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Introducción
El café ocupa el segundo lugar después del petróleo en materia de cifras de comercio internacional, generando ingresos anuales mayores a USD $15 mil millones para los países exportadores y brinda fuente de trabajo a más de 20 millones de personas en el mundo; ostenta un lugar primordial en el mercado mundial de bebidas y constituye un elemento esencial en la vida diaria de las diferentes poblaciones en la mayor parte del planeta, donde se disfruta como complemento de las actividades del quehacer diario (Canet y Soto, 2016).
El café pertenece a la familia Rubiácea, dentro de esta la especie que más se destaca es Coffea arabica L., que representa aproximadamente 80% de la producción mundial y en Cuba es la especie de mayor importancia económica, y reconocido como el principal cultivo en las regiones montañosas del Macizo Guamuaya, (López, 2016).Aumentar los niveles de producción de café constituye una necesidad económica y su trabajo en áreas fuera de las montañas, es hoy día, un proyecto importante para el fomento de esta especie y el desarrollo local de muchos municipios del país.
De acuerdo con Sánchez et al. (2018), la premisa fundamental para alcanzar plantaciones de cafetos altamente productivas, es la obtención de posturas sanas y vigorosas, lo cual debe ser antecedida por una correcta selección de la semilla. Por lo intensivo del trabajo en esta fase del cultivo, es necesario investigar nuevas alternativas que impliquen reducir el uso de fertilizantes y disminuir los volúmenes de materia orgánica en los sustratos, contribuyendo a la disminución de los costos de producción sin afectar la calidad de las posturas de cafetos (Díaz et al., 2016).
Los productos biológicos pueden contribuir a solucionar esta problemática ya que sus ventajas alcanzan tanto a los fabricantes como a los productores agrícolas y a los consumidores. En Cuba son muchos los bioestimulantes y biofertilizantes que permiten a las plantas superar las situaciones de estrés del medio, y favorecen el crecimiento y desarrollo, como también el rendimiento, lo que permite disminuir de esta forma el uso de sustancias químicas (Bustamante et al., 2018).
Entre estos productos se encuentran VIUSID agro®, Enerplant® y Nitrofix® que, aunque han demostrado efecto bioestimulantes en el comportamiento agronómico de varios cultivos, no se han desarrollado investigaciones concluyentes en relación a su efectividad en el crecimiento y desarrollo de plántulas de cafeto en la fase de vivero.
Materiales y métodos
El trabajo experimental se realizó en la finca La Magda perteneciente a un productor asociado a la CCS Juan Ramón Chávez en el Municipio Remedios provincia Villa Clara. El suelo que predomina en la finca es Ferralítico rojo de acuerdo con Hernández et al. (2015). Se conformó un sustrato con el suelo característico del lugar y materia orgánica totalmente descompuesta (cachaza), en una proporción de tres partes de suelo por una de materia orgánica (3:1 volumen: volumen). El llenado de los envases se realizó según las normas técnicas establecidas y se utilizaron bolsas de polietileno negro de 14 cm de diámetro por 22 de alto, con capacidad de 1 kg de sustrato aproximadamente.
Las bolsas se dispusieron agrupadas en canteros debidamente identificadas según los tratamientos y distribuidas de acuerdo al diseño experimental empleado. Para la siembra se utilizaron semillas certificadas de cafeto de la variedad: Isla 5-3, se sembraron dos semillas por bolsa, dejando una sola plántula cuando alcanzaron la fase de mariposa. Para evaluar el efecto de los bioproductos sobre la germinación de semillas y el crecimiento y desarrollo de las posturas de cafeto, se estableció un diseño experimental completamente aleatorizado con cinco tratamientos incluyendo un control absoluto y un control donde se aplicó lo establecido en las normas técnicas para el cultivo, con 3 réplicas.
Cada réplica contó con 50 plantas, constituyendo estas las unidades experimentales. A continuación, se listan los tratamientos utilizados: Tratamiento 1. Sin aplicación de bioestimulantes y NPK. (Control). Tratamiento 2. Aplicación de NPK al sustrato (Normas técnicas, según MINAG, 2013). Tratamiento 3. Aplicación de Enerplant (concentración 0.4ml/L). Tratamiento 4. Aplicación de Nitrofix (concentración 200ml/L). Tratamiento 5. Aplicación de Viusid Agro (concentración 0.5ml/L). Previo a la siembra, las semillas se sumergieron durante tres horas en diluciones de los bioproductos en agua, a las concentraciones definidas en los tratamientos, en el caso del tratamiento control y normas técnicas la imbibición solo fue en agua.
Se realizaron dos aplicaciones foliar de los bioproductos, cuando las plántulas alcanzaron el segundo y cuarto par de hojas, con la misma concentración de los bioproductos especificados en los tratamientos. La aplicación foliar se realizó con una mochila Matabi de 16 L de capacidad (Anexo 2). Las actividades agrotécnicas para la producción de posturas se realizaron según el Instructivo técnico del café arábico (MINAG, 2013).
Se determinaron los porcentajes de germinación de las semillas en el vivero a los 50, 60 y 70 días después de la siembra. Para ello se realizaron observaciones diarias a la totalidad de bolsas sembradas, contabilizándose como el momento de emergencia de las plántulas. A los siete meses de efectuada la siembra se evaluó: altura de las plantas, diámetro del tallo área foliar y masa seca total, además se calculó un índice de eficiencia para el área foliar.
En todos los casos, las variables de crecimiento se evaluaron de la siguiente forma: Altura de la planta (cm): se realizó con una regla graduada desde el cuello de la raíz de la planta hasta el ápice. Diámetro del tallo (mm): se realizó con pie de rey graduado en milímetros en la base del tallo de la planta. Área foliar (cm2): se estimó con la utilización del método propuesto por Soto (1980), a partir de las dimensiones lineales de la hoja: Fórmula: AF= largo x ancho x 0.64. Masa seca total: luego de lavadas adecuadamente para eliminar todo el sustrato de las raíces, las plantas se colocaron en una estufa para su secado a una temperatura de 65 0C, hasta lograr masa constante.
Índice de eficiencia (IE); (%). Se empleó para determinar el efecto de la aplicación de los bioestimulantes, a partir de la fórmula propuesta por Siqueira y Franco (1988), citados por Sánchez (2001). En este caso se aplicó a las variables área foliar, tomando como testigo de referencia las plantas obtenidas en el control sin inocular.
En todos los casos los resultados alcanzados se sometieron a un análisis de varianza procesado en el paquete estadístico Statgraphics 5.0, aplicando la prueba Tukey (para p<0.05) como criterio comparativo entre los tratamientos en los casos en que se encontraron diferencias significativas, con una previa transformación de los datos, en el análisis de los porcentajes de germinación, mediante el arcoseno de la raíz cuadrada de la proporción, según la expresión arcsen√%.
Resultados y discusión
Efecto de los bioproductos sobre los porcentajes de germinación
Los resultados la evaluación muestran que en la germinación de las semillas de cafeto en los dos primeros muestreos (50 y 60 DDS), los bioproductos tuvieron efecto significativo, con diferencias estadísticas con relación al tratamiento control sin aplicación y en el que se aplicó las normas técnicas, este último no difiere del tratamiento con Enerplant a los 50 DDS. En el último muestreo (70 DDS) no se encontraron diferencias estadísticas entre la totalidad de tratamientos, pero se mantiene la tendencia a mejorar este indicador en los que se aplicó los productos biológicos.
Los resultados indican que la aplicación de los bioproductos a través de la imbibición de las semillas de café, previo a su siembra, aceleró el proceso de germinación, contabilizado a partir de la emergencia de las pequeñas plántulas. Estos resultados demuestran que las semillas tratadas con bioestimulantes pueden lograr una mayor velo cidad y porcentaje de germinación, lo cual puede relacionarse con el hecho de que este producto contiene niveles de triptófano y otros aminoácidos (Santana et al., 2016).
La germinación de la semilla es un proceso clave para la reproducción (World Coffe Research, 2021). Las semillas de cafeto germinan lentamente, la primera manifestación de este proceso es la presencia de la radícula que aparece entre los 25 y 30 días de sembrada, la emergencia de las plántulas puede ocurrir en un periodo desde los 50 hasta los 90 días (Cortés et al., 2010) y en ocasiones puede adelantarse al realizar aplicaciones de sustancias estimuladoras del crecimiento (Díaz et al., 2016) o atrasarse si las condiciones ambientales no son propicias principalmente vinculados a bajas temperaturas (Cortés et al., 2010).
Se han desarrollado varias investigaciones relacionadas con la utilización de productos biológicos orientados a mejorar los índices de germinación de semillas de cafeto en viveros. Díaz et al. (2016) reportaron un efecto favorable del bioestimulante FitoMas E en la germinación de semillas de este cultivo. Estos autores alegan que el biostimulante usado en la investigación, estimula y vigoriza prácticamente cualquier tipo de cultivo desde la germinación hasta la fructificación, aumenta y acelera la germinación de las semillas ya sean botánicas o agámicas y estimula el desarrollo de raíces, tallos y hojas.
González et al. (2015) lograron estimular la germinación de semillas de cafeto (Coffea arabica L. cultivar “Caturra rojo”) con la aplicación de 200 mL L-1 de Bioenraiz®, y Ferrás et al. (2020) concluyó que la viabilidad y el tiempo medio de la germinación de las semillas de cafeto tuvieron una tendencia a mejorar cuando estas fueron embebidas en el bioproducto, basado en microorganismos eficientes nativos, IHPLUS® al 6%. Ambos autores refieren, que estos bioproductos mejoran la vitalidad y viabilidad de las semillas por su efecto hormonal similar al del ácido giberélico, de ahí la influencia que pudo existir en la disminución del tiempo medio de la germinación de las semillas de café.
No hay referencia del efecto de los bioproductos utilizados en la investigación, sobre la germinación de semillas de cafeto; sin embargo, existen varios reportes de la influencia de estos sobre la germinación de semillas de otros cultivos y enraizamiento de aquellos que se propagan vía agámica (MINAG, 2020; BIOTEC Internacional, 2000 y Catalysis, 2014).
Gómez et al. (2019) informan que la inoculación del NITROFIX® provoca una respuesta estimuladora sobre el crecimiento radical de las variedades de caña de azúcar evaluadas en su trabajo de investigación, mientras Peña et al. (2015) determinaron el efecto del VIUSID agro en la germinación del frijol (P. vulgaris) y el crecimiento de las plántulas en condiciones in vitro. Concluyeron que la inmersión de la semilla de frijol durante tres horas en una solución de VIUSID agro al 0,02 % favorece la velocidad de germinación y el desarrollo de las plántulas.
Los bioproductos utilizados en la investigación manifestaron efectos positivos sobre el crecimiento y desarrollo de las plántulas de cafeto en vivero (Cuadro 1). De forma general, en la totalidad de las variables evaluadas, las plántulas tratadas con los bioproductos, superaron a las del tratamiento control y mostraron un comportamiento también superior a las del tratamiento donde se aplicó las normas técnicas, aunque sin diferencias estadísticas en la variable diámetro del tallo.
Cuadro 1 Influencia de los tratamientos sobre el crecimiento de las plántulas de café.
| Tratamientos | Altura (cm) | Diámetro (cm) | Pares de hoja |
| Control | 18.53 c | 0.38 b | 6.65 c |
| Normas técnicas | 23.42 b | 0.41 ab | 6.75 bc |
| Enerplant | 25.52 ab | 0.42 ab | 6.67 bc |
| Nitrofix | 28.67 a | 0.49 a | 7.5 a |
| Viusid Agro | 28.14 a | 0.45 ab | 7.16 ab |
| ES ± | 0.848 ** | 0.011* | 0.086** |
| CV (%) | 18.81 | 20.21 | 9.70 |
*medias con letras diferentes en la misma columna, difieren significativamente (p≤0,05).
Estadísticamente, no se evidenciaron diferencias altamente significativas entre los tratamientos donde se aplicaron los bioproductos, excepto para la variable pares de hojas, donde se encontraron diferencias entre los tratamientos con aplicación de Nitrofix y Enerplant. De forma general, se obtuvo los mejores resultados en el tratamiento donde se aplicó el Nitrofix, con diferencias significativas, para todas las variables en estudio, con el tratamiento control, y en las variables altura de la planta y pares de hoja con respecto al tratamiento donde se aplicó las normas técnicas.
Estos resultados pueden estar dados, entre otros elementos, a que la composición química y la concentración de las soluciones nutritivas determinan la nutrición de las plántulas, con aportes de nitrógeno y potasio, que son los nutrimentos requeridos en mayor cantidad es este primer ciclo. Los resultados de la aplicación del Nitrofix en el crecimiento de las plántulas de café están en correspondencia con lo plantado por Gómez et al. (2019), quienes señalan que Azospirillum, bacteria que conforma el bioproducto Nitrofix, es el género de rizobacterias de vida libre más estudiado, no solo por la capacidad que posee de fijar nitrógeno biológico, sino también por su mecanismo de producción de auxinas ácido indol acético (AIA), lo que puede modificar el contenido de fitohormonas de las plantas, conduciendo a la estimulación de su crecimiento, al respecto se reconoce que Nitrofix puede fijar nitrógeno del aire, estimular el crecimiento vegetal y la resistencia sistémica de la planta (MINAG, 2020).
Por otra parte, según Falcón et al. (2015), los oligosacáridos que conforman el bioproducto Enerplant, son sustancias orgánicas capaces de inducir no solo la producción de etileno, sino también de activar ciertos mecanismos fisiológicos y bioquímicos, especialmente enzimáticos y hormonales, esto se debe a que estas sustancias regulan los eventos relacionados con la absorción y translocación de nutrientes, lo que refuerza la resistencia de la planta a factores bióticos y abióticos, alterando los niveles fitohormonales de las mismas.
Peña et al. (2015) plantean que VIUSID agro® aumenta su eficacia en los cultivos sin alterar sus propiedades y por eso, vigoriza y estimula el desarrollo vegetal y eleva los rendimientos, informan que este promotor del crecimiento se ha evaluado en diferentes cultivos con resultados positivos. Diferentes trabajos desarrollados a partir de la utilización de bioproductos coinciden en conferirles a estos productos una gran importancia al ser capaces de influir sobre diferentes procesos fisiológicos que ocurren en el vegetal y hacen que sean estimulados el crecimiento y desarrollo de las plantas (Quintero et al., 2018).
Varios autores reconocen el efecto beneficioso de los bioestimulantes en la fisiología de las plantas. Terry et al. (2017) señalan que los bioproductos, ejercen diversos efectos beneficiosos en las plantas, tales como, la inducción de mecanismos defensivos y la estimulación del crecimiento vegetal, además de tener la ventaja de no ser dañinos a las plantas ni al medio ambiente. Por su parte, Aguilar et al. (2016) plantean que los beneficios de estos productos generan crecimiento vigoroso de raíces, follajes, floración y fructificación, lo que permite a las plantas una mayor resistencia contra plagas y enfermedades y a su rápida recuperación después de la cosecha.
Al respecto, Valverde et al. (2020) aseguran que estos productos biológicos son capaces de mejorar la eficacia, absorción y asimilación de nutrientes, estimulan y vigorizan a las plantas desde la germinación hasta la fructificación; además le proporcionan mayor tolerancia a estrés biótico, abiótico y mejoran algunas de sus características agronómicas. Este autor encontró una respuesta fisiológica significativa de las plántulas de café a los bioestimulantes, debido a que estos son compuestos de estimulantes biogénicos, potenciadores metabólicos, reguladores positivos del crecimiento y fortalecedores de plantas.
En el cultivo del café, varios autores han desarrollado investigaciones relacionadas con el desarrollo de plántulas de café en viveros tratadas con bioproductos. Álvarez y Damião (2018) obtuvieron incrementos en las variables altura de la planta, numero de pares de hojas y diámetro del tallo de posturas de cafeto al ser tratadas con un biofertilizante a base de microorganismos eficientes en fase de viveros.
El efecto de este biofertilizante sobre el crecimiento y desarrollo de posturas de cafeto en viveros, se ha estudiado por varios investigadores (Sánchez, 2001, Sánchez et al., 2018, Barroso et al., 2015, Hernández et al., 2013) los que reportan un efecto positivo sobre los indicadores de calidad de las posturas de este cultivo.
El índice de área foliar y la masa seca total de las plántulas de cafeto de los tratamientos con bioproductos, resultaron superiores con respecto al tratamiento control y las normas técnicas (Cuadro 2).
Cuadro 2 Influencia de los tratamientos sobre el área foliar y la masa seca de las plántulas de café.
| Tratamientos | Área foliar (cm2) | Masa seca total (g) |
| Control | 377.82 c | 2.53 c |
| Normas técnicas | 488.54 b | 3.93 b |
| Enerplant | 509.66 ab | 4.29 ab |
| Nitrofix | 559.72 a | 4.61 a |
| Viusid Agro | 531.19 ab | 4.20 ab |
| ES ± | 10.60** | 0.125** |
| CV (%) | 16.64 | 18.29 |
*medias con letras diferentes en la misma columna, difieren significativamente (p ≤0.05).
En ambas variables, el tratamiento con Nitrofix mantiene los mejores resultados, con deferencias significativas con respecto al tratamiento control y las normas técnicas, y sin diferencias con relación a los tratamientos con Viusid Agro y Enerplant. El área foliar de las plántulas de cafeto, según Soto (1980), es el indicador morfológico que expresa con mayor claridad el crecimiento del cafeto en la etapa de vivero, mientras que la materia seca es una de las variables de crecimiento y desarrollo más medidas en plantas de café para analizar el efecto de los biofertilizantes (Ibarra et al., 2014).
Como se señaló anteriormente, estos resultados pueden estar determinados, por la contribución del Nitrofix en la fijación del nitrógeno atmosférico, y por su participación en varias transformaciones en el ciclo del nitrógeno; así como por la capacidad del género Azospirillum para producir fitohormonas como el ácido 3-indol acético (AIA), sustancia que interviene en el desarrollo del sistema radical y provoca un aumento en la toma de minerales y agua, lo que favorece el incremento del área foliar y la acumulación de materia seca en las plántulas de cafeto (Hernández et al., 2013).
Hernández et al. (2013) lograron reducir en un 30% la fertilización nitrogenada recomendada para el tomate en las condiciones de suelo ferralítico rojo típico, con la inoculación de Nitrofix (Azospirillum sp.), reportan la mayor ganancia económica al obtener un incremento del rendimiento con respecto al testigo con el 100% de la fertilización nitrogenada. De forma general, la respuesta en la producción de área foliar y masa fresca y seca de las plantas al ser tratadas con bioproductos, puede estar relacionada con los cambios que se producen en la organización y el metabolismo celular de las plantas cultivadas bajo la influencia de estas sustancias o productos biológicamente activos (Alarcón et al., 2018).
Viñals et al. (2017) reportan que con la aplicación de productos bioactivos se produce un efecto benéfico en la nutrición de los cafetos en su fase de vivero, reflejando su acción en el crecimiento de las plántulas, con un importante ahorro de recursos financieros y reducción del material orgánico en los sustratos. Los índices de eficiencia para el indicador área foliar de las plántulas de café (Figura 2), muestra los incrementos obtenidos al aplicar los tratamientos con bioproductos y las normas técnicas con respecto al tratamiento control. Los valores alcanzados representan entre 29 y 48% de incremento de estos tratamientos al compararlos con el control.
Figura 2 Índices de eficiencia para el indicador área foliar, de las posturas de cafeto de los tratamientos, con respecto al control.
Específicamente, se alcanzaron incrementos de 35, 41 y 48% de área foliar de las plántulas tratadas con Enerplant, Viusid agro y Nitrofix respectivamente, con respecto al tratamiento control, lo que demuestra el efecto positivo de estos bioproductos sobre este indicador. El mayor incremento alcanzado coincide con el tratamiento donde se aplicó el bioproductoNitrofix, lo que está en correspondencia con los resultados mostrados anteriormente corroborando su efecto positivo sobre el crecimiento de las plántulas de cafeto en viveros.
Al respecto Barroso et al. (2015) reportaron incrementos en el área foliar y la masa seca total, de 11,03% hasta el 34,82% y de 4,55% hasta el 12,50% respectivamente, de plantas de cafeto tratadas con FitoMas E con respecto al testigo sin aplicación, además encontraron incrementos del 68% al aplicar la combinación de las alternativas biológicas (Micorrizas y FitoMas E) unido al 75% de la fertilización mineral, con respecto al testigo absoluto y un 12.59% con respecto al control con el 100% de la fertilización mineral.
Díaz et al. (2021), al aplicar dosis crecientes de FitoMas E, en dos proporciones de materia orgánica en sustratos para la producción de plántulas de cafeto en vivero, obtuvieron incrementos entre 17,4 y 70,6% con respecto a los tratamientos sin aplicación, al evaluar el índice de eficiencia para el indicador área foliar, a los siete meses de efectuada la siembra de las semillas de café. Estos autores plantean que el aumento en el área foliar en los tratamientos donde se aplican los bioproductos, es la respuesta fisiológica del cafeto, cuando crece en un medio donde existe mayor suministro de elementos nutritivos. Por su parte, Canseco et al. (2020) reportan efectos positivos con la incorporación de abonos orgánicos y biofertilizantes sobre Coffeaarabica L. al generar mayor crecimiento y vigor a las plantas, por otro lado, mejoran la estructura del suelo aportando nutrientes necesarios para dicho cultivo.
Conclusiones
La aplicación de los bioproductos Enerplant, Nitofix y Viusid agro, previo a la siembra, aceleran la germinación de semillas de cafeto en viveros, estimulan favorablemente el crecimiento de plántulas de cafeto en vivero, con los mejores resultados en las variables de crecimiento evaluadas al aplicar Nitrofix. Se demostró que la aplicación de los bioproductosEnerplant, Nitrofix y Viusid agro en viveros de café, generan incrementos entre 35 y 48% en el área foliar de las plántulas de cafeto tratadas, con respecto al control sin aplicación.
