Revista Cubana de Ciencias Forestales. 2018; mayo-agosto, 6(2):134-145
Influencia de la fitohormona kinetina en el crecimiento de plántulas de coffea arábiga L. injertadas sobre patrón robusta en vivero
Influence of phytoohormone kinetin on the growth of plant trees of Coffea arábiga L. grafted on robust pattern in nursery
Gonzalo Cantos Cevallos1
Jesús Pinargote Choéz2
Richard Palma Ponce3
1Doctor en Ciencias Forestales, Docente Principal, Carrera de Ingeniería
Forestal. Universidad Estatal del Sur de Manabí, Ecuador. Correo
electrónico: gonzalo.cantos@unesum.edu.ec
2Ingeniero Forestal, Magister en Administración Ambiental, Docente titular.
Universidad Estatal del Sur de Manabí. Universidad Estatal del Sur de Manabí.
3Ingeniero Agrónomo, Magister en Manejo y aprovechamiento Forestal, Docente
contratado. Universidad Estatal del Sur de Manabí.
Recibido: 17 de febrero de 2018.
Aprobado: 9 de mayo de 2018.
RESUMEN
El proyecto tiene como propósito la producción de plantas superiores, tolerantes a plagas y enfermedades; se ejecutó en el vivero de la granja experimental de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, Ecuador, ubicado en el sitio Andil; con el objetivo de determinar la incidencia de la fitohormona kinetina en el crecimiento de cuatro variedades de café arábigo: Sarchimor 1669, Sarchimor 4260, Pache y Catuai rojo, injertados sobre patrón robusta. La metodología aplicada fue experimental-factorial de A x B, con diseños de bloque al azar, con 8 tratamientos: uno por cada variedad con y sin hormonas y cuatro repeticiones; para la evaluación de los promedios, se utilizó la prueba de Tukey al 95 % de confianza; se analizaron las siguientes variables: altura de plantas, diámetro de plantas, longitud de hojas, número de hojas, ancho de hojas, área foliar, longitud de raíz, volumen radicular, peso de raíz y vigor de las plantas, en un periodo de seis meses a partir del 20 de enero de 2017. Los resultados del prendimiento, a los 15 días de realizado el injerto en las cuatro variedades consideradas, determinaron los siguientes porcentajes: pache, 98,50 %; Sarchimor 1669, 98,00 %; Catuai rojo, 97,75 % y Sarchimor 4260, 97,25 %. Posteriormente, se procedió a cuantificar los valores de las variables, en función de lo cual se recomendó fortalecer los resultados obtenidos mediante la realización de otros ensayos de similares características.
Palabras clave: variedad, hormona, sarchimor, injerto.
ABSTRACT
The project tends to achieve the production of higher plants, tolerant to pests and diseases; it was executed in the nursery of the experimental farm of the Southern State University of Manabí, located in the Andil site; with the objective of determining the incidence of phytohormone kinetin in the growth of four varieties of Arabica coffee: Sarchimor 1669, Sarchimor 4260, Pache and red Catuai, grafted on robust pattern. The applied methodology was experimental-factorial of A x B with random block designs with 8 treatments, one for each variety used with hormone and one for each variety without hormone and four repetitions; For the evaluation of the averages, the Tukey test was used at 95 % confidence; the following variables were analyzed: height of plants, diameter of plants, length of leaves, number of leaves, leaf width, leaf area, root length, root volume, root weight and vigor of the plants, in a period of six months from January 20, 2017. The results of the arrest at 15 days after the grafting in the four varieties considered determined the following percentages: pache, 98.50 %; Sarchimor 1669, 98.00 %; Catuai red, 97.75 % and Sarchimor 4260, 97.25 %. Subsequently we proceeded to quantify the values of the variables based on which it was recommended to strengthen the results obtained by performing other tests of similar characteristics.
Keywords: variety, hormone, sarchimor, graft.
INTRODUCCIÓN
El café ha sido cultivado tradicionalmente bajo la sombra de los árboles en sistemas agroforestales complejos, proporcionando así un refugio para la biodiversidad y para innumerables bienes y servicios a los agricultores. De acuerdo con Duicela et al. (2017), las especies de café más importantes en el mundo son: Coffea arábiga L. y Coffea canéphora P., identificadas como arábigas y robustas. En Ecuador, el Consejo Cafetalero Nacional indica que los cafetales arábigos ocupan el 68 % del área cafetalera del país y la especie robusta, el 32 %, (Cofenac, 2013). El arábigo produce un café fino y aromático, mientras que el robusta produce uno rico en cafeína, fuerte y más ácido, (Gotteland y de Pablo, 2007). El Cantón Jipijapa en la Provincia de Manabí es uno de los lugares de mayor presencia de cultivo de café en el país, que entró en crisis de producción a partir de los años 2003 y 2005, provocando una importante reducción productiva que desincentivó el mejoramiento tecnológico, (Pozo, 2014); se reconoce la calidad del café de esta zona, a pesar de no haber alcanzado un buen nivel de desarrollo, por lo que se requiere trabajar en proyectos de mejora tecnológica, (Santistevan et al., 2014); es necesario, entonces, incorporar una mejor visión y conocimiento de la importancia de la investigación científica como un soporte para superar la problemática del sector, (Cadena y Gaitán, 2006). Por su parte, (Cantos, 2014), indica que la escasez de especies de importancia económica se debe a las acciones antropogénicas principalmente, la tala selectiva, la extracción de productos no forestales y la cacería.
Santana et al., (2016) aseguran que el problema central de la caficultura ecuatoriana es la baja producción nacional, puesto que el rendimiento promedio anual es 0.51 toneladas de café oro por hectárea para arábigo y 0.55 toneladas de café oro por hectárea para robusta; se estima un déficit promedio anual de un millón de sacos de 60 kg. Las especies arábiga y robusta son importantes por producir la bebida de mayor consumo en el mundo y por poseer características fenotípicas especiales, tolerancia a la sequía y adaptabilidad a diferentes condiciones de clima, suelo y métodos de cultivo, particularmente la especie robusta, (Castro y Hernando, 2012). El estado ha planificado, a través del Plan Nacional para el Buen Vivir 2017- 2021, impulsar la productividad y competitividad para el crecimiento económico sustentable de manera redistributiva y solidaria (objetivo 7), que en la política 5.3 define: Promover la investigación, la formación, la exportación, el desarrollo y la transformación tecnológica, la innovación y el emprendimiento, en articulación con las necesidades sociales, para impulsar el cambio de la matriz productiva (SENPLADES, 2017) .
El crecimiento y desarrollo de las plantas está regulado por ciertas sustancias químicas, que en conjunto ejercen una interacción para cambiar las necesidades de la misma; por lo tanto, la biotecnología puede contribuir al aumento y mejoramiento de la producción de café, permitiendo obtener una elevada productividad, (Kessel, 2008). Para evitar las enfermedades comunes del café, en la actualidad se analiza: desarrollar genotipos tolerantes o injertar variedad de alto valor agronómico sobre patrones resistentes, (Castro et al., 2010). En general, la ingeniería genética está dirigida al mejoramiento de las plántulas con las cuales se espera obtener cultivares altamente productivos y resistentes al estrés biótico (plagas y enfermedades) y abióticos (condiciones de sequía), (Fernández et al., 2010).
En el ensayo, se aplicaron fitohormonas que se producen en las células de las plantas; se sintetizan en una parte de ellas y se trasladan a otro sitio donde ejercen su acción fisiológica en muy bajas concentraciones. Este accionar está regulado por gradientes de concentración que son difíciles de reproducir experimentalmente, (Fernández et al., 2015). La hormona a aplicarse es la citoquinina, que es de origen natural, derivada de purinas o adeninas, grupo en el cual se incluyen: la kinetina, zeatina y benzilaminopurina, (Cruz et al., 2010). El uso de la citoquinina puede causar efectos negativos, pero, en algunos casos, es apropiado para la inducción de brotes, aunque también actúa en detrimento de las características morfológicas de las plantas, (Urrea, et al., 2009)
El método de injertación hipocotiledonal consiste en utilizar un patrón (porta injerto) de Coffea canéphora P y una yema de Coffea arábigo L. puesto que la primera especie es tolerante a los nemátodos y la segunda proporciona un producto de mayor calidad física y organoléptica, (Cupull et al., 2010). En este estudio, se utilizó el método Reyna, pues se consideró que el uso del injerto hipocotiledonal es económico e importante y ya ha sido probado en el control de plagas y enfermedades del sistema radical, a las que el patrón es resistente, (Reyes et al., 2016). La Injertación de la especie Coffea arábiga sobre el patrón de Coffea canéphora puede tolerar la infestación de plagas, puesto que él porta injerto y posee un mejor sistema radicular, (Reyes, y et al., 2016).
De acuerdo con World Coffee Research, (2016), se está promoviendo este tipo de investigaciones puesto que el café arábigo es el único de importancia económica de las 104 especies descubiertas hasta el momento, que es autogamo o autofértil. En el 2017, el W.C.R. exploró el injerto de cultivares de alta calidad de Arábica en porta-injertos de Robusta tolerantes a la sequía y pestes y observó una posible solución para la adaptación al cambio climático. El programa PROMECAFE, que avala el Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas (IICA), en convenio con el Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE), ha logrado significativos avances al contar con material genético de café arábigo y robusta superiores, dispone de semillas para los productores de café de la variedad porta injertos tolerante a los nemátodos de la raíz y posee variedades de café arábigo altamente competitivos en rendimiento y calidad, (Canet y García, 2010); con lo cual se puede alcanzar un efecto significativo en la economía, el medioambiente y el desarrollo social de los agricultores que confían su futuro al cultivo y comercialización del café, (Cadena y Gaitán, 2006)
El café es, a nivel mundial, una actividad clave en países en desarrollo como el Ecuador. Se estima que su procesamiento y comercialización movilizan más de 70.000 millones de dólares anuales y dan trabajo a más de 125 millones de personas, (Rojo, 2014). En Ecuador, la actividad cafetalera constituye una fuente de trabajo para 600.000 productores, 850 personas que laboran en la trasformación del café y 500 comerciantes; además, contribuye al ingreso de divisas para el país, aunque en los últimos años ha disminuido significativamente. El Cantón Jipijapa cuenta con el 38.6% del área sembrada y se considera que produce el café arábigo de mejor calidad del Ecuador, aunque aún no ha alcanzado los niveles de desarrollo que se espera de una actividad económica tan importante, por lo que resulta imperativo desarrollar proyectos de mejora tecnológica, (Santistevan, et al., 2014). En el área de la salud, los efectos de la cafeína son numerosos; muchos de ellos son beneficiosos y otros, deletéreos, lo que se estima, que al menos, el 30 % de la producción mundial consume una taza de café al día, (Valenzuela, 2010).
El objetivo de esta investigación consiste en determinar la incidencia de la fitohormona kinetina en el crecimiento de cuatro variedades de Coffea arábigo L.: Sarchimor 1669, Sarchimor 4260, Pache y Catuai rojo, injertados sobre patrón Coffea canéphora P., a nivel de vivero, que pertenece a la granja experimental de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, ubicado en el recinto Andil del Cantón Jipijapa, bajo la hipótesis de que la aplicación dosificada de la fitohormona kinetina incidirá favorablemente en el crecimiento y desarrollo de las plántulas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización del ensayo
La presente investigación se llevó a efecto en el vivero de la granja experimental de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, ubicado en el recinto Andil, en el Km 4 de la vía Jipijapa-Noboa. Geográficamente se ubica el vivero en las coordenadas UTM: x 0551179 y y 9851122 a 368 msnm.; el clima posee una temperatura de 24ºC, una precipitación media anual entre 500-1000 mm. y una humedad relativa del 60 %, de acuerdo con los datos meteorológicos de la Estación Andil- UNESUM. El recinto Andil se caracteriza por poseer una topografía ondulada, con suelo de textura arcillo-limoso, con buen drenaje y PH de 6,7.
Diseño experimental
Se utilizó un experimento factorial de A x B con diseño de bloques al azar, con 8 tratamientos y 4 repeticiones, donde resultaron 32 unidades experimentales de 0, 30 m. x 0.25 m. El factor A representado por las variedades injertadas de: Sarchimor 1669 (V1), Sarchimor 4260 (V2), Pache (V3) Y Catuai rojo (V4), y el factor B que implica el uso de la hormona kinetin en dosis de 0.50 ml x l/H2O (H1) y la no aplicación de la misma (H2). Los tratamientos fueron los siguientes:
El número de plantas por tratamientos es 30 y el número de plantas útiles es 12; el número de plantas por repeticiones es 240 y el número de plantas del ensayo 960.
Metodología de la toma de datos
Días al prendimiento (DP): esta variable se registró contando los días que transcurrieron desde que las plantas fueron injertadas hasta que mostraron más del 50% de prendimiento.
Porcentaje de prendimiento de injerto (PPI): dato que se tomó a los 15 días de haberse realizado el injerto; se contaron las plantas prendidas o no, el resultado se expresó en porcentaje.
Vigor del injerto (VI): mediante observación directa, se midió el vigor del injerto en una escala propuesta por el Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIAP), de 1-5 en cada tratamiento y repetición, de acuerdo con la siguiente descripción:
Altura del injerto (AI): para medir esta variable se tomó en cuenta 12 plantas del área útil de cada unidad experimental. Se midió desde la inserción del injerto hasta el ápice terminal del tallo; esto se realizó a los 180 días después de haber injertado, los resultados se expresaron en cm.
Diámetro del injerto (DI): se evaluó a los 180 días, después de haber injertado en 15 plantas de cada tratamiento y repetición; esto se efectuó con el empleo de un calibrador de Vernier en el punto inmediato del injerto, se expresó en mm
Número de hojas del injerto (NHI): esta variable se contabilizó de manera directa, observando el número total de hojas existentes; esto se hizo en 15 plantas a los 180 días en cada tratamiento y repetición
Longitud de la hoja (LH): esta variable se midió tomando en cuenta 15 plantas de la parcela neta, en la parte baja, media y alta de la planta, desde el punto de inserción de la hoja hasta el ápice; esto se realizó con la ayuda de un flexómetro a los 180 días y se valoró en cm.
Ancho de la hoja (AH): variable que se tomó midiendo en la parte media de la hoja con un flexómetro en 15 plantas por parcela a los 180 días y se cuantifico en cm.
Porcentaje de sobrevivencia (PS): esta variable se registró tomando en cuentas el número de plantas injertadas vivas y muertas, de manera individual en cada una de las parcelas; el resultado se expresó en porcentajes.
Volumen de raíz (VR): se midió esta variable a los 150 días con la ayuda de una probeta y un recipiente al que se le agregó agua con una cantidad determinada y se midió el nivel de la misma para así tener el resultado del volumen de raíz; esto se efectuó en dos plantas por parcela; los resultados se dieron en cm3.
Longitud de raíz (LR): dato que se midió a los 150 días, con la ayuda de un flexómetro en dos plantas tomadas al azar por parcela, desde el cuello hasta la cofia de la raíz principal; los resultados se expresaron en cm.
Análisis estadístico: se tomaron lo datos promedios de todos los tratamientos de cada una de las variables, por cada repetición; los mismos fueron ingresados en una hoja Excel para luego aplicar el programa InfoStat, en el cual se copió la hoja Excel y se escogió la opción estadística para luego seleccionar el análisis de varianzas y obtener las variables dependiente e independiente.
RESULTADOS
Los resultados muestran que, a los diez días de haber realizado el injerto, el 60 % de las plantas presentaron prendimiento y compatibilidad entre patrones y variedad, con lo que se observó buen desarrollo de raíces; posteriormente, a los 15 días, se efectuó el conteo de las plantas que presentaban mayor prendimiento y cuyo resultado se expresa en la tabla 1 (Tabla 1).
En el análisis de los tratamientos y variables, se aplicó el análisis de varianza y la prueba de Tukey al 0,05 %, empleando para el efecto el programa InfoStat. Para determinar el nivel de significación de la F calculada, se buscó en la tabla de Studen los valores de los grados de libertad para las repeticiones, variedades, hormonas e interacciones, al 1 y al 5 %; con estos valores, se logró determinar el grado de significancia en función de los datos que se encuentra en el análisis de varianza.
Altura de planta
Los resultados de la evaluación realizada evidenciaron diferencias altamente significativas donde se detectó que los tratamientos V1H1 Sarchimor 1669 con hormona (21,88 cm.), V2H1 Sarchimor 4260 con hormona (19,58 cm.), V4H2 Catuai rojo sin hormona (19,39 cm.) y V1H1 Catuai rojo con hormona (19,33 cm.) obtuvieron los valores más altos. La prueba de Tukey al 95 % de confianza determinó que los tratamientos son estadísticamente iguales y superiores al resto de tratamientos. Los registros más bajos se presentaron en los tratamientos V3H1 Pache con hormona (13,21 cm.) y V3H2 Pache sin hormona (12,18 cm.).
Diámetro de plantas
En la evaluación, se encontró que los tratamientos V4H1 Catuai rojo con hormona (4,17 cm.), V2H1 Sarchimor 42,60 con hormona (4,02 cm.), V3H1 Pache con hormona (3,98 cm.) y V3H2 Pache sin hormona (3,92 cm.) fueron estadísticamente iguales. Los tratamientos V1H1 Sarchimor 1669 con hormona (3,83 cm.) y V4H2 Catuai rojo sin hormona son iguales y el registro más bajo se presentó en el tratamiento V1H2 Sarchimor 1669 sin hormona (3,73 cm.).
Longitud de hojas
Los promedios de longitud de hojas evidenciaron que los tratamientos fueron altamente significativos y estadísticamente iguales y se registraron los valores más altos en los tratamientos V4H1 Catuai rojo con hormona (1,04 cm.) y V2H1 Sarchimor 4260 con hormona (1,01 cm.) y el valor más bajo es el tratamiento V2H2 Sarchimor 1669 sin hormona (0,93 cm.).
Longitud de raíz
Los registros demostraron diferencias estadísticamente significativas y se detectó que los tratamientos VH1 Sarchimor 16,69 con hormona (25,81 cm.) y V4H1 Catuai rojo con hormona (25,06 cm.) obtuvieron los valores más altos. El registro más bajo se presentó en el tratamiento V3H2 Pache sin hormona (20,31 cm.).
Ancho de hojas
Los resultados evidenciaron diferencias no significativas y se detectó que los tratamientos V4H1 Catuai rojo con hormona (6,26 cm.), V3H1 Pache con hormona (6,22 cm.), V3H2 Pache sin hormona (6,08 cm.) y V2H1 Sarchimor 42,60 con hormona (6,06 cm.), fueron estadísticamente iguales; el registro más bajo se presentó en el tratamiento V1H2 Sarchimor 1660, sin hormona (5,36 cm.).
Número de hoja
Los registros evidenciaron diferencias altamente significativas y se detectó que los tratamientos V3H1 Pache con hormona (15,05 cm.) y V1H1 Sarchimor 1669 con hormona (14,31 cm.) obtuvieron los valores más altos. El registro más bajo se presentó en el tratamiento V3H2 Pache sin hormona (11,96 cm.).
Área foliar
En esta variable, se evidenciaron diferencias significativas y se detectó que los valores más altos se obtuvieron en los tratamientos V2H1 Sarchimor 4260 con hormona (46,97 cm2.) y V3H1 Pache con hormona (46,33 cm2.). El registro más bajo se presentó en el tratamiento V1H2 Sarchimor 1669, sin hormona (34,58 cm2.).
Volumen de raíz
Los resultados evidenciaron diferencias significativas y se detectó que los tratamientos V3H1 Pache con hormona (5,50 ml.), V2H1 Sarchimor 4260 con hormona (5,13 ml.) y V3H2 Pache sin hormona (5,13 ml.) fueron estadísticamente iguales y superiores a los demás. El registro más bajo lo obtuvo el tratamiento V1H2 Sarchimor 1660, sin hormona (4,13 ml.).
Peso de raíz
Los resultados encontraron diferencias altamente significativas; los tratamientos V3H1 Pache con hormona (5,38 gr.) y V2H1 Sarchimor 42,60 con hormona (5,00 gr.) fueron superiores y estadísticamente iguales. El registro más bajo se presentó en el tratamiento V1H2 Sarchimor 1669, sin hormona (4,00 gr.).
Vigor
En la evaluación del vigor, se evidenciaron diferencias significativas donde se encontró que el valor más alto lo obtuvo el tratamiento V3H1 Pache con hormona (4,04) y el registro menor lo obtuvo el tratamiento V1H2 Sarchimor 1660, sin hormona (3,02).
DISCUSIÓN
La aplicación de la citoquinina kinetina influyó en el desarrollo de las variables consideradas; en unos casos en forma altamente significativa y en otros de manera significativa; pero no en la medida de lo esperado; aun así se evidencia la influencia de las fitohormonas en el crecimiento, confirmando lo aseverado por Mc Courth (como se citó en Cruz et al., 2010) al indicar que estos compuestos son responsables de la expresión génica de diversos eventos de crecimiento y desarrollo y, además, participan en la regulación de múltiples procesos fisiológicos como la germinación, la semilla, el enraizamiento y los movimientos trópicos, entre otros; es decir, las fitohormonas se caracterizan por influenciar en variadas respuestas morfogénicas y de crecimiento, de manera pleotropica; para Rojo, (2008) la citoquinina se sintetiza en cualquier tejido vegetal: tallos, raíces, hojas, frutos o semillas, aunque principalmente, y mayoritariamente, en las raíces.
La aplicación de la kinetina provocó un mayor desarrollo del sistema radical, lo que se traduce en poseer una mayor superficie de absorción de nutrientes, así como un mayor crecimiento y desarrollo en altura y, en general, en la parte aérea de las plantas, con lo que coincide Tomaz et al., (2005) al indicar que el injerto aprovecha el sistema radicular más desarrollado de café robusta, empleado como porta injerto y mejora las características del café arábigo que posee una alta productividad, mejor tamaño del fruto y calidad organoléptica.
CONCLUSIONES
En el presente ensayo, no se obtuvieron los resultados esperados en cada una de las variables consideradas, pero sí se logró una respuesta altamente significativa cuando se evaluó el crecimiento o altura de la planta; de igual manera, se establecieron diferencias estadísticas entre los tratamientos en los que se aplicó la fitohormona kinetin y aquellos en los cuales no se les aplicó esto. Se evidenció, particularmente, cuando se comprobó el diámetro de las plantas en la longitud de las hojas y en la longitud de las raíces.
La altura de las plantas injertadas varía con el tratamiento con hormonas; en este caso, se evidenció diferencias altamente significativas en el tratamiento VIH1, Sachimor 1669. En cuanto al diámetro de la planta, longitud de las hojas y longitud de raíz, el tratamiento V4H1 Catuai rojo arrojó mejores resultados.
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