PROJECT, DESIGN AND MANAGEMENTISSN: 2683-1597 |
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Como citar este artículo:
Orellana Tobar, S. A. & Anaya Hernández, A. (2021). Efecto del compost de Eichhornia crassipes en la calidad de plantas en vivero de Theobroma cacao. Project, Design and Management, 3(1), 73-88. doi: 10.29314/pdm.v3i1.612
EFECTO DEL COMPOST DE EICHHORNIA CRASSIPES EN LA CALIDAD DE PLANTAS EN VIVERO DE THEOBROMA CACAO
Samuel Alfredo Orellana Tobar
Universidad Internacional Iberoamericana (México)
oretobar2011@hotmail.com
Armando Anaya Hernández
Universidad Internacional Iberoamericana (México)
armando.anaya@unini.edu.mx · https://orcid.org/0000-0003-3229-0930
Resumen. El estudio consistió en determinar el efecto del compost de E. crassipes en la calidad de las plantas en vivero de T. cacao, conocer los porcentajes de compost apropiados para su adición como sustrato y determinar niveles de plomo (Pb), arsénico (As) y mercurio (Hg) en plantas de E. crassipes, compost y plantas de T. cacao. Se utilizó un diseño completamente al azar, con 5 tratamientos, 5 repeticiones con 48 plantas cada uno, en un período de experimentación de 4.5 meses. Se usó compost de E. crassipes en porcentajes de 10%, 20% y 40% mezclados con tierra en 90%, 80% y 60%. Los tratamientos se identificaron como: T1 (T10:90), T2 (T20:80), T3 (T40:60), un tratamiento relativo T4 (TR, 100% tierra y fertilización química) y un tratamiento testigo T5 (TT, 100% tierra). Los resultados del ANOVA demuestran que existe diferencia estadística significativa de los tratamientos en la calidad de las plantas de T. cacao para el diámetro, Índice de Calidad de Dickson (ICD) y peso seco total. Los T1, T2, T3 y T4, fueron estadísticamente superiores al tratamiento testigo T5 (TT). La altura de planta, índice de esbeltez, y relación peso seco aéreo-peso seco radicular, no presentaron diferencia estadística significativa. La traslocación de Pb a plantas de T. cacao fue inexistente. Las plantas del T3 (T40:60), mostraron amarillamiento clorótico y síntomas de enfermedades en los 45 a los 90 días de germinadas. Se recomienda usar porcentajes de compost de E. crassipes no mayores al 20%, para plantas de T. cacao en vivero.
Palabras clave: compost de E. crassipes, Cerrón Grande, calidad de Theobroma cacao, metales pesados.
EFFECT OF EICHHORNIA CRASSIPES COMPOST ON THE QUALITY OF THEOBROMA CACAO NURSERY PLANTS
Abstract. The study consisted of determining the effect of E. crassipes compost on the quality of T. cacao nursery plants, knowing the appropriate compost percentages for its addition as sustrate and determining levels of lead (Pb), arsenic (As) and mercury (Hg) in E. crassipes plants, compost and T. cacao plants. A completely randomized design was used, with 5 treatments, 5 repetitions with 48 plants each, in an experimentation period of 4.5 months. Compost of E. crassipes was used in percentages of 10%, 20% and 40% mixed with soil in 90%, 80% and 60%. The treatments were identified as: T1 (T10: 90), T2 (T20: 80), T3 (T40: 60), a relative treatment T4 (TR, 100% soil and chemical fertilization) and a control treatment T5 (TT, 100 % land). The results of the ANOVA show that there is a statistically significant difference of the treatments in the quality of T. cacao plants for the diameter, Dickson's Quality Index (ICD) and total dry weight. The T1, T2, T3 and T4 were statistically superior to the control treatment T5 (TT). Plant height, slenderness index, and aerial dry weight-root dry weight ratio did not present statistically significant differences. The translocation of Pb to T. cacao plants was non-existent. The plants of T3 (T40: 60), showed chlorotic yellowing and symptoms of diseases in the 45 to 90 days of germination. It is recommended to use percentages of compost of E. crassipes not greater than 20%, for T. cacao plants in the nursery.
Keywords: E. crassipes compost, Cerrón Grande, quality of the T. cacao plants, heavy metals.
Introducción
El Jacinto de Agua (E. crassipes), es una planta acuática que crece de manera acelerada en los embalses de agua (Alvarado, 2013). Es considerada como maleza acuática perenne (Madsen y Robles, sf), y catalogada entre las 100 especies exóticas invasoras más dañinas del mundo (Lowe et al., 2004). Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, 1996) a nivel mundial E. crassipes causa problemas más serios y amplios que ninguna otra maleza acuática flotante. Rzedowski y Rzedowski (2005) mencionan que E. crassipes se propaga de tal manera que llega a cubrir los espejos de canales y otros depósitos de agua. Su abundancia y volumen en esos cuerpos de agua llega a imposibilitar la pesca y la navegación. De acuerdo con Barrett y Forno (1982), el origen de E. crassipes parece ser la Amazonia brasileña con propagación natural a otras áreas del continente sud-americano e introducido por acción humana a Centro América y el Caribe. La Aquatic Ecosystem Restoration Foundation (AERF, 2014), indica que E. crassipes ha sido ampliamente introducida en todas las regiones tropicales del mundo, más recientemente en el lago Victoria, al Este de África.
En El Salvador, el embalse Cerrón Grande (con coordenadas geográficas 14° 03” N y 89° 04” O), constituye el cuerpo de agua dulce continental más grande (Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales [MARN], 2016), con un área cubierta de 135 km2, construido para la presa de la Central Hidroeléctrica Cerrón Grande, con una capacidad nominal de 135 MW, y una generación media anual de 488 GWh (Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa [CEL], s.f). Uno de los problemas preponderantes en el embalse Cerrón Grande es la presencia y expansión de E. crassipes, que afecta a diversos sectores económicos como la industria pesquera, el turismo y la navegación (Alas, R. 25 de marzo 2016). También, podría afectar las turbinas para la generación hidroeléctrica de la presa Cerrón Grande (“Tesoros naturales en peligro, embalse del Cerrón Grande”, 2016). El MARN (2019) calculó una cobertura de 3,000 hectáreas de E. crassipes, que equivale a un 22.22% del embalse.
Sonter et al. (2018) mencionan que recientemente el compostaje ha tenido aceptación para el manejo integral de desechos sólidos y malezas acuáticas, etiquetado como un producto ecológico y una solución sostenible de los residuos urbanos y manejo de malezas acuáticas. En ese sentido, Mashavira et al. (2015), evaluaron el efecto del compost de E. crassipes en tomate (Lycopersicon esculentum), en los atributos de crecimiento, potencial de rendimiento y la acumulación de niveles de metales pesados de plomo (Pb), cobre (Cu), níquel (Ni) y zinc (Zn), en el fruto de tomate; mientras Enríquez (2013), estudió el efecto del compost a base de Eichhornia crassipes en lechuga “Lactuca sativa”, en las variables sobrevivencia, rendimiento en peso (kg), diámetro de la cabeza de la lechuga y concentración de los metales pesados plomo (Pb) y arsénico (As). Como parte del control de E. crassipes en el embalse Cerrón Grande, en el período de noviembre 2019 a marzo de 2020 se extrajo 17.34 hectáreas de forma manual y mecánica usando barcazas cosechadoras de E. crassipes (CEL, 2020). Por su parte, la Agencia de Desarrollo Económico Local y el Fondo de Inversión Ambiental de El Salvador (ADEL-FIAES, 2014), propusieron elaborar compost a partir de plantas de E. crassipes extraído del embalse Cerrón Grande, como una de las alternativas para su uso y manejo sostenible.
En ese contexto, se desarrolló este estudio elaborando compost de E crassipes del embalse Cerrón Grande, y se evaluó su efecto en la calidad de plantas de cacao (Theobroma cacao) en la etapa de vivero. El T. cacao es una de las especies con alto potencial ecológico y económico que CEL produce en los viveros forestales de sus Centrales Hidroeléctricas para reforestar la cuenca del río Lempa. Según el Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG, 2018), por la importancia socio-ambiental que este cultivo representa, en El Salvador, se cuenta con una “política para el desarrollo de la cadena del cacao”. Por lo que, la producción de plantas de T. cacao de calidad en vivero es imprescindible para el éxito de la plantación.
Según Arteaga et al. (2003) el tipo de suelo o sustrato utilizado en la producción de planta es uno de los factores que más influye en la calidad y costo de producción de planta en los viveros, por lo que se requiere contar con alternativas para reducir los costos, garantizando cierta calidad de planta. Prieto (2004), señala que un proceso apropiado en vivero requiere de prácticas culturales relacionadas con sustratos, envases, fertilizantes, micorrizas, riego, prevención y control de plagas y enfermedades.
La calidad de la planta depende de las características genéticas del germoplasma y de las técnicas usadas para su reproducción (Prieto et al., 2009). Los parámetros altura y diámetro son considerados estimadores del rendimiento de las plantas después de la siembra (Mexal y Landis, 1990) y pueden cuantificarse con facilidad (Birchler et al., 1998). Además, se usa atributos morfológicos como el índice de esbeltez que relaciona la altura y el diámetro de la planta, la relación del peso seco de la parte aérea y la radicular y el índice de calidad de Dickson, que se calcula mediante la relación entre el peso seco total de la planta y la suma del índice de esbeltez y la relación parte aérea-parte radicular (Navarro et al., 2006, Birchler et al., 1998, Dickson et al., 1960, citado por Mateo-Sánchez et al., 2011).
Los objetivos de la investigación consistieron en determinar el efecto del compost de plantas de E. crassipes extraídas del embalse Cerrón Grande en la calidad de las plantas de T. cacao en la etapa de vivero, a través de los parámetros de altura de la planta, diámetro, índice de esbeltez, relación del peso seco de la parte aérea y peso seco de la parte radicular (PSa/PSr), así como el Índice de Calidad de Dickson (ICD); además, determinar los porcentajes de compost de E. crassipes más apropiados para mezclar con tierra para la producción T. cacao en la etapa de vivero y finalmente evaluar los niveles de los metales pesados como As, Pb y Hg en plantas frescas de E. crassipes, en el compost obtenido y en las plantas de T. cacao para analizar la existencia de traslocación de dichos metales.
Método
La extracción de las plantas de E. crassipes del embalse Cerrón Grande se efectuó el 06 y 07 de diciembre de 2018, en el cantón Santa Teresa, municipio de Potonico, departamento de Chalatenango, en las coordenadas de ubicación 13°57´48.10” N y 88°54´36.51” O, a una distancia de 3.0 km en dirección noroeste de la Central Hidroeléctrica Cerrón Grande. Para su extracción se elaboraron cuadrantes de 1 m de largo x 1 m de ancho (1 m2), con tubos de PVC de 1” de diámetro. Se contó el número de plantas por m2 registrado en los cuadrantes en cada extracción, se dejaron escurrir durante 3 minutos y luego se pesó la masa vegetal de cada cuadrante. En seguida, se tomaron partes de tallos, hojas y raíces de 100 plantas frescas de E. crassipes obtenidas de los cuadrantes mediante muestreo al azar, para análisis de los metales pesados Pb, As y Hg, y se llevaron al laboratorio de la Fundación Salvadoreña para el Desarrollo Económico y Social (FUSADES). El Pb y As se analizaron con el método de espectrofotometría de absorción atómica con horno de grafito, y el Hg con el método de espectrofotometría de absorción atómica con generador de hidruros. Después de la extracción, las plantas de E. crassipes se trasladaron para su compostaje al lugar donde se implementó el diseño experimental, ubicado en las coordenadas 14° 05’ 44.28” N y 89° 15’ 20.08” O, en la subcuenca del río Jayuca, en el caserío La Cruz, cantón Santa Rosa, municipio de Nueva Concepción, departamento de Chalatenango. Seguidamente en el sitio de compostaje se picaron las plantas de E. crassipes en una máquina agrícola utilizada para picar zacate. El material vegetal picado se colocó en forma de montículo de 5.70 m de largo, 1.90 m de ancho y 0.90 m de alto, sobre una capa de 5 cm de espesor de plantas de E. crassipes sin picar, para evitar el contacto con el suelo, luego el montículo se tapó con una carpeta plástica. Durante las primeras seis semanas se realizó volteo manual para brindar aireación dos veces por semana, las siguientes once semanas se efectuó una vez por semana. Las últimas dos semanas se extendió el material compostado en una capa de 30 cm de espesor, dejándolo sin capeta durante el día y en la noche se volvía a colocar. Al finalizar este proceso se procedió a pesar el compost de E. crassipes y se resguardó en sacos para el proceso de maduración durante 5 meses previo a utilizarse como sustrato en la producción de plantas de T. cacao en etapa de vivero, asimismo, se efectuó análisis químico de Pb. Durante el proceso de compostaje se midió a diario la temperatura del material y la humedad relativa del ambiente. El período de elaboración del compost fue del 09 de diciembre de 2018 al 21 de abril de 2019. El cultivo de T. cacao en la etapa de vivero se implementó del 29 de septiembre de 2019 al 23 de febrero de 2020. En la figura 1 se muestra la extracción de E. crassipes y la elaboración de compost.
Figura 1. A) Extracción de E. crassipes del embalse Cerrón Grande. B) Elaboración de compost.
Para la implementación del estudio se utilizó un diseño experimental completamente al azar, con cinco tratamientos, cinco repeticiones y 48 plantas por cada repetición. El tamaño de la muestra de plantas de T. cacao para el análisis destructivo en laboratorio y determinar el peso seco (g) se estimó con la fórmula:
Donde:
n: tamaño de la muestra.
S2: varianza.
t2 = t de Student al 95% de confianza.
e2= error (5%). El valor del error se multiplica por el promedio, previo a elevarse a cuadrado, con lo cual se consigue incrementar el número de muestras a procesar.
El resultado arrojó un mínimo de 121 plantas a muestrear utilizando la variable altura, no obstante, se muestreó un total 250 plantas (50 por cada tratamiento y 10 plantas por repetición), con lo que se aseguró un muestreo representativo. Los análisis estadísticos se realizaron con el software Statistix 8.1, versión estudiante. El análisis de varianza de una vía (ANOVA), con un nivel de significancia de 0.05. Las diferencias significativas de las medias de los tratamientos se obtuvieron con la prueba estadística de Tukey.
En el ensayo se usó compost elaborado de E. crassipes del embalse Cerrón Grande en porcentajes de 10%, 20% y 40%, mezclados con tierra en 90%, 80% y 60% para completar el 100% del volumen de las bolsas (8”x12”) donde se sembró las semillas de T. cacao. Los 5 tratamientos se identificaron de la forma siguiente: T1 (10:90), T2 (20:80), T3 (40:60), un tratamiento relativo T4 (TR, 100% tierra, y 3 fertilizaciones químicas con fertilizante fórmula triple 15 N-P-K, a los 15, 45 y 90 días de germinadas, usando dos gramos en la primera fertilización y cinco gramos en la segunda y tercera fertilización) y un tratamiento testigo T5 (TT, 100% tierra) sin ningún aditamento.
El control de plagas y enfermedades se realizó de manera preventiva. Para el control de insectos del suelo se usó Imidaclopid WG 0.8%, aplicado en el suelo 15 días previo a la siembra de las semillas de T. cacao. Para el control de plagas del follaje se usó los insecticidas Abamectina (1.8 EC) y Lambdacialotrina (2.5 EC). La prevención de enfermedades fúngicas se efectuó con Difenoconazole, Azoxystrobin (32.5 SC) aplicado cada 10 días. Las plantas de T. cacao en el vivero se protegieron con sombra usando malla sarán de 73%. Se arreglaron en 4 hileras en un ancho de 0.50 m y 12 plantas por hilera en una longitud de 1.56 m por cada repetición. El ancho de calles fue de 0.60 m x 0.65 m.
Cuando las plantas de T. cacao alcanzaron 4 meses y 15 días de germinadas se realizó un análisis destructivo de las plantas, tallo, hojas, raíz para medir el peso seco (g). Siguiendo la metodología de Fernández, et al. (2010), se muestreó las plantas que se encontraban al centro de cada repetición para evitar efecto de borde. A cada planta se le midió el diámetro en la base del tallo (mm) con un vernier, y la altura (cm) con una cinta métrica. Se separó el suelo de las plantas usando agua para dejar la raíz desnuda. Se cortó la raíz y se colocaron los tallos con hojas y raíces por separado en bolsas plásticas, identificadas por cada tratamiento y cada repetición, obteniendo 25 muestras de tallos con hojas y 25 muestras de raíces. Se pusieron a secar durante 72 horas a través del método de la estufa a 50 °C. Una vez secas se medió el peso del tallo con hojas, peso seco radicular y peso seco total. Esta prueba se efectuó en el Laboratorio de Química Agrícola del Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal “Enrique Álvarez Córdova” (CENTA), ubicado en San Andrés, La Libertad, El Salvador. Tomando como referencia la metodología de Fonseca et al. (2002), descrita por Piña y Arboleda (2010), con los datos obtenidos del laboratorio se estimó el índice de esbeltez (IE), de acuerdo a la ecuación 1, y el Índice de Calidad de Dickson (ICD), con la ecuación 2, como se detalla a continuación:
Ec. 1.
Ec. 2.
Según Prieto et al. (2009) el índice de esbeltez es un indicador de la resistencia de la planta a la desecación por viento, de su sobrevivencia y crecimiento en sitios secos. Su valor debe ser menor de seis, valores más altos indican que la planta es más delgada del tallo en relación al tamaño que presenta. El Índice de Calidad de Dickson (ICD) agrupa variables relacionadas con la calidad de la planta. A mayor valor del índice, mejor calidad de planta. La biomasa tiene una correlación con la sobrevivencia y el crecimiento de las plantas en campo. La relación parte aérea y parte radicular se calculó como el cociente entre el peso seco de la parte aérea en gramos y el peso seco de la raíz en gramos (PSa/PSr). Relaciones arriba de 2.5 indican desproporción y la existencia de un sistema radicular insuficiente para proporcionar la energía a la parte aérea de la planta (Prieto et al., 2009). Además, se muestreó plantas de T. cacao cultivadas en el T3 (T40:60) para evaluar si existió traslocación de Pb del sustrato a las plantas de vivero.
Debido a que durante el proceso de cultivo de las plantas de T. cacao se observó que en las 5 repeticiones del T3 (T40:60) y a un nivel no significativo en el T2 (T20:80) algunas plantas de T. cacao presentaron primeramente una descoloración foliar progresiva tornándose amarillas cloróticas y luego mostraron síntomas de enfermedad en el follaje; por un lado, se decidió realizar un análisis foliar a plantas del tratamiento T3 (T40:60) tomadas de las 5 repeticiones. El análisis se realizó en el laboratorio de FUSADES, San Salvador, El Salvador. Por otro lado, en el laboratorio de Parasitología Vegetal del CENTA, se efectuó análisis de presencia de patógenos en compost de E. crassipes, en el T5 (TT) y en T3 (T40:60) con el objeto de conocer los patógenos que causaron la enfermedad. Se utilizó el método Papa Dextrosa Agar (PDA) como medio de cultivo, bajo asepsia rigurosa en cámara de flujo laminar con luz ultravioleta. Se homogenizó el suelo y sustrato y tomó 10g. Se prepararon diluciones de 1/10,000 y 1/100,000 y se tomó 1ml de cada una de las diluciones, y se colocaron en cajas petri de vidrio selladas con cinta adhesiva parafilm conteniendo el medio de cultivo PDA. Las cajas petri se colocaron en una incubadora a 22°C durante 5 a 8 días, hasta observar el crecimiento de hongos y bacterias. Para la identificación de los microorganismos presentes se tomó con aguja de decepción una muestra de cada uno de los hongos y bacterias crecidos en la caja petri a través de un microscopio estereoscopio y se colocaron en una laminilla portaobjeto conteniendo una gota de agua estéril, se cubrió con un cubreobjeto y se ubicó en un microscopio compuesto donde se identificó cada uno de los géneros de hongos presentes en las muestras (R.F. de Serrano, comunicación personal, 24 de mayo de 2021).
Resultados
La media general de la altura de las plantas de T. cacao fue de 42.92 cm y un coeficiente de variación de 13.35. El T1 alcanzó la mayor media con 46.34 cm, seguido del T4 con 44.46 cm, el T2 con 43.37 cm y el T3 con 41.78 cm. El testigo o T5 registró la media más baja con 38.65 cm (Tabla 1). El análisis de varianza no evidenció diferencia estadística entre las medias a un nivel de significancia de 0.05 (Tabla 2).
Tabla 1
Resultados de la prueba de Tukey de las diferencias estadísticas de las medias
| Variables estudiadas | |||
|---|---|---|---|
| Tratamiento | Altura (cm) | Diámetro (mm) | Índice de esbeltez |
| T1 (T10:90) | 46.34±4.28 a | 5.00±0.32 ab | 9.62±0.71 a |
| T2 (T20:80) | 43.37±4.39 a | 4.97±0.35 ab | 8.98±0.43 a |
| T3 (T40:60) | 41.78±8.98 a | 5.07±0.50 a | 8.39±1.22 a |
| T4 (TR) | 44.46±3.72 a | 4.71±0.42 ab | 9.82±0.92 a |
| T5 (TT) | 38.65±5.64 a | 4.18±0.59 b | 9.45±0.85 a |
La media general del diámetro de las plantas fue de 4.78 mm y un coeficiente de variación de 9.45. El T3 registró la mayor media con 5.07 mm, seguido del T1 con 5.00 mm, y el T2 con 4.97 mm. Los tratamientos T4 y T5 registraron las medias menores con 4.71 mm y 4.18 respectivamente (Tabla 1). Se encontró diferencia estadística a un nivel de significancia de 0.05 entre las medias de los tratamientos (Tabla 2). La prueba de Tukey demuestra que las medias de los tratamientos T1, T2 y T4 son iguales estadísticamente, T3 y T5 son diferentes, donde T3 es el mejor y T5 el de menos calidad.
En el índice de esbeltez los valores más bajos reflejan plantas de mejor calidad. La media general del índice de esbeltez que resulta de dividir la altura y el diámetro en el cuello de la raíz, fue de 9.25 y un coeficiente de variación de 9.40. El T4 con una media de 9.82, el T1 una media de 9.62 y el testigo T5 con una media de 9.45 presentaron mayor índice de esbeltez. Mientras los tratamientos T2 y T3 alcanzaron las medias más bajas, con 8.98 y 8.39 individualmente (Tabla 1). El análisis de varianza denota que no existe diferencia estadística entre las medias a un nivel de significancia de 0.05 (Tabla 2).
Tabla 2
Resultados de la prueba de Tukey de las diferencias estadísticas de las medias
|
Variable |
Fuente de variación |
GL |
Suma de cuadrados |
Cuadrado medio |
F |
P |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Altura (cm) |
Tratamiento Error Total |
4 20 24 |
169.01 656.57 825.58 |
42.25 32.82 |
1.29 |
0.30NS |
|
Diámetro (mm) |
Tratamiento Error Total |
4 20 24 |
2.66 4.09 6.75 |
0.66 0.20 |
3.26 |
0.03* |
|
Índice de Esbeltez |
Tratamiento Error Total |
4 20 24 |
6.52 15.14 21.67 |
1.63 0.75 |
2.15 |
0.11NS |
En la figura 2 se detalla la medición de la altura, diámetro y muestras de plantas de T. cacao, para análisis de peso seco, para la determinación de las variables de calidad de las plantas.
 |
Figura 2. A) Medición de altura de las plantas de T. cacao. B) Medición de diámetro
La media general de la relación peso seco (g) parte aérea-peso seco (g) parte radicular (PSa/PSr) fue de 10.11 y un coeficiente de variación de 18.37. Los tratamientos con mayor promedio fueron el T4, T1 y T5, que registraron una media de 10.86, 10.26 y 10.10 g, respectivamente. Los tratamientos T3 y T2 presentaron las medias más bajas con 9.86 y 9.51 g, cada uno (Tabla 3). Valores arriba de 2.5 indican desproporción entre la parte aérea y la parte radicular, por lo que, según estos resultados, no existe equilibrio entre la relación de estas dos variables. Según el análisis de varianza, no existe diferencia estadística entre las medias a un nivel de significancia de 0.05 (Tabla 4).
Tabla 3
Resultados de la prueba de Tukey de las diferencias estadísticas de las medias
| Variables estudiadas | |||
|---|---|---|---|
| Tratamiento | PSa/PSr (g) | PSt (g) | ICD |
| T1 (T10:90) | 10.26±1.13 a | 91.20±13.36 a | 4.57±0.37 a |
| T2 (T20:80) | 9.51±2.00 a | 83.51±12.33 ab | 4.52±0.51 ab |
| T3 (T40:60) | 9.86±2.11 a | 83.91±12.98 ab | 4.63±0.65 a |
| T4 (TR) | 10.86±2.11 a | 84.73±13.31 ab | 4.15±0.90 ab |
| T5 (TT) | 10.10±1.74 a | 62.36±15.10 b | 3.22±0.86 b |
La media general de la variable de peso seco total fue de 81.14 g y un coeficiente de variación de 16.58. La biomasa de la planta está asociada con la sobrevivencia y el crecimiento de las plantas en campo. El T1 registró la mejor media con 91.20 g. En segundo orden están los tratamientos T4, T3 y T2 que registraron medias de 84.73 g 83.91 g y 83.51 g, individualmente. Por último, está el T5 con una media de 62.36 g (Tabla 3). Acorde al análisis de varianza, existe diferencia estadística significativa entre las medias de los tratamientos. Según la prueba de Tukey las medias de los tratamientos T2, T3 y T4 son iguales estadísticamente, T1 es diferente estadísticamente a los demás tratamientos, siendo el mejor, y el T5 es el peor con el promedio más bajo, por lo que las plantas del T1 con mejor media de peso, pueden tener mayor porcentaje de sobrevivencia en la plantación que las del T5 que presentó la media de peso más baja.
La media general del Índice de Calidad de Dickson fue de 4.22 y un coeficiente de variación de 16.40. Este índice integra las variables de calidad de planta, peso seco total de las plantas (g), índice de esbeltez (IE) y la relación peso seco parte aérea - peso seco radicular (PSa/PSr), valores mayores denotan plantas de mejor calidad, pueden tener más éxito de sobrevivir en los sitios donde se establezcan en campo. El T3 registró la mejor media con 4.64 de ICD, seguido de los tratamientos T1 con 4.57 de ICD y T2 con 4.52 de ICD. El cuarto lugar lo ocupó el tratamiento T4 con una media de 4.16. La media más baja lo registró el T5 con 3.23 (Tabla 3). Los resultados del análisis de varianza, denotan que existe diferencia estadística significativa entre las medias de los tratamientos (Tabla 4). Según la prueba de Tukey las medias de los tratamientos T2 y T4 son iguales estadísticamente, así como T1 y T3, con los mejores promedios y T5, tiene el menor promedio.
Tabla 4
Análisis de varianza para determinar diferencias estadísticas de las variables estudiadas
|
Variable |
Fuente de variación |
GL |
Suma de cuadrados |
Cuadrado medio |
F |
P |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Relación parte aérea-parte radicular (g) |
Tratamiento Error Total |
4 20 24 |
5.07 69.07 74.15 |
1.26 3.45 |
0.37 |
0.82NS |
|
Peso seco total (g) |
Tratamiento Error Total |
4 20 24 |
2400.26 3620.02 6020.28 |
600.06 181.00 |
3.32 |
0.03* |
|
Índice de Calidad de Dickson (ICD) |
Tratamiento Error Total |
4 20 24 |
6.86 9.59 16.45 |
1.71 0.47 |
3.58 |
0.02* |
En relación a los metales pesados evaluados, el Pb registró un promedio de 3.54 ppm en las plantas frescas de E. crassipes. El Hg y As, no fueron detectables (Figura 3). Por esta razón, en el compost de E. crassipes únicamente se analizó Pb, pero ya no fue detectable (0.00 ppm). A pesar de no detectarlo, en las muestras de compost analizadas, para cumplir con el objetivo relacionado a analizar si existe traslocación de Pb, se realizó un análisis de este elemento en las plantas de T. cacao cultivadas en el tratamiento T3, con mayor porcentaje de compost de E. crassipes; según las pruebas, tampoco fue detectable.
Debido a los problemas de descoloración foliar progresiva tornándose amarillas cloróticas y luego síntomas de enfermedad en plantas de T. cacao en el T3, se realizó un análisis foliar de nutrientes en las plantas de dicho tratamiento. Los resultados se compararon con los niveles de referencia utilizados en el Laboratorio de Química Agrícola del CENTA para el cultivo de T. cacao, basándose en Methods of Analysis of Soil Plants, Water and Fertilisers. Fertiliser Development and Organisation, 1999 (G.L. Enríquez, comunicación personal, 24 mayo de 2021). El N registró 3.18%, el P 0.16%; el K 1.32%; el Ca 0.55%, el Mg 0.20%, el S registró 0.24%. El Fe presentó 90.63 ppm, el Cu 3.55 ppm, el Mn 55.78 ppm, el Zn 18.91 ppm y el B registró 67.52 ppm. El N presentó un nivel superior al recomendado entre 2.00% - 2.50%. Los nutrientes P, Mg, Cu y Zn presentaron niveles bajos, siendo el nivel suficiente 0.18% para el P, 0.45% para el Mg, entre 8.0 ppm - 12.0 ppm en el Cu, y entre 20.0 - 100.0 ppm para el Zn; mientras, los nutrientes K, Fe, Mn y B presentaron niveles suficientes: 1.30% - 2.2%, 60 - 200 ppm, 50 - 300 ppm y 25 - 70 ppm, respectivamente (Tabla 5).
Figura 3. Resultados de análisis de Pb, en plantas de E. crassipes en estado fresco.
Tabla 5
Análisis foliar de nutrientes en plantas de T. cacao del tratamiento T3 (T40:60)
| Elemento | Resultados | Unidad | Nivel bajo | Nivel suficiente | Nivel alto |
| Nitrógeno total | 3.18 | % | 1.8 - 1.99 | 2.0 - 2.5 | > 2.5 |
| Fósforo | 0.16 | % | 0.13 - 0.18 | > 0.18 | |
| Potasio | 1.32 | % | 1 - 1.29 | 1.3 - 2.2 | > 2.2 |
| Calcio | 0.55 | % | 0.3 - 0.49 | > 0.40 | - |
| Magnesio | 0.20 | % | 0.2 - 0.49 | > 0.45 | - |
| Azufre | 0.24 | % | - | - | - |
| Hierro | 90.63 | ppm | 50 - 59 | 60 - 200 | > 200 |
| Cobre | 3.55 | ppm | 4 - 7 | 8 - 12 | > 12 |
| Manganeso | 55.78 | ppm | 22 - 49 | 50 - 300 | > 300 |
| Zinc | 18.91 | ppm | 18 - 19 | 20 - 100 | > 100 |
| Boro | 67.52 | ppm | 12 - 24 | 25 - 70 | > 70 |
Patógenos en compost de E. crassipes, en T5 (TT) y en T3 (T40:60)
En el compost de E. crassipes se encontró cuatro géneros de hongos: Aspergillus sp, Penicillum sp, Rhizopus sp, Sclerotium sp; y una especie de bacteria, no identificada (Tabla 6). En el T5 se registró dos géneros de hongos Aspergillus sp y Fusarium sp; y una especie de bacteria, la cual no se logró identificar. Por un lado, en el sustrato del T3 (T40:60), se encontró siete géneros de hongos Aspergillus sp, Penicillum sp, Fusarium sp, Pythium sp, Cladosporium sp, Rosellinia sp y Tricoderma sp (Tabla 6). Por otro lado, en el tallo de las plantas cultivadas en el T3 se encontró Pythium sp, y en la raíz y hojas existió presencia de bacterias, no identificadas. Según los resultados, los hongos que afectaron a las plantas de T. cacao en el T3 fueron Fusarium sp, Pythium sp y Rosellinia sp, siendo este último el de mayor incidencia y el que causó mayor daño. En estado avanzado se manifiesta en las partes aéreas causando amarillamiento, marchitez, caída de las hojas y muerte regresiva. Lo que concuerda con lo descrito por Phillips-Mora y Cerda (2011) y Alarcón et al. (2012), sobre los síntomas del hongo Rosellinea pepo en plantas de T. cacao.
Tabla 6
Patógenos identificados en compost de E. crassipes, T5 (TT), T3 (T40:60) y en plantas
| Géneros de hongos/bacteria | Compost de E. crassipes | T5 (TT) | T3 (T40:60) y plantas | Observación |
|---|---|---|---|---|
| Aspergillus sp | x | x | x | Contaminante |
| Penicillum sp | x | x | Contaminante | |
| Fusarium sp | x | x | ||
| Pythium sp | x | |||
| Cladosporium sp | x | |||
| Rosellinia sp | x | Daño principal | ||
| Tricoderma sp | x | Antagónica | ||
| Rhizopus sp | x | Contaminante | ||
| Sclerotium sp | x | |||
| Bacteria* | x | x | x |
La x indica presencia del patógeno. *sin identificar su género.
Discusión y conclusiones
Altura (cm) total de la planta. A pesar de que los resultados de la altura de las plantas de T. cacao fue superior en los porcentajes de sustrato de compost de E. crassipes (T1, T2 y T3), no se encontró diferencia significativa comparado con el tratamiento testigo T5. Similar resultado reportó González (2018), no encontrando diferencia estadística para la altura de clones de T. cacao en su estudio donde probó tratamientos de abonos orgánicos, bocashi y humus de lombriz, a los 15, 45 y 90 días después de la siembra. Por su parte, Lliuya (2015), encontró diferencia significativa en la misma variable en los tratamientos donde usó estiércol de cuy, compost y gallinaza en cultivo de plantones de T. cacao. Asimismo, Ramírez et al. (2013) presentan mejores resultados para el tratamiento con una mezcla de suelo, arena y estiércol de cuy, donde las plantas de T. cacao alcanzaron 34 cm de altura en la cubierta de sarán y 35 en la cubierta de plástico a los 120 días.
Diámetro (mm). En la presente investigación, las medias del diámetro fueron estadísticamente superiores en los tratamientos con porcentajes de sustrato de compost de E. crassipes (T1, T2 y T3), respecto al tratamiento testigo T5, siendo el mejor el T3. Estos datos coinciden con los reportados por Lliuya (2015), que encontró diferencia significativa en el diámetro de las plantas de T. cacao a 120 días, para los tratamientos de abonos orgánicos compost, gallinaza y estiércol de cuy. Ramírez et al. (2013) también presentan mejores resultados para el tratamiento con una mezcla de suelo, arena y estiércol de cuy, donde las plantas de T. cacao registraron 6.89 mm de grosor en la cubierta de sarán y 8.72 mm en la cubierta de plástico a los 120 días. Caso contrario reveló González (2018), donde el diámetro de plantas de clones de T. cacao no mostró diferencia estadística en los tratamientos de abonos orgánicos, bocashi y humus de lombriz, a los 15, 45 y 90 días después de la siembra.
Índice de esbeltez. Los valores más bajos de este índice indican plantas de mejor calidad. Las medias de los tratamientos T2 y T3, presentaron los valores más bajos; a pesar de ello, no se evidenció diferencia significativa entre los tratamientos, incluyendo el testigo T5. Similar resultado encontró Tut Si (2014), en su estudio con plantas en vivero de Tabebuia donnell-smithii (cortez blanco) producidas en los sustratos de lombri-compuesto, arena, suelo, y gallinaza, en diferentes proporciones y mezclas, donde no encontró diferencia significativa en los tratamientos.
Peso seco total (g). Se encontró diferencia significativa en los tratamientos con porcentajes de compost de E. crassipes T2 y T3 y el tratamiento relativo T4 obteniendo efectos similares entre éstos; el T1, fue superior a todos los tratamientos, y el T5, el que registró el peso más bajo. Mateo-Sánchez et al. (2011) encontró diferencia significativa (p<0.05) para el peso seco total en la producción de plantas de Cedrela odorata (cedro) en vivero a base de sustrato de aserrín crudo en mezcla con peat moss-agrolita-vermiculita, registrando el mejor resultado en las plantas cultivadas con el tratamiento 60% de aserrín, seguido del tratamiento 70% de aserrín.
Índice de Calidad de Dickson (ICD). Los tratamientos con compost de E. crassipes T3 con una media de 4.63 de ICD, T1 con 4.57 de ICD y T2 con 4.52 de ICD, presentaron las mejores medias de índice de calidad de Dickson (ICD), comparados con el T5, encontrando diferencia estadística significativa. Mateo-Sánchez et al. (2011) obtuvo diferencia significativa (p<0.01) para el ICD, en un experimento de producción de plantas de Cedrela odorata (cedro) en vivero a base de sustrato de aserrín crudo en mezcla con peat moss-agrolita-vermiculita. Los mejores valores los registraron los tratamientos con 70%, 90% y 60% de aserrín. Estos datos concuerdan con los encontrados en este estudio, donde los tratamientos con mayor porcentaje de compost fueron superior al testigo T5.
Análisis químico de los metales pesados Pb, As y Hg en plantas de E. crassipes previo a compostarse, Pb en compost y en plantas de T. cacao. El Pb registró un promedio de 3.54 ppm en las plantas de E. crassipes. Mientras, el Hg y As, no fueron detectables; concordando con los reportados por ADEL-FIAES (2014), en muestras de E. crassipes en 3 lugares del embalse Cerrón Grande, que encontraron entre 2.41 y 3.0 ppm de Pb y tampoco detectaron Hg y As. Por su parte, el MARN (2012) en una muestra de análisis foliar de E. crassipes en la laguna de Metapán encontró 0.81 ppm de Pb, 2.26 ppm de As y no detectó Hg. Coincidiendo en la presencia de Pb, y la no detección de Hg, en las plantas de E. crassipes en ambos cuerpos de agua. Conforme la norma NCh2880 (2004) el nivel máximo de elementos trazas en materia prima para compostaje (mg/kg base seca) para el Hg, es de 10 mg/kg y para Pb 800 mg/kg. Por tanto, las plantas de E. crassipes de las muestras en el embalse Cerrón Grande cumplen con los requerimientos para utilizarse como materia prima para compostaje, referente al Pb que registró 3.54 ppm y Hg, que no fue detectable.
Análisis foliar y patógenos. Según los resultados del análisis foliar y presencia de patógenos, cabe la posibilidad que al usar una mayor cantidad de compost de E. crassipes ciertos nutrientes por exceso o deficiencia causen algún efecto negativo en el desarrollo de las plantas, como el que se observó en el T3 donde se usó 40% de compost de E. crassipes, manifestando amarillamiento clorótico en las hojas de las plantas de T. cacao al inicio del desarrollo de éstas y luego se manifestó la presencia de enfermedades. También podría deberse a la presencia de mayor cantidad de especies de patógenos en dicho tratamiento; caso contrario a lo observado en la disminución de plantas afectadas a medida se utilizó menor cantidad de compost de E. crassipes en los tratamientos T2 y T1; por lo que, se recomienda usar porcentajes de compost de E. crassipes que no supere el 20%. Los síntomas de marchitamiento o clorosis que de manera general aparecen en los viveros de cacao, se deben principalmente al ataque de hongos (Suárez, et al., citados por Pérez-Martínez, et al., 2017). Por otra parte, es común encontrar síntomas no causados por fitopatógenos, sino, a carencias, excesos o desequilibrios nutricionales, se manifiesta como clorosis en las plantas completas, clorosis moteada de los espacios intervenales de las hojas, deformación de la lámina foliar, disminución del tamaño de la hoja, en otros (Enríquez, 1985; Hardy, 1961, citados por Pérez-Martínez, et al., 2017), lo que concuerda con los hallazgos de este estudio.
Se evidenció un efecto positivo del uso del compost de plantas de E. crassipes en la calidad de las plantas de T. cacao en la fase de vivero para el diámetro, peso seco total e Índice de Calidad de Dickson (ICD). Éste último índice es el más integral de todos, se encontró que los tratamientos T1 y T3 registraron las medias más altas, siendo estadísticamente iguales entre ellas, y superiores al tratamiento testigo T5, que obtuvo el menor promedio y, por tanto, plantas de menor calidad. Mientras en las variables altura, índice de esbeltez, relación peso seco aéreo/peso seco radicular, no se evidenció diferencia estadística entre las medias de los tratamientos.
El tratamiento con mayor porcentaje de compost T3, obtuvo la mayor media respecto al Índice de Calidad de Dickson. No obstante, se observó de los 45 a 90 días de desarrollo de las plantas de T. cacao en el vivero, plantas afectadas por clorosis en un inicio y luego por enfermedad, posiblemente al usar mayor cantidad de compost de E. crassipes ciertos nutrientes por exceso o deficiencia ocasionen dicho efecto. También podría deberse por la presencia de más especies de patógenos en dicho tratamiento, siendo los hongos Fusarium sp, Pythium sp y Rosellinia sp, que más afectaron a las plantas; caso contrario a lo que se observó en la disminución de plantas afectadas a medida se utilizó menor cantidad de compost. Considerando que el T3 presentó sintomatología probablemente al ataque de fitopatógenos, o por desequilibrios nutricionales, o por ambas, se recomienda que el porcentaje de compost de E. crassipes más apropiado a usarse para la producción de T. cacao en la fase de vivero no supere el 20%, de acuerdo con esta investigación.
Según los hallazgos, no se encontró traslocación de plomo (Pb) hacia las plantas de T. cacao. Asimismo, E. crassipes de las muestras en el embalse Cerrón Grande cumple con los requerimientos de la norma NCh2880 (2004) para utilizarse como materia prima para compostaje, respecto a los elementos trazas Pb que registró 3.54 ppm y Hg y As que no fueron detectables.
Con los resultados obtenidos de la investigación, se comprueba que el uso de compost de E. crassipes del embalse Cerrón Grande, tiene un efecto positivo en la calidad de las plantas de T. cacao en la fase de vivero; y, se determina que los porcentajes de compost de E. crassipes más apropiados para mezclar con tierra para la producción de T. cacao en la fase de vivero no superen el 20%. Asimismo, se determinó que el metal pesado plomo (Pb) registrado en las plantas frescas de E. crassipes, no fue identificado en el compost, ni en las plantas de T. cacao, por lo que no existió traslocación de dicho metal.
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