Efecto del pH del suelo en variedades de fresa

El experimento se estableció en un invernadero tipo capilla de 4.5 m de altura central y 3 m de altura lateral. Cubierta de malla sombra del 40% de ref lectancia, estructura de acero galvanizado, orientación norte-sur. Este se encuentra en Montecillo, Estado de México a 19° 29´ N y 98° 53´ O y 2260 m de altitud. Se cultivaron plantas de fresa de las variedades CP-Zamorana, CP‑Jacona, Festival, líneas avanzadas CP-LE-7 y CP-06-15. Se establecieron dos tratamientos correspondientes a dos tipos de suelo con pH contrastante para cada una de cinco variedades. El primero es un suelo de invernadero de la Comunidad de San Diego y el segundo un suelo agrícola de Montecillo, ambos del Municipio de Texcoco, Estado de México. Las características de ambos suelos se presentan en el Cuadro 1.

Cada unidad experimental consistió en una planta de fresa cultivada en una bolsa de plástico negro calibre 400 de 8 L de capacidad conteniendo 12 kg de suelo. Cada tratamiento contó con ocho unidades experimentales (repeticiones). Se aplicaron riegos tres veces por semana. A los 125 días después del trasplante (ddt) se cosecharon las plantas, se separó la raíz de la parte aérea y se evaluaron las siguientes variables: 1) área foliar, la cual se determinó con ayuda de un integrador foliar LI-3000 (LI.COR, EE.UU.). 2) Volumen radical por el método de volumen de agua desplazado por raíz y corona en una probeta de 500 mL. 3) Peso seco de la parte aérea, se secó a 70 oC durante 72 h y se pesó en balanza analítica. 4) Concentración de N, P, y K en la parte aérea. El material seco se molió en mortero y se determinó N por método micro-Kjeldahl, P y K por digestión del material vegetal en ácido nítrico y perclórico y lectura en el ICP-OES (Mulgrave-Australia Agilent). Los datos fueron analizados con el paquete estadístico SAS (StatisticalAnalysisSystem) versión 9.0 en los cuales se aplicó un análisis de varianza y se hizo una prueba de comparación de medias (Tukey α = 0.05) de los dos tipos de suelo (pH 4.4 contra pH 8.8).

Inoculación bacteriana en variedades de fresa

Se cultivaron plantas de fresa de las mismas variedades del primer experimento y se establecieron tres tratamientos: 1) sin inoculación, 2) inoculación por aplicación de 5 mL de suspensión bacteriana y 3) inoculación por inmersión de las raíces en la suspensión bacteriana. Cuatro cepas bacterianas promotoras del crecimiento vegetal se utilizaron por su capacidad de solubilización de fosfatos (Pseudomonas tolassi A46 y P61, Paenibacillus polymyxa BPS1.1 y Bacillus pumilus R-44), las cuales fueron proporcionadas por el laboratorio de Microbiología de Suelos del Colegio de Postgraduados. Las cepas se propagaron en caldo nutritivo en incubadora con agitación rotatoria (New Brunswick Scientific Edison) a 180 rpm durante cuatro días a 28 °C, hasta obtener una concentración de 10⁹ células mL^-1, de acuerdo con la escala de ^{McFarland (McFarland, 1970}). La inoculación se realizó al momento del trasplante. Las plantas se cultivaron en el suelo pH 8.8 utilizado en el primer experimento y con manejo similar. Seis repeticiones se establecieron. Los frutos producidos se cortaron semanalmente y evaluaron de los 134 a los 227 ddt. Frutos de fresa en estado de madurez comercial (3/4 del total de la superficie del fruto con coloración roja) fueron muestreados. La firmeza en frutos se determinó con un penetrómetro de mano (Marca QA Supplies) y los datos se expresaron en g cm^-2. Los sólidos solubles totales del fruto se midieron con un refractómetro portátil (Marca Atago N-1a Alfa) y los datos se expresaron en grados Brix. Las plantas se cortaron a los 227 ddt y se determinó peso seco de la materia seca, área foliar, volumen radical y concentración de N, P y K de la parte aérea del mismo modo que en el primer experimento. La producción acumulada de frutos por planta (número y peso de los frutos) se calculó adicionalmente. La población de bacterias solubilizadoras de fosfatos en la rizosfera de las plantas de fresa se estimó por el método de diluciones decimales de macerados radicales (^{Mattos et al., 2008}) y siembra en medio de cultivo Pikovskaya (PVK). Las colonias que presentaban un halo transparente, lo que indica la solubilización del fosfato tricálcico, se cuantificaron como positivas. Los datos fueron analizados con el programa estadístico SAS (StatisticalAnalysisSystem) versión 9.0 en los cuales se aplicó un análisis de varianza y se hizo una prueba de comparación de medias (Tukey α = 0.05).

Efecto del pH del suelo en variedades de fresa

La producción de materia seca fue superior en el suelo con pH 4.4 comparado con el suelo pH 8.8, en todas las variedades de fresa (Cuadro 2).

Las variedades CP-Zamorana y CP-Jacona fueron las que mostraron mayor producción de materia seca en el suelo pH 4.4; mientras que la línea CP-06-15 y la variedad Festival fueron las que mayor producción de materia seca tuvieron en el suelo con pH 8.8, es decir, las que mejor se adaptaron a las condiciones de alcalinidad. La fresa, al ser un cultivo de suelos ácidos (^{Garriga et al., 2014}), reduce su crecimiento en suelos con pH alto (>8), lo cual fue evidente en este trabajo. La reducción en la producción de materia seca promedio de todas las variedades al variar el pH del suelo fue de 66%, con valores de 19.44 en pH 4.4 reduciéndose a 6.49 g planta^-1 en suelo con pH 8.8. Las variedades más afectadas por el pH alto del suelo fueron CP-Zamorana, se redujo 75% su producción de materia seca y CP‑Jacona 74% de reducción respecto al suelo con pH 4.4, mientras que las menos afectadas por el aumento en el pH del suelo fueron CP-06-15 con una reducción de 54% y Festival con una reducción del 56% en la materia seca producida.

El área foliar presentó la misma tendencia que la materia seca. En todas las variedades el área foliar fue mayor en el suelo con pH 4.4 que en suelo con pH 8.8. Las variedades CP-Zamorana y CP-Jacona fueron las que mostraron mayor área foliar en el suelo pH 4.4; mientras que la línea CP-06-15 y la variedad Festival fueron las que mejor se adaptaron a las condiciones de alcalinidad. La reducción en el área foliar promedio de todas las variedades fue de 63%, con valores de 1292 en pH 4.4 y 478 cm² planta^-1 en suelo con pH 8.8.

El volumen radical presentó la misma tendencia que área foliar y peso seco de la parte aérea, ya que en todas las variedades el volumen radical fue mayor en suelo con pH 4.4 que en suelo con pH 8.8. En el suelo con pH 4.4, las variedades CP-Zamorana y CP-06-15 fueron las que presentaron mayor crecimiento de la raíz, mientras que en suelo con pH 8.8, la variedad CP-06-15 se destacó sobre las variedades restantes. La disminución en el crecimiento de la raíz respecto al tipo de suelo, de ácido a alcalino, en la variedad CP-06-15 fue de 53%, mientras que en el promedio de todas las variedades fue de 67%.

Así mismo, la concentración de N, P y K en la parte aérea en todas las variedades evaluadas fue mayor en suelo con pH 4.4 que en suelo con pH 8.8. En el suelo con pH 4.4 las variedades con mayor contenido de N en la parte aérea fueron CP-Zamorana y Festival, en P CP-LE-7 y CP-Jacona y para K CP‑Jacona. En el suelo con pH 8.8, los mayores contenidos de N, P y K se presentaron en CP-06-15 y Festival. Lo anterior indica que en condiciones de estrés por alcalinidad, las variedades (CP-06-15 y Festival) que mayor crecimiento tuvieron fueron a su vez las que presentaron mayor concentración de macroelementos. Los decrementos en todas las variables evaluadas en este trabajo ocasionadas por el aumento en el pH de suelo hasta 8.8, concuerdan con lo reportado por ^{Keutgen y Pawelzik (2008)}; además, ^{D’Anna et al. (2003)} y ^{Pirlak y Esitken (2004)} determinaron que estos decrementos en el crecimiento provocan que la producción de frutos también disminuya.

Inoculación bacteriana en variedades de fresa

De manera similar que en el primer experimento, el mayor peso seco de la parte aérea se presentó en las variedades CP-06-15 y Festival. No se presentaron aumentos en el crecimiento de las plantas por efecto de la inoculación con rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV). Solo en la variedad CP‑LE-7, la cual tuvo los valores más bajos en acumulación de materia seca, el tratamiento de inoculación por inmersión de la raíz en suspensión bacteriana superó al de inoculación por aplicación directa y al testigo (Cuadro 3).

Los microorganismos utilizados en este trabajo fueron aislados de ambientes con suelos cercanos a la neutralidad, lo que pudo haber afectado su desempeño en suelos con pH 8.8. ^{Bharti et al. (2014)} indicaron que en condiciones de estrés salino en los suelos, la inoculación de microorganismos (RPCV) exógenos debe hacerse con aquellos halotolerantes. Asi mismo, ^{Castro-Sowinski et al. (2007)} identificaron muchos otros factores que pueden afectar la efectividad de las RPCV inoculadas, entre los más destacados se encuentran la competencia con los microorganismos nativos, características físicas y químicas del suelo, genotipo y edad de la planta a inocular, tipo de exudados radicales y manejo agrícola.

El área foliar mostró tendencias similares a la acumulación de materia seca en la parte aérea, ya que la mayor área foliar se presentó en las variedades CP‑06-15 y Festival. Tampoco se presentaron efectos en el crecimiento de las plantas por efecto de la inoculación con RPCV, a excepción de la variedad CP-LE-7, la cual fue la variedad con valores más bajos de acumulación de materia seca y área foliar. También en esta variedad, las plantas inoculadas por el método de inmersión de la raíz en suspensión bacteriana superaron a las inoculadas por aplicación directa y al testigo sin inocular (Cuadro 3).

De manera similar a lo ocurrido en el suelo con pH 8.8 del primer experimento, en el segundo experimento la variedad CP-06-15 fue la que se destacó por el crecimiento de sus raíces. La inoculación con RPCV no provocó mejoras en los valores de volumen radical para ninguna de las variedades en comparación al testigo.

En cuanto al contenido de N, P y K en la parte aérea, la variedad CP-06-15 fue la que presentó los valores más altos, siendo esta misma variedad la que presentó los valores más altos en volumen radical. Lo anterior indica que el crecimiento de las raíces se relacionó con el contenido nutrimental de la planta. Para acumulación de N en la parte aérea, se presentaron diferencias entre tratamientos de inoculación en todas las variedades. En las variedades CP-06-15 y CP‑Zamorana, el contenido de N en parte aérea de las plantas con inoculación directa fue menor que en las del testigo sin inocular, pero no con las inoculadas por inmersión de las raíces en la suspensión bacteriana. Para la variedad Festival, está reducción fue provocada por el tratamiento de inoculación por inmersión de la raíz en la suspensión bacteriana y no por inoculación directa. Para CP-Jacona, ambos tipos de inoculación provocaron reducción en el contenido de N en la parte aérea en comparación con las plantas sin inocular.

En cuanto al contenido de P, las variedades CP-Zamorana y CP-Jacona presentaron la misma tendencia. En ambas, la inoculación bacteriana (ambos métodos) provocó reducción en el contenido de P en la parte aérea en comparación con el testigo sin inocular (Cuadro 3). Las raíces de CP-Zamorana presentaron mayor colonización por bacterias solubilizadoras de fosfatos en el tratamiento inoculado por aplicación directa en comparación con el testigo y las inoculadas por el método de inmersión de la raíz (Figura 1).

Figura 1 Población de bacterias solubilizadoras de fosfatos en la raíz de cinco variedades de fresa (1 = CP-Zamorana, 2 = CP-Jacona, 3 = CP-06-15, 4 = CP-LE-7, 5 = Festival y 6 = Promedio de variedades) con dos métodos de inoculación de RPCV. Columnas con diferente letra para la misma variedad o para promedio de todas las variedades son estadísticamente distintas (Tukey, α = 0.05). 

Lo anterior indica que las bacterias inoculadas a la variedad CP-Zamorana se establecieron en las raíces, pero en lugar de favorecer la mejor nutrición de las plantas provocaron que se redujeran los contenidos de N y P. Al respecto, ^{Castro-Sowinski et al. (2007)} indicaron que otras RPCV se pueden comportar como competidoras de las plantas por nutrimentos. Para la acumulación de K en la parte aérea, sólo para la variedad CP-Jacona se presentó esta misma tendencia, en la que la inoculación bacteriana (ambos métodos) provocó reducción en comparación con el testigo sin inocular (Cuadro 3).

En la variedad CP-LE-7, el tratamiento de inoculación por inmersión de las raíces en suspensión bacteriana superó al testigo y al tratamiento de inoculación directa en el contenido de N, P y K. Cabe señalar que es esta variedad la que presentó menor crecimiento de raíz y parte aérea (Cuadro 3).

En el número y peso de los frutos, al comparar el promedio de todas las variedades se encontró que el testigo y la inoculación por aplicación directa superaron al tratamiento de inmersión de las raíces (Cuadro 4). De acuerdo a la Figura 1, ambos métodos de inoculación permiten que las bacterias colonicen exitosamente las raíces de fresa en comparación con el testigo sin inocular. Lo anterior indica que las plantas de fresa inoculadas por ambos métodos fueron colonizadas por las bacterias solubilizadoras de fosfatos aplicadas, pero éstas no favorecieron el número y peso de los frutos; por lo contrario, las aplicadas por el método de inmersión provocaron reducción en estas variables productivas.

La variedad CP-Jacona fue la que presentó los valores más altos de número y peso de los frutos producidos por planta. Pero, en esta variedad fue donde se presentaron los valores más bajos de resistencia a la penetración y sólidos solubles totales (Cuadro 4).

Las variedades con mejor crecimiento (valores mayores en área foliar, producción de materia seca de la parte aérea y volumen radical), CP-06-15 y Festival (Cuadro 3), también presentaron los valores altos en número, peso de los frutos y sólidos solubles totales; sin embargo, la resistencia a la penetración en estas variedades presentó valores bajos.

La firmeza de los frutos es una variable que depende principalmente del estado nutrimental de las plantas y los sólidos solubles totales son una característica dependiente de la variedad. Al respecto, ^{Portela et al. (2012)} concluyeron que el estrés salino (pH del suelo mayor de 8) afecta negativamente la calidad de los frutos de fresa. En su trabajo, realizado en hidroponía, las plantas que se sometieron a estrés salino produjeron frutos con mayor cantidad de sólidos solubles totales. Estos aumentos los asociaron con un efecto de concentración nutrimental en frutos pequeños y acumulación de solutos activos. ^{Hasegawa et al. (2000)} describieron estos solutos como compuestos orgánicos (azúcares y alcoholes, principalmente) que no interfieren con las actividades enzimáticas celulares y que tienen una función de mantenimiento del potencial hídrico en la célula vegetal.