Artículo de Investigación

Trichoderma sp. endófito y microorganismos eficaces en el control de kcona kcona (Eurysacca sp.) y mejora del rendimiento de Chenopodium quinoa

Leon Ttacca, Betsabe; Soto Gonzales, José Luis; Mendoza Coari, Paul; Borja Loza, Yuri Rodrigo

Betsabe Leon Ttacca

bleonttacca@gmail.com.pe

Universidad Nacional de Cañete Perú

José Luis Soto Gonzales

jlsg_dh@yahoo.es

Universidad Federal de Integración Latinoamericana Brasil

Paul Mendoza Coari

paulmendozac@gmail.com

Universidad Nacional del Altiplano Perú

Yuri Rodrigo Borja Loza

rodrigob1207@gmail.com

Universidad Nacional del Altiplano Perú

Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y Veterinarias ALFA

Centro de Estudios Transdisciplinarios, Bolivia

ISSN: 2664-0902

ISSN-e: 2664-0902

Periodicidad: Cuatrimestral

vol. 5, núm. 14, 2021

editor@revistaalfa.org

Recepción: 09 Marzo 2021

Aprobación: 02 Abril 2021

Publicación: 04 Mayo 2021

URL: http://portal.amelica.org/ameli/journal/540/54025095402509039/

Modelo de publicación sin fines de lucro para conservar la naturaleza académica y abierta de la comunicación científica

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Resumen: El objetivo de la presente investigación fue determinar la influencia de cepas nativas de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1) en la incidencia de Kcona Kcona (Eurysacca sp.) y el rendimiento del cultivo de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) variedad Salcedo INIA. La investigación se desarrolló durante la Campaña Agrícola 2016-2017, en el CIP Camacani de la Universidad Nacional del Altiplano Puno. Se realizaron aplicaciones foliares de cuatro cepas de Trichoderma sp. endófito (Cepa 1, 2 y 3: Cepas nativas de tallos de quinua y rizosfera, Cepa 4: Tallo de cacao) en una concentración de 1x107ufc.ml- 1, un producto comercial de Microorganismos Eficaces (EM-1) en concentraciones de 5%, 10% y 15% y un producto químico (Karate) durante las fases fenológicas de floración, grano lechoso, grano pastoso y madurez fisiológica. La menor incidencia se registró en el tratamiento T10 (Testigo relativo: Tratamiento químico - Karate) seguido por el tratamiento T6 (EM-1 10%), y la mayor incidencia de larvas de Eurysaca sp. “Kcona Kcona”, se registró en el tratamiento T9 (Testigo absoluto: sin tratamiento), seguido por el tratamiento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA-TE-R-2). El mayor rendimiento se obtuvo en el tratamiento T6 (EM-1 10%) con un promedio de 3,871.70 kg/ha- 1, seguido por el tratamiento T4 (Trichoderma sp. Cepa 4: SG-TE-126) con un rendimiento de 3,697.00 kg/ha-1. El menor rendimiento se obtuvo en el TratamientoT9 (Testigo absoluto: Sin tratamiento) con 2,261 kg/ha-1, seguido del Tratamiento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA- TE-R-2) con 2,262.87 kg/ha-1, respectivamente.

Palabras clave: Chenopodiaceae, Hongos antagonistas, Kcona Kcona, Producción, Quinua.

Abstract: The objective of the present investigation was to determine the influence of native strains of Trichoderma sp. Endophyte and Efficient Microorganisms (EM-1) in the incidence of Kcona Kcona (Eurysacca sp.) and the yield of the quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) variety Salcedo INIA. The research was developed during the Agricultural Campaign 2016-2017, at the CIP Camacani of the National University of the Altiplano of Puno. Foliar applications of four strains of Trichoderma sp. endophyte (Strain 1, 2 and 3: native strains of quinoa stem and rhizosphere, Strain 4: cocoa stem) in a concentration of 1x107ufc.ml-1, a commercial product of Effective Microorganisms (EM-

1) in concentrations of 5 %, 10% and 15% and a chemical product (Karate) during the phenological phases of flowering, milky grain, pasty grain and physiological maturity. The lowest incidence was recorded in treatment T10 (Relative control: Chemical treatment - Karate) followed by treatment T6 (EM-1 10%), and the highest incidence of Eurysaca sp. "Kcona Kcona" was recorded in treatment T9 (absolute control: no treatment), followed by treatment T3 (Trichoderma sp. Strain 3: UNA-TE-R-2). The highest yield was obtained in treatment T6 (EM-1 10%) with an average of 3,871.70 kg

/ ha, followed by treatment T4 (Trichoderma sp. Strain 4: SG-TE-126) with a yield of 3,697.00 kg / he has. The lowest yield was obtained in Treatment T9 (absolute control: No treatment) with 2,261 kg / ha, followed by Treatment T3 (Trichoderma sp. Strain 3: UNA-TE-R-2) with 2,262.87 kg / ha, respectively.

Keywords: Chenopodiaceae, fungi antagonism, Kcona Kcona, production, quinoa.

Resumo: O objetivo da presente investigação foi determinar a influência de cepas nativas de Trichoderma sp. Microrganismos endófitos e eficientes (EM-1) na incidência de Kona Kona (Eurysacca sp.) E no rendimento da variedade de quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Salcedo INIA. A pesquisa foi desenvolvida durante a Campanha Agrícola 2016-2017, no CIP Camacani da Universidade Nacional do Altiplano Puno. Aplicações foliares de quatro cepas de Trichoderma sp. endófito foram realizadas (cepas 1, 2 e 3: cepas nativas de caules de quinoa e rizosfera, cepa 4: caule de cacau) em uma concentração de 1x107ufc.ml- 1, um produto comercial de Microorganismos Eficazes (EM-1) em concentrações de 5%, 10% e 15% e um produto comercial químico (Karatê) durante as fases fenológicas de floração, grão leitoso, grão pastoso e maturação fisiológica. A menor incidência foi registrada no tratamento T10 (Controle relativo: Tratamento químico

- Karatê) seguido pelo tratamento T6 (EM-1 10%), e a maior incidência de Eurysaca sp. "Kcona Kcona" foi registrado no tratamento T9 (controle absoluto: sem tratamento), seguido pelo tratamento T3 (Trichoderma sp. Estirpe 3: UNA-TE-R-2). O maior rendimento foi obtido no tratamento T6 (EM-1 10%) com média de 3.871,70 kg / há-1, seguido pelo tratamento T4 (Trichoderma sp. Cepa 4: SG-TE-126) com rendimento de 3.697,00 kg / há-1. O menor rendimento foi obtido no Tratamento T9 (controle absoluto: Sem tratamento) com

2.261 kg / ha, seguido pelo Tratamento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA-TE-R-2) com 2.262,87 kg / há-1, respectivamente.

Palavras-chave: Chenopodiaceae, fungos antagonistas, Kcona Kcona, Produção, Quinoa.

INTRODUCCIÓN

La quinua se constituye en un cultivo estratégico para contribuir a la seguridad y soberanía alimentaria debido a su calidad nutritiva (1). Por poseer contenidos de proteínas, presencia de todos los aminoácidos esenciales, vitaminas, minerales, fibra y no tener gluten hacen de la quinua un alimento de importancia (2). El Perú es el principal productor mundial de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) con 79269 toneladas registrados en el 2017, representando el 53,3% del volumen de producción de este grano andino (3). Este cultivo fue incluido en la lista de cultivos prominentes más importantes de las producciones agrícolas sostenibles (4).

La polilla Eurysacca melanocampta Meyrick (Lepidoptera: Gelechiidae) es la principal plaga en el cultivo de quinua en los Andes del sur de Perú (5). Las larvas de E. melanocampta en los primeros estados de crecimiento se alimentan del follaje y consecutivamente de los granos en desarrollo y maduros (6). Así mismo, es afectado por la enfermedad del mildiu (Peronospora variabilis Gäum), ocasionando defoliación completa de la planta y pérdidas económicas a los agricultores (7,8). Las pérdidas pueden alcanzar hasta 33% en variedades tolerantes y 99% en variedades susceptibles (9), en condiciones favorables para su desarrollo hasta 100% de perdidas (10). Los agricultores al verse con estos problemas usan defensivos agrícolas de origen químico muchas veces sin prescripción del Ingeniero Agrónomo, para atenuar este inconveniente. Resaltando la peligrosidad de estos productos a la salud pública y a la salud del medio ambiente, Jamiołkowska; siendo los extractos de plantas y algas, oligosacáridos, aminoácidos y sustancias sintéticas pueden activar componentes de protección de la planta frente al ataque de patógenos (11). En ese sentido los microorganismos eficientes han evidenciado efectos beneficiosos en la producción de alimentos libres de defensivos agrícolas (12).

La estrategia de control el biológico, es el uso de cepas del hongo Trichoderma sp con capacidad endofítica, que son capaces de colonizar los tejidos de las plantas sin causar síntomas visibles e inducir la producción de compuestos relacionados con la defensa y algunos genes implicados en respuestas de defensa de las plantas a factores bióticos y abióticos (13). Además, son conocidos por ser más seguros, biodegradables y amigables con el medio ambiente, y son una alternativa viable frente a los productos químicos (14).

Los microorganismos eficientes tienen numerosasaplicacionesagrícolasgarantizando una reproducción exitosa en las plantas los cuales comprenden una gran diversidad microbiana representada por bacterias ácido lácticas, bacterias fotosintéticas, levaduras, actinomicetes y hongos filamentosos con actividad fermentativa (15). El uso de los microorganismos representa una alternativa racional y sostenible en la agricultura (16), ya que al establecerse en la planta mejorará el control de sus plagas y enfermedades (17), dando lugar a la reducción del uso de pesticidas químicos, generando consecuentemente un impacto positivo al reducir la contaminación en los componentes ambientales (18). En ese sentido el objetivo de este estudio fue mejorar el rendimiento de Chenopodium quinoa Willd mediante la aplicación de cepas de Trichoderma sp. endófito y microorganismos eficaces

MATERIALES Y MÉTODOS

Los experimentos fueron realizados en el Centro de Investigación y Producción Camacani Puno, ubicado con las siguientes coordenadas geográficas latitud 15°57'14.03"S y longitud 69°51'30.88"O durante los meses de enero a junio del 2017. Así mismo, los microorganismos fueron reactivados y multiplicados en el laboratorio de fitopatología de la Escuela Profesional de Ingeniería Agronómica- Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Altiplano–Puno. Se condujo bajo un diseño de bloque completo al azar (DBCA) con 3 bloques y 10 tratamientos. Cada parcela experimental fue de 1,8 m el ancho x 5 m de largo, 1,2 m de distancia entre parcelas, 4 surcos por parcela con un distanciamiento de 0,60 m entre surcos, y un área efectiva del experimento de 530,4 m2.

Aplicación foliar de Trichoderma sp.

Las cepas de Trichoderma sp. fueron adquiridas del laboratorio de fitopatología de la Escuela Profesional de Ingeniería Agronómica-Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Altiplano–Puno (Tabla 1), fueron reactivadas en placas Petri conteniendo medio Extracto de Malta Agar (EMA) y luego se propagaron en sustrato de arroz.

Tabla 1
Código y procedencia de cepas de Trichoderma sp. Utilizados en la investigación - Centro de Investigación y Producción Camacani de la UNA, durante la campaña agrícola 2016 – 2017

Para las aplicaciones foliares de Trichoderma sp. previamente se realizó el conteo de esporas por gramo de arroz. Luego se preparó una suspensión de esporas en agua a una concentración de 1 x 107 ufc/cc para su aplicación.

Aplicación foliar de Microorganismos Eficaces (EM-1)

El producto Microorganismos Eficaces EM– 1 fue adquirido por una casa comercial, luego estos fueron activados dos semanas antes de su aplicación. Se utilizó la proporción de una (1) parte de EM-1 (5%) para una (1) parte de melaza (5%) de caña o azúcar para dieciocho (18) partes de agua (90%) limpia (sin cloro), así, 1 litro de EM-1, rindió para 20 litros de EM-1 activado. El procedimiento fue igual para la activación de EM-1 al 10% y 15%. Para la aplicación se utilizó 150 cc de cada concentración para ser mezclada en 20 litros de agua.

Con una mochila asperjadora manual de 20 litros, se realizó cuatro aplicaciones foliares de suspensión de esporas de las cepas de Trichoderma sp. y concentración de EM-1 (según la tabla 2 de tratamientos) en las etapas del desarrollo fenológico del cultivo: floración, grano lechoso, grano pastoso y madurez fisiológica en horas de la mañana entre las 6 a 8 a.m.; por cada tratamiento se aplicó un promedio de dos litros de la solución, variando en función al desarrollo vegetativo de las plantas. Así mismo, se realizó una mezcla de microorganismo con las cepas 1,2,3,4 de Trichoderma sp y EM-1 a una concentración del 10%. El testigo absoluto consistió en no aplicar ningún microorganismo; sin embargo, en el testigo relativo se aplicó un producto químico (Karate: Lambdacihalotrina).

Tabla 2
Tratamientos empleados para determinar la incidencia de Eurysacca sp. en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA bajo condiciones de campo en el CIP Camacani de la UNA, durante la campaña agrícola 2016 – 2017

Finalización del experimento

Se realizó a los 162 días después de la siembra, una vez alcanzado la madurez fisiológica. Se seleccionaron 10 plantas al azar de los tres surcos centrales de cada parcela, las mismas; fueron cortadas al ras del suelo, para luego colocarlas dentro de sobres de papel y fueron transportadas al laboratorio de fitopatología para su secado bajo sombra a temperatura ambiente durante dos meses, posteriormente fueron pesadas para determinar la biomasa seca. Se realizó la trilla en forma manual por cada planta. Finalmente, se procedió a limpiar los granos para ser guardados dentro de bolsas de manila, debidamente rotuladas. El resto de las plantas se segaron y dejaron en el campo durante

30 días, para que sequen completamente, y una vez secado se desarrolló el trillado correspondiente. Consecutivamente fue determinado el peso de semilla y finalmente se determinó el rendimiento (RDT).

Diseño y análisis estadístico

Los datos fueron procesados en un software estadístico InfoStat, versión 2008, para realizar el análisis de varianza (ANDEVA) y para las diferencias de medias se aplicó la prueba de contraste de Duncan p<0,01, con un nivel de significancia de 0.05%

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Figura 1, se muestra el efecto de aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1) en el rendimiento en kg/ha para quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, hubo diferencia estadística significativa (p<0,05) para los tratamientos.

Los tratamientos que presentaron mayor rendimiento fueron el T6 (10% de EM-1) y T4 (Trichoderma cepa 4) con 3871.7 y 3697 kg/ ha respectivamente, seguido de T7 (15% de EM-1) con 3603.7 0 kg/ha-1 a comparación del tratamiento T3 (Trichoderma cepa) con 2262,9 kg/ha-1 que mostró un menor rendimiento, sin diferencia estadística al tratamiento T9 (testigo absoluto; sin tratamiento) con 2261, 0 kg/ha-1

Figura 1
Rendimiento en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, con aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1). Letras distintas mayúsculas en la misma columna difieren entre sí por la prueba de Duncan p<0,01.

La Tabla 3 muestra la prueba de rango múltiple para la Incidencia de “Kcona Kcona” (Eurysacca sp.) en quinua (Chenopodiumquinoa Willd.) var. Salcedo INIA, con aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM-1), en las cuatro etapas fenológicas, se ha determinado que los tratamientos que presentaron menor daño por “Kcona Kcona” (Eurysacca sp.) estadísticamente (p<0.01) fueron T10 (Tratamiento químico: Karate) y el tratamiento T6 (EM-1 10%), sin embargo; el tratamiento T9 presentó el valor más alto de incidencia de esta plaga en las cuatro etapas, de lo cual se puede establecer que la aplicación de EM-1 10 y 15% presenta una disminución significativa del daño en las plantas de quinua e indudablemente la aplicación del producto químico “Karate”, resultó en la muerte de las larvas de “Kcona Kcona”

Tabla 3
Prueba de rango múltiple para Incidencia de la “Kcona Kcona” (Eurysacca sp.) en quinua (Chenopodium quinoa Willd.) var. Salcedo INIA, con aplicaciones de Trichoderma sp. endófito y Microorganismos Eficaces (EM).

Promedios por letras distintas indican diferencias significativas entre tratamientos según la prueba (Duncan p<0,05).

En las evaluaciones realizadas (Tabla 3) en las etapas fenológicas tales como: floración, grano lechoso, grano pastoso y madurez fisiológica, se aprecia que persiste la mayor incidencia de “Kcona Kcona” en el tratamiento T9 (Testigo absoluto), seguido por el tratamiento T3 (Trichoderma sp.: Cepa 3); y la menor incidencia se registró en el Tratamiento T10 (Testigo relativo: Tratamiento químico), seguido por el Tratamiento T6 (EM-1 10%).

No en tanto para el tratamiento T10, que fue empleado defensivo agrícola (Karate) no fue observado presencia de E. quinoae en etapas fenológicas como grano lechoso y grano pastoso.

El registro (Tabla 3) de la cantidad de larvas/ panoja ha ido incrementando ligeramente durante el proceso de desarrollo de las plantas de quinua. Las larvas de E. quinoae, inicialmente fueron observadas entre las hojas apicales de las plantas en estado fenológico de ramificación. En esta etapa el daño ocurrió sobre todo en la panoja en plena formación

Discusión

Existen relatos que los microorganismos eficientes incrementan la producción agrícola, en una investigación realizada en varios cultivos y especialmente con maíz se obtuvo una producción superior al 50% cuando se empleó microorganismos eficientes (19). Este comportamiento puede estar atribuido a la acción benéfica que realizan los microorganismos en el sistema suelo-planta (rizósfera) que podrían acelerar el proceso de reciclaje de nutrientes disponible para las plantas y garantizar un mayor crecimiento y desarrollo de las parcelas inoculadas con respecto al testigo absoluto (20).

Las aplicaciones de Microorganismos Eficientes en la agricultura incrementan la capacidad de fotosíntesis de las plantas a través de un mayor desarrollo foliar y mayor desarrollo foliar implica mayor fotosíntesis en la planta (21). Asi mismo, en una investigación empleando “BIOL al 60%” EM-1 para la producción de quinua obtuvo buenos rendimientos de este cultivo (22). Resultados semejantes fueron encontrados en la presente investigación (Tabla 3) para el tratamiento T6. Los efectos de cepas de Trichoderma sp sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas tienen implicaciones económicas importantes, así como mejorar el vigor de las plantas para superar las tensiones bióticas y / o abióticas (14). Por otro lado, las enzimas hidrolíticas producidas por el género Trichoderma movilizan la materia orgánica del medio y de esta forma mejoran la absorción de compuestos más simple por la planta y finalmente influyen en su estado nutricional (23).

La promoción del crecimiento de las plantas se observa a menudo en respuesta a la colonización de Trichoderma sp. (24). Es muy probable que las cepas de Trichoderma endofito puedan crear condiciones de crecimiento más favorables que conduzcan a un mejor crecimiento de la planta (14).

Los resultados estuvieron de acuerdo con los hallazgos de otros investigadores que sugirieron que además de su capacidad de biocontrol, algunas especies de Trichoderma sp. son capaces de promover el crecimiento de las plantas, la resistencia al estrés por sequía y la tolerancia a las condiciones inadecuadas del suelo. Por ejemplo, semillas tratadas con la cepa T22 de T. harzianum, respondieron positivamente y hubo un aumento de rendimiento (24); aplicaciones de Trichoderma sp. endófito con fertilizantes orgánicos e inorgánicos en plantaciones de cacao obtuvieron incrementos porcentuales positivos en el rendimiento con respecto al control absoluto (25). También, señalan que la mejora del crecimiento de la planta puede estar influenciada por compuestos como fitohormonas producidas por hongos endófitos como el ácido indolacético (IAA) y sus análogos. Además, la producción de algunos ácidos orgánicos tales como los ácidos glucónico cítrico y/o fumárico, dando como resultado la solubilización de fosfatos (14).

En la presente investigación (Tabla 4) se observó la presencia de E. quinoae en todas las etapas fenológicas estudiadas como (floración, grano lechoso, grano pastoso, madurez fisiológica. En la etapa fenológica de panojamiento, puede ocurrir el ataque de la primera generación de la polilla Eurysacca quinoae (26). El hongo endófito Trichoderma sp no demostró efecto de protección al ataque de E. quinoae. Contradictorio con resultados obtenidos en una investigación con la efectividad de Trichoderma spp. sobre insectos descortezadores de pino mostró que la cepa T01 fue el mejor tratamiento, ya que causo el 100% de mortalidad de los insectos (27). Demostrando que defensas biológicas no siempre puede tener la misma efectividad en el control de enfermedades.

En una investigación se observó mayor daño en el periodo de formación de grano y madurez fisiológica, donde las larvas se alimentan principalmente de las hojas tiernas si están en los primeros estadios y de los granos inmaduros y maduros si están en los últimos estadios (28). En el presente estudio se registró mayor cantidad de larvas de E. quinoae a medida que la planta madura se desarrolla. Asi mismo, se reportaron que la abundancia de insectos, especialmente de insectos inmaduros, depende principalmente de la interrelación estrecha entre el desarrollo de la planta hospedera y el ciclo biológico de los insectos (29)

CONCLUSIONES

El mayor rendimiento se obtuvo en el tratamiento T6 (EM-1 10%) con un promedio de 3871,70 kg/ha-1, seguido por el tratamiento T4 (Trichoderma sp. Cepa 4: SG-TE-126) se obtuvo un rendimiento de 3697,00 kg/ha-1; mientras que el menor rendimiento se obtuvo en el TratamientoT9 (Testigo absoluto: Sin tratamiento) con 2261,00 kg/ha-1, seguido del Tratamiento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA- TE-R-2) con 2262,87 kg/ha-1, respectivamente.

Menor incidencia de plagas se registró en el tratamiento T10 (Testigo relativo: Tratamiento químico - Karate) seguido por el tratamiento T6 (EM-1 10%), y la mayor incidencia de larvas de Eurysaca sp. “Kcona Kcona”, se registró en el tratamiento T9 (Testigo absoluto: sin tratamiento), seguido por el tratamiento T3 (Trichoderma sp. Cepa 3: UNA-TE-R-2)

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