Hongos de micorriza arbuscular en tres agroecosistemas de cacao (theobroma cacao l.) en la Amazonía Peruana

El cultivo del cacao en la Amazonía del Perú está creciendo progresivamente debido a las condiciones agroecológicas que promueven su desarrollo, la importante demanda que tiene en el mercado y la promoción y apoyo al agricultor por parte de las instituciones del estado y otras meramente privadas.
Los últimos reportes del Ministerio de Agricultura indican un crecimiento de mil hectáreas del 2010 al 2011, además menciona que los departamentos de San Martin y Ucayali presentan los rendimientos más altos en T/Ha correspondiente a 0,9 T/Ha. En tal sentido, es necesario realizar esfuerzos que permitan mantener la calidad del suelo, su composición física, química y biológica, conocida como biota, la cual alberga una gran diversidad de microorganismos.
Dentro de los microorganismos de mayor uso se destacan los HMA, que son microorganismos del suelo que forman una asociación simbiótica mutualista con aproximadamente un 80% de las plantas terrestres.
La importancia de los HMA en la agricultura radica en que, por su extenso micelio extra radical, favorecen el vínculo existente entre la planta y el suelo, debido a que al darse la asociación plantahongo, se incrementa la absorción de nutrientes de poca movilidad (como el P), factor determinante que no ocurre en las plantas no micorrizadas.
En las plantas micorrizadas, el micelio externo se extiende a una mayor distancia en el suelo que los pelos radicales de las plantas no micorrizadas (Blanco y Salas, 1997). El papel de las micorrizas en la rizósfera de las plantas favorece la nutrición mineral, principalmente en cuatro aspectos: fisiología y desarrollo de la planta, crecimiento y morfología de las raíces, procesos de absorción y disponibilidad de nutrimentos (Blanco y Salas, 1997; Medina y Azcón, 2010).
Es un hecho universalmente aceptado que las micorrizas estimulan el crecimiento, desarrollo y nutrición de las plantas, especialmente en suelos de baja y moderada fertilidad (Medina y Azcón, 2010). En los sistemas agroforestales, los HMA forman redes hifales de intercambio de nutrientes entre plantas del mismo o diferente género. Las redes ocurren por fusión de hifas (anastomosis) (Iglesias, Salas, Leblanc y Nygren, 2010). Hasta hace poco se creía que este fenómeno ocurría únicamente entre HMA de la misma especie fúngica y de la misma zona geográfica.
Sin embargo, recientemente se han presentado evidencias de anastomosis funcional entre HMA genéticamente diferentes que provenían de la misma población (Iglesias et al., 2010). De esta forma, es posible el intercambio de nutrientes entre árboles de diferente género vía conexiones hifales de HMA pertenecientes a la misma población. La probabilidad de que esto ocurra es alta, si se considera la ausencia de especificidad de los HMA hacia sus hospederos (McGonigle y Fitter, 1990). Por ser una planta micótrofa obligada, el cacao requiere de un manejo conservacionista que promueva la simbiosis hongo-raíz.
En este sentido, se desarrolló el presente estudio, con el objetivo de determinar la abundancia y diversidad de HMA en tres agroecosistemas de cacao (Theobroma cacao Linneo), fijar su potencial y detectar prácticas y asociaciones que contribuyan al incremento de la población micorrícica.

Ubicación
El trabajo se desarrolló en tres tipos de agroecosistemas de cacao: monocultivo (8°43'45.09"S 75° 6'11.01"O), asociado con guaba (Inga edulis) (8°42'53.98"S 75° 5'9.05"O) y asociado con cobertura Kudzu (Pueraria phaseloides) (8°47'14.66''S 75°3'4.88''O), pertenecientes a la Asociación de Cacaoteros Tecnificados Padre Abad - ACATPA, distrito de Irazola, provincia de Padre Abad, departamento de Ucayali-Perú.

La temperatura promedio de la zona de estudio es de 26.7 °C; la temperatura máxima promedio es de 29.3 °C y la mínima promedio es de 24 °C. La humedad relativa promedio es de 78,9%.
La precipitación anual promedio es de 3 600 mm con una estación muy lluviosa (noviembre – marzo) y otra de menor precipitación (abril – octubre) (Flores, 2010).
En la tabla 1 se muestran las variables meteorológicas de temperatura y precipitación durante el período de estudio.
Los suelos son de origen sedimentario, de textura arcillosa a arcillo-arenosa, drenaje pobre, fácilmente compactables y pH promedio de 5,1.
Según la clasificación FAO, en la zona de estudio existen los siguientes tipos de suelos: Gleysol, Acrisol y Cambisol (Inceptisol) (Flores, 2010).
La tabla 2 muestra las propiedades físicoquímicas de las parcelas estudiadas.

Plantación de siete años de edad bajo distanciamiento de 3 x 3 m, ubicada en condiciones de topografía accidentada, en la que se realiza deshierbo mecánico cada cuatro meses y poda sanitaria.

Durante el año de evaluación no se aplicó abonamiento, esporádicamente se aplicaron productos químicos para el control de plagas y enfermedades. En el área de la plantación se cultivaron anteriormente yuca Manihot esculenta y plátano Musa paradisiaca.

Dentro del área de plantación evaluada se registraron un total de 22 especies diferentes al cacao, entre frutales y forestales, tales como bolaina blanca Guazuma crinita (8), bolaina negra Guazuma ulmifolia (3), aguaje Mauritia flexuosa (1), pijuayo Bactris gasipaes (1), cedro colorado Cedrela odorata (2), palta Persea americana (1), plátano Musa paradisiaca (3), guaba Inga edulis (2), capirona Calycophyllum spruceanum (1).

Plantación de seis años de edad de bajo distanciamiento, de 3 x 3 m, ubicada en condiciones de topografía plana, en la que se realiza deshierbo mecánico cada tres meses, poda de formación, mantenimiento y rehabilitación, abonamiento con roca fosfórica y guano de isla. Se realizan aplicaciones esporádicas del líquido obtenido de la fermentación de cacao para el control de malezas, plagas y enfermedades. El cultivo antecesor al cacao fue el kudzu Pueraria phaseoloides.

Dentro del área de plantación evaluada se registraron un total de 138 especies diferentes al cacao, entre frutales y forestales, tales como guaba Inga edulis (35), lupuna Ceiba sp (1), bolaina negra Guazuma ulmifolia (1), aguaje Mauritia flexuosa (12), tahuarí amarillo Tabebuia serratifolia (2), shebon Attalea butyracea (2), uvilla Pourouma cecropiifolia (1), plátano Musa paradisiaca (40), guayaba Psidium guajava (1), capirona Calycophyllum spruceanum (11), pashaco Schizolobium amazonicum (1).

Tabla 1. Comportamiento de las principales variables meteorológicas temperatura y precipitación durante el periodo experimental.

Tabla 2. Caracterización de suelo en las parcelas muestreadas (prof. 0-30cm)

Plantación de siete años de edad bajo distanciamiento de 3 x 3 m, establecido con cobertura de kudzu Pueraria phaseloides, ubicada en condiciones de topografía ligeramente ondulada; en la que se realiza deshierbo mecánico cada dos meses, poda de mantenimiento, abonamientos esporádicos de guano de isla y roca fosfórica, no se aplicaron productos químicos para el control de plagas y enfermedades. Los cultivos antecesores al cultivo de cacao fueron los cultivos de arroz Oryza sativa, maíz Zea maíz y plátano Musa paradisiaca.

Dentro del área de plantación evaluada se registraron un total de 150 especies diferentes al cacao, entre frutales y forestales, tales como guaba Inga edulis (38), bolaina blanca Guazuma crinita (3), yarina Phytelephas macrocarpa (12), aguaje Mauritia flexuosa (1), pijuayo Bactris gasipaes (1), cedro Cedrela odorata (1), palta Persea americana (1), plátano Musa paradisiaca (23), shebon (15), capirona Calycophyllum spruceanum (2), sangre de grado Croton lechleri (9), caimito Pouteria caimito (1), caoba Swietenia macrophylla (9).

Material vegetal. Las plantas de cacao evaluadas en cada plantación corresponden a plantas provenientes de patrones criollos e injertados con el clon trinitario CCNN 51.

Muestreo de suelo. Se empleó un área efectiva de 7 500 m2 por agroecosistema de cacao, en los que se realizó muestreo sistemático; se seleccionaron 15 plantas de cacao al azar en zigzag y se tomaron tres muestras de suelo equidistantes, a la altura de la proyección de la copa a una profundidad de 0-20 cm, de las cuales se obtuvo una muestra compuesta por planta. El muestreo se realizó con una periodicidad de 30 días.

Cuantificación de esporas. Se tomó una muestra de 10 g de cada una de las 45 muestras de suelo obtenidas por evaluación, las cuales fueron procesadas en el Laboratorio de Entomología, Pruebas Biológicas y Bioterio del Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana, para el aislamiento y conteo de esporas de los de HMA, según el método descrito por Ruiz y Rojas (2011), basado en los métodos de Gerdemann y Nicolson (1963) y Sieverding (1983), que consistió en el tamizado y decantado por vía húmeda de los propágulos del hongo, los que se recolectaron sobre una malla de 45 μm de apertura y se separaron por centrifugación (Centrífuga: marca Hettich, modelo Rotina 420 R) con una gradiente de sacarosa al 45%. El conteo de esporas se realizó usando un estereoscopio a 50x de aumento (Estereoscopio: Trinocular marca Carlz-Zeiss, modelo Stemi 2006).

Identificacion de especies HMA. De cada sistema de cultivo, se envió a Alemania, para su análisis, una muestra representativa y compuesta de suelo de aproximadamente 05 kg. El análisis fue realizado por el Dr. E. Sieverding. Las muestras se homogenizaron y se separaron las esporas presentes en 50 g de suelo de cada ecosistema. Las esporas se aislaron bajo el esteroscopio y se montaron en placas de vidrio de microscopía. Las esporas se fijaron permanentemente en una solución de PVLG (glicoglicerina de alcohol polivenilico). Con 400 x aumento en el microscopio de trasmision de luz se observaron las esporas y se clasificaron morfologicamente a nivel de género y especie, siguiendo la clasificación propuesta por Oehl et al (2011).

Procedimiento estadístico. Para el análisis de los resultados obtenidos se empleo el paquete estadístico IBM SPSS STATISTICS, analizando los promedios mensuales, haciendo uso de la prueba de Tukey (p?0,05), para lo cual se emplearon previamente las pruebas de Normalidad (Shapiro – Wilk) y Levene. Para la generación de gráficos se empleó el diagrama de cajas.

Los resultados del promedio mensual del número de esporas por parcela se indican en la tabla 4. El análisis de comparación de medias registró diferencias significativas en la abundancia de HMA para el AGR-3, comparado con los AGR-1 y AGR-2, con media superior de 917,5. El análisis de variación del promedio mensual de 15 plantas evaluadas para cada agroecosistema se presenta en el diagrama de caja del Gráfico 1, en el que se observa mayor valor promedio para el AGR-3.

Los resultados de la identificación de HMA presentes en cada agroecosistema se muestran en la tabla 5. Se observa mayor diversidad de especies en el AGR-2, seguido del AGR-1 y AGR-3, respectivamente.

Tabla 3. Significancia estadística del factor evaluado sobre el número de esporas.

Tabla 4. Efecto del agroecosistema en el número de esporas/100 gr de suelo (valores medios ± error típico)

Gráfico 1. Diagrama de caja del promedio mensual de cuatro evaluaciones por agroecosistema.

Tabla 5. Especies de hongos de micorriza arbuscular en tres agroecosistemas de cacao.

En AGR-1 se obtuvo un rango del número de esporas (Gráfico 1), que varió de 480 a 640 esporas por 100 gr de suelo; en el AGR-2 el número de esporas varió de 420 a 660 esporas por 100 gr de suelo y en el AGR-3 el número de esporas varió de 780 a 1 100 esporas por 100 gr de suelo, factor asociado a la cobertura con Kudzu. Se aprecian diferencias significativas en la abundancia de HMA, por tanto, se afirma que existen diferencias entre la abundancia de esporas según el tipo de agroecosistema. Los resultados indican una media superior en el AGR-3, en el estudio realizado por Crews and Peoples (como se cita en Del Carmen Pérez, et al. 2012), se afirma que el efecto positivo del abono verde como cultivo de cobertura sobre la riqueza de especies de HMA y el índice de diversidad, se debe principalmente a que estos mejoran la actividad biológica del suelo. En el estudio realizado por Espíndola et al. y Rivera et al. (como se cita en Martín, Rivera, Arias y Rentería. 2009), mencionan que algunas prácticas como el abonado verde pueden aumentar la presencia de los propágulos nativos de HMA en el suelo. El uso de leguminosas como cobertura, incrementa la población nativa de HMA de dos a tres veces. Deguchi (como se cita en Del Carmen Pérez, et al. 2012) hace referencia a la influencia en la riqueza de especies y en su diversidad (Del Carmen Pérez, et al. 2012). Blanco y Gutiérrez (1998) mencionan que Mucuna sp., favoreció el incremento de las poblaciones de esporas del género Glomus principalmente. Asimismo, Sancho y Cervantes (1997) reportan que Mucuna sp. , al ser una planta altamente competitiva, modifica la composición florística del agroecosistema, influyendo en la composición de especies de HMA (Blanco y Gutiérrez 1998). También, Del Carmen Pérez, et al. (2012), concluyen que la presencia de cobertura de Mucuna sp afectó positivamente a la riqueza y diversidad de HMA observadas en parcelas de maíz, encontrando 122,7 esporas en 50 gr de suelo.

En cuanto a las especies de HMA identificados por agroecosistema (Tabla 5), se reporta de las 46 especies, encontrando solo dos especies en común para los tres agroecosistemas, Diversispora spurca y un morfotipo del género Glomus; evidenciando diferencias entre las comunidades encontradas. Así mismo, se reportan 6 especies en común con las encontradas por Ruiz, Rojas y Sieverding, 2011, en muestras de suelo procedentes de parcelas de las zonas de Aguaytía y Nueva Requena. Todo esto reafirma la existencia de un gran potencial diverso de especies de HMA en suelos amazónicos. Además, Ruiz, Rojas y Sieverding, 2011, mencionan que estas diferencias pueden estar relacionadas con las características químicas de los suelos, particularmente la acidez y el contenido de nutrientes. Asimismo, la precipitación pluvial, además de la composición florística en cada localidad, pudo haber influido también en la ocurrencia de las especies de HMA.

Los autores expresan su profundo agradecimiento al Dr. Pedro Ruiz Cubillas, en nuestra memoria perduran su apoyo incondicional y dedicación al trabajo, además de habernos honrado hasta el final de sus días con su acompañamiento profesional y cercanía personal. Se agradece a la Asociación de Cacaoteros Tecnificados de Padre Abad (ACATPA), por las facilidades brindadas para el desarrollo del estudio en parcelas pertenecientes a los socios: Anahuario Fasabi Tapullima, Miguel Navarro Mass y Almeyda David Mori Flores, a quienes expresamos nuestro agradecimiento por todo el apoyo brindado, a los técnicos Carlos Marín Pérez, Cesar Young Salva y al Bachiller Adrián Cabana Cayllahua por el apoyo brindado en la extracción de muestras durante el trabajo de campo. A la Universidad Nacional de Ucayali por el apoyo brindado para contar con los datos meteorológicas de la zona en estudio.