Introducción
En México existen 60 especies de anonáceas, entre la más representativas se encuentra Annona muricata, conocida como guanábana y cultivada en la región sur-sureste de México (Reyes-Moreno et al. 2018, Jauregui-Beltrán et al. 2019, Villareal-Fuentes et al. 2020). Los frutos son preciados y demandados por su sabor, fragancia y contenido de antioxidantes, vitamina C, flavonoides, antocianinas y carotenoides, inclusive las hojas se utilizan en la elaboración de extractos para el tratamiento de células cancerígenas (Terán-Erazo et al. 2019, Heredia-Heredia et al. 2021). En México se destinan aproximadamente 3 622 ha para el cultivo de guanábana, de las que se obtiene una producción de 30 790 t y los principales productores son Nayarit, Colima y Michoacán (SADER 2020). R9Yucatán, la mayoría de los huertos son de baja productividad; como consecuencia de la propagación por semillas, el uso de cultivares criollos y la poca información sobre el manejo de las plantaciones (Puc-Flores et al. 2018). Aunque hay clones que se han introducido e injertado sobre porta injertos de materiales criollos, la producción es discontinúa, heterogénea, lo que genera desabasto de frutos (Reyes-Moreno et al. 2018).
Para obtener porta injertos con características agronómicas deseables transcurren al menos nueve meses después del trasplante en bolsas para su injertación (Puc-Flores et al. 2018). Pero con la inoculación de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), se puede reducir el tiempo de crecimiento. Los HMA al establecer asociaciones mutualistas con diversas especies de plantas (Aranguren-Yerson et al. 2020, Quiñones-Aguilar et al. 2020) favorecen su crecimiento, nutrición y establecimiento facilitando la toma de nutrimentos como: fósforo, cobre, potasio, amonio y zinc (Nouri et al. 2014, Faggioli et al. 2020), mejoran la tolerancia a condiciones de estrés biótico, abiótico (Oliveira et al. 2020) y la capacidad fotosintética de las plantas (Baltazar-Bernal y Jaén- Contreras, 2020).
En un estudio con plántulas de guanábana, Rhizophagus clarus C. Walker & A. Schüßler (antes Glomus clarum), G. macrocarpum Tul. & C. Tul, Claroideoglomus entunicatum C. Walker & A. Schüßler (antes G. etunicatum), Gigaspora margarita W.N. Becker & I.R. Hall y Acaulospora colombiana Kaonongbua, J.B. Morton & Bever (antes Entrospho- pora colombiana), incrementaron el contenido de fósforo en brotes y raíces a los 90 días posteriores a la inoculación (Samarão et al. 2011). Con Acaulospora scrobiculata Trappe, A. colombiana, en combinación con la incorporación de composta a base de cáscara de cacao, después de 120 días de la inoculación, se mejoraron la altura, el diámetro del tallo, el brote, la raíz, la biomasa seca total y tuvieron aumento de fósforo en hojas (Gomes-Junior et al. 2018). Mientras que en plántulas de A. cherimola Mill se reporta el incremento de fósforo y materia seca (Viera et al. 2017). En especies frutícolas, donde se requieren períodos de crecimiento a nivel de vivero, previo a su trasplante en los huertos, la incorporación de HMA es una herramienta que ayuda a disminuir el estrés y mejorar la adaptación de las plantas en el sitio definitivo para su cultivo. Por lo anterior, el objetivo del presente estudio consistió en evaluar en condiciones protegidas el efecto de tres consorcios de HMA en el crecimiento inicial y en la fisiología de porta injertos de guanábana.
Materiales y métodos
Material vegetal
Se colectaron semillas de guanábana de huertas en Oxkutzcab, Yucatán, México ubicados entre los paralelos 20o 21’ y 19o 58’ LN y los meridianos 89o 22’ y 89o 46’ LO. Las cuales se desinfestaron con hipoclorito de sodio al 2% durante 5 minutos, seguidos de tres lavados con agua estéril. Posteriormente se sembraron en charolas de poliestireno de 200 cavidades que contenían sustrato estéril Cosmopeat®.
Consorcios de HMA evaluados
Se evaluaron cinco tratamientos conformados por tres consorcios de HMA: T1Riz (Rizofermic®) integrado por Acaulospora morrowiae Spain & N.C. Schenck, A. spinosa C. Walker & Trappe, A. scrobiculata Trappe, Funneliformis mosseae C. Walker & A. Schuessler, F. geosporum C. Walker & A. Schluessler, Gigaspora rosea T. H. Nicolson & N. C. Schenck, Gi. decipiens I. R. Hall & L. K. Abbott, Glomus macrocarpum Tul. & C. Tul. Rhizophagus aggregatum C. Walker (antes G. aggregatum), Rhizophagus intraradices C. Walker & A. Schluessler, Cetraspora pellucida Oehl, F.A. Souza & Sieverd (antes Scutellospora pellucida) y Claroideoglomus etunicatum C. Walker & A. Schüßler. T2Bio (Biofert®) integrado por Septoglomus constrictum (antes Glomus constrictum), Sieverdingia tortuosa Błaszk (antes G. tortuosum), F. geosporum (antes G. geosporum) A. scrobiculata y Gi. Margarita. T3Nat (nativo) integrado por Glomus ambisporum G.S. Sm. & N.C. Schenck, G. pustulatum Koske, Friese, C. Walker & Dalp, Claroideoglomus claroideum C. Walker & A. Schussler, F. geosporum y Ambispora gerdemannii C. Walker aislados de suelo proveniente de la selva baja caducifolia del estado de Yucatán, en la reserva ecológica Cuxtal, con ubicación de 20◦ 52’ 07.44” LN y 89◦ 36’ 51.64” LO (Herrera-Parra et al. 2021). Además, se incluyeron dos tratamientos testigos; T4Fer (Fertilización Química) Poly feed® (19-19-19, NPK) en dosis de 2 g L−1 de agua, aplicado cada ocho días después del trasplante y T5T (sin Fertilización Química y sin consorcios de HMA).
Establecimiento del experimento
Se desinfectó el suelo por arrastre de vapor, primero se llenaron costales con suelo y se depositaron sobre una rejilla, contenida dentro de un tambor, provista de agua corriente hasta la altura de la rejilla, enseguida se humedecieron los costales con agua y se encendió con fuego al tambor hasta 100C. A partir de ese momento, se contabilizó 1 hora y se mantuvo la temperatura constante. Este proceso se realizó por tres días consecutivos (Herrera-Parra et al. 2018). Posteriormente, en bolsas negras para vivero con capacidad de 2 kg, se depositaron 500 g de suelo estéril y enseguida se aplicaron 3 g como inóculo de los HMA que contenían 65 esporas y fragmentos de raíces colonizadas por los HMA. La inoculación se repitió dos veces por cada 500 g de suelo que se depositaron en las bolsas. Enseguida se trasplantó una plántula de guanábana de 60 días después de germinada.
Variables evaluadas
Para estimar el efecto de los tratamientos se realizaron cuatro mediciones a los; 30, 90, 150 y 210 días posteriores a la inoculación (dpi) de los HMA. Las variables de crecimiento evaluadas fueron: altura de planta, diámetro de tallo, número de hojas y área foliar medida con un medidor de área foliar portátil modelo LI-3000 C (LI-COR, Inc. Lincon, Nebraska). A los 210 dpi de los HMA se evaluaron las variables fi- siológicas: conductancia estomática (µmol m−2 s−1), carbono intercelular (µmol mol−1), tasa transpiratoria (µmol m−2 s−1), tasa fotosintética (µmol m−2 s−1) y contenido de clorofila (en 10 plantas por tratamiento). Las mediciones se realizaron con un equipo de determinación de intercambio de gases (Marca LICOR Modelo LI-6400). También se estimó el porcentaje de colonización total micorrízica en cuatro plantas por tratamiento; las raíces se lavaron con agua corriente y se tiñeron de acuerdo con la técnica de Phillips y Hayman (1970). Con las raíces teñidas se realizaron preparaciones permanentes para observar estruc- turas en el microscopio (micelio, esporas, vesículas y enrollamientos) de acuerdo con McGonigle et al. (1990). Por último, se realizó un muestreo destructivo de dos plantas por tratamiento y se estimó la acumulación de fósforo en follaje, por espectrometría de luz UV-visible GBC.
Diseño experimental y análisis estadístico
Los tratamientos se distribuyeron en un diseño experimental completamente al azar, cada tratamiento constó de 40 plantas como unidad experimental, mismas que constituyeron las repeticiones. Con la información que se generó se realizaron análisis de varianza. Para los datos que no cumplieron los supuestos de normalidad, se realizaron transformaciones mediante raíz cuadrada de arcoseno (y = arsin(sqrty/100)). Cuando se es- timaron diferencias estadísticas, se realizaron comparaciones de medias mediante el método de Tukey (P ≤ 0.05). Los análisis se realizaron con los programas Info Stat y SigmaPlot 11.00 versión libre.
Resultados y discusión
Los resultados señalaron diferencias significativas entre tratamientos (P ≤ 0.01) en los tiempos de evaluación. A los 30 y 90 días después del trasplante (ddt) las plantas con mayor altura fueron las del tratamiento T5T, pero a partir de los 150 y 210 ddt, el tratamiento T3Nat, tuvo el mejor efecto hasta un 60.86% mayor que con T4Fer y un 56.06% que el tratamiento T5T (Tabla 1). Varios reportes señalan el efecto benéfico de los HMA en el crecimiento de especies frutales, por ejemplo, Castillo-Salle et al. (2016) reportaron que a los 20 ddt, portainjertos de manzano (Malus domestica) inoculados con Funneliformis mosseae (antes Glomus mosseae), tuvieron mayor altura que el testigo. También en portainjertos de guanábana (A. muricata) cuando se inocularon con el consorcio de Acaulospora scrobiculata y A. colombiana, consiguieron mayor altura (20.1 cm) en combinación con composta de cacao (Gomes-Junior et al. 2018). Así mismo, en papaya (Carica papaya) cv. Maradol Roja, inoculada con el consorcio a Funneliformis mosseae, Rhizophagus manihotis C. Walker & A. Schuessler (antes Glomus manihotis) y Racocetra fulgida Oehl, F.A. Souza & Sieverd (antes Scutellospora fulgida) lograron mayor altura de planta en comparación con las plantas testigo sin HMA (Pírela-Almarza et al. 2018). Estos efectos positivos en el crecimiento de especies frutales, se asoció con la capacidad de HMA en consorcios, para colonizar raíces y translocar agua, nutrimentos (Nouri et al. 2014, Lehman y Rilling 2015) y reducir el estrés biótico y abiótico (Tchabi et al. 2019, Herrera-Parra et al. 2021) lo que favorece el crecimiento inicial de diversas especies, como lo que se obtuvo con los portainjertos de guanábana. Las plantas respondieron según el consorcio inoculado, el consorcio nativo (T3Nat) causó los mayores diámetros desde los 30 ddt. A los 210 ddt, incrementó un 50% de diámetro en relación con los tratamientos T1Riz, T4Fer y T5T. El tratamiento T2Bio también favoreció un crecimiento significativo de los tallos (4.29 mm) en el mismo tiempo de evaluación (Tabla 1). En los tratamientos T2Bio y T3Nat, el diámetro de tallo cumplió con la característica agronómica para plantas como portainjertos (Puc-Flores et al. 2018).
Tratamiento | Altura de planta (cm) | Diámetro de tallo (mm) Días después del trasplante | Número de hojas (cm2) | Área foliar | |||||||||||||||
30 | 90 | 150 | 210 | 30 | 90 | 150 | 210 | 30 | 90 | 150 | 210 | 30 | 90 | 150 | 210 | ||||
T1Riz | 13.70b | 17.10b | 2.20bc | 25.85c | 1.43ab | 2.18b | 2.65bc | 3.62bc | 4.25bc | 8.05ab | 8.70b | 6.70c | 21.28ab | 81.99ab | 77.32b | 79.76b | |||
T2Bio | 12.99b | 6.25b | 19.05c | 32.40b | 1.23b | 2.28b | 2.98ab | 4.29b | 3.40cd | 6.75b | 9.70b | 14.50b | 14.77bc | 68.59b | 71.19b | 79.88b | |||
T3Nat | 12.15b | 17.4b | 27.00a | 53.15a | 1.46ab | 2.38ab | 3.42a | 6.36a | 2.95d | 7.55b | 15.40a | 24.85a | 12.25c | 71.99ab | 230.61a | 409.47a | |||
T4Fer | 13.70b | 16.80b | 19.25c | 20.80d | 1.41ab | 2.19b | 2.36c | 3.40c | 4.85ab | 7.50b | 8.55b | 8.75bc | 28.39a | 70.69ab | 50.69b | 38.43c | |||
T5T | 16.95a | 20.30a | 25.20b | 23.35cd | 1.62a | 2.75a | 2.75bc | 3.35c | 5.60a | 9.45a | 7.95b | 3.70c | 28.45a | 86.48a | 59.03b | 34.60c | |||
DMS | 2.49 | 2.61 | 2.86 | 4.64 | 0.26 | 0.45 | 0.44 | 0.67 | 1.03 | 1.89 | 3.57 | 5.80 | 7.92 | 16.37 | 71.28 | 33.45 | |||
DE | 2.97 | 2.97 | 3.26 | 5.28 | 0.29 | 0.51 | 0.51 | 0.77 | 1.18 | 2.15 | 4.06 | 6.60 | 9.00 | 18.62 | 81.05 | 38.04 |
Medias con letras diferentes en la misma columna, indican diferencias estadísticas (Tukey, P ≤ 0.05). DMS: diferencia mínima significativa. DE: Desviación estándar.
A los 30 ddt en T5T y T4Fer, se tuvo mayor número de hojas por planta y la mayor área foliar. A partir de los 150 y hasta los 210 ddt el 3TNat tuvo los mayores promedios de número de hojas (15.4 y 24.85) y área foliar (230.61 y 409.42 cm2), por lo que se consideró el mejor consorcio en el crecimiento de las plantas (Tabla 1). Efectos similares en área foliar con HMA se reportaron en A. cherimola inoculadas con Glomus Zac-19, con incrementos de 429 a 680 cm2 (Manjarrez-Martínez et al. 2005). En esta especie consorcios de HMA extraídos de huertos de anonáceas mejoraron hasta un 65.58% la biomasa aérea, en relación con el testigo (Viera et al. 2017). También, en A. muricata se reportaron incrementos hasta de un 450% de biomasa aérea, con relación a plantas testigo, cuando se inocularon con el consorcio: A. colombiana y A. scrobiculata (Gomes-Junior et al. 2018). En otros frutales como Persea americana Mill, se reportó hasta 115.50 cm2 de área foliar, inoculadas con Glomus hoi-like, mientras que en las plantas testigo 82.51 cm2 (Fundadora-Sánchez et al. 2011). Estos incrementos en el área foliar se han correlacionado con la capacidad de los HMA para formar una red extensiva de hifas extrarradicales, que permiten mayor exploración del suelo y mejor translocación de agua y nutrientes poco móviles como el P (Pozo et al. 2013, Nouri et al. 2014) lo que favorece la actividad fotosintética y la nutrición de las plantas (Estrada-Luna y Davies 2003, Nava et al. 2012).
Variables fisiológicas
Las plantas de los tratamientos T4Fer y T5T registraron los valores más bajos de unidades SPAD. La comparación de medias (Tukey P ≤ 0.05) para los tratamientos T1Riz, T2Bio y T4Fer no indicó diferencia estadística, aunque las inoculadas con el tratamiento T3Nat mostraron los mayores niveles de unidades SPAD, lo que fue fundamental para promover el crecimiento de las plantas (Tabla 2). En los tratamientos T1Riz y T2Bio se estimó una asimilación de CO2 (3.35 y 3.29 µmol m−2 s−1) mayor que los tratamientos T4Fer y T5T (- 0.12 y 0.48 µmol·m−2·s−1). Pero con el tratamiento T3Nat mejoró la asimilación de CO2 (4.30 µmol·m−2·s−1). Con relación a la conductancia estomática los mayores valores se obtuvieron en las plantas inoculadas con el tratamiento T1Riz (0.05 µmol m−2 s−1), T2Bio (0.04 µmol m−2 s−1) y T3Nat (0.05 µmol m−2 s−1) mientras que, en la variable de transpiración, las plantas de los tratamientos que incluyeron HMA, mostraron tasas superiores a las no micorrizadas (2.076 mmol m−2 s−1) (Tabla 2). Este efecto se ha registrado en plantas micorrizadas, donde éstas mejoraron la absorción y trasporte de agua (Machineski et al. 2018). Lo que hace suponer que, cuando hay una simbiosis funcional con las inoculaciones microbianas, la fotosíntesis se hace eficiente porque se mantienen en equilibrio el intercambio de gases modulado por la RubisCO, ya que, en los tratamientos de menor tasa fotosintética, se estimaron los mayores niveles de CO2 en los espacios intercelulares generado por el carbono intercelular (Tabla 2), lo que indica menor eficiencia de esta enzima (Porcel et al. 2015). Efectos también reportados en guayaba (Psidium guajava L.) (Quiñones-Aguilar et al. 2020).
Tratamiento | Tasa de fotosíntesis | Conductancia estomática | Carbono intercelular (Ci) | Tasa transpiratoria | Unidades SPAD |
µmol·m−2·s−1 | µmol·m−2·s−1 | µmol mol-1 | mmol·m−2·s−1 | µmol·m−2·s−1 | |
T1Riz | 3.35 ± 1.17 b | 0.05 ± 0.03 a | 259.493 ± 32.99 c | 1.668 ± 0.90 ab | 24.04 ± 1.16 b |
T2Bio | 3.29 ± 0.47 b | 0.04 ± 0.00 a | 239.31 ± 8.45 c | 1.44 ± 1.16 b | 22.62 ± 2.1 b |
T3Nat | 4.30 ± 0.86 a | 0.05 ± 0.00 a | 244.043 ± 9.97 c | 2.076 ± 0.34 a | 27.92 ± 3.6 a |
T4Fer | - 0.12 ± 0.60 c | 0.02 ± 0.01 b | 416.594 ± 69.26 b | 0.787 ± 0.52 c | 22.7 ± 1.9 bc |
T5T | -0.48 ± 0.24 c | 0.01 ± 0.00 b | 531.338 ± 140.18 a | 0.47 ± 0.34 c | 21.34 ± 1.7 c |
DMS | 0.76 | 0.01 | 73.31 | 0.53 | 1.16 |
Medias con letras diferentes en la misma columna, indican diferencias estadísticas (Tukey, P ≤ 0.05). DMS: diferencia mínima significativa ± Error estándar.
Colonización y acumulación de P
Los HMA colonizaron las raíces de las plantas de guanábana y favorecieron la acumulación de P en la biomasa foliar con diferencias significativas (P ≤ 0.01) entre tratamientos. El mayor porcentaje de colonización total se presentó en las plantas inoculadas con el tratamiento T3Nat, en las que se acumuló en promedio hasta 1 204.53 mg kg−1 de P en promedio que fue estadísticamente igual al tratamiento T4Fer donde se acumuló 1 346.71 mg kg−1 de P. Los tratamientos, T1Riz y T2Bio, mostraron la misma capacidad de colonización y lograron hasta un 36.75% de colonización total y favorecieron la acumulación en promedio 894.73 mg kg−1 de P. Las plantas del tratamiento T5T, mostraron en promedio las menores acumulaciones de P (279.99 mg kg−1) y colonización total de hasta 5.4% (Tabla 3).
Tratamientos | Colonización micorrízica total (%) | P (mg kg−1) |
T1Riz | 32.000 ± 2.58 b | 872.27 ± 5.23 b |
T2Bio | 36.750 ± 4.19 b | 894.73 ± 5.92 b |
T3Nat | 48.500 ± 4.20 a | 1204.53 ± 4.87 a |
T4Fer | 2.750 ± 1.70 c | 1346.71 ± 140.87 a |
T5T | 4.500 ± 1.29 c | 279.99 ± 11.42 c |
DMS | 6.65 | 138.31 |
Medias con la misma literal dentro de columnas son estadísticamente iguales (Tukey, P ≤ 0.05). DMS: diferencia mínima significativa ± Error estándar.
Se sabe que en la interacción planta-HMA cuando se establece la simbiosis, existe diferente capacidad para translocar P, modulado por aspectos fisiológicos y moleculares (Ronsheim 2016, Avio et al. 2017). En A. muricata la inoculación de Gigas-pora margarita y Rhizophagus clarus C. Walker & A. Schuessler (antes G. clarus) favorecieron mayor traslocación de P (Samarão et al. 2011). En esta misma especie la inoculación combinada de A. colombiana, A. scrobiculata en combinación con composta de cacao, colonizaron hasta el 50% de las raíces y favorecieron la acumulación de P de 16.64 mg por planta−1 mientras que en las plantas testigo fue de 2.59 mg por planta−1 de P (Gomes-Junior et al. 2018). Con A. cherimola a los 120 días después de la inoculación de consorcios HMA nativos reportaron bajos porcentajes de colonización de 6.04 a 2.72%. Pero solo el 33% de los consorcios fueron capaces de mejorar la translocación de P, hasta 0.19%, y promover el crecimiento de las plántulas (Viera et al. 2017). Por lo que Alonso-Contreras et al. (2013) sugieren que la traslocación y acumulación de P, está relacionada con la funcionalidad simbiótica, con el contenido de P en el suelo y el suministrado por los fertilizantes solubles. También cuando hay niveles bajos de fosfolípidos en la membrana celular, lo que favorece exudación radicular y mejoran la colonización intrarradical del hongo (Gosling et al. 2010, Nouri et al. 2014). En estas condiciones los HMA son eficientes para captar, translocar P y promover el crecimiento vegetal (Arriaga et al. 2012), como se observó con el tratamiento T3Nat, que causó la mejor respuesta de las variables de crecimiento evaluadas.
El mayor crecimiento de plantas de guanábana se obtuvo con la inoculación de consorcios HMA nativos. Con el tratamiento T3Nat se obtuvo el diámetro de tallo recomendado para su injertación a los 210 ddt y se redujo 60 días el tiempo de crecimiento para obtener plantas para su injertación. También, mejoró la acumulación de P. Por lo que se tuvo una simbiosis funcional e interacción compatible de consorcios nativos de HMA con especies locales