UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE ......de su Espíritu me fortalece y está conmigo en...
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA Efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a tres dosis Trabajo de titulación presentado como requisito previo a la obtención del Título de Ingeniera Agrónoma AUTORA: Chávez Rea Melanie Arline TUTOR: Ing. Agr. José Eliecer Vásquez Guzmán, Ph.D. Quito, 2020
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS
CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA
Efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus
vulgaris L.) en tres variedades a tres dosis
Trabajo de titulación presentado como requisito previo a la obtención del
Título de Ingeniera Agrónoma
AUTORA: Chávez Rea Melanie Arline
TUTOR: Ing. Agr. José Eliecer Vásquez Guzmán, Ph.D.
Quito, 2020
ii
DERECHOS DE AUTOR
Yo, MELANIE ARLINE CHÁVEZ REA, en calidad de autor y titular del trabajo de los derechos morales y
patrimoniales del trabajo de titulación: EFECTO DE LA APLICACIÓN DE Bacillus subtilis EN EL CULTIVO
DE FRÉJOL (Phaseolus vulgaris L.) EN TRES VARIEDADES A TRES DOSIS, modalidad presencial, de
conformidad con el Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS
CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del
Ecuador una licencia gratuita, intransferible y exclusiva para el uso no comercial de la obra, con fines
estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de autor sobre la obra, establecidos
en la normativa citada.
Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y publicación
de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de
la Ley Orgánica de Educación Superior.
El autor declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de expresión y
no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por cualquier reclamación
que pudiera presentarse por esta causa y liberando a la Universidad de toda responsabilidad.
________________________
MELANIE ARLINE CHÁVEZ REA
C.C.: 1718527839
iii
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del Trabajo de Titulación, presentado por MELANIE ARLINE CHÁVEZ REA, para
optar por el Grado de Ingeniera Agrónoma, cuyo título es EFECTO DE LA APLICACIÓN DE Bacillus
subtilis EN EL CULTIVO DE FRÉJOL (Phaseolus vulgaris L.) EN TRES VARIEDADES A TRES DOSIS,
considero que dicho trabajo reúne los requisitos y los méritos suficientes para ser sometido a la
presentación pública y evaluación por parte del tribunal examinador que se designe.
En la ciudad de Quito, a los 11 días del mes de septiembre de 2020
________________________________
Ing. Agr. José Eliecer Vásquez Guzmán, Ph.D.
DOCENTE-TUTOR
C.C.: 1000947315
iv
EFECTO DE LA APLICACIÓN DE Bacillus subtilis EN EL CULTIVO DE FRÉJOL (Phaseolus vulgaris L.) EN
TRES VARIEDADES A TRES DOSIS
APROBADO POR:
Ing. Agr. José Eliecer Vásquez Guzmán, Ph.D. ________________________
TUTOR
Ing. Agr. Jorge David Caicedo Chávez, M.Sc. _________________________
TRIBUNAL LECTOR
Ing. Agr. Fabián Homero Montesdeoca Montesdeoca, M.Sc. _________________________
TRIBUNAL LECTOR
2020
v
DEDICATORIA
A usted SEÑOR, por regalarme el don de la vida, por ser
tan bueno y misericordioso, por las bendiciones diarias, por
su amor tan grande, porque siempre me obsequia un motivo
para sonreír y porque, aunque no lo veo sé que por medio
de su Espíritu me fortalece y está conmigo en cada paso.
A mis padres Carlina y Freddy, que con su paciencia,
valores, apoyo y amor incondicional me han ayudado a
cumplir cada uno de mis anhelos y han forjado en mí la
persona que soy. Espero que la vida me alcance para
devolver un poco de todo lo que han hecho por mí.
A mi hermana Shirley, mi compañera de vida, con sus
tantas virtudes y su gran corazón ha sido un ejemplo de
responsabilidad y dedicación para cumplir cada uno de mis
objetivos.
Los amo infinitamente…
vi
AGRADECIMIENTOS
Gracias Dios porque escucho, respiro, camino, veo, hablo y porque
con Su gracia y amor ha sido luz y fuerza en momentos de oscuridad
durante todos estos años.
“En Dios está mi salvación y mi gloria; En Dios está mi roca fuerte, y
mi refugio” Salmos 62:7
A la Universidad Central del Ecuador y en especial a la Facultad de
Ciencias Agrícolas, la cual se convirtió en mi segundo hogar y a todos
mis maestros quienes me han brindado sus conocimientos y
experiencias a lo largo de todos estos años de estudio.
A mi tutor el Ing. Agr. José Vásquez, Ph.D., por manifestarme su
paciencia, guía y apoyo en la realización de esta investigación.
A mi tribunal lector, al Ing. Agr. Jorge Caicedo, M.Sc. y al Ing. Agr.
Fabián Montesdeoca, M.Sc. por su tiempo, observaciones y
sugerencias para la culminación de la investigación.
Por permitirme colaborar, ayudarme a adquirir nuevo conocimiento y
por su asistencia económica a la empresa NOA Group- Dundas
Corporation.
A todos los trabajadores de la institución y personas que con su
desinteresada cooperación fueron pieza fundamental en la realización
y finalización del proyecto.
Finalmente, a mis amigos y compañeros quienes con sus
conocimientos y vivencias me han permitido conocer y aprender un
poco más de la vida a su lado. En especial a Bryan Mejía, María José
Velasco y Diana Amaguaña.
vii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CAPÍTULOS PÁGINAS
DERECHOS DE AUTOR .............................................................................................................. ii
APROBACIÓN DEL TUTOR ....................................................................................................... iii
APROBADO POR ......................................................................................................................iv
DEDICATORIA .......................................................................................................................... v
AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................vi
ÍNDICE DE CONTENIDOS .......................................................................................................... vii
LISTA DE TABLAS...................................................................................................................... x
LISTA DE GRÁFICOS .................................................................................................................. xi
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................... xii
LISTA DE ANEXOS .................................................................................................................. xiii
ABREVIATURAS ...................................................................................................................... xv
RESUMEN .............................................................................................................................. xvi
ABSTRACT ............................................................................................................................ xvii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 1
2. REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................... 3
2.1. El fósforo .................................................................................................................... 3
2.1.1. Importancia del fósforo en la planta .................................................................................... 3
2.1.2. Formas de fósforo en el suelo .............................................................................................. 3
2.1.1.1. Fósforo orgánico................................................................................................................... 3
2.1.1.2. Fósforo inorgánico ............................................................................................................... 4
2.1.3. Absorción y transporte de fósforo ....................................................................................... 4
2.1.4. Disponibilidad de fósforo ..................................................................................................... 5
2.1.4.1. Disponibilidad de fósforo por pH ......................................................................................... 5
2.1.4.2. Disponibilidad de fósforo por contenido de materia orgánica ............................................ 5
2.1.4.3. Disponibilidad de fósforo por humedad .............................................................................. 6
2.1.5. Ciclo del fósforo .................................................................................................................... 6
2.2. Género Bacillus ........................................................................................................... 6
2.2.1. Bacillus subtilis ..................................................................................................................... 7
2.2.1.1. Bacillus como microorganismos solubilizadores de fósforo (PSM)...................................... 7
viii
2.2.1.2. Mecanismos de solubilización de fosfato ............................................................................ 7
2.2.1.2.1. Producción de ácidos orgánicos ........................................................................................... 8
2.2.1.2.2. Producción de fosfatasas ..................................................................................................... 9
2.2.1.2.3. Producción de fitasas ........................................................................................................... 9
2.3. Mecanismo de acción de Bacillus contra patógenos ................................................... 10
2.4. Estudios previos ........................................................................................................ 11
2.5. Inoculante Biológico NITO ......................................................................................... 11
2.6. Fréjol ........................................................................................................................ 12
2.6.1. Historia y origen ................................................................................................................. 12
2.6.2. Variedades de fréjol ........................................................................................................... 12
3. MATERIALES Y MÉTODOS .......................................................................................... 14
3.1. Características experimentales .................................................................................. 14
3.1.1. Ubicación del sitio experimental ........................................................................................ 14
3.1.2. Características agroclimáticas ............................................................................................ 14
3.2. Materiales y equipos ................................................................................................. 14
3.2.1. Material Biológico Experimental ........................................................................................ 14
3.2.2. Insumos .............................................................................................................................. 14
3.2.3. Materiales y herramientas de campo ................................................................................ 14
3.2.4. Material de recolección y procesamiento de datos ........................................................... 15
3.3. Método estadístico ................................................................................................... 15
3.3.1. Factores en estudio ............................................................................................................ 15
3.4. Tratamientos ............................................................................................................ 16
3.5. Análisis estadístico .................................................................................................... 16
3.5.1. Diseño experimental .......................................................................................................... 16
3.5.2. Unidad experimental .......................................................................................................... 17
3.5.3. Características del área del ensayo .................................................................................... 17
3.5.4. Esquema de análisis de la varianza - ANOVA ..................................................................... 17
3.5.5. Análisis funcional ................................................................................................................ 17
3.6. Variables en estudio .................................................................................................. 17
3.6.1. Días a la floración (DF) ........................................................................................................ 17
3.6.2. Días a la cosecha (DC) ......................................................................................................... 18
3.6.3. Número vainas planta-1 (NVP) ............................................................................................ 18
3.6.4. Número granos vaina-1 (NGV) ............................................................................................ 18
ix
3.6.5. Peso 100 granos secos ....................................................................................................... 18
3.6.6. Rendimiento de grano (RG) ................................................................................................ 18
3.7. Evaluación de pudriciones radiculares ....................................................................... 18
3.8. Análisis químico de suelo .......................................................................................... 19
3.8.1. Análisis de suelo antes de la siembra ................................................................................. 19
3.8.2. Análisis de fósforo disponible después de la cosecha........................................................ 20
3.9. Análisis económico .................................................................................................... 20
3.10. Método de manejo en campo .................................................................................... 20
3.10.1. Preparación del suelo y aplicación de Bacillus subtilis ....................................................... 20
3.10.2. Delimitación del terreno .................................................................................................... 20
3.10.3. Siembra .............................................................................................................................. 20
3.10.4. Aplicación de Bacillus subtilis ............................................................................................. 20
3.10.5. Deshierba ........................................................................................................................... 21
3.10.6. Control fitosanitario ........................................................................................................... 21
3.10.7. Cosecha y trilla ................................................................................................................... 21
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................................ 22
4.1. Resultados estadísticos ............................................................................................. 22
4.1.1. Días a la floración ............................................................................................................... 22
4.1.2. Días a la cosecha ................................................................................................................ 24
4.1.3. Número vainas planta-1 ...................................................................................................... 26
4.1.4. Número granos vaina-1 ....................................................................................................... 29
4.1.5. Peso 100 granos secos ....................................................................................................... 30
4.1.6. Rendimiento kg ha-1 ........................................................................................................... 32
4.2. Pudriciones radiculares ............................................................................................. 35
4.3. Resultados del análisis de suelo efectuado en pre siembra y postcosecha ................... 37
4.4. Relación Beneficio/costo ........................................................................................... 40
5. CONCLUSIONES ......................................................................................................... 42
6. RECOMENDACIONES ................................................................................................. 43
7. RESUMEN ................................................................................................................. 44
8. SUMMARY ................................................................................................................ 46
9. REFERENCIAS ............................................................................................................ 48
10. ANEXOS .................................................................................................................... 54
x
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Grupos de compuestos que contienen fósforo en el suelo ................................................. 4
Tabla 2. Tratamientos correspondientes a las variedades y la dosis a aplicar ................................ 16
Tabla 3. Descripción del área del ensayo ......................................................................................... 16
Tabla 4. Esquema del ANOVA para la evaluación de los tratamientos ........................................... 17
Tabla 5. Escala general para evaluar germoplasma de frejol a patógenos fungosos radiculares. .. 19
Tabla 6. Dosificación de Bacillus subtilis .......................................................................................... 21
Tabla 7. Pruebas de normalidad (Shapiro Wilks) de las variables en estudio ................................. 22
Tabla 8. Análisis de la varianza para la variable días a la floración .................................................. 23
Tabla 9. Prueba DMS al 5% para el factor variedades en la variable días a la floración. ................ 23
Tabla 10. Análisis de la varianza para la variable días a la cosecha ................................................. 25
Tabla 11. Prueba DMS al 5% para el factor variedades en la variable días a la cosecha ................. 25
Tabla 12. Análisis de la varianza para la variable número de vainas planta-1. ................................. 27
Tabla 13. Tukey al 5 % para la interacción dosis vs. variedades de la variable número de vainas planta-
1………. ............................................................................................................................................... 28
Tabla 14. Análisis de la varianza para la variable número de granos vaina-1. .................................. 29
Tabla 15. DMS al 5 % para el factor variedades en la variable número de granos vaina-1. ............. 30
Tabla 16. Análisis de la varianza para la variable peso de 100 granos secos................................... 31
Tabla 17. DMS al 5 % para los factor variedades de la variable peso de 100 granos secos. ........... 32
Tabla 18. Análisis de la varianza para la variable rendimiento kg ha-1 ............................................ 33
Tabla 19. Tukey al 5 % para la interacción dosis vs. variedades de la variable rendimiento kg ha-1.33
Tabla 20. Media de pudriciones de raíces evaluadas en campo según la variedad y la dosis ......... 35
Tabla 21. Resultados de laboratorio de las muestras de raíces aisladas en PDA para la observación de
hongos fitopatógenos y benéficos ................................................................................................... 36
Tabla 22. Características químicas del suelo (pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, N, P, K) en
pre siembra y después de la cosecha. .............................................................................................. 38
Tabla 23. Análisis económico beneficio/costo del experimento ..................................................... 41
xi
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Prueba DMS al 5 % para el factor variedades de la variable días a la floración, en el efecto
de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a
tres dosis. ......................................................................................................................................... 24
Gráfico 2. Prueba DMS al 5% para el factor variedades de la variable días a la cosecha, en el efecto de
la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a tres
dosis… ............................................................................................................................................... 26
Gráfico 3. Partición de puntos para la interacción dosis vs. variedades de la variable número de vainas
planta-1, en el efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en
tres variedades a tres dosis .............................................................................................................. 28
Gráfico 4. Prueba DMS al 5 % para el factor variedades de la variable número de granos vaina-1, en el
efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis. .................................................................................................................... 30
Gráfico 5. Prueba DMS al 5 % para el factor variedades de la variable peso de 100 granos secos, en el
efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis. .................................................................................................................... 32
Gráfico 6. Partición de puntos para la interacción dosis vs. variedades de la variable rendimiento kg ha-
1, en el efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis. .................................................................................................................... 34
Gráfico 7. Análisis beneficio costo de los tratamientos en estudio, en el efecto de la aplicación de
Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a tres dosis. ....... 41
xii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ciclo del fósforo en el suelo. Fuente: Corrales et al., (2017). ............................................. 6
Figura 2. Procesos de solubilización de fósforo por acción microbiana. Fuente: Llanos (2017). ...... 8
Figura 3. Producción de las fosfatasas. Fuente: Corrales et al., (2014). ............................................ 9
Figura 4. Enzima fitasa de Bacillus - reacción sobre el ácido fítico. Fuente: Corrales et al., (2017). 10
xiii
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1. Disposición del diseño de Parcela Dividida con Bloques completamente al azar con 9
tratamientos y 3 repeticiones. ......................................................................................................... 54
Anexo 2. Costo de producción por tratamiento en el efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el
cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a tres dosis. ......................................... 55
Anexo 3.1. Reportes de análisis de suelo en pre siembra. .............................................................. 57
Anexo 3.2. Reporte del análisis químico de suelo en postcosecha. ................................................ 58
Anexo 3.3. Tabla de las características químicas del suelo en pre siembra y postcosecha por
tratamiento. ..................................................................................................................................... 59
Anexo 3.4. Niveles para la interpretación de análisis de suelos del Ecuador. ................................. 60
Anexo 4.1. Informe de resultados de las muestras de raíces recolectas de las variedades Paragachi,
Campeón y Centenario ..................................................................................................................... 61
Anexo 4.2. Calificación de pudriciones radiculares de raíces tomadas al azar en campo según la
variedad y la dosis. ........................................................................................................................... 62
Anexo 5. Tabla resumen del análisis de la varianza ANOVA con los cuadrados medio y significancia para
las variables agronómicas analizadas. .............................................................................................. 63
Anexo 6. Gráficos de Residuos vs. Predichos para homogeneidad de varianzas de las variables
agronómicas estudiadas ................................................................................................................... 64
Anexo 7. Gráfico de barras de las variables número vainas planta-1 y rendimiento kg ha-1 de las pruebas
de diferenciación de medias DMS 5 % para los factores dosis y variedades. .................................. 65
Anexo 8. Preparación del suelo para la siembra: Preparación de la dosificación pre siembra, aplicación
del producto pre siembra y formación de platabandas. .................................................................. 66
Anexo 8.1. Fases de crecimiento: Etapa vegetativa (emergencia, hojas primarias, tercera hoja
trifoliada, desarrollo)........................................................................................................................ 66
Anexo 8.2. Fases de crecimiento: Prefloración, floración, llenado de vainas. ................................ 67
Anexo 9. Aplicación de Bacillus subtilis, aplicación de Evisect contra Empoasca sp. y Sulfato de cobre
contra actracnosis. ........................................................................................................................... 67
Anexo 10. Efecto de Bacillus subtilis en campo: Parcelas testigo, parcelas dosis 2, parcelas dosis 3.68
Anexo 11. Cosecha: Delimitación de tres metros por repetición, cosecha de diez plantas por unidad
experimental, conteo de vainas planta-1 y secado de grano............................................................ 68
xiv
Anexo 12. Peso de las unidades experimentales para la variable rendimiento kg ha-1: Variedad
Paragachi, variedad Campeón, variedad Centenario ....................................................................... 69
Anexo 13. Secado y medición de humedad por unidad experimental. ........................................... 69
Anexo 14. Peso de 100 granos secos por cada unidad experimental: variedad paragachi, variedad
Campeón, variedad centenario ........................................................................................................ 70
xv
ABREVIATURAS
ANOVA: Análisis de Varianza
DBCA: Diseño en Bloques Completamente Aleatorizados
DMS: Diferencia Mínima Significativa
K: Potasio
P: Fósforo
N.T: Nitrógeno total
M.O.S: Materia orgánica del suelo
C.E.: Conductividad eléctrica
pH: Potencial de hidrógeno
kg ha-1: Kilogramo por hectárea
mg kg-1: Miligramos por kilogramo
UFC ml-1: Unidad formadora de colonias por mililitros
xvi
TEMA: Efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis.
Autor: Melanie Arline Chávez Rea
Tutor: José Eliecer Vásquez Guzmán
RESUMEN
El objetivo principal de la presente investigación fue evaluar el efecto de la aplicación de tres dosis de
Bacillus subtilis en tres variedades de fréjol (Phaseolus vulgaris L.), para determinar el aumento del
rendimiento de cada variedad. Se realizó la aplicación de dos dosis, (D2) 250 ml y (D3) 500 ml, del
inoculante biológico NITO (Bacillus subtilis) el cual fue disuelto en 200 L de agua y un testigo (D1), en
las variedades de fréjol Paragachi, Campeón y Centenario. La parcela experimental se implementó en
el Campo Académico Docente Experimental La Tola, mediante un diseño experimental de parcela
dividida en DBCA, con tres repeticiones. Se evaluaron las variables agronómicas días a la floración, días
a la cosecha, vainas planta-1, granos vaina-1, peso de 100 granos y rendimiento en kg ha-1, dando como
mejor resultado, la interacción de la dosificación de 500 ml y la variedad Centenario con un
rendimiento de 3763.89 kg ha-1, la misma que refleja ser económicamente rentable con 1.32 dólares.
De la misma forma se observaron diferencias en la concentración de fósforo disponible por acción de
Bacillus subtilis, siendo la dosis 3 la que presentó mayor concentración de fósforo con 351.97 ppm. Por
último, se observó disminución visible de los síntomas de hongos fitopatógenos radiculares mediante
el analisis de raíces recolectadas. Las muestras de suelo y raíces fueron enviadas al Laboratorio de
Química y Suelos y al Laboratorio de Fitopatología de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad
Central del Ecuador respectivamente.
PALABRAS CLAVE: BACILLUS SUBTILIS / RENDIMIENTO / FÓSFORO DISPONIBLE / PATÓGENOS
RADICULARES
xvii
TOPIC: Effect of appying three dosages of Bacillus subtilis on three varieties of bean crops (Phaseolus
vulgaris L.).
Author: Melanie Arline Chávez Rea
Mentor: José Eliecer Vásquez Guzmán
ABSTRACT
The primary aim of this research was to evaluate the effect of applying three dosages of Bacillus subtilis
to three varieties of beans (Phaseolus vulgaris L.) to determine an increase in yield of each variety. Two
dosages, (D2) 250 ml and (D3) 500 ml, were applied of the biological inoculant, NITO (Bacillus subtilis),
dissolved in 200 L of water, and one control sample (D1), to the Paragachi, Campeón and Centenario
varieties of beans. The test plot was carried out in the Campo Académico Docente Experimental La
Tola, implementing an experimental design of divided plots in the DBCA, with three repetitions. The
following agronomic variable were assessed: flowering days, harvest days, pods per plant-1, beans per
pod-1, weight of 100 beans, and yield in kg per ha-1, for which the best result involved a 500 ml dose to
the Centenario variety with a yield of 3763.89 kg ha-1, which provided an economic profitability of 1.32
dollars. Likewise, differences were noted in the concentration of available phosphorus due to the
Bacillus subtilis, with dosage 3 providing the highest concentration of phosphorus, with 351.97 ppm.
Finally, a visible reduction in the symptoms of root phytopathogenic fungi was noted through the
analysis of roots collected. The soil and root samples were sent to the Chemical and Soil Laboratory,
and the Laboratory of Phytophatology of the Faculty of Agricultural Sciences of Universidad Central del
Ecuador, respectively.
KEYWORDS: BACILLUS SUBTILIS / YIELD / AVAILABLE PHOSPHORUS / ROOT PHATOGENS
1
1. INTRODUCCIÓN
El fréjol (Phaseolus vulgaris L.), es una planta leguminosa del Orden Fabales y Familia Fabaceae. Es
apreciado como un alimento de uso común en varios países del mundo, por su accesibilidad al no ser
costoso, y por poseer varios nutrientes en los que destacan las proteínas, carbohidratos y hierro que
puede sustituir al consumo de carne (Garcés et al., 2013). Por otro, lado representa un ingreso
económico para pequeños y medianos productores ocupando el octavo lugar entre las leguminosas
más sembradas en el mundo (Garcés et al., 2012).
Según Navarrete et al., (2013), entre los mayores productores de esta leguminosa se encuentran: Brasil
(3 millones de t) India (2.9 millones de t), México (1.5 millones de t) Nicaragua y Myanmar (1.9 millones
t), China (1.9 millones t) entre otros. En todo el mundo se producen más o menos 18991.954 t de este
alimento. Ecuador produce 26498 t, es decir, el 0.2% de la producción mundial.
Para INEC (2002), en el Ecuador, de esta leguminosa se cosecha 13571 ha para grano fresco de las
16464 ha sembradas y en grano seco se cosechan 92789 ha de las 105127 ha sembradas. De la misma
forma se cosechan 21558 ha de las 24379 ha sembradas según el método de siembra en monocultivo
y de forma asociada se cosechan 81802 ha de las 97212 ha sembradas (Malla, 2018). Las pérdidas de
cosechas existen debido a la escasa disponibilidad de variedades mejoradas, uso de semillas de mala
calidad, incidencia de plagas y enfermedades, y manejo inadecuado del cultivo.
Por otro lado el rendimiento promedio de fréjol registrado en Ecuador es bajo con: 430 kg ha-1 en
monocultivo y 110 kg ha-1 cuando está asociado con maíz, frente al rendimiento potencial del cultivo
que sobrepasa los 2000 kg ha-1 (Navarrete et al., 2013).
En la agricultura se ha buscado obtener rendimientos altos por unidad de superficie, con el fin de
satisfacer las necesidades alimenticias de toda la población. Dichas necesidades han llevado al uso de
fertilizantes químicos y pesticidas para aumentar dicha productividad, sin embargo esto no ha sido
totalmente cierto ya que hasta la fecha los rendimientos en Ecuador siguen siendo bajos como lo
señala (Armenta et al., 2010).
Corrales et al., (2017), afirma que uno de los desafíos de la agricultura es hacer un uso más eficiente
de los recursos para hacer frente al aumento de la demanda de alimento. Es así que resultado de una
producción agrícola intensiva y fertilización desbalanceada se ha reportado baja disponibilidad de
potasio debido a una disminución en las reservas en el suelo y baja solubilización de fertilizantes
fosfatados en el suelo.
Los microorganismos que se encuentran en los biofertilizantes realizan muchos de los ciclos biológicos
y químicos existentes, por lo que las funciones que realizan son fundamentales para mantener el
equilibrio en los agroecosistemas. Estas poblaciones microbianas realizan una actividad importante,
2
ya que en muchos suelos se encuentran grandes reservas de fósforo en formas no disponibles (Llanos,
2017).
Diferentes estudios en el sector agrícola han demostrado que el uso de microorganismos en
biofertilizantes promueve la erradicación de los fertilizantes químicos y el incremento de los
rendimientos, representando un impacto positivo sobre el ambiente (Terry et al., 2005).
Según Corrales et al., (2017) y Vidal (2003), Bacillus subtilis como tal ha sido estudiado por poseer una
variedad de mecanismos, entre ellos la solubilización de fosfatos y enzimas que contribuyen a la
disponibilidad del elemento, producción de metabolitos secundarios como auxinas (ácido
indolacético), producción de antibióticos, lipopéptidos, sideróforos y activación de la señalización de
la respuesta sistémica inducida por producción de compuestos volátiles como ácido jasmónico y
etileno, que ayudan a la actividad antagónica e inhibidora de hongos fitopatógenos del suelo.
Considerando que los rendimientos de fréjol en el Ecuador son bajos y además la forma de manejo del
cultivo para elevar dichos rendimientos no ha sido la adecuada, se ha visto la necesidad de desarrollar
un proyecto experimental en el que se demuestren las funciones de Bacillus subtilis, como son
mantener el equilibrio microbiano del suelo y apoyar el crecimiento vegetal mediante la solubilización
de fósforo para disponibilidad de la absorción en las plantas.
Con base a lo anterior el objetivo general de la investigación fue evaluar el efecto de la aplicación de
tres dosis de Bacillus subtilis en tres variedades de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en el CADET y los
objetivos específicos fueron establecer la variedad de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) que genera mayor
rendimiento de acuerdo a las dosis de aplicación de Bacillus subtilis y determinar la dosis adecuada de
Bacillus subtilis que genera mayores rendimientos en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.). De esta
manera se busca una nueva alternativa económica, ecológica y productiva para elevar los rendimientos
de los pequeños y medianos productores de la zona Tumbaco y además mejorar la solubilización y
disponibilidad del fósforo en el suelo.
3
2. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. El fósforo
El fósforo es uno de los diecinueve elementos requeridos y un macronutriente primario esencial para
la planta, sin embargo, por no presentarse en forma disponible en los suelos se originan deficiencias
en los cultivos (Patiño y Sanclemente, 2014).
Como señala Fernández (2007), el fósforo está involucrado en los procesos de almacenamiento y
transferencia de energía, y es básico en las estructuras de macromoléculas de interés, tales como
ácidos nucleicos y fosfolípidos, por lo que se puede decir que su papel está involucrado en todos los
procesos fisiológicos de la planta.
2.1.1. Importancia del fósforo en la planta
Desempeña una función importante en la regulación postraduccional de enzimas y en el control de
cascadas de señalización durante la transducción, interviene en la fosforilación y desfosforilación y en
la señalización de proteínas. Ayuda también a almacenar la energía adquirida, desde la fotosíntesis y
del metabolismo de carbohidratos en forma de polifosfatos. Estos posteriormente son usados para el
crecimiento y la reproducción vegetal (Llanos, 2017).
Según IPNI (2000), la abundante cantidad de fósforo se acumula en las semillas siendo esencial para la
formación y desarrollo de la misma, la mitad del fósforo en las semillas se encuentra almacenado como
fitina o compuestos parecidos. Un mal suplemento del fósforo reduce en las semillas: el tamaño y la
viabilidad.
Como lo define Llanos (2017), una apropiada concentración de fósforo aporta al crecimiento de raíces,
lo que se traduce en que la planta pueda explorar más nutrientes y humedad. La deficiencia por el
contrario disminuye el crecimiento generalizado de la planta que incluye: elongación, reducción en el
número de tamaño de semillas y flores.
2.1.2. Formas de fósforo en el suelo
Fósforo orgánico
El fósforo orgánico procede de restos animales y vegetales que a su vez se degradan en: fosfolípidos,
ácidos nucleicos, fitina y sus derivados. Esta degradación se da gracias a los microorganismos que viven
en el suelo. El nivel de fósforo orgánico en los suelos puede variar entre 3 y 85% de fósforo total, como
lo afirma Munera y Meza, en 2016.
4
Fósforo inorgánico
Llanos (2017), también indica que el fósforo en forma inorgánica es abundante encontrándose entre
el 95 y 99 % en el suelo, forma parte de rocas y materiales primarios como apatitas, hidroxiapatitas y
oxiapatitas. Estos materiales primarios se caracterizan por presentar insolubilidad, por lo tanto, no son
asimilables por las plantas. Bajo condiciones adecuadas, el fósforo inorgánico puede ser solubilizado
por microorganismos que producen ácidos orgánicos que liberan fosfatos y cationes al suelo que son
fácilmente asimilables para los cultivos.
Pueden clasificarse en dos grupos: a) Los que contienen calcio (verdaderamente predominantes y con
mayor importancia agronómica) y 2) los que contienen hierro y aluminio (Tabla 1). Los fosfatos mono
y di cálcico son los más asimilables por las plantas.
Tabla 1. Grupos de compuestos que contienen fósforo en el suelo
Compuestos que contienen calcio Compuestos que contienen hierro y aluminio
Flúor apatito: (PO4)2Ca3.F2Ca
Cabonato apatito:
(PO4)2Ca3.Co3Ca
Hidroxi-apatito: (PO4)2Ca3.Ca(OH)2
Oxi-apatito: (PO4)2Ca3.CaO
Fosfato tricálcico: (PO4)2Ca3
Fosfato bicálcico: PO4HCa.2H2O
Fosfato monocálcico:
(PO4H2)2Ca.H2O
Variscita: PO4Al.2H2O
Stremgita: PO4Fe.2H2O
Vivianita: (PO4)2Fe3.8H20
Dufrenita: PO4Fe2(OH)3
Wavellita: (PO)4Al3(OH)3.5H2O
Taranakita: (PO4)8H6Al5K3.18H2O
Fuente: Munera y Meza (2016).
2.1.3. Absorción y transporte de fósforo
Para Llanos (2017), el fósforo es un factor limitante para el desarrollo vegetal. Las plantas lo absorben
del suelo, donde se encuentra en muy baja concentración (no asimilable), en niveles que varían entre
5 y 30 mg kg-1.
El fósforo disponible para las plantas es el fosfato inorgánico (Pi) que se encuentra en la solución del
suelo como iones ortofosfato, que provienen de la mineralización de materiales orgánicos y la
solubilización de fuentes minerales (IPNI, 2000).
Según Patiño y Sanclemente (2014), el fósforo ingresa en la planta a través de las capas externas de
las células de los pelos radiculares y de la punta de la raíz. Una vez dentro de la raíz, el fósforo se
5
reparte por toda la planta a través de reacciones químicas que le posibilitan incorporarse a compuestos
orgánicos como: ácidos nucleicos (ADN y ARN), fosfolípidos, fosfoproteínas, enzimas y compuestos
fosfatados ricos en energía como la adenosina trifosfato (ATF).
2.1.4. Disponibilidad de fósforo
El fósforo de acuerdo con la disponibilidad para las plantas se clasifica en: fósforo disponible que se
encuentra como fosfato monoácido (PO4H2-) y fosfato diácido (PO4H--) en la solución del suelo; fósforo
intercambiable o lábil cuya disponibilidad es más lenta que el anterior ya que se encuentra fijado al
complejo arcillo-húmico; y el fósforo insoluble que está formando parte de los minerales primarios y
secundarios. El contenido de fósforo disponible es una variable influenciada por las propiedades del
suelo como potencial de hidrógeno (pH), materia orgánica (M.O), el tipo de cultivo y las condiciones
ambientales como humedad (Fernández, 2007).
Disponibilidad de fósforo por pH
Dependiendo del pH la planta absorbe ciertos tipos de compuestos, por ejemplo, con pH entre 4.0 y
6.0 se absorbe como ion ortofosfato primario (H2PO4-), en suelos con pH entre 6.5 y 7.5 se absorbe
como ion ortofosfato primario (H2PO4-) y ion fosfato secundario (HPO4
=), y en suelos con pH entre 8.0
y 10.0 se absorbe como ion fosfato secundario (HPO4=), la absorción de esta última forma se
incrementa a medida que sube el pH (Patiño y Sanclemente, 2014).
Los mismos autores coinciden en que la disponibilidad del fósforo se encuentra limitada por los
procesos de precipitación dependiendo del pH. Con un pH por debajo de 6.5 se precipitan los iones H+
y Al3+, generándose fosfatos amorfos de hierro y aluminio que no son asimiladas por las plantas, en pH
entre 7.5 y 8.5 se forman sales sódicas de fosfato, que, a pesar de ser ligeramente más solubles en
agua, no son asimiladas por las plantas, y por último a pH mayor de 7.5 cuando hay altas
concentraciones de calcio, el ion fosfato secundario (HPO4=), se precipita por acción del calcio
formando fosfato dicálcico, que se encuentra moderadamente disponible para las plantas.
Disponibilidad de fósforo por contenido de materia orgánica
La cantidad de materia orgánica en el suelo es otra característica que interviene sobre el contenido de
fósforo disponible para las plantas, en la materia orgánica se encuentran mayores cargas negativas
que positivas, esto ocasiona que los compuestos negativos reaccionen con los hidróxidos de hierro y
aluminio imposibilitando que actúen sobre el ion fosfato primario (H2PO4-) con Fe3+ lo que se manifiesta
en forma disponible del fósforo, para que sea asimilado por plantas y microorganismos (Llanos, 2017).
6
Disponibilidad de fósforo por humedad
Otro factor que influye en la disponibilidad del fósforo es el nivel de humedad, el cual influye de forma
directa cuando se presenta en niveles altos en el suelo, esto quiere decir que a medida que el agua
está más disponible, mayor será el fosfato disuelto en la solución del suelo, por lo tanto, aumenta la
posibilidad de que el fósforo pueda ser absorbido por las plantas (Llanos, 2017).
2.1.5. Ciclo del fósforo
Según Munera y Meza (2016), el elemento fósforo es de ciclo cerrado y su mayor almacén se encuentra
en forma de rocas fosfóricas, para que algunos depósitos sean accesibles a las plantas y a otros
organismos se requiere que exista meteorización de las rocas ya sea por meteorización química por
acción del agua en forma de lluvia natural o ácida que las disuelve o meteorización mecánica por acción
de la gravedad viento o agua en movimiento que rompe la roca en pequeños pedazos y los sedimenta.
Una vez que la roca fosfórica se disuelve, en específico los iones fosfato, las plantas lo absorben por
sus raíces y los distribuyen a todos sus órganos. Así mismo, los animales lo adquieren mediante la
alimentación. A través de excretas o muerte de animales y vegetales, el fósforo se deposita
nuevamente en el suelo en forma insoluble y las bacterias lo transforman a fosfatos disueltos por
diferentes mecanismos, una parte de los fosfatos disueltos descienden al fondo del mar y forman rocas
nuevamente y otra parte pasa a las algas, aves marinas y peces que serán consumidos por los humanos
completándose así el ciclo (Figura 1).
Figura 1. Ciclo del fósforo en el suelo. Fuente: Corrales et al., (2017).
2.2. Género Bacillus
Llanos (2017), señala que Bacillus es un género de bacterias productoras de endosporas resistentes a
altas temperaturas. En la actualidad, el género incluye más de 60 especies, las cuales por su similitud
genética se clasifican en diferentes grupos. Constituyen microorganismos bacilares Gram positivos y
pueden ser anaerobios o aerobios facultativos.
7
El suelo es el principal reservorio de Bacillus sp., debido a que la mayoría de especies son saprófitas ya
que pueden utilizar la gran diversidad de sustratos orgánicos existentes, siendo ésta una matriz
compleja para el establecimiento de una gran diversidad genética y funcional de especies microbianas
(Corrales et al., 2017).
2.2.1. Bacillus subtilis
La especie Bacillus subtilis tiene la facultad de secretar proteínas y metabolitos eficientes para el
control de plagas y enfermedades, además promueven el crecimiento vegetal a través de la
solubilización de fósforo y la producción de reguladores de crecimiento como el ácido indol acético o
citoquininas que se liberan en la rizósfera de las plantas; así mismo participa en la fijación de nitrógeno
cuando forman parte de consorcios microbianos (Corrales et al., 2017).
El mismo autor sostiene que Bacillus subtilis es considerado de interés, dado que aporta un amplio
perfil de diversidad fisiológica (acidofilia, alcalofilia, psicrofilia, termofilia y parasitismo), debido a la
presencia de esporas las cuales le permiten estar en diferentes hábitats tanto acuáticos como
terrestres.
2.2.1.1. Bacillus como microorganismos solubilizadores de fósforo (PSM)
La presencia de estas bacterias en el suelo aumenta la cantidad de el fósforo en el mismo, al ser
hidrolizado con enzimas como las fitasas, facilitan la movilidad de este elemento en el suelo y lo
transforman en un compuesto accesible para la planta.
2.2.1.2. Mecanismos de solubilización de fosfato
Llanos (2017), informa que las bacterias transforman los fosfatos insolubles a formas solubles por la
acción de diferentes mecanismos directos o indirectos que se producen en el suelo. Entre ellos se
destacan: acidificación del medio, formación de complejos metálicos, reducción de metales, disolución
de fosfatos mediada por enzimas, disolución indirecta de fosfatos como se muestra en la (Figura 2).
8
Figura 2. Procesos de solubilización de fósforo por acción microbiana. Fuente: Llanos (2017).
2.2.1.2.1. Producción de ácidos orgánicos
Los ácidos orgánicos que son considerados de bajo peso molecular que son producidos por las
rizobacterias como Bacillus subtilis es un tipo de mecanismo más de solubilización del fosfato del suelo,
hacen que el fósforo se vuelva disponible para la nutrición de los cultivos. Se ha reportado la capacidad
de solubilización de fosfatos gracias a ácidos como: oxálico, cítrico, butírico, malónico, láctico,
succínico, málico, glucónico, acético, glicónico, fumárico, adípico, indolacético y 2–cetoglucónico
(Restrepo et al., 2015).
La capacidad que poseen los ácidos orgánicos para incrementar el fósforo disponible o disponibilidad
del mismo se debe principalmente a la acidificación en las raíces del suelo, otra parte se debe a la
capacidad de formar complejos estables con el aluminio y hierro, e incremento de la disponibilidad de
micronutrientes, como el hierro, zinc y manganeso, por disminución del pH en el suelo, o por la
quelación de los mismos micronutrientes. Por último, los ácidos orgánicos juegan un papel importante
en la quimiotaxis de microorganismos del suelo y la detoxificación de metales (Paredes y Espinosa,
2010).
9
2.2.1.2.2. Producción de fosfatasas
El proceso de solubilización consiste en la hidrólisis de los enlaces éster del fosfato orgánico, los
mismos que se dividen en tres partes: fosfato hidrolasa, di-éster fosfato hidrolasa, tri-éster fosfato
hidrolasa. En el grupo de las mono éster fosfato hidrolasa se encuentran las fosfatasas ácidas y
fosfatasas alcalinas que actúan respectivamente según el pH en el que se encuentre en el suelo en pH
4-9, estas aumentan la disponibilidad de fósforo inorgánico soluble para las plantas, y son las bacterias
las que realizan este proceso bioquímico como mecanismo de supervivencia (Corrales et al., 2014). La
descomposición de la materia orgánica en el suelo se logra por acción de las bacterias que liberan el
ion ortofosfato desde estructuras unidas al carbono (Figura 3).
Figura 3. Producción de las fosfatasas. Fuente: Corrales et al., (2014).
2.2.1.2.3. Producción de fitasas
Este género tiene la capacidad de producir fitasas con un pH alcalino, actúan a un pH que va de neutro
a básico y también son termo resistentes a una temperatura de 70°C, lo que le confiere termo-
resistencia. La capacidad hidrolítica que posee B. subtilis permite la reducción del ácido fítico (hidrólisis
de fitatos) impidiendo que se presente quelación de los minerales que se encuentran en la biomasa y
así se evita que el fósforo y las diferentes trazas de elementos se vuelvan insolubles y se precipiten
(Corrales et al., 2017).
El autor señala que la importancia de la acción de estas bacterias frente al ciclo del fósforo y su función
da beneficio a la biodiversidad de la flora y los suelos. Por otro lado, el ácido fítico facilita que en las
semillas de las plantas se almacenen iones de Mg+² y K+ y en menor proporción de Ca+², Mn+², Ba+², y
Fe+².
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Se ha descrito que las fitasas mediante hidrólisis pueden remover grupos fosfatos presentes en ácido
fítico, convirtiéndolos en myo-inositol, fosfatos y fosfatos orgánicos las mismas que pueden absorber
las plantas (Figura 4).
Figura 4. Enzima fitasa de Bacillus - reacción sobre el ácido fítico. Fuente: Corrales et al., (2017).
La enzima fitasa es importante porque acelera los procesos de desfosforilación de los grupos fosfo-
éster liberando secuencialmente hasta seis grupos ortofosfatos libres. Por cambios bioquímicos que
actúan a un pH neutro lo cual permite que se mueva el de Pi hacia la planta de esta manera genera
reservas de fósforo para el adecuado crecimiento y desarrollo fisiológico (Corrales et al., 2017). El autor
señala que las enzimas fosfatasas y fitasas puede que se regulen por la expresión de genes que
codifican su funcionamiento en la mineralización de fósforo.
2.3. Mecanismo de acción de Bacillus contra patógenos
Según Villarreal et al., (2018), entre las principales vías por las cuales las rizobacterias evitan el
establecimiento y desarrollo de organismos fitopatógenos es a través de diferentes mecanismos, que
incluyen producción de lipopéptidos, enzimas líticas, sideróforos, RSI.
Producción de lipopéptidos: Se da lugar por la interacción con la membrana citoplasmática de células
bacterianas o fúngicas, lo que provoca que se formen poros y consecuentemente un desbalance
osmótico, lo que desencadena la muerte celular de fitopatógenos.
Producción de enzimas líticas: La producción de enzimas líticas como quitinasas y β-glucanasas
excretadas por Bacillus, están involucradas en la degradación de la pared celular y han mostrado un
efecto inhibitorio contra patógenos de origen fúngico.
Producción de sideróforos: Los sideróforos son metabolitos secundarios que actúan como
secuestrantes o quelantes de hierro. Una amplia diversidad de cepas de Bacillus han mostrado la
capacidad de sintetizar sideróforos, regulando la concentración de hierro en el medio a través de su
quelación (Fe3+-sideróforo), ocasionando que este metal no se encuentre disponible para
microorganismos patógenos, cuyo crecimiento es altamente dependiente de este elemento.
11
Respuesta sistémica inducida: Bacillus produce una gran diversidad de moléculas elicitoras que
inducen respuesta sistémica en plantas, incluyendo a fitohormonas y compuestos volátiles. Además
Bacillus activa otros mecanismos de protección en plantas, los cuales incluyen cambios estructurales
en la pared celular mediante la acumulación de lignina o la producción de metabolitos secundarios
como flavonoides, fitoalexinas, auxinas.
2.4. Estudios previos
Cisneros et al., (2017), evaluaron el efecto de Bacillus subtilis, sobre el desarrollo de plántulas de café
variedad Castillo por solubilización de fosfatos, los resultados obtenidos revelan que los tratamientos
que más influyeron dichas plántulas, fueron los que involucraron la inoculación del sustratocon
bacterias Kocuria sp. y B. subtilis, ya sea en forma individual o en interacción, comparado con el
tratamiento que recibió DAP (testigo) que presentó los menores resultados.
Basak y Biswas (2009), realizaron una investigación de la influencia de Bacillus sp. en la solubilizacion
de una mica potásica en alfisoles en el sorgo (Sorghum vulgare Pers), encontrando una mayor cantidad
de biomasa en las plantas, mayor liberación de K por parte de la mica y una mayor captación de K por
la planta en los tratamientos en los cuales se aplicó la cepa.
Hernández et al., (2013), determinaron la capacidad de solubilizar fosfatos por medio de bacterias del
género Bacillus en arroz, obteniendo así que 19 cepas de Bacillus tienen la capacidad de solubilizar
fosfatos inorgánicos lo que demuestra sus potencialidades en la estimulación del crecimiento vegetal,
entre ellas se encuentra Bacillus subtilis.
En otro trabajo realizado en trigo, por Sheng y He (2006), probaron una cepa de Bacillus sp. además
de cuatro mutantes de la misma, para determinar su capacidad de solubilización utilizando como
fuente de potasio dos minerales (feldespato e illita). Los resultados reflejaron que la illita se comporta
como una mejor fuente de potasio para las cinco cepas, del mismo modo se pudo determinar que el
ácido oxálico es el principal agente involucrado en la solubilización de potasio.
2.5. Inoculante Biológico NITO
Es un biofertilizante que posee principalmente Bacillus subtilis con una concentración de 2.2 * 108 UFC
ml-1, por medio del cual proveerá beneficios al cultivo entre los que destaca: solubilización de fósforo
gracias a la activación de enzimas fitasas y producción de ácidos orgánicos, absorción de nutrientes
por medio de la fabricación de fitohormonas, reducción de agentes patógenos del suelo ya sea por
competencia o producción de metabolitos y por último resistencia a ambientes que le desfavorecen
por la formación de endosporas (NOA, 2020).
12
2.6. Fréjol
El fréjol es una planta de ciclo corto, herbácea, de hábito arbustivo para siembras en monocultivo o
trepador para siembras asociadas. El ciclo biológico puede variar desde 85 a 270 días, en función de
dicho hábito, clima y época de siembra (Yánez, 2017).
2.6.1. Historia y origen
Según algunos estudios arqueológicos revelan que el fréjol, del género Phaseolus, tuvo su origen en el
continente americano. Donde se han encontrado evidencias con antigüedad de 500 a 8 mil años, en
algunas regiones de México, Esgtados Unidos y Perú. Sin embargo, existe un acuerdo con respecto a
su origen: México, lugar donde se dispersaron las primeras semillas hacia el sur del continente
americano y a donde llegó para cultivarse (Ulcuango, 2018).
Se destaca que es posible identificar a este país como territorio de origen por encontrar ejemplares de
especies silvestres de los cinco grupos más cultivados: P. vulgaris, (fréjol común); P. acutifolius, (fréjol
tepari), P. lunatus, (fréjol lima); P. coccineus, (fréjol escarlata); y P. polyanthus, (fréjol anual).
2.6.2. Variedades de fréjol
Variedad Paragachi
La variedad Paragachi, es una variedad de forma redondeada ovoide, de color rojo moteado y de
tamaño grande. La variedad no presenta resistencia genética a antracnosis y resistencia intermedia a
roya y mancha angular (Bravo, 2018).
Variedad Campeón
La variedad Campeón, es una variedad de color primario del grano rojo oscuro y de color secundario
blanco, de tamaño mediano y forma de grano cilíndrico. Se lo cosecha generalmente como grano seco
y el peso de 100 granos puede llegar a 50 g (Bravo, 2018).
Esta variedad ha sido utilizada durante muchos años por los pequeños productores, por lo que no
proviene de ninguna cruza y se desconoce si presenta algún tipo de resistencia, posee buena
adaptación en las zonas de Tumbaco, Urcuquí y Cotacahi.
Variedad INIAP – 484 Centenario
La variedad INIAP 484 Centenario, es una variedad de forma arriñonada, de color rojo moteado/crema
de tamaño grande, proveniente de la cruza de las líneas: AMPR5 de grano rojo moteado, y CAL 143.
Esta cruza le proporciona a la variedad Centenario resistencia a roya, mancha angular, antracnosis
(algunas razas) y pudriciones de raíz (Peralta et al., 2014).
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Presenta buena adaptación en localidades de los valles del Chota, Mira y Urcuquí y posee buen
potencial de adaptación en otras áreas productoras de fréjol arbustivo de la Sierra Ecuatoriana (1400
a 2400 msnm). La altura de la planta puede llegar a medir entre 45 a 50 cm, con flores de color rosado
pálido, y un peso de 100 granos de 55 a 58 gr (Peralta et al., 2014).
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3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Características experimentales
El presente proyecto se efectuó en el Centro Académico Docente Experimental “La Tola”, en el Lote
2.1 perteneciente al Área de Horticultura, de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central
del Ecuador.
3.1.1. Ubicación del sitio experimental
Provincia: Pichincha
Cantón: Quito
Parroquia: Tumbaco
Barrio: La Tola Chica
Altitud: 2460 m
Latitud: 00° 13'49" S
Longitud: 78° 21'18" O
3.1.2. Características agroclimáticas
Temperatura promedio anual: 16 °C
Precipitación promedio anual: 927 mm
Humedad relativa promedio anual: 74.6 %
3.2. Materiales y equipos
3.2.1. Material Biológico Experimental
Semilla de fréjol Variedad Paragachi
Semilla de fréjol Variedad Campeón
Semilla de fréjol Variedad INIAP - 484 Centenario
3.2.2. Insumos
NITO - inoculante biológico a una concentración de 2.2 *108 UFC ml-1.
Materia orgánica
3.2.3. Materiales y herramientas de campo
Letreros
Azadón
15
Rastrillo
Azada de mano
Rastrillo de mano
Estacas
Piolas
Martillo
Flexómetro
Tanque
Baldes
Regaderas
Medidor de humedad
Balanza
Barreno
3.2.4. Material de recolección y procesamiento de datos
Libreta de campo
Cámara fotográfica
Laptop
3.3. Método estadístico
3.3.1. Factores en estudio
Se evaluará los siguientes factores: Tres variedades de fréjol y tres niveles de fertilización.
• Factor A (Dosis)
D1: 0 ml (Testigo)
D2: 250 ml 200 L-1 agua
D3: 500 ml 200 L-1 agua
• Factor B (Variedades)
V1: Variedad Paragachi
V2: Variedad Campeón
V3: Variedad INIAP 484 Centenario
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3.4. Tratamientos
Tabla 2. Tratamientos correspondientes a las variedades y la dosis a aplicar.
3.5. Análisis estadístico
3.5.1. Diseño experimental
El diseño experimental aplicado fue de parcela dividida con bloques completamente al azar (DBCA),
con un total de 9 tratamientos y 3 repeticiones dando un total de 27 unidades experimentales (Anexo
1).
Tabla 3. Descripción del área del ensayo
Tratamientos Codificación Descripción
T1 D1V1 0 ml + Paragachi
T2 D1V2 0 ml + Campeón
T3 D1V3 0 ml + Centenario
T4 D2V1 250 ml 200 L-1 agua + Paragachi
T5 D2V2 250 ml 200 L-1 agua + Campeón
T6 D2V3 250 ml 200 L-1 agua + Centenario
T7 D3V1 500 ml 200 L-1 agua + Paragachi
T8 D3V2 500ml 200 L-1 agua + Campeón
T9 D3V3 500ml 200 L-1 agua + Centenario
Área experimental
Área total experimental 51 x 9 = 459 m2
Área neta del experimento 47 x 8 =376 m2
Parcela grande (Dosis) 51 m x 0.6 m= 122.4 m2
Parcela pequeña (Variedades) 15 m x 0.6 m= 9 m2
Superficie por repetición 40.8 m2
Unidades experimentales 27
Ancho de la platabanda 0.6 m
Distancia entre plantas 0.3 m
Distancia entre platabanda 0.3 m
Distancia entre dosis 0.4 m
Distancia entre variedades 1 m
Número de semillas por golpe 1
Número de plantas ha-1 128300
Número de semillas ha-1 97 % germinación 132268
17
3.5.2. Unidad experimental
Cada unidad experimental contó con 15 m de largo con 0.6 m de ancho, de los cuales se escogió 2.4
m2 para la obtención de resultados.
3.5.3. Características del área del ensayo
En el Anexo 1 se puede observar la descripción del área del ensayo en campo de forma gráfica.
3.5.4. Esquema de análisis de la varianza - ANOVA
Tabla 4. Esquema del ANOVA para la evaluación de los tratamientos
3.5.5. Análisis funcional
Se realizó la respectiva prueba de Normalidad de Shapiro-Wilks para las 27 unidades experimentales.
Una vez obtenida la normalidad para todas las variables, se procedió a realizar el ANOVA por cada
variable, la prueba DMS al 5 % para los factores dosis y variedades y la prueba Tukey 5 % para la
interacción dosis x variedades, los datos fueron procesados en el software InfoStat 2019.
3.6. Variables en estudio
Con el fin de observar el incremento del rendimiento gracias a Bacillus subtilis en el suelo se evaluarán
las siguientes variables estadísticas:
3.6.1. Días a la floración (DF)
Se expresó en número de días contando desde el día de siembra, hasta el momento en que el 50 % de
la unidad experimental presentó la primera flor abierta.
Fuentes de variabilidad Grados de libertad
Total
Bloques
26
2
Dosis (A) 2
Lineal
Cuadrática
Error
1
1
4
Variedades (B)
V1 vs. resto
V2 vs. V3
2
1
1
Interacción D X V
Error B
4
12
18
3.6.2. Días a la cosecha (DC)
Se expresó en número de días, al contar los días desde la siembra hasta el momento en que el 75 % de
la planta evaluada presentó granos listos para cosechar.
3.6.3. Número vainas planta-1 (NVP)
Se expresó en número de vainas planta-1, contando las vainas de diez plantas tomadas al azar de la
parcela útil (2.4 m2), de acuerdo con cada unidad experimental, la variedad y dosificación.
3.6.4. Número granos vaina-1 (NGV)
Se expresó en número de granos vaina-1, contando el número de granos de cuarenta vainas tomadas
al azar de las diez plantas tomadas de la parcela útil (2.4 m2), de acuerdo con cada unidad experimental,
la variedad y dosificación.
3.6.5. Peso 100 granos secos
Una vez que se cosechó el grano seco, trillado y aventado, se tomó una muestra al azar de 100 granos
de cada tratamiento, con una balanza de precisión con una humedad de granos del 12 al 13 %, para el
cual se usó un medidor de humedad electrónico. Esta variable, se expresó en gramos.
3.6.6. Rendimiento de grano (RG)
Una vez desgranadas las vainas de la parcela neta de cada tratamiento (2.4 m2) se procedió a pesar los
granos en una balanza electrónica para obtener el rendimiento. Esta variable se expresó en gramos
parcela neta-1 y kg ha-1.
3.7. Evaluación de pudriciones radiculares
Se hizo una evaluación física de tres plantas al azar de cada unidad experimental, y se calificó el estado
de las raíces en un rango de 1 a 9, en donde: 1 es altamente resistente; 2, 3 es resistente; 4, 5 es
resistencia intermedia; 6, 7 es susceptible y 8, 9 es altamente susceptible, como se muestra en la Tabla
5, esto con el fin de observar la susceptibilidad de las variedades de fréjol usadas en el estudio a
patógenos radiculares. Estos datos se obtuvieron mediante la evaluación visual en R6 es decir en
floración, mediante el Sistema Estándar para Evaluación de Fréjol, presentada por Schoonhoven y
Corrales (1987).
Una vez realizada la evaluación física, se enviaron muestras de raíces al Laboratorio de Microbiología
y Fitopatología, para la evaluación interna de la raíz y observación de competencia de Bacillus subtilis
con patógenos radiculares de fréjol (Anexo 4.1).
19
Tabla 5. Escala general para evaluar germoplasma de frejol a patógenos fungosos radiculares.
Fuente: Schoonhoven y Corrales (1987).
3.8. Análisis químico de suelo
Se realizaron dos análisis de suelo: uno previo a la siembra y el segundo después de la cosecha.
Después de la recolección de la muestra de suelo previo a la siembra, se incorporó materia orgánica al
terreno, por lo que los resultados pueden tener alguna variación por el incremento de nutrientes en
el suelo, sin embargo, el objetivo principal fue buscar diferencias entre los análisis de suelo del testigo
y las dosificaciones realizadas. Las características químicas evaluadas fueron: pH (potencial de
hidrógeno), C.E. (conductividad eléctrica), M.O.S. (materia orgánica del suelo), N.T. (nitrógeno total),
K (potasio) y sobre todo la concentración en ppm de P (fósforo disponible).
3.8.1. Análisis de suelo antes de la siembra
Se tomó muestras de forma aleatoria en el terreno con un barreno, se las homogeneizó para obtener
una muestra compuesta, luego se etiquetó y se trasladó al Laboratorio de Química Agrícola y Suelos
de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, presente en el (Anexo 3.1).
Calificación Categoría Descripción
1 Altamente
resistente Sin síntomas visibles de la enfermedad
2, 3 Resistente
Decoloración ligera, ya sea sin lesiones necróticas o con un 10 %
aproximadamente de los tejidos del hipocótilo y de la raíz cubierto
con lesiones
4, 5 Resistencia
intermedia
Aproximadamente 25 % de los tejidos del hipocótilo y de la raíz
están cubiertos con lesiones, pero los tejidos se conservan firmes
y hay poco deterioro del sistema radical. Pueden observarse
síntomas de la decoloración fuerte.
6, 7 Susceptible
Aproximadamente 50 % de los tejidos del hipocótilo y de la raíz
están cubiertos con lesiones que se combinan con ablandamiento,
pudrición y reducción considerables del sistema radical.
8, 9 Altamente
susceptible
Aproximadamente 75 % o más de los tejidos del hipocótilo y de la
raíz, están afectados por estados avanzados de pudrición, en
combinación con una reducción severa del sistema radical.
20
3.8.2. Análisis de fósforo disponible después de la cosecha
Se analizó el P disponible en Laboratorio de Química Agrícola y Suelos de la Facultad de Ciencias
Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, después de la cosecha, que se encuentra en el (Anexo
3.2) Se tomó una submuestra por cada unidad experimental (27 submuestras); dando como resultado
3 submuestras por repetición. Se juntaron las tres submuestras por repetición para obtener así nueve
muestras en total es decir una muestra por cada tratamiento.
3.9. Análisis económico
El análisis económico de los tratamientos se ejecutó la Relación beneficio/costo para lo cual se realizaron
los costos de producción totales por cada tratamiento.
3.10. Método de manejo en campo
3.10.1. Preparación del suelo y aplicación de Bacillus subtilis
Se procedió a pasar el tractor con el fin de retirar el cultivo anterior, y tener un terreno suelto y sin
malezas para la siembra. De la misma forma se colocó compost bovino en todo el terreno (5 t ha-1),
con el fin de obtener mayor cantidad de materia orgánica y mejor desarrollo del cultivo. Antes de la
siembra se aplicó en todo el terreno 500 ml de Bacillus subtilis disueltos en 200 litros de agua con
regaderas de mano; este procedimiento se realizó dos veces, con el fin de nutrir el suelo con Bacillus
subtilis (Anexo 7). De la misma forma se tomó una muestra de suelo de todo el terreno para
compararlos con el análisis de suelo postcosecha (Anexo 3.1)
3.10.2. Delimitación del terreno
Con la ayuda del flexómetro, estacas y piola, se delimitaron las parcelas, con sus respectivas
subparcelas, bloques y repeticiones de acuerdo al Diseño Experimental planteado. Por otro lado, se
formaron platabandas con el propósito de obtener más cantidad de plantas en menor área, con tres
hileras de semillas por platabanda.
3.10.3. Siembra
La siembra se realizó manualmente en tres hileras a tres bolillo, con una semilla por golpe, con un total
de 4973 semillas, es decir aproximadamente 1.6 kg de cada variedad de fréjol. La distancia entre
plantas fue de 0.30 cm.
3.10.4. Aplicación de Bacillus subtilis
Después de la siembra se aplicaron los microorganismos con regaderas según las dosis indicadas en la
Tabla 6, la aplicación de Bacillus subtilis se efectuó cada 15 días hasta R6 floración, con un total de 6
aplicaciones en todo el ciclo (Anexo 9).
21
Tabla 6. Dosificación de Bacillus subtilis
Dosificación
Dosis 1
Dosis 2
Dosis 3
Testigo (sin aplicación)
250 ml de Bacillus subtilis 200 L-1 de agua
500 ml de Bacillus subtilis 200 L-1 de agua
3.10.5. Deshierba
La deshierba fue manual con el uso de rastrillo y azada de mano, 15 días después de la siembra, la
segunda 10 días después de la primera limpieza, la tercera en el desarrollo vegetativo y la cuarta antes
de floración.
3.10.6. Control fitosanitario
Se realizaron diagnósticos semanales de plagas y enfermedades, en donde se encontró lorito verde
(Empoasca sp.) como plaga y antracnosis (Collectotricum sp.) como enfermedad.
• Lorito verde: Se aplicó el insecticida Evisect con dos bombas de mochila de 20 litros antes de
la floración, en horas de la tarde sin mucho sol o lluvia. Se disolvió 20 gramos del insecticida
+ 20 ml de melaza en 20 litros de agua.
• Antracnosis: Se aplicó sulfato de cobre con dos bombas de motor de 15 litros después de la
floración, en horas de la tarde sin mucho sol o lluvia. Se disolvió 90 gramos del fungicida en
15 litros de agua.
3.10.7. Cosecha y trilla
En el campo, una vez que las vainas estuvieron secas, se cosechó la parcela útil (2.4 m2) por cada unidad
experimental. Al azar se escogieron diez plantas y se procedió a hacer el conteo del número de vainas
por planta. De la misma manera se realizó el conteo del número de granos por vaina, de cuarenta
vainas tomadas al azar de las diez plantas escogidas inicialmente. Se secaron las semillas en un horno
para la obtención del peso de 100 granos secos escogidos al azar por cada parcela útil (Anexo 13). Al
resto de plantas en el campo se las colocó en el área de poscosecha de acuerdo con cada variedad y
se las trilló con pisoteadas, y se realizó el aventado (limpieza) (Anexo 10).
22
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Resultados estadísticos
La Tabla 7 indica que existe una distribución paramétrica de los residuos dentro de los factores en
estudio: Dosis (D1: 0 ml, D2: 250 ml y D3 500) y variedades (V1: Paragachi, V2: Campeón y V3:
Centenario), lo cual se comprueba mediante la prueba de normalidad de Shapiro Wilks, aceptándose
así la hipótesis nula, ya que existen datos normales dentro del estudio para todas las variables
analizadas, en donde el (p-valor) fue mayor que > 0.05.
Tabla 7. Pruebas de normalidad (Shapiro Wilks) de las variables en estudio.
4.1.1. Días a la floración
Los resultados del ANOVA en la Tabla 8 para la variable días a la floración, muestra que existen
diferencias altamente significativas para el factor variedades y en cuanto al factor dosis y la interacción
(Dosis x Variedades) no existen diferencias estadísticas. De la misma forma se observa que el
coeficiente de variación es bajo con 4.12 % para el factor a y 4.22 % para el factor b lo que demuestra
la fiabilidad del experimento.
El ensayo muestra que no existen diferencias estadísticas en cuanto a número de días a la floración y
como menciona Cevallos (2008), hay que tomar en consideración que los días a la floración de las
variedades de fréjol dependerán del manejo del cultivo, las condiciones ambientales y sobretodo de
las características propias de la variedad de fréjol arbustivo que se utiliza. Razón por la cual no se
observan diferencias significativas con la dosificación de Bacillus subtilis. En este caso, la variedad
Centenario tarda más en florecer que las variedades Campeón y Paragachi.
En relación con los polinomios ortogonales para el factor dosis se comprueba que no existen
diferencias estadísticas. Para los contrastes ortogonales se observa que para el contraste V1
(Paragachi) vs. V2V3 (Campeón, Centenario) existen diferencias altamente significativas y de la misma
forma existen diferencias estadísticas altamente significativas entre las variedades V2 (campeón) vs.
V3 (Centenario) (Tabla 8).
Variable Shapiro Wilks
p-valor*
Días a la floración
Días a la cosecha
Vainas planta -1
Granos vaina -1
Peso 100 granos secos
Rendimiento kg ha -1
0.9474
0.1340
0.4657
0.2334
0.1487
0.7389
23
Tabla 8. Análisis de la varianza para la variable días a la floración.
En la prueba DMS al 5 % para el factor variedades se observa dos rangos de significancia (Tabla 9), la
variedad Centenario posee la media más alta con 62.33 días a la floración, siendo esta variedad la más
tardía, y la variedad Campeón y Paragachi son las más precoces con 55 días a la floración y 57 días
respectivamente (Gráfico 1).
Tabla 9. Prueba DMS al 5% para el factor variedades en la variable días a la floración.
Fuente de variabilidad gl SC CM VALOR F p-valor
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
0.89
9.56
1.39
8.17
22.89
258.67
130.67
128.00
4.44
72.22
0.44
4.78
1.39
8.17
5.72
129.33
130.67
128.00
1.11
6.02
0.08
0.83
0.24
1.43
0.95
21.49
21.71
21.27
0.18
0.9266
0.4977ns
0.6481ns
0.2982ns
0.4685
0.0001**
0.0006**
0.0006**
0.9419ns
CV (a)
CV (b)
Promedio
4.12 %
4.22 %
58.11
(**) nivel de significancia al 1 % (*) nivel de significancia al 5 % (ns) diferencias no significativas
Factor Medias
Variedades
Centenario
Paragachi
Campeón
62.33a
57.00b
55.00b
24
Gráfico 1. Prueba DMS al 5 % para el factor variedades de la variable días a la floración, en el efecto
de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a
tres dosis.
4.1.2. Días a la cosecha
Los resultados del ANOVA en la Tabla 10 para la variable días a la cosecha, muestra que existen
diferencias altamente significativas para el factor variedades y en cuanto al factor dosis y la interacción
(Dosis x Variedades) no existen diferencias estadísticas. También se observa un coeficiente de variación
bajo de 0.77 % para el factor a y 0.85 % para el factor b lo que demuestra una fiabilidad de los
resultados del experimento.
Cevallos (2008), indica que los días a la cosecha dependen exclusivamente de los factores genéticos de
cada variedad, lo que va ligado con los días a la floración, es decir que la variedad más precoz en
floración también va a ser la primera que obtenga las vainas y por ende la cosecha sea más temprana.
Esta es la razón por la que no se observaron diferencias significativas con la aplicación de Bacillus
subtilis para el factor dosis.
En relación con los polinomios ortogonales para el factor dosis se comprueba que no existen
diferencias estadísticas. Para los contrastes ortogonales, se observa que tanto para las variedades V1
(Paragachi) vs. V2V3 (Campeón, Centenario) como para las variedades V2 (Campeón) vs. V3
(Centenario) existen diferencias altamente significativas, es decir que se presentan diferencias entre
las medias en la variable días a la cosecha (Tabla 10).
25
Tabla 10. Análisis de la varianza para la variable días a la cosecha.
En la prueba DMS al 5 % para el factor variedades se observa tres rangos de significancia (Tabla 11),
siendo la variedad Centenario la que posee una media más alta con 132 días a la cosecha, es decir la
más tardía en cosecha, seguida con la variedad Paragachi con una media de 120.33 días a la cosecha y
la variedad Campeón con una media de 112 días a la floración (Gráfico 2).
La ocurrencia de eventos climatológicos inesperados como lluvia durante la cosecha, puede influir en
la toma de datos de la variable, aumentando así los días para la cosecha de grano seco (Cabañas, 2014).
Es posible que el efecto lluvia influyera en la diferencia de la variable días a la floración en dónde sólo
existían dos rangos de significancia y en la variable días a la cosecha existiera tres rangos de
significancia.
Tabla 11. Prueba DMS al 5% para el factor variedades en la variable días a la cosecha.
Factor Medias
Variedades
Centenario
Paragachi
Campeón
132.00a
120.33b
112.00c
Fuente de variabilidad gl SC CM VALOR F p-valor
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
2.89
1.56
1.39
0.17
3.56
1816.67
1204.17
612.50
1.11
12.89
1.44
0.78
1.39
0.17
0.89
908.33
1204.17
612.50
0.28
1.07
1.63
0.88
1.56
0.19
0.83
845.69
1121.12
570.26
0.26
0.3044
0.4839ns
0.2794ns
0.6873ns
0.5326
<0.0001**
<0.0001**
<0.0001**
0.8988ns
CV (a)
CV (b)
Promedio
0.77 %
0.85 %
121.44
(**) nivel de significancia al 1 % (*) nivel de significancia al 5 % (ns) diferencias no significativas
26
Gráfico 2. Prueba DMS al 5% para el factor variedades de la variable días a la cosecha, en el efecto de
la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a tres
dosis.
4.1.3. Número vainas planta-1
Según White (1985), el aumento de número de vainas está relacionado con el aumento del
rendimiento del cultivo de fréjol, ya que si hay un mayor número de vainas también habrá un mayor
rendimiento. Sin embargo, también se relaciona con la altura, longitud de los entrenudos, número de
ramas y posiblemente la ubicación o disposición de ellas en la planta. Por lo tanto, el componente
número de vainas por planta es varietal y depende generalmente de la interacción genotipo ambiente
(Baque, 2014).
La Tabla 12 muestra los resultados arrojados del ANOVA para la variable número de vainas por planta
en donde se evidencian diferencias altamente significativas para el factor variedades y en cuanto al
factor dosis se observaron diferencias significativas al igual que para la interacción (dosis x variedades).
También se observa un coeficiente de variación bajo con 9.38 % para el factor a y 7.32 % para el factor
b lo que demuestra una fiabilidad dentro del experimento.
En relación con los polinomios ortogonales para el factor dosis se observa que existe significancia
estadística para la tendencia lineal, lo señalado indica que una mayor dosificación de Bacillus subtilis
incrementará el número de vainas planta-1. En cuanto a los contrastes ortogonales se observa que
existen diferencias altamente significativas para el contraste de las variedades V2 (Campeón) vs. V3
(Centenario) (Tabla 12).
27
Tabla 12. Análisis de la varianza para la variable número de vainas planta-1.
El aumento del promedio de número de vainas planta-1 en la dosis 3 pudo ser debido a la presencia de
Bacillus subtilis que solubiliza el fósforo. Como lo informa FAO (2016), el fósforo es un elemento es
esencial en etapa de floración ya que un déficit de este se transforma en la reducción de la floración,
y posteriormente en el número de vainas. También Bacillus subtilis formó un papel importante en la
absorción de nutrientes por medio de la producción de fitohormonas auxinas (ácido indolacético), las
cuales aumentan la longitud y densidad de las raíces, consecuentemente mayor cantidad de vainas
planta-1 (Barreto et al., 2011).
Los resultados de estudios realizados por Calero et al., (2019), muestran la misma tendencia en el
incremento de número de vainas planta-1 en el cultivo de fréjol cuando usaron microorganismos
eficientes entre ellos Bacillus subtilis, con respecto a las plantas control. Desde el punto de vista
fisiológico se ha determinado que Bacillus subtilis incrementa la capacidad fotosintética de los cultivos,
así como su capacidad para absorber agua y nutrientes. Además, mejora la calidad y reduce los tiempos
de maduración de compostaje, incrementa la activación de la RSI para prevenir el ataque de plagas y
enfermedades (Morocho y Mora, 2019). Estos aspectos explicarían el incremento del rendimiento en
el estudio por medio del aumento del número vainas planta-1.
En la prueba de Tukey al 5 % para la interacción Dosis x Variedades se observó cuatro rangos de
significancia, en donde la interacción de la dosis 3 con la variedad Centenario con un promedio de 34
Fuente de variabilidad gl SC CM VALOR F p-valor
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
34.30
242.07
242.00
0.07
23.26
204.74
4.74
200.00
58.81
42.44
605.63
17.15
121.04
242.00
0.07
5.81
102.37
4.74
200.00
14.70
3.54
2.95
20.82
41.62
0.01
1.64
28.94
1.34
56.54
4.16
0.1633
0.0077*
0.0030*
0.9156ns
0.2270
< 0.0001**
0.2695ns
< 0.0001**
0.0243*
CV (a)
CV (b)
Promedio
9.38 %
7.32 %
25.70
(**) nivel de significancia al 1 % (*) nivel de significancia al 5 % (ns) diferencias no significativas
28
vainas planta-1 es la mejor, seguido por la dosis 3 en interacción con la variedad Campeón con un
promedio de 29 vainas planta-1, con lo cual observamos que la aplicación de Bacillus subtilis incrementa
un promedio de 10 vainas planta-1 para la variedad centenario y un promedio de 6 vainas planta-1 de
la variedad Campeón. La variedad Paragachi por otro lado, aunque la mejor dosis es la media sólo es
superior en 1 vaina planta-1 comparada con la dosis 3 y comparada con la Testigo se obtiene un
promedio de 7 vainas planta-1 extra (Tabla 13).
Tabla 13. Tukey al 5 % para la interacción dosis vs. variedades de la variable número de vainas planta-
1.
En el gráfico particionado de puntos Gráfico 3 se observa que efectivamente existe interacción de tipo
no ordenada entre el factor dosis y el factor variedades. Siendo así que la variedad Centenario a medida
que aumenta la dosificación aumenta el número de vaina planta-1, pasando de 25 vainas planta-1 a 34
vainas planta-1. En la variedad Campeón se mantiene con 23 vainas planta-1 en el testigo y la
dosificación media, y en la dosificación alta incrementa a 29 vainas planta-1. En la variedad Paragachi
incrementa de 18 vainas planta-1 en el testigo a 25 vainas planta-1 en la dosificación media y alta.
Gráfico 3. Partición de puntos para la interacción dosis vs. variedades de la variable número de
vainas planta-1, en el efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus
vulgaris L.) en tres variedades a tres dosis.
Interacción D x V Medias
Dosis Variedades
D3
D3
D2
D2
D1
D3
D2
D1
D1
Centenario
Campeón
Centenario
Paragachi
Centenario
Paragachi
Campeón
Campeón
Paragachi
34.00a
29.33ab
29ab
25.33bc
25bc
24.67bc
23cd
23cd
18d
29
4.1.4. Número granos vaina-1
La Tabla 14 muestra los resultados arrojados del ANOVA para la variable número de granos vaina-1 en
donde presentó diferencias significativas para el factor variedades y en cuanto al factor dosis y la
interacción (Dosis x Variedades) no presentaron diferencias estadísticas. También se observa que el
coeficiente de variación es bajo con 6.12 % para el factor a y 13.61 % para el factor b, lo cual otorga
fiabilidad dentro del experimento.
De acuerdo con los polinomios ortogonales para el factor dosis se observa que no existe significancia
estadística para la tendencia lineal ni para la tendencia cuadrática; para los contrastes ortogonales se
observa que existen diferencias significativas tanto para el contraste V1 (Paragachi) vs. V2V3
(Campeón, Centenario) y para el contraste V2 (Campeón) vs. V3 (Centenario) (Tabla 14).
Tabla 14. Análisis de la varianza para la variable número de granos vaina-1.
Villanueva en 2010, señala que un aumento de vainas en algunas variedades no significa el aumento
también del número de granos vaina-1 y el peso del grano, fenómeno conocido como compensación.
De acuerdo a las dosis aplicadas y al testigo, en el número de granos vaina-1 no se observaron
diferencias estadísticas, por lo que se puede decir que no fue un factor determinante en el aumento
del rendimiento.
Fuente de variabilidad gl SC CM VALOR F p-valor
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
0.22
0.22
0.06
0.17
0.22
14.89
0.67
14.22
0.89
3.56
0.11
0.11
0.06
0.17
0.06
7.44
0.67
14.22
0.22
0.30
2.00
2.00
1.00
3.00
0.19
25.13
2.25
48.00
0.75
0.2500
0.2500ns
0.3739ns
0.1583ns
0.9404
0.0001**
0.1595ns
<0.0001**
0.5767ns
CV (a)
CV (b)
Promedio
6.12 %
13.61 %
4
(**) nivel de significancia al 1 % (*) nivel de significancia al 5 % (ns) diferencias no significativas
30
En el Tabla 15 de la prueba DMS al 5 % para el factor variedades se encuentran dos rangos de
significancia estadística; en el primer el rango se encuentra la variedad Centenario y la Campeón con
un promedio de 4.78 y 4.22 granos vaina-1 respectivamente, y en el segundo rango la variedad
Paragachi con un promedio de 3 granos vaina-1. (Gráfico 4).
Una investigación realizada por Ávila et al., (2015), tampoco mostró diferencias significativas en cuanto
a la variable número de granos vaina-1, con respecto al testigo cuando aplicaron una mezcla inoculante
de Mesorhizobium ciceri, Trichoderma harzianum y Bacillus subtilis en el cultivo de garbanzo.
Tabla 15. DMS al 5 % para el factor variedades en la variable número de granos vaina-1.
Factor Medias
Variedades
Centenario 4.78a
Campeón 4.22a
Paragachi 3.00b
Gráfico 4. Prueba DMS al 5 % para el factor variedades de la variable número de granos vaina-1, en el
efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis.
4.1.5. Peso 100 granos secos
El Tabla 16 muestra los resultados del ANOVA para la variable peso de 100 granos secos, en donde se
observa que existe diferencias significativas para el factor variedades y no existen diferencias
estadísticas para el factor dosis ni para la interacción (dosis x variedades). Se muestra un coeficiente
de variación de 9.14 % para el factor a y 9.21 % para el factor b, valor que le da fiabilidad al
experimento.
En relación a los polinomios ortogonales se evidencia que no existen diferencias estadísticas para la
tendencia lineal ni para la tendencia cuadrática; y en los contrastes ortogonales se observa diferencias
31
estadísticas tanto para el contraste V1 (Paragachi) vs. V2V3 (Campeón, Centenario) y para el contraste
V2 (Campeón) vs V3 (Centenario) (Tabla 16).
Tabla 16. Análisis de la varianza para la variable peso de 100 granos secos.
La variable peso de 100 granos tiene que ver con el tamaño que sean catalogadas dichas variedades,
en este caso se usaron tres variedades grandes (Paragachi, Campeón y Centenario) como indica
Fernández et al., (2004).
Por otro lado los datos de esta variable fueron tomados una vez que el grano presentó el 13 % de
humedad, por lo que la disminución de humedad en el grano pudo tomar un papel importante en el
peso del mismo independientemente de la dosificación de cada tratamiento. Haciendo que los valores
del peso de los 100 granos no obtengan diferencias significativas de acuerdo a las dosis aplicadas y al
testigo.
En una investigación realizada por Gaybor et al., (2017), tampoco hubo diferencias estadísticas para la
variable peso de 1000 granos, con la aplicación de Bacilllus y Azotobacter en el cultivo de arroz, sin
embargo si observaron diferencias en los rendimientos en comparación con los testigos.
El Tabla 17 muestra la prueba DMS al 5 % para el factor variedades, se observa dos rangos de
significancia estadística. En el primer rango se encuentra la variedad Centenario con 57.11 g, en el
Fuente de variabilidad gl SC CM VALOR F p-valor
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
30.89
13.56
14.22
16.67
80.22
928.67
416.67
512.00
32.44
244.22
1330.00
15.44
6.78
14.22
16.67
20.06
464.33
416.67
512.00
8.11
20.35
0.77
0.34
0.71
0.83
0.99
22.82
20.47
25.16
0.40
0.5213
0.7318ns
0.4471ns
0.4135ns
0.4518
0.0001*
0.0007*
0.0003*
0.8060ns
CV (a)
CV (b)
Promedio
9.14 %
9.21 %
49
(**) nivel de significancia al 1 % (*) nivel de significancia al 5 % (ns) diferencias no significativas
32
segundo rango se encuentra la variedad Campeón y Paragachi con 46.44 g y 43.44 g respectivamente
de la variable peso de 100 granos secos (Gráfico 5).
Tabla 17. DMS al 5 % para los factores dosis y variedades en la variable peso de 100 granos secos.
Factores Medias
Variedades
Centenario 57.11a
Campeón 46.44b
Paragachi 43.44b
Gráfico 5. Prueba DMS al 5 % para el factor variedades de la variable peso de 100 granos secos, en el
efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis.
4.1.6. Rendimiento kg ha-1
Aún sin tener diferencias estadísticas significativas en las variables días a la floración, días a la cosecha,
número de granos vaina-1 y peso de 100 granos secos se obtuvo un incremento importante en el
número de vainas planta-1 siendo la mejor dosificación la dosis 3 (500ml) de Bacillus subtilis. Como
producto de este incremento se obtuvo también aumento en el rendimiento de fréjol.
El Tabla 18 muestra los resultados arrojados del ANOVA para la variable Rendimiento kg ha-1 en donde
se presenta diferencias altamente significativas tanto para el factor variedades y para la interacción
(dosis x variedades) y en cuanto al factor dosis presentó diferencias estadísticas significativas. También
un coeficiente de variación del 6.76 % para el factor a y 4.63 % para el factor b mostrando fiabilidad en
la experimentación.
Los polinomios ortogonales indican que para el factor dosis existe significancia estadística, cuando la
tendencia lineal, esto demuestra que un aumento en la dosificación de Bacillus subtilis, tendrá como
resultado un aumento en el rendimiento de cada variedad dentro del estudio. En cuanto a los
33
contrastes ortogonales se observa que existen diferencias estadísticas altamente significativas para el
contraste V2 (Campeón) vs. V3 (Centenario) (Tabla 18).
Tabla 18. Análisis de la varianza para la variable rendimiento kg ha-1
En la prueba de Tukey al 5 % para la interacción dosis x variedades en la variable Rendimiento kg ha-1
en la Tabla 19 se observa cinco rangos de significancia siendo la mejor interacción la dosis 3 con la
variedad Centenario con un promedio de 3763.89 kg ha-1y la que presenta el menor promedio de
rendimiento es la dosis 1 con la Variedad Paragachi con 1811.11 kg ha-1.
Tabla 19. Tukey al 5 % para la interacción dosis vs. variedades de la variable rendimiento kg ha-1.
Fuente de variabilidad gl SC CM VALOR F p-valor
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
24449.47
5018413.95
4792102.33
226311.62
120688.21
2567974.09
36731.59
2531242.50
338170.87
170020.89
8239717.49
12224.74
2509206.98
4792102.33
226311.62
30172.05
1283987.5
36731.59
2531242.50
84542.72
14168.41
0.41
83.16
158.83
7.50
2.13
90.62
2.59
178.65
5.97
0.6915
0.0006*
0.0002*
0.0520ns
0.1397
<0.0001**
0.1334ns
<0.0001**
0.0070*
CV (a)
CV (b)
Promedio
6.76 %
4.63 %
2570.22
(**) nivel de significancia al 1 % (*) nivel de significancia al 5 % (ns) diferencias no significativas
Interacción D x V Medias
Dosis Variedades
D3
D3
D2
D3
D1
D2
D2
D1
D1
Centenario
Campeón
Centenario
Paragachi
Centenario
Campeón
Paragachi
Campeón
Paragachi
3763.89a
3038.89b
2738.89bc
2650.00c
2411.11cd
2380.55cd
2202.78d
2134.72de
1811.11e
34
En el gráfico particionado de puntos Gráfico 6 se observa que existe interacción de tipo ordenada entre
el factor dosis y el factor variedades. En las tres variedades la tendencia es de tipo lineal, es decir, a
medida que aumenta la dosificación, aumenta también el rendimiento. Mediante este gráfico se
comprueba que la variedad Centenario presenta un mayor promedio de rendimiento en interacción
con la dosificación alta y el que presenta un menor promedio de rendimiento es el tratamiento testigo
en interacción con la variedad Paragachi.
Gráfico 6. Partición de puntos para la interacción dosis vs. variedades de la variable rendimiento kg ha-
1, en el efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres
variedades a tres dosis.
El aumento del rendimiento por el incremento del número de vainas planta-1, pudo deberse a la
aplicación de Bacillus subtilis ya que estas rizobacterias tienen la capacidad de estimular la adquisición
de los nutrientes por parte del cultivo de fréjol por diferentes procesos de solubilización de fósforo por
acción de enzimas o ácidos orgánicos (Prashar et al., 2014).
Bacillus subtilis puede producir ácidos orgánicos o enzimas, para solubilizar partes de fósforo insoluble.
La liberación de los ácidos produce la acidificación del suelo y la solubilidad de los fosfatos. Las enzimas
como las fosfatasas son parte de la desfosforilación de los grupos fosfoéster que están unidos a la
materia orgánica, en específico las fitasas, catalizan la hidrólisis del ácido fítico liberando hasta seis
grupos ortofosfatos libres, que participan en la ruptura del enlace carbono- fósforo de los
organofosfonatos (Rodríguez et al., 2006).
El uso de Bacillus subtilis ayudó al incremento del rendimiento promedio en la producción de fréjol
siendo la mejor dosis la de 500 ml del producto, con la Variedad Centenario dando una producción de
3763.89 kg ha-1, dato que sobrepasa al promedio nacional de dicha variedad establecido por Peralta et
al., (2014) que es de 2150 kg ha-1. De igual manera se observó un aumento del rendimiento con el uso
de la dosis 2 de 250 ml con un promedio de rendimiento de 2738.89 kg ha-1.
35
De la misma forma, se observa que existe un aumento de rendimiento en la variedad Paragachi con el
uso de la dosis 3 de 500 ml, cuyo rendimiento obtenido en el estudio fue de 2650 kg ha-1, valor
considerado mayor al rendimiento promedio nacional que es de 1700 kg ha-1, establecido por Peralta
et al., (2014). También se observó un aumento del rendimiento promedio con el uso de la dosis 2 a
2202.78 kg ha-1.
Para la variedad Campeón la dosis 3 de 500 ml fue la mejor, dando un promedio de 3038.89 kg ha-1,
seguida por la dosis 2 con 2380.55 kg ha-1. Para esta variedad no existe un promedio de rendimiento
de referencia nacional ya que es una semilla que está muy poco estudiada. Sin embargo podemos decir
que presenta mayores rendimientos que la variedad Paragachi ya que posee granos más pequeños, lo
que según CIAT (1983), las plantas de fréjol arbustivo que presentan granos pequeños poseen un alto
potencial en cuanto a su rendimiento, lo que se ve ligado a la cantidad de número de vainas que posee
por planta.
Un aspecto importante para el incremento del rendimiento en variedades de fréjol es la aplicación de
cómpost bovino en la que los microorganismos benéficos tienen la potencialidad de biodegradar,
biolixiviar, biocompostar, fijar nitrógeno, solubilizar fósforo mejorando la fertilidad del suelo y también
producir hormonas de crecimiento vegetal durante el proceso del compostaje (Álvarez et al., 2019).
De esta manera Bacillus subtilis contribuyó a la transformación del cómpost bovino en materia
orgánica como producto final estabilizado y enriquecido para el aumento del rendimiento.
4.2. Pudriciones radiculares
De acuerdo con la escala indicada en metodología, los resultados obtenidos indicaron que las raíces se
encontraban aparentemente sanas. Una vez realizada la evaluación física de las raíces en campo, se
encontró que las raíces de la variedad Paragachi en la dosis testigo presentan resistencia intermedia a
enfermedades fungosas, al igual que en la dosis media en raíces de la variedad Campeón. Con el uso
de la dosificación alta, las raíces de las tres variedades presentaron resistencia a fitopatógenos de suelo
(Tabla 20).
Tabla 20. Media de pudriciones de raíces evaluadas en campo según la variedad y la dosis.
Como se observa las raíces evaluadas en campo se encontraban aparentemente sanas, con
decoloraciones ligeras o con lesiones que afectaron visiblemente al 25 % de la raíz, sin embargo los
Dosis 1 (0ml) Dosis 2 (250ml) Dosis 3 (500ml)
Paragachi 4 2 2
Campeón 2 5 2
Centenario 2 3 2
36
resultados arrojados en laboratorio muestran que las tres variedades (Paragachi, Campeón,
Centenario) poseían raíces con hongos patógenos (Fusarium spp. Rhizoctonica spp. Cylindracarpon sp.
y Cladosporium sp.) como muestra en la (Tabla 21) (Anexo 4.1).
Tabla 21. Resultados de laboratorio de las muestras de raíces aisladas en PDA para la observación de
hongos fitopatógenos y benéficos.
Variedad Parte aislada Resultado
Paragachi Raíz Fusarium spp. Rhizoctonia spp.
Campeón Raíz Trichoderma sp. Rhizoctonia sp. Cylindrocarpon sp. Fusarium spp.
Centenario Raíz Fusarium spp. Cladosporium sp. Cylindrocarpon sp.
Entre los factores que limitan los rendimientos del fréjol se encuentra la incidencia de enfermedades
radiculares causadas por hongos fitopatógenos (Cruz et al., 2018). De esta manera haciendo la
comparativa con la variable rendimiento es este estudio, se puede afirmar que la disminución de
hongos fitopatógenos del suelo por acción de Bacillus subtilis incrementó el rendimiento de las tres
variedades estudiadas.
Teniendo en cuenta que las raíces evaluadas en campo no tenían efectos visibles de los hongos
patógenos observados en laboratorio podemos confirmar que Bacillus subtilis disminuye en gran
medida los efectos de pudriciones radiculares producidas por hongos fitopatógenos en las raíces.
Para Gaybor et al., (2017), la rizobacteria Bacillus subtilis es un enemigo natural de muchas
enfermedades entre las que menciona Rhyzoctonia spp. y Fusarium spp., logrando reducir los efectos
visibles de los mismos.
Una investigación realizada por Venegas et al., (2005), señala que existen cepas del género Bacillus
que pueden inhibir el crecimiento de cepas de hongos patógenos como Fusarium solani y Fusarium
oxysporum., por lo que las cepas de Bacillus sp. que se encuentran en la rizósfera generan un efecto
de antagonismo en el desarrollo del patógeno, y por lo tanto no presentan efectos visibles en las raíces
y en la viabilidad del cultivo.
Rodríguez et al., (2016), indican que Bacillus subtilis usa diferentes procesos dependiendo del hongo
fitopatógeno a controlar, en el estudio destacó cepas de Fusarium chamydosporum y Cladosporium
oxysporum en el cultivo de tomate y pimiento bajo invernadero. Los resultados mostraron que la
severidad de la infección en las raíces se ve disminuida cuando Bacillus actúa frente a estos patógenos.
Yu et al., (2011), han demostrado que Bacillus Subtilis tiene la capacidad de sintetizar sideróforos de
tipo catecolato (Bacilibactina), para antagonizar el crecimiento de Fusarium sp. y otros patógenos.
También se han registrado metabolitos de tipo secundarios (lipopéptidos) producidos por Bacillus
subtilis en los que incluyen surfactina, fengicina, iturina A, B, y C, micosubtilinas, y bacilomicinas y
37
biosurfactantes; todos estos para suprimir el efecto de especies de hongos como Fusarium sp.,
Rhizoctonia sp entre otros (Yesid y Sánchez, 2012).
Para el hongo Fusarium sp. Bacillus subtilis produce específicamente lipopéptidos de tipo fengicina,
enzimas quitinasas y β, 1-3 glucanasas y sideróforos de tipo catecolato (bacilibactina). Para Rhizoctonia
sp. produce lipopéptidos de tipo iturina (bacilomicina) y activación de mecanismos de defensa (R.S.I.)
mediado por la señalización de ácido jasmónico y etileno (Villarreal et al., 2018).
En un ensayo in-vitro probado en el cultivo de fréjol, por Hernández et al., (2018), se encuentra que
Bacillus subtilis inhibe en un 65 % la acción de Rhizoctonia solani en las raíces de las plantas. En este
caso se señala que Bacillus produce metabolitos que ejercen una acción en contra del organismo
patógeno y le proporciona respuesta de defensa a la planta e inhibe la expresión de la enfermedad.
Jang et al., (2011) sugieren que el antagonista bacteriano Bacillus subtilis puede tener un alto potencial
como agente de biocontrol contra la pudrición de la raíz de ginseng infectada con Cylindrocarpon sp.,
a concentraciones relativamente bajas de inóculo.
El análisis de laboratorio también mostró que en las raíces de la variedad Campeón se encontraba el
hongo benéfico Thricoderma spp., por lo que la acción en conjunto de Thricoderma spp. y Bacillus
subtilis podría producir efectos positivos en la disminución de las enfermedades radiculares en el
cultivo al producir metabolitos antifúngicos y enzimas hidrolíticas. Los resultados del trabajo de Tlapal
et al., (2014) revelan que la mezcla de Trichoderma spp., con Bacillus subtilis, resulta como un
tratamiento preventivo que da buenos resultados en contra del desarrollo de Fusarium sp., en el
cultivo de agave, esta mezcla permite que se cree un ambiente de equilibrio en el área de la rizósfera.
De la misma forma Silva (2018), en su tesis en el cultivo de uvilla, destaca que la acción en conjunto de
estos dos microorganismos crean una acción inhibitoria mejorada contra Fusarium sp., que actuando
por separado.
4.3. Resultados del análisis de suelo efectuado en pre siembra y postcosecha
En la Tabla 22 se observa que a medida que incrementa la dosis del producto también incrementa el
pH, sin embargo, el pH sigue siendo alcalino. En cuanto a la conductividad eléctrica los valores se ven
disminuidos, sin embargo, la conductividad eléctrica sigue siendo no salina. El porcentaje de materia
orgánica en el suelo aumenta de acuerdo con las dosis, siendo la dosis 2 (250 ml) la que posee mayor
contenido de esta, sin embargo, el contenido de M.O.S. sigue siendo bajo. El porcentaje de nitrógeno
total aumentó, pero sigue siendo bajo en el suelo. El fósforo disminuyó, siendo las dosis 2 y 3 que
poseen mayores ppm en el suelo. El potasio pasó de ser bajo a alto después de la cosecha.
38
Tabla 22. Características químicas del suelo (pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, N, P, K) en
pre siembra y después de la cosecha.
Tratamientos pH C.E. (ds m-1) M.O.S (%) NT (%) P (ppm) K (cmol kg-1)
Pre siembra 7.43 0,60 1.28 0.06 368.40 0.06
Dosis 1 (0 ml) 7.65
±0.11
0.34
±0.03
1.72
±0.20
0.08
±0.012
321.70
±13.42
0.55
±0.15
Dosis 2 (250 ml) 7.63
±0.01
0.38
±0.02
2.18
±0.30
0.11
±0.015
351.90
±12.90
0.69
±0.07
Dosis 3 (500 ml) 7.77
±0.03
0.34
±0.03
1.91
±0.30
0.10
±0.015
351.97
±27,67
0.63
±0.20
Se observa un contraste en el incremento de los valores tanto del pH, M.O.S, nitrógeno y potasio en
todos los tratamientos comparando con los datos tomados en la pre siembra con los tomados después
de la cosecha, este efecto se cree fue, principalmente por el efecto del compostaje aplicado en pre
siembra (5 t ha-1). Como lo mencionan Pérez et al., 2008, las propiedades físicas, químicas y biológicas
de enmiendas con la aplicación de compostaje de origen bovino crea un incremento en los valores de
pH, M.O y nutrientes como el potasio en el suelo. De la misma forma cabe señalar que un suelo fértil
contiene una reserva adecuada de nutrientes disponibles para la planta y población microbiana que
libere los nutrientes de forma permanente para alcanzar un buen desarrollo vegetal (Delgado, 2004).
La materia orgánica aplicada al suelo ejerce un efecto positivo sobre el rendimiento de los cultivos,
aportando así: elementos nutritivos mediante la descomposición y mineralización debido a la acción
de los microorganismos del suelo; capacidad de intercambio de cationes, que favorece a la retención
de estos en contra de la lixiviación; agregación de las partículas y consecuentemente, aireación y calor
para el desarrollo de la raíz de las plantas (Medina et al., 2017).
Escobar et al., 2016, señalan que Bacillus subtilis interviene en el proceso de compostaje, en este
proceso, las rizobacterias utilizan la materia orgánica presente en el compostaje bovino como
nutriente para su desarrollo. Producen descomposición y mineralización de la materia orgánica hasta
obtener moléculas orgánicas e inorgánicas más sencillas. Este proceso es conocido como humificación,
en dónde se crean nuevas macromoléculas, importantes para el desarrollo de los cultivos y alimento
para los microorganismos.
En cuanto a los valores obtenidos de pH, hay que tener en cuenta que los extremos tanto de alcalinidad
o acidez en el suelo, podría ocasionar precipitación de elementos químicos y la baja disponibilidad de
los mismos para la planta como menciona Ibáñez, en 2007. De esta forma los valores de pH en el
estudio se encuentran en el rango tolerante del cultivo de fréjol, entre 4.5 y 8.2 (medianamente
básicos) (Morales, 2015). La solubilización del fósforo por parte de Bacillus subtilis también está
39
relacionado al pH y al contenido de calcio como lo señala Patiño y Sanclemente (2014), cuando hay
altas concentraciones de calcio (valores catalogados como altos en el estudio), la concentración de
H2PO4- es muy baja y el ión HPO4
= se precipita por acción del calcio formando fosfato dicálcico, el cual
es moderadamente disponibles para las plantas.
Con respecto a la conductividad eléctrica al reportarse los valores como no salinos, se puede confirmar
que existió un desarrollo vegetativo normal en el cultivo ya que el fréjol es susceptible a la salinidad
como lo indica (Quintana et al., 2016).
El cultivo de fréjol presenta altas necesidades de potasio, el incremento del potasio también fue debido
a la aplicación del compost, pero además Beltrán et al., (2016), menciona que el potasio disponible al
ser un elemento inmóvil se encuentra fácilmente en la capa próxima a la superficie de suelo (20 cm),
y generalmente aumenta debido a la liberación del elemento de algunos residuos. Por otro lado, Soto
et al., 2016, infieren que algunas bacterias del género Bacillus, inducen diferentes mecanismos
relacionados con la promoción de crecimiento en las plantas como en la fijación y ciclaje del potasio.
Aunque existe un incremento en los niveles de nitrógeno debido a la aplicación del compostaje en pre
siembra, el rango de nitrógeno total en el suelo sigue siendo bajo, resultado de la extracción del
elemento por la planta, necesario para el crecimiento vegetativo y el rendimiento, y también por
diferentes procesos de pérdida del elemento en especial cuando existe un exceso de agua en el cultivo
como señalan Perdomo et al., (2007). El nitrógeno es un elemento que favorece el desarrollo de la
masa foliar, produce una mejor captación de la luz y con ello una excelente tasa fotosintética. Las
plantas con deficiencia de nitrógeno presentan decoloración amarillenta y las hojas más bajas pueden
morir prematuramente (FAO, 2013).
En cuanto a la concentración de fósforo disponible en el suelo, en base al análisis efectuado antes y
después de la cosecha, se observó disminución en la concentración de fósforo, teniendo en cuenta que
la planta de fréjol absorbe este elemento para incorporar en diferentes procesos de fotosíntesis,
almacenamiento, transporte de energía y respiración. Además, necesita aproximadamente 9 kg ha-1
de fósforo disponible para la formación de tallos, flores y vainas (IICA, 2009).
Haciendo una comparativa del fósforo disponible entre dosis se observa que las dosis 2 (250 ml) y dosis
3 (500 ml) tuvieron mayor fósforo en el suelo que en la dosis 1 (0 ml), este aumento se debió
posiblemente al efecto sinérgico de Bacillus subtilis con microorganismos nativos del suelo, los cuales
se encargaron de potencializar la disponibilidad de fósforo y la solubilización de fósforo insoluble lo
que coincide con Cisneros et al., (2017), los cuales realizaron inoculaciones de Kocuria sp. y Bacillus
subtilis en sustratos de pulpa de café, obteniendo como resultado el incremento de fósforo en los
sustratos inoculados con dichas bacterias.
40
Como indican Fernández y Rodríguez, en 2005, la solubilización de fósforo inorgánico es un proceso
relacionado fundamentalmente con la producción y liberación de ácidos orgánicos por algunos
microorganismos entre ellos Bacillus subtilis liberando así ácido oxálico, ácido malónico, ácido
succínico y el ácido glucónico a la rizósfera, promoviendo la acidificación e incremento de la
solubilización del fósforo. De la misma forma la solubilización del fósforo orgánico se da por la
producción de enzimas fosfatasas y fitasas también generadas por Bacillus subtilis, las cuales
alcalinizan el suelo en altas concentraciones de calcio, por lo que se podría afirmar que el fósforo
solubilizado en esta investigación fue el orgánico.
La dosis 1 (0 ml) al presentar disminución en la concentración de fósforo disponible, evidencia la poca
solubilización del elemento en el suelo y la deficiente absorción de este por las plantas de fréjol,
resultado que se observa en el menor rendimiento de acuerdo con las variedades analizadas.
4.4. Relación Beneficio/costo
Se procedió a realizar el análisis económico beneficio/costo para obtener el beneficio que obtendría
el productor si añade el inoculante a su cultivo. Se realizaron los costos de producción expresados en
$ ha-1. De la misma forma se obtuvo el beneficio bruto, poniendo como referencia un precio de venta
de 1.55, 1.33 y 1.22 $ kg-1, de las variedades Paragachi, Campeón y Centenario respectivamente (Anexo
2).
Los resultados indican que el mejor tratamiento es el T9 (Variedad Centenario+500ml Bacillus subtilis)
con una rentabilidad de 1.32 dólares, seguido por el tratamiento T7 (Variedad Paragachi + 500ml
Bacillus subtilis) con una rentabilidad de 1.18 dólares y como los tratamientos menos rentables se
encuentran los tratamientos T1 (Variedad Paragachi + 0ml Bacillus subtilis) con 1.01 dólares, T2
(Variedad Campeón + 0 ml Bacillus subtilis) y T6 (Variedad Campeón+250ml Bacillus subtilis) los dos
tratamientos con 1.03 dólares.
De esta forma se observa que el uso de Bacillus subtilis a una dosificación alta genera un mayor ingreso
al productor con el uso de las tres variedades (Paragachi, Campeón y Centenario) (Tabla 23). En el
Gráfico 7 se pueden observar los resultados de la Relación Beneficio/Costo para cada uno de los
tratamientos en estudio.
41
Tabla 23. Análisis económico beneficio/costo del experimento
Gráfico 7. Análisis beneficio costo de los tratamientos en estudio, en el efecto de la aplicación de
Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a tres dosis.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
1,01 1,03 1,06 1,041,15
1,03
1,18 1,16
1,32
Rel
ació
n b
enef
icio
/co
sto
TRATAMIENTOS
Tratamiento Producción
kg ha-1
Beneficio
bruto ($ ha-1)
Costo de
producción
($ ha-1)
Beneficio
neto Beneficio/Costo
V1D1 1811.11 2807.22 2769 38 1.01
V2D1 2134.72 2839.18 2766 73 1.03
V3D1 2411.11 2941.55 2764 178 1.06
V1D2 2202.78 3414.31 3279 135 1.04
V2D2 2830.56 3764.64 3276 489 1.15
V3D2 2738.89 3341.45 3274 67 1.03
V1D3 2650 4107.5 3489 619 1.18
V2D3 3038.89 4041.72 3486 556 1.16
V3D3 3763.89 4591.95 3484 1108 1.32
42
5. CONCLUSIONES
• Se evidenció un aumento del rendimiento con el uso de la dosificación alta (500 ml) de Bacillus
subtilis en comparación con el tratamiento testigo para todas las variedades estudiadas. El
rendimiento se incrementó por acción de las rizobacterias al solubilizar fósforo, elemento
importante para la floración y formación de vainas, también por protección de la zona radicular
al ataque de hongos fitopatógenos del suelo y por otra parte la incorporación de materia
orgánica en el suelo que incrementa nutrientes por activación del compostaje gracias a
procesos de mineralización de Bacillus subtilis.
• La mejor dosis de aplicación de Bacillus subtilis fue la dosificación alta (500 ml), la cual creó un
efecto positivo en el aumento de número de vainas planta-1 y por consiguiente en los
rendimientos de cada variedad. Los microorganismos solubilizadores de fósforo como Bacillus
subtilis juegan un papel importante en la adquisición de fósforo, siendo así que la
concentración de fósforo final en el estudio fue mayor para la dosis 3, con 351.97 ppm, de esta
forma el fósforo se encontrará disponible en el suelo y en mayor concentración en
comparación con la parcela testigo para la absorción de la planta del nuevo cultivo.
• La variedad que tuvo un mejor rendimiento con el uso de la dosificación alta de Bacillus subtilis
fue la variedad Centenario con un rendimiento de 3763.89 kg ha-1 comparada con el promedio
nacional que es de 2000 kg ha-1, de la misma forma la variedad Paragachi llegó a un
rendimiento de 2650 kg ha-1 comparada con la nacional que es de 1700 kg ha-1. Aunque la
variedad Campeón no posee datos nacionales registrados en cuanto al rendimiento, se obtuvo
buenos rendimientos con 3038.89 kg ha-1. El uso de las tres variedades y la aplicación de la
dosificación alta de Bacillus subtilis generó también una mayor rentabilidad que con el uso de
la dosificación media (250 ml) y el testigo (0 m). Siendo así que el tratamiento que obtuvo una
mayor rentabilidad fue el T9 (500 ml + Centenario) con 1.32 dólares.
43
6. RECOMENDACIONES
• Para obtener una mayor rentabilidad con el uso de las variedades Centenario, Paragachi y
Campeón se recomienda tener presentaciones con más litros de inoculante a un cierto menor
costo tomando en cuenta que en el cultivo de fréjol se realizan aplicaciones cada 15 días hasta
la floración, de esta forma los costos de producción disminuirían.
• Para futuros estudios lo recomendable sería realizar análisis de suelo tanto en pre siembra
como después de la cosecha por cada unidad experimental, sin la aplicación de compostaje o
materia orgánica extra, para tener resultados más exactos en cuanto a las propiedades
químicas del suelo y su cambio por el efecto de las bacterias Bacillus subtilis en la solubilización
del fósforo.
• Es necesaria la evaluación del producto NITO- inoculante en extensiones más amplias y en
condiciones edáfico- climáticas diferentes con el mismo cultivo y variedades para probar la
efectividad de Bacillus subtilis en diferentes medios.
• En el caso de realizar experimentos parecidos a este estudio en condiciones del CADET, se
recomienda no usar diseño en bloques completamente aleatorizados, al contrario, se
recomienda el uso de diseño en bloques completamente al azar. Esto porque se pierden
grados de libertad necesarios para obtener una experimentación más fiable.
44
7. RESUMEN
El fréjol es un alimento importante en el Ecuador, al ser de bajo costo, rico en proteínas y carbohidratos
y esencial en muchas comidas nacionales. El país posee bajos rendimientos en comparación con el
promedio de rendimiento mundial que sobrepasa los 2000 kg ha-1. Estos rendimientos son bajos por
diversas causas, entre las que se encuentran: escasez de variedades mejoradas, uso de semillas de
mala calidad, resistencia de plagas y enfermedades, mala utilización de fertilizantes fosfatados y
deficiente absorción de nutrientes por parte del cultivo. Por otro lado, las pérdidas del rendimiento
generan bajas ganancias a los pequeños y medianos productores (Garcés et al., 2013).
El fósforo es un macronutriente indispensable para el desarrollo de las plantas, interviene en casi todos
los procesos fisiológicos, desde la fotosíntesis, almacenamiento y transporte de energía hasta la
síntesis y degradación de carbohidratos. Sin embargo, el fósforo disponible en el suelo de forma
natural se encuentra en cantidades limitadas, por lo que es necesaria la aplicación de abonos ricos en
este elemento. Se han buscado alternativas más económicas y ecológicas para solventar esta
problemática, destacando así el uso de microorganismos eficientes entre los que se encuentran el
género Bacillus (Fernández, 2007).
Bacillus subtilis es una rizobacteria reguladora del crecimiento vegetal capaz de sobrevivir en medios
adversos, tiene un potencial solubilizador de fósforo inorgánico y orgánico en el suelo por la
producción de ácidos orgánicos y enzimas como fosfatasas y fitasas. También produce metabolitos
secundarios y fitohormonas que promueven el crecimiento de las células de los tejidos de la raíz. De
la misma forma es un enemigo natural de hongos fitopatógenos del suelo promoviendo la reducción
de estos en los sustratos. En definitiva, esta bacteria crea un ambiente propicio para el crecimiento
adecuado de los cultivos (Terry et al., 2005) y (Vidal, 2003).
La presente investigación tuvo como objetivo principal incrementar los rendimientos del cultivo de
fréjol de acuerdo a dosificaciones de aplicación de Bacillus subtilis y uso de tres variedades de fréjol
manejadas en el CADET. Como otra parte de la investigación, se buscó también mejorar la
disponibilidad de fósforo en el suelo y evidenciar el efecto de la rizobacteria en competencia con
hongos fitopatógenos y por último la realización de un análisis económico que evidencie las ganancias
que generaría el productor con la implementación de esta nueva tecnología.
La investigación se la realizó en el “CADET” Campo Académico Docente Experimental “La Tola”, en el
Lote 2.1 perteneciente al área de Horticultura. El diseño experimental aplicado fue Parcela Dividida en
DBCA con tres repeticiones. Los factores estudiados fueron dosis y variedades: dos dosificaciones (D2)
45
250 ml y (D3) 500 ml, del inoculante biológico NITO (Bacillus subtilis) disuelto en 200 ml de agua y un
testigo (D1), y las variedades de fréjol Paragachi, Campeón y Centenario.
Los resultados estadísticos obtenidos revelaron que las parcelas en donde se aplicó la dosis más alta
del producto D3 (500 ml 200 L-1 de agua) obtuvieron un mayor rendimiento comparadas con la parcela
testigo. Aunque no se obtuvieron diferencias significativas en las variables días a la floración, días a la
cosecha, granos vaina-1 y peso de 100 granos secos, si se observó un incremento del rendimiento
gracias a la variable vainas planta-1 para el factor dosis, en cuanto a las variedades, la mejor variedad
fue la variedad Centenario, y la mejor interacción fue la dosis 3 junto con la variedad Centenario.
En cuanto al efecto de Bacillus subtilis en competencia con hongos fitopatógenos del suelo como
Fusarium spp. Rhizoctonia spp. Rhizoctonia sp. Cylindrocarpon sp. y Cladosporium sp. se observó que
existe una disminución notoria de infección en la zona radicular en las parcelas donde se aplicó Bacillus
subtilis, también se observó la presencia del hongo benéfico Trichoderma sp. en las raíces de la
variedad Campeón, lo que le confiere al suelo más disponibilidad de nutrientes para la absorción de
las plantas y sinergismo con otros microorganismos.
Los resultados económicos obtenidos de acuerdo al Análisis beneficio/costo indicaron que el productor
con el uso de la tecnología D3 (500 ml) de Bacillus subtilis en interacción con la variedad Centenario
generará una ganancia de 1.32 centavos por cada dólar que invierta en la implementación.
Por último, los resultados del análisis de suelo indicaron que efectivamente Bacillus subtilis juega un
papel importante en la solubilización del fósforo, ya que la concentración de fósforo disponible fue
mayor en la dosificación alta con 351.97 ppm que en la dosificación baja con 321.70 ppm. La aplicación
de compostaje bovino fue un factor importante también para el aumento de nitrógeno total, potasio,
pH, M.O.S y C.E.
46
8. SUMMARY
Beans are an important food in Ecuador, being low cost, rich in protein and carbohydrates and essential
in many national meals. The country has low yields compared to the world average yield that exceeds
2000 kg ha-1. These yields are low for various reasons, among which are: shortage of improved
varieties, use of poor-quality seeds, resistance to pests and diseases, poor use of phosphate fertilizers
and poor absorption of nutrients by the crop. On the other hand, yield losses generate low profits for
small and medium producers (Garcés et al., 2013).
Phosphorus is an essential macronutrient for plant development, it is involved in almost all
physiological processes, from photosynthesis, storage and transport of energy to the synthesis and
degradation of carbohydrates. However, the naturally available phosphorus in the soil is found in
limited quantities, which is why it is necessary to apply fertilizers rich in this element. More economical
and ecological alternatives have been sought to solve this problem, thus highlighting the use of
efficient microorganisms, including the genus Bacillus (Fernández, 2007).
Bacillus subtilis is a plant growth regulating rhizobacterium capable of surviving adverse environments,
it has a solubilizing potential of inorganic and organic phosphorus in the soil by the production of
organic acids and enzymes such as phosphatases and phytases. It also produces secondary metabolites
and phytohormones that promote the growth of root tissue cells. In the same way, it is a natural enemy
of phytopathogenic soil fungi, promoting their reduction in substrates. Ultimately, this bacterium
creates an environment conducive to the proper growth of crops (Terry et al., 2005) and (Vidal, 2003).
The main objective of the present investigation was to increase the yields of the bean crop according
to the application dose of Bacillus subtilis and the use of three varieties of beans managed in the
CADET. As another part of the research, it was also sought to improve the availability of phosphorus in
the soil and to demonstrate the effect of rhizobacteria in competition with phytopathogenic fungi and
finally to carry out an economic analysis that would prove the profits that the producer would generate
with the implementation of this new technology.
The research was carried out in the "CADET" Experimental Academic Teaching Field "La Tola", in Lot
2.1 belonging to the Horticulture area. The applied experimental design was Divided Plot in DBCA with
three replications. The factors studied were doses and varieties: two doses (D2) 250 ml and (D3) 500
ml, of the biological inoculant NITO (Bacillus subtilis) dissolved in 200 ml of water and a control (D1),
and the varieties of Paragachi beans, Campeón and Centenario.
The statistical results obtained revealed that the plots where the highest dose of the D3 product was
applied (500 ml 200 L-1 of water) obtained a higher yield compared to the control plot. Although no
47
significant differences were obtained in the variables days to flowering, days to harvest, grains pod-1
and weight of 100 dry grains, if an increase in yield was observed thanks to the variable pods plant-1
for the dose factor, regarding the varieties, the best variety was the Centenario variety, and the best
interaction was the dose 3 together with the Centenario variety.
Regarding the effect of Bacillus subtilis in competition with phytopathogenic soil fungi such as
Fusarium spp. Rhizoctonia spp. Rhizoctonia sp. Cylindrocarpon sp. and Cladosporium sp. It was
observed that there is a marked decrease in infection in the root zone in the plots where Bacillus
subtilis was applied, the presence of the beneficial fungus Trichoderma sp. in the roots of the Campeón
variety, which gives the soil more availability of nutrients for the absorption of plants and synergism
with other microorganisms.
The economic results obtained according to the benefit / cost analysis indicated that the producer with
the use of D3 technology (500 ml) of Bacillus subtilis in interaction with the Centenario variety will
generate a profit of 0.32 cents for every dollar invested in the implementation.
Finally, the results of the soil analysis indicate that Bacillus subtilis indeed plays an important role in
the solubilization of phosphorus, since the concentration of available phosphorus was higher in the
high dosage with 351.97 ppm than in the low dosage with 321.70 ppm. The application of bovine
composting was an important factor also for the increase of total nitrogen, potassium, pH, M.O.S and
C.E.
48
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54
10. ANEXOS
Anexo 1. Disposición del diseño de Parcela Dividida con Bloques completamente al azar con 9 tratamientos y 3 repeticiones.
DOSIS
D1: Testigo
D2: 250ml/200l
D3:500ml/200l
VARIEDADES
V1: Paragachi
V2: Camepón
V3: Centenario
55
Anexo 2. Costo de producción por tratamiento en el efecto de la aplicación de Bacillus subtilis en el cultivo de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) en tres variedades a
tres dosis.
Concepto Unidad Cantidad Valor unitario (USD)
TRATAMIENTOS
A. COSTOS DIRECTOS T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
1. Preparación del terreno V1D1 V2D1 V3D1 V1D2 V2D2 V3D2 V1D3 V2D3 V3D3
Arada y rastra
ha 1 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110
Surcada ha 1 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80
2. Mano de obra
Aplicación de compost
Jornal 10 15 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Siembra Jornal 8 15 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Resiembra Jornal 3 15 45 45 45 45 45 45 45 45 45
Riego Jornal 40 10 400 400 400 400 400 400 400 400 400
Aplicación NITO
Jornal 30 10 0 0 0 300 300 300 300 300 300
Aplicación de insecticida
Jornal 3 20 60 60 60 60 60 60 60 60 60
Aplicación de fungicida
Jornal 3 20 60 60 60 60 60 60 60 60 60
Deshierba Jornal 10 20 200 200 200 200 200 200 200 200 200
Cosecha Jornal 8 20 160 160 160 160 160 160 160 160 160
Trilla Jornal 8 20 160 160 160 160 160 160 160 160 160
3. Insumos
Semillas Saco 45 kg
1 65-62-60 64 61 59 64 61 59 64 61 59
(NITO®)- inoculante
Litros 1-2 35 0 0 0 210 210 210 420 420 420
Compost Ton 5 150 750 750 750 750 750 750 750 750 750
Evisect (insecticida)
gr 500 1 13 13 13 13 13 13 13 13 13
56
Sulfato de cobre (fungicida)
Kg 1 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
Subtotal (CD) 2384 2381 2379 2894 2891 2889 3104 3101 3099
B. COSTOS INDIRECTOS
Análisis de suelo
Unidad 1 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
Bomba de mochila
Unidad 4 40 160 160 160 160 160 160 160 160 160
Herramientas de campo
Unidad 8 10 80 80 80 80 80 80 80 80 80
Tanque 200 litros
Unidad 4 30 120 120 120 120 120 120 120 120 120
SUBTOTAL (CI) 385 385 385 385 385 385 385 385 385
COSTOS DE PRODUCCIÓN 2769 2766 2764 3279 3276 3274 3489 3486 3484
BENEFICIO BRUTO 2807.22 2839.18 2941.55 3414.31 3764.64 3375.34 4107.50 4041.72 4591.95 BENEFICIO NETO 38 73 178 135 489 101 619 556 1108 RENTABILIDAD 1.01 1.03 1.06 1.04 1.15 1.03 1.18 1.16 1.32
57
Anexo 3.1. Reportes de análisis de suelo en pre siembra.
58
Anexo 3.2. Reporte del análisis químico de suelo en postcosecha.
59
Anexo 3.3. Tabla de las características químicas del suelo en pre siembra y postcosecha por
tratamiento.
Tratamientos pH C.E.
(ds m-1)
M.O.S
(%)
NT
(%)
P
(ppm)
K
(cmol kg-1)
Fe
(ppm)
Pre siembra 7.43 0.60 1.28 0.06 368.4 0.06 155.4
T1 (Pa+0ml) 7.53 0.36 1.85 0.09 334.6 0.67 124.2
T2 (Ca+0ml) 7.69 0.34 1.49 0.07 307.8 0.60 107.2
T3 (Ce+0ml) 7.74 0.31 1.82 0.09 322.7 0.39 139.9
T4 (Pa+250ml) 7.63 0.40 2.29 0.11 349.3 0.68 137.5
T5 (Ca+250ml) 7.62 0.36 1.76 0.09 340.5 0.62 136.0
T6 (Ce+250ml) 7.63 0.39 2.48 0.12 365.9 0.76 140.5
T7 (Pa+0ml) 7.74 0.36 1.59 0.08 341.2 0.83 138.7
T8 (Ca+250ml) 7.79 0.36 2.18 0.11 331.3 0.64 122.2
T9 (Ce+500ml) 7.78 0.31 1.95 0.10 383.4 0.43 128.2
60
Anexo 3.4. Niveles para la interpretación de análisis de suelos del Ecuador.
SUELOS DE LA SIERRA Y DE LA COSTA
pH
VALORES INTERPRETACIÓN
5.4 o menos Muy ácido
5.5 a 6.1 Ácido
6.2 a 6.9 Ligeramente ácido
7.0 Neutro
7.1 a 7.4 Ligeramente alcalino
7.5 a 8.4 Alcalino
8.5 o más Muy Alcalino
SUELOS DE LA SIERRA Y DE LA COSTA
Nutriente Unidad Bajo Medio Alto
M.O. % < 3.0 3.0 a 6.0 > 6.0
N % 0.10 a 0.25 0.25 a 0.50 > 0.50
P ppm < 10.0 10.0 a 20.0 > 20.0
K cmol/kg < 0.2 0.2 a 0.4 > 0.4
Ca cmol/kg < 4.0 4.0 a 8.0 > 8.0
Mg cmol/kg < 1.0 1.0 a 2.0 > 2.0
Fe ppm < 20.0 20.0 a 40.0 > 40.0
Mn ppm < 5.0 5.0 a 15.0 > 15.0
Cu ppm < 1.0 1.0 a 4.0 > 4.0
Zn ppm < 2.0 2.0 a 7.0 > 7.0
S ppm < 10.0 10.0 a 20.0 > 20.0
Cl ppm < 17.0 17.0 a 34.0 > 34.0
SUELOS DE LA SIERRA
Nutriente Unidad Bajo Medio Alto Tóxico
B ppm < 1.0 1.0 a 2.0 > 2.0 > 4.0
SUELOS DE LA COSTA
Nutriente Unidad Bajo Medio Alto Tóxico
B ppm < 0.5 0.5 a 1.0 1.0 > 1.0
SUELOS DE LA SIERRA Y DE LA COSTA
Determinación Unidad Bajo Medio Tóxico
Al + H cmol/kg < 0.5 0.5 a 1.5 > 1.5
Al cmol/kg < 0.3 0.3 a 1.0 > 1.0
Na cmol/kg < 0.5 0.5 a 1.0 > 1.0
SUELOS DE LA SIERRA Y DE LA COSTA
Determinación Unidad No salino Lig. salino Salino Muy salino
C.E. mmhos/cm
dS/m < 2.0 2.0 a 4.0 4.0 a 8.0 > 8.0
61
Anexo 4.1. Informe de resultados de las muestras de raíces recolectas de las variedades Paragachi,
Campeón y Centenario.
62
Anexo 4.2. Calificación de pudriciones radiculares de raíces tomadas al azar en campo según la
variedad y la dosis.
Variedad/
Dosis COD. Calif.
Variedad/
Dosis COD. Calif.
Variedad/
Dosis COD.
Calif.
Paragachi
D1
T1R1
6
Campeón
D1
T2R1
6
Centenario
D1
T3R1
1
6 1 1
3 3 2
T1R2
3
T2R2
1
T3R2
2
5 1 1
6 4 6
T1R3
1
T2R3
1
T3R3
2
1 1 2
3 3 2
Paragachi
D2
T4R1
1
Campeón
D2
T5R1
6
Centenario
D2
T6R1
1
5 6 1
2 5 2
T4R2
1
T5R2
1
T6R2
1
1 6 1
2 6 6
T4R3
1
T5R3
6
T6R3
2
3 6 2
3 1 6
Paragachi
D3
T7R1
3
Campeón
D3
T8R1
2
Centenario
D3
T9R1
1
1 2 1
1 6 2
T7R2
1
T8R2
6
T9R2
1
1 1 3
2 6 1
T7R3
1
T8R3
1
T9R3
1
1 1 1
6 1 3
63
Anexo 5. Tabla resumen del análisis de la varianza ANOVA con los cuadrados medio y significancia para las variables agronómicas analizadas.
Fuentes de
variabilidad gl
Días a la
floración
Días a la
cosecha
Vainas
planta-1
Granos vaina-1
Peso 100
granos secos
(g)
Rendimiento
kg ha-1
Bloques
Dosis A
Lineal
Cuadrática
Error A
Variedades
V1 vs. V2V3
V2 vs. V3
Interacción D x V
Error B
Total
2
2
1
1
4
2
1
1
4
12
26
0,44
4,78ns
1,39ns
8,17ns
5,72
129,33**
130,67**
128,00**
1,11
6,02
1,44
0,78ns
1,39ns
0,17ns
0,89
908,33**
1204,17**
612,5**
0,28ns
1,07
17,15
121,04*
242,00*
0,07
5,81
102,37
4,74 ns
200,00**
14,70*
3,54
0,11
0,11ns
0,06ns
0,17ns
0,06
2,11*
0,67*
3,56*
0,06ns
0,13
15,44
6,78ns
14,22ns
16,67ns
20,06
464,33*
416,67*
512,00*
8,11ns
20,35
12224,74
2509206,98*
4792102,33*
226311,62ns
30172,05
1283987,05**
36731,59ns
2531242,5**
84542,72*
14168,41
CV
Promedio
4,22
58,11
0,85
121,44
7,32
25,70
8,10
4,44
9,21
49
4,63
2570,22
64
Anexo 6. Gráficos de Residuos vs. Predichos para homogeneidad de varianzas de las variables
agronómicas estudiadas.
65
Anexo 7. Gráfico de barras de las variables número vainas planta-1 y rendimiento kg ha-1 de las pruebas
de diferenciación de medias DMS 5 % para los factores dosis y variedades.
- Variable número vainas planta-1
- Variable rendimiento kg ha-1
66
Anexo 8. Preparación del suelo para la siembra: Preparación de la dosificación pre siembra, aplicación
del producto pre siembra y formación de platabandas.
Anexo 8.1. Fases de crecimiento: Etapa vegetativa (emergencia, hojas primarias, tercera hoja
trifoliada, desarrollo).
67
Anexo 8.2. Fases de crecimiento: Prefloración, floración, llenado de vainas.
Anexo 9. Aplicación de Bacillus subtilis, aplicación de Evisect contra Empoasca sp. y Sulfato de cobre
contra actracnosis.
68
Anexo 10. Efecto de Bacillus subtilis en campo: Parcelas testigo, parcelas dosis 2, parcelas dosis 3.
Anexo 11. Cosecha: Delimitación de tres metros por repetición, cosecha de diez plantas por unidad
experimental, conteo de vainas planta-1 y secado de grano.
69
Anexo 12. Peso de las unidades experimentales para la variable rendimiento kg ha-1: Variedad
Paragachi, variedad Campeón, variedad Centenario.
Anexo 13. Secado y medición de humedad por unidad experimental.
70
Anexo 14. Peso de 100 granos secos por cada unidad experimental: variedad Paragachi, variedad
Campeón, variedad Centenario.
