Efecto de concentraciones de fósforo, níquel y sílice en el crecimiento, nodulación y fijación simbiótica de N2 en Vigna unguiculata (L) Walp, Vigna unguiculata ssp sesquispedalis y V. radiata

Abstract

Especies del género Vigna, constituyen fuentes importantes de proteínas y minerales para la alimentación de las poblaciones localizadas principalmente en países del tercer mundo. Estas especies tienen la capacidad de formar simbiosis con Rhizobium lo cual les confiere la capacidad de fijar N2 atmosférico. Sin embargo, la efectividad de la simbiosis dependerá principalmente de la presencia de niveles óptimos de macro y micronutrientes para el desarrollo de las plantas. Diversos estudios han señalado que, entre los macronutrientes requeridos por las leguminosas, el fósforo (P) es determinante para el establecimiento de las simbiosis con los rizobios mientras que micronutrientes tales como el níquel (Ni) y el sílice (Si) favorecen la formación de los nódulos y la actividad fijadora de los bacteroides. El principal objetivo de esta investigación fue estudiar el efecto de concentraciones crecientes de P, Ni y Si; en el crecimiento de plantas de frijol bayo (Vigna unguiculata (L) Walp), frijol chino (Vigna unguiculata ssp sesquispedalis) y vainita china (V. radiata); inoculadas con cepas efectivas de rizobios. Para estos ensayos, las plantas fueron crecidas en invernadero, en botellas de Leonard conteniendo una solución nutritiva básica, enriquecida con concentraciones crecientes de los nutrientes mencionados a pH 6.8. Antes de la siembra, la mitad de las semillas de cada especie fueron pre-inoculadas con un inoculante comercial de Bradyrhizobium cowpea en turba. La solución nutritiva para el resto de las semillas no pre-inoculadas fue fertilizada con 6 mM de N. Los tratamientos incluyeron concentraciones de 1; 5; 15; 30; 60; 100; 250 y 600 μM de KH2PO4; 0; 1; 5; 10; 20; 50; 100 y 200 μM NiCl2; 1; 3; y 5 μM H2.SiO3. Las plantas fueron cosechadas a los 60 días después de la germinación y se determinaron la biomasa aérea y nodular, así como las concentraciones de contenido de ureídos y fósforo en hojas de cada especie. Los resultados obtenidos en plantas de frijol bayo y vainita china indican una relación directa entre la biomasa aérea de plantas de frijol bayo y la concentración de P en la solución, así como entre las concentraciones de P en hojas y en la solución nutritiva. Mientras que aún la concentración mas baja de Ni tuvo efectos negativos en el crecimiento y nodulación de las plantas. Por el contrario, la adición de Si incrementó la biomasa aérea y nodular y la concentración de ureídos en las hojas. Por su parte el frijol chino mostró una tendencia a disminuir la biomasa aérea y nodular al aumentar las concentraciones de P y Ni, mientras que se observó un leve incremento en las biomasas aéreas y nodulares a concentraciones muy bajas de Si. Se encontró que la concentración óptima de fósforo, bajo estas condiciones, para las 3 especies es de 100 μM de KH2PO4. Sin embargo estos resultados indican la necesidad urgente de proseguir con estas investigaciones a fin de determinar los niveles nutricionales óptimos para el desarrollo de estas especies de leguminosas y para la mayor efectividad de la simbiosis con rizobios.