y para aumentar la
productividad. Dado el escaso conocimiento acerca de la influencia de los
bioestimulantes en el área de estudio sobre el cacao, esta investigación tuvo
el objetivo de evaluar los efectos de bioestimulantes en el desarrollo
morfológico en plántulas de cacao (Theobroma cacao L.), en etapa de
vivero.
Área de estudio
El
estudio se realizó en la parroquia La Victoria, Las Lajas, provincia de El Oro,
Ecuador. Las coordenadas son 3°47'40'' N, 80°3'50'57'' ubicada a 394 m de
altitud. La precipitación media anual es de 634 mm, con un máximo de 133 mm en
marzo y un mínimo de 6 mm en agosto. La temperatura media anual es de 25,5 °C,
con una máxima de 30 °C en abril y una mínima de 21 °C en septiembre. La
humedad relativa media es del 70% y la evapora-ción anual es de 1145 mm, con un
máximo de 113 mm en diciembre y un mínimo de 7 mm en junio.
Material vegetal
El material vegetal fue el clon Nacional que se obtuvo
de un vivero local. Todas las plantas tuvieron la misma edad fenológica.
Sustrato
El 40% fue de suelos provenientes de Las Lajas con
clase textural franca, complementando con: arena, cascarilla de arroz, tierra
dulce en diferentes proporciones. Esta incorporación de sustrato se trató con
Formaldehído a razón de 1 litro por cada 2 de agua, luego se cubrió con
plástico dejando en reposo 10 días. Se llenaron fundas de 4 lb de capacidad con
8 perforaciones favoreciendo el drenaje.
Manejo del Ensayo
La limpieza de arvenses se la realizaba de manera
manual con ayuda de un machete. Para el manejo de plagas y enfermedades, al
segundo mes se aplicó un insecticida con su ingrediente activo Acetamiprid, que
actúa de manera sistemática y de contacto, luego se reaplicó a los 15 días. El
riego se destinaba periódicamente dejando un día con una dosificación de 700 ml
por planta.
Diseño del experimento
Se utilizó un diseño experimental completamente
aleatorizado, con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones por tratamiento
(Figura 1). Se organizaron 16 unidades experimentales, teniendo como resultado
una población de estudio de 64 plantas de cacao. El experimento con todas las
consideraciones midió 6m de ancho y 4m de largo, cuyo producto equivale al área
bruta del experimento con un valor total de 24 m2. La aplicación de
los bioestimulantes se aplicó de forma edáfica luego de 15 días de trasplante
de las plántulas de cacao con su correspondiente dosis disuelta en 2,5 L de
agua, cada planta recibió 150 ml de la solución, realizando aplicaciones
mensuales, durante tres meses.
Variables respuesta
Existieron 3 variables principales tomadas cada 15 días
durante 3 meses que son:
Altura de planta fue medida en cada parcela con ayuda
de una cinta métrica, tomada desde la corona radical hasta la yema apical en el
vástago principal de la planta.
El número de hojas se cuantificó manualmente dentro de
cada unidad experimental.
El diámetro del tallo, se registró sus unidades en mm
con ayuda de un calibrador Vernier.
Al final del experimento se tomó datos de 3 variables
más:
El índice de intensidad de color de clorofila fue
medido con un dispositivo de medición portátil SPAD, seleccionando las hojas
aleatoriamente por su estado vegetativo en desarrollo.
La masa seca de raíces se obtuvo por diferencia de
peso. De cada unidad experimental se tomaron 4 plantas, de las cuales se cortó
su raíz se lavó con agua y se guardaron en fundas de papel. A continuación, se
llevaron a laboratorio se suelos de la Facultad de Ciencias Agropecuarias
(Universidad Técnica de Machala) donde se colocaron en una estufa a 170 °C por
24 horas y luego se procedió a pesar. Las muestras fueron extraídas de la
estufa y colocadas en un desecador, luego se volvieron a pesar, obteniendo la
masa seca por diferencia de peso.
La longitud de raíces fue medida con una cinta métrica
en unidades de cm, desde el cuello hasta la cofia.
Por último, para el análisis foliar se realizó una
determinación de nitrógeno (N) por Kjeldahl, fósforo (P), calcio (Ca), magnesio
(Mg), potasio (K), manganeso (Mn) y sodio (Na), por Espectro-fotometría de
Absorción Atómica (EAA); mientras, cobre (Cu), hierro (Fe) y zinc (Zn) por EAA
con lectura directa de estándares adecuados, según la cuantificación de
nutrientes de (Murillo-baca, Ponce-Rosas, &
Huamán-murillo, 2020).
Análisis estadístico
Se realizó un análisis de varianza de una sola vía y la
comparación múltiple de medias utilizando la prueba de Tukey con un nivel de
signif icancia del 5% (α = 0.05). Los datos estadísticos fueron
procesados empleando el programa estadístico AgroEstat 1.1.0712rev77 (Libre) la
cual es de tipo comercial perteneciente a la empresa AgroStat Analytics.
Figura 1. Esquema de
distribución de los tratamientos para el estudio.
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN
En la Tabla 1 se muestran las variables de
desarrollo con una fiabilidad estimada del 95% (α = 0,05). El valor más
alto se presenta en el tratamiento T4 con una media de 29,63 cm, seguido por T2
con 28,93 cm, T1 con 26,24 cm y finalmente T3 con 25,58 cm. No fue posible
contrastar los resultados con aplicaciones de bioestimulantes radiculares en
cultivo de cacao, debido a que hay muy poca información disponible sobre
estudios realizados. Sin embargo, Jiménez-Arias et al. (2022) descubrieron
resultados similares en el cultivo de tomate, en el cual los bioestimulantes
promovieron el desarrollo de la altura de las plantas y la distancia entre
nudos.
La aplicación de bioestimulantes favoreció
el incremento en el número de hojas, con el T2 presentando la media más alta
(25,19), seguido por el T4 (23,19), el T3 (22,81) y el T1 con la media más baja
(20). Todos los tratamientos que se aplicaron bioestimulantes mejoraron la
producción de biomasa, resultados similares a los referidos por Giordano et al. (2020) en el que expresaron que, por lo
general, en cultivos hortícolas es más evidente el incremento en la
productividad, y en el caso de cacao, el aumento del área foliar del cultivo.
En la evaluación del diámetro del tallo se
observaron diferencias significativas al 5%. El tratamiento con mayor media
para el diámetro de tallo fue T3 con 7,08 mm, seguido por T2 y T4 con 6,96 mm y
6,75 mm respectivamente, los cuales se consideran estadísticamente iguales. El
trata-miento con la media más baja fue T1 con 6,32 mm. Estos
resultados coinciden con los obtenidos por Kamenidou et al. (2009) en el
cultivo de Zinnia sp., donde el tratamiento con silicio promovió de
manera positiva el diámetro del tallo, mientras que los demás tratamientos con
bioestimulantes mostraron respuestas positivas en función a esta variable,
demostrando diferencias significativas con respecto al testigo.
El desarrollo de la raíz principal es
sumamente influenciado por el sustrato que se utiliza. Cuanto mayor porcentaje
de materia orgánica y porosidad se encuentre en él, se observará un incremento
en el desarrollo de sus raíces (Ran et al., 2022). Los resultados obtenidos
de los tratamientos evalua-dos demostraron que la materia orgánica presente en
la composición de un bioestimulante es capaz de mostrar una diferencia numérica
significativa en las medias. El T2 presentó un valor de 37,23 cm, seguido del
T1, T4 y T3 con valores de 35,74 cm, 34,85 cm y 33,56 cm, respectivamente.
Los bioestimulantes tuvieron un impacto
significativo (p < 0,05) en la masa seca de raíces (g), según la Prueba F
con un nivel de significancia del 1%. El tratamiento T2 obtuvo el valor más
alto de las medias, 6,73 g, seguido por el T3 con 5,48 g, luego el T4 con 5,2
g, mientras que el testigo obtuvo el valor más bajo, 4,7 g. Estos resultados
confirman la importancia de la estimulación para estimular el crecimiento de
las raíces en el cultivo de cacao.
La Figura 2 muestra la relación entre Índice
de Intensidad del color de la clorofila con los tratamientos T2, T4 y T3
presentando valores similares estadísticamente con 47,95, 47,91 y 47,87,
respectivamente, diferentes estadística-mente al T1 que tiene un valor de 46.
Tabla 1
Efecto de las aplicaciones de
bioestimulantes en variables de desarrollo de plantas de cacao en etapa de
vivero
|
Tratamiento
|
Altura planta (cm)
|
Número de hojas (unidad)
|
Diámetro de tallo (mm)
|
Largo de raíces (cm)
|
Masa seca de raíces (g)
|
|
T1
|
26,24a
|
20,00a
|
6,32b
|
35,74a
|
4,70b
|
|
T2
|
28,93a
|
25,19a
|
6,96ab
|
37,23a
|
6,73a
|
|
T3
|
25,58a
|
22,81a
|
7,08a
|
33,56a
|
5,48b
|
|
T4
|
29,63a
|
23,19a
|
6,75ab
|
34,85a
|
5,20b
|
|
Prueba F
|
1,70 NS
|
3,46 NS
|
3,79*
|
1,87 NS
|
8,67**
|
|
CV%
|
7,94
|
10,07
|
5,08
|
6,4
|
10,59
|
NS, *, ** no significativos al 5% de
probabilidad, significativos al 5% y al 1% de probabilidad según la Prueba F,
respectivamente
T1: Testigo, T2: ácidos húmicos
+ ácidos fúlvicos, T3: Óxido de silicio + ácido mono silícico, T4: Algas
marinas + ácidos húmicos y fúlvicos.
Figura 2. Prueba de Tukey (p <
0,05) para la variable intensidad del color clorofila (SPAD). T1: Testigo, T2:
ácidos húmicos + ácidos fúlvicos, T3: Óxido de silicio + ácido mono silícico,
T4: Algas marinas + ácidos húmicos y fúlvicos.
Estos resultados
concuerdan con los de Lemus-Soriano et al. (2021), quienes evidenciaron en el
cultivo de aguacate que los tratamientos a los cuales se aplicaron
bioestimulantes radiculares, tuvieron diferencias significativas en comparación
al testigo.
Además, estudios recientes han demostrado
que estos compuestos mejoran la intensidad del color de la clorofila,
contribuyendo a la conversión de energía lumínica en energía química almacenada
(Shibaeva et al., 2020). Así mismo, se ha comprobado que los bioestimulantes
ayudan a la adsorción de dióxido de carbono en plantas y contribuyen al
desarrollo de nitrógeno en los cultivos. Por esta razón, se recomienda el uso
de bioestimulantes para reducir el estrés en los cultivos de cacao.
Los elementos nutricionales evaluados a
nivel foliar (Tabla 2) nos demuestran que tanto el tratamiento absoluto con el
de los bioestimulantes presentan diferencias cuantitativas, según el test de
Tukey.
Los valores más altos de N (3,70%), P
(0,54%), K (1,18%), Zn (57,05 mg kg-1) y Mn (673,85 mg kg-1)
fueron observados en el T2. Posiblemente los ácidos húmicos y fúlvicos
contribuyeron a un mejoramiento de los procesos metabólicos y enzimáticos,
generando un mayor crecimiento de raíces, frutos y follaje en las plantas (Serrano et al.,
2015).
El T3 compuesto por Oxido de Silicio y ácido monosilícico obtuvo relevancia en
el Mg con 0,50% seguido por el T4 con 0.49, luego el T2 con 0,48 y por último
el T1 con 0.44.
En el caso de los elementos Ca con un 2,03%
y Fe con 141,25 mg kg-1, el T4 mostró relevancia posiblemente por la
combinación de ácidos húmicos y algas marinas. Esta unión de componentes tiene
la habilidad de estimular una variedad de respuestas positivas en la relación
entre la planta y el suelo (Pérez et al.,
2020).
Los valores elevados en el T1 de Cu con
15,73 mg kg-1 y Na con 440,10 mg kg-1 pudieron tener una
relación directa con el manejo del experimento, respecto al Cu se debe al uso
de fungicidas, con contenidos de óxido cuproso, en mayor o menor grado(Gregorio et al.,
2016).
Así mismo, el Na está relacionado directamente con el agua del riego, porque
durante la evaporación las sales menos solubles se precipitan al concentrarse,
dejando una minoría dominante de sales más soluble, esto lleva a que el Na que
predomine en la primera capa del sustrato(Can et al., 2008).
Sin embargo, los bioestimulantes demostraron
ser eficaces para reducir la absorción de Cu y Na. El tratamiento con oxido de
silicio y ácido monosilícico (T3) influyó positivamente en la resistencia a la
toxicidad de estos elementos, al estrés hídrico y salino, al mismo tiempo que
mantuvo la actividad enzimática y la composición mineral (Castellano et al.,
2015).
Tabla 2
Contenido de nutrientes en hojas, en función
de los tratamientos de bioestimulantes aplicados. T1: Testigo, T2: ácidos húmicos
+ ácidos fúlvicos, T3: Óxido de silicio + ácido mono silícico, T4: Algas
marinas + ácidos húmicos y fúlvicos
|
Tratamiento
|
N
|
P
|
K
|
Ca
|
Mg
|
Zn
|
Cu
|
Fe
|
Mn
|
Na
|
|
---------------------(%)-------------------
|
-----------------------------mg kg-1---------------------------
|
|
T1
|
3,24a
|
0,49a
|
0,81a
|
1,82a
|
0,44a
|
47,28a
|
15,73a
|
91,25a
|
611,53a
|
440,10a
|
|
T2
|
3,70a
|
0,54a
|
1,18a
|
1,79a
|
0,48a
|
57,05a
|
12,10a
|
126,00a
|
673,85a
|
338,70a
|
|
T3
|
3,69a
|
0,50a
|
1,10a
|
1,66a
|
0,50a
|
46,03a
|
9,03a
|
122,40a
|
624,00a
|
325,56a
|
|
T4
|
3,34a
|
0,49a
|
1,18a
|
2,03a
|
0,49a
|
43,73a
|
9,85a
|
141,25a
|
625,05a
|
365,53a
|
|
Ftest
|
0,64NS
|
0,82NS
|
2,44NS
|
1,64NS
|
1,22NS
|
2,06NS
|
2,06NS
|
1,37NS
|
0,1NS
|
0,71NS
|
|
CV%
|
14,8
|
9,84
|
21,23
|
12,99
|
9,2
|
18,88
|
54,03
|
29,86
|
27,18
|
33,3
|
Medias que tienen letras
iguales dentro de la misma columna indican que no difieren entre sí por la
prueba de Tukey, con 5% de probabilidad. NS, *, ** no significativos
al 5% de probabilidad, significativos al 5% y al 1% de probabilidad según la
Prueba F, respectivamente.
La utilización de
bioestimulantes promovió el desarrollo del cultivo de cacao en todas las
variables morfológicas, resultando mejorar las características del cultivo con
respecto al tratamiento testigo. El tratamiento de mejor resultado fue T2 con
la combinación de ácidos húmicos + ácidos fúlvicos los de mejores resultados,
seguido por T4 algas marinas + ácidos húmicos y fúlvicos y luego el T3 oxido de
silicio + ácido mono silícico.
Los
elementos nutricionales a nivel foliar, mejorando los valores de N, P, K, Zn,
Mn, Mg, Ca y Fe. Así mismo, tuvieron un efecto beneficioso al disminuir los
valores de Cu y Na. Estos resultados apoyan la hipótesis de que los
bioestimulantes pueden ayudar a las plantas de cacao a mejorar el desarrollo
vegetativo y la absorción nutriente, reduciendo pérdidas de plantas y mejorando
su nutrición en etapa de vivero.
La aplicación de los
bioestimulantes, no influyó significativamente (p < 0,05) en variables de
desarrollo como altura de planta, número de hojas y longitud de raíces,
contrario al diámetro del tallo y el peso en biomasa.
Un estudio futuro, se
podría investigar cómo los bioestimulantes influyen en la producción de cacao
en un contexto de mayor escala. Para ello, se utilizarían los bioestimulantes
más efectivos identificados en esta investigación, con el objetivo de
determinar si los beneficios observados en un entorno de vivero se mantienen en
condiciones comerciales a mayor escala. Proporcionarían información valiosa
para los productores de cacao, quienes podrían tomar decisiones informadas del
correcto el uso de bioestimulantes para mejorar el rendimiento y la calidad de
sus cultivos.
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