Variaciones del contenido de Mn de dos suelos sometidos a esterilización y su efecto sobre la pudrición radical o "mal de pie" del trigo (página 2)

Materiales y métodos

Se utilizaron dos suelos de la IX Región previamente determinados, suelo A como naturalmente supresivo (SS) (Entic Dystrandept, colectado en la localidad de Victoria), y suelo B como conducivo (SC) (Hydric Dystrandept, colectado en la localidad de Niágara) a la pudrición radical del trigo, en dos evaluaciones independientes. Esta determinación se basó en la transferencia de factores bióticos, en la cual la adición de un 1% de suelo natural a una base del mismo suelo previamente esterilizado, incide inhibiendo la expresión de la enfermedad en el caso de un suelo supresivo, o no afecta esta expresión en el caso de un suelo conducivo. En el Cuadro 1 se presentan los resultados de estas determinaciones

Cuadro 1. Determinación de la propiedad supresiva/conduciva de dos suelos de la IX Región. Table 1. Determination of suppressive/conducive properties of two soils from the IXth Region.

a : Inóculo de Gaeumannomyces graminis var. tritici, agregado al suelo al 0,1%. b : SS : Suelo supresivo; SC: Suelo conducivo a mal del pie. c : Valores unidos por igual letra indican que no hay diferencias significativas. Tukey (P>0,05). d : Medido 40 días después de la siembra.

Se diseñaron dos ensayos: 1) suelo sin inóculo de Gaeumannomyces graminis (Sacc.) von Arx & Olivier var. tritici Walker (Ggt), para determinar el efecto sobre la MS del trigo, y 2) suelo con y sin inoculación para observar el efecto del contenido de Mn sobre la expresión de la enfermedad.

I) Efecto del contenido de Mn del suelo sobre la materia seca.

Ambos suelos fueron evaluados en su forma natural y en condiciones de esterilización por 30 min en autoclave. Los tratamientos evaluados para cada uno de los dos suelos fueron: 1) suelo natural; 2) suelo esterilizado en autoclave; 3) suelo esterilizado en autoclave + 1% de suelo natural. Los tratamientos consideraron 20 repeticiones y se dispusieron en bloques completos al azar.

El experimento fue realizado en invernadero bajo condiciones controladas (18ºC y 75% HR). El suelo tratado se colocó en tubos de PVC de 15 cm de largo y una pulgada y media de diámetro. Cada tubo se sembró con una semilla de trigo cv. Dalcahue-INIA, previamente desinfectada en hipoclorito de sodio al 1% por 4 min, y se mantuvo a capacidad de campo con agua destilada a través de un dispensador automático de agua, durante los 40 días de duración de esta evaluación.

Las evaluaciones consistieron en: análisis químico completo inicial de ambos suelos, en su condición natural y estéril (Sadzawka, 1990); análisis químico de Mn del suelo a los 40 días de iniciado el ensayo; evaluación de la MS aérea producida a los 40 días (12 plantas de trigo/tratamiento); evaluación del porcentaje de infección radical al cabo de los 40 días (12 plantas/tratamiento) (Clarkson y Polley, 1981).

Los resultados fueron sometidos a análisis de varianza y cuando hubo diferencias significativas se utilizó la Prueba de Tukey para comparación de medias de tratamientos.

II) Efecto del contenido de Mn del suelo sobre la infección radical.

Se utilizaron los mismos suelos del experimento anterior. Ambos suelos fueron evaluados en su condición natural y mediante esterilización en horno microonda. En este caso, los tratamientos incluyeron la inoculación artificial con el hongo Gaeumannomyces graminis var. tritici Ggt, el cual fue preparado a partir de un aislamiento de Carillanca, IX Región, inoculando matraces con granos de avena esterilizados en autoclave por 20 min, en dos días consecutivos; desarrollados en estas condiciones por 30 días; secados a temperatura ambiente por 48-72 h; molidos en una licuadora industrial; tamizados a tamaño de partícula de 0,5-1 mm; y mantenidos en matraces estériles a 5°C hasta su uso (Weller y Cook, 1983; Andrade et al., 1994).

La esterilización del suelo se realizó con microonda durante 5 min cada vez, por tres días sucesivos (Rubio et al., 1994), puesto que este método permite esterilizar el suelo sin provocar aumentos exagerados del Mn del suelo.

Los tratamientos para cada uno de los dos suelos fueron los siguientes: 1) suelo natural; 2) suelo natural + Ggt; 3) suelo esterilizado; 4) suelo estéril + Ggt.

Los tratamientos consideraron 15 repeticiones y se dispusieron en bloques completos al azar. El suelo, sólo o mezclado cuidadosamente con un 0,1% con Ggt en un balde previamente desinfectado, se colocó en tubos de PVC de 15 cm de largo y una pulgada y media de diámetro, iguales a los utilizados en el experimento anterior. Cada tubo se sembró con una semilla de trigo cv. Dalcahue-INIA, previamente desinfectada, y se mantuvo a capacidad de campo durante los 40 días de duración de esta evaluación, con agua destilada y riego homogéneo a través de un dispensador automático.

Las evaluaciones se realizaron con la misma metodología antes citada y consideraron: análisis químico completo inicial de ambos suelos, en su condición natural y estéril; análisis químico de Mn del suelo al término del experimento; evaluación de la MS aérea a los 40 días (12 plantas de trigo/tratamiento); evaluación del porcentaje de infección radical al cabo de los 40 días (12 plantas/tratamiento).

Los resultados fueron sometidos a análisis de varianza, y cuando hubo diferencias significativas se utilizó la Prueba de Contrastes Ortogonales para comparación de las medias de tratamiento.

Resultados y discusión

I. Efecto del contenido de Mn del suelo sobre la materia seca.

La caracterización química de ambos suelos utilizados se desglosa en el Cuadro 2. De acuerdo a las características físicas el suelo supresivo A corresponde a un rojo arcilloso (Entic Dystrandept), mientras que el conducivo B es un trumao (Hydric Dystrandept), ambos derivados de cenizas volcánicas.

Cuadro 2. Caracterización química de dos suelos de la IX Región, en su condición natural y bajo esterilización con autoclave. Table 2. Chemical characterization of natural and autoclaved soils from the IXth Region.

C.I.C.E.: Capacidad de intercambio catiónico efectiva.

De la comparación de ambos suelos en su condición natural (Cuadro 2) se desprende que el supresivo (rojo arcilloso) tiene valores más bajos de N, S y MO que el conducivo (trumao). Esto es lógico, puesto que la disponibilidad de N y S del suelo está condicionada por el tenor de MO que posea. El contenido de P es bajo en ambos suelos. En cambio, las bases de intercambio son más altas en el suelo rojo arcilloso (supresivo) que en el trumao (conducivo), lo cual también es típico de ambos tipos de suelos en la IX Región. Esto determina, a su vez, que la capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE) también sea más elevada en el rojo arcilloso. El elevado tenor de Al de intercambio del suelo supresivo determina también una mayor saturación de Al y de acidez respecto al suelo trumao.

Respecto a los micronutrientes, el rojo arcilloso (supresivo) exhibe niveles levemente mayores de B, Fe y Cu y más pobres de Zn que el suelo trumao (conducivo). Sin embargo, la mayor diferencia se expresa en el contenido de Mn, el cual es considerablemente superior en el rojo arcilloso (supresivo) respecto del trumao. Esto no es de extrañar puesto que los altos contenidos de MO de los trumaos establecen constantes de estabilidad muy altas que conducen a un nivel relativamente bajo de disponibilidad de Mn (Rodríguez, 1993). Cabe señalar también, que el análisis químico de 5 suelos supresivos y 3 suelos conducivos clasificados en el mismo proyecto, no arrojó ningún patrón definido asociado a las características de uno u otro, observándose entre los suelos supresivos niveles de Mn variables entre 1,7 y 10,3 mg kg-1, y entre los suelos conducivos de 50 a 70 mg kg-1 (datos no presentados).

En cuanto al efecto de la esterilización con autoclave sobre ambos suelos (Cuadro 2), se puede observar que en el rojo arcilloso (supresivo) se eleva levemente el tenor de N y baja en pequeña proporción el contenido de P, el pH y la saturación de Al. El resto de los macronutrientes primarios y secundarios y los micronutrientes se mantienen prácticamente inalterados. Sin embargo, el efecto más importante se manifiesta en un significativo incremento del tenor de Mn del suelo supresivo, alcanzando a 293 mg kg-1.

Por otra parte, en el suelo trumao (conducivo) la esterilización produce un incremento importante de N y S derivado de la fuerte mineralización de residuos frescos que provoca este proceso en el suelo, por su mayor contenido de MO (17%). El resto de los macro y micronutrientes se mantienen prácticamente iguales. Nuevamente, el cambio más significativo lo manifiesta el Mn que aumenta de 2,52 a 295 mg kg-1, al igual que en el otro suelo. Es decir, la esterilización del suelo genera una gran liberación de este micronutriente, independientemente del tipo de suelo y a niveles prácticamente idénticos. La esterilización de un suelo tiene muchos efectos indefinidos, entre ellos el incremento en la disponibilidad de micronutrientes (Allison, 1951; Hodgson, 1963). El significativo cambio en los valores de Mn disponible, por efecto de la esterilización de suelo, es coincidente con lo reportado en la literatura (Martin, 1953; Forsee, 1954; Hodgson, 1963).

Respecto de los tenores de Mn, al cabo de 40 días desde la siembra de trigo (Cuadro 3), se observa que los valores aumentan significativamente en los tratamientos esterilizados. Estos resultados son coincidentes con lo descrito por Martin (1953), Forsee (1954) y Hodgson (1963).

Cuadro 3. Contenido de Mn de dos suelos de la IX Región esterilizados en autoclave, a los 40 días de desarrollo de plantas de trigo cv. Dalcahue-INIA. Table 3. Mn content of two autoclave sterilized soils from the IX Region, 40 days after sowing with wheat cv. Dalcahue-INIA.

Letras distintas indican diferencias significativas (P < 0,05) según prueba de Tukey.

Por otro lado, se observó que los tenores de Mn disminuyeron levemente en los tratamientos en que se adicionó 1% de suelo natural al suelo esterilizado. Esta última respuesta es idéntica en ambos suelos, pero aún así todos los valores de Mn siguen siendo muy altos. Estas oscilaciones muy probablemente se relacionan con las poblaciones microbianas incorporadas a través del suelo natural, lo cual les permite un rápido desarrollo al encontrar un ambiente estéril. Respecto de la diferente magnitud de esta fluctuación del Mn entre ambos suelos, por efecto de la esterilización (muy superior en el suelo B), probablemente esté relacionada con la apreciable diferencia de MO entre ambos suelos. Se ha establecido que parte importante del Mn+2 se asocia con la MO (Katyal y Randhawa, 1986) formando quelatos a través de los ácidos húmicos y fúlvicos existentes en ella (Fassbender, 1975).

Respecto del peso total de la MS de la parte aérea y de raíces, las variaciones en el contenido de Mn no afectaron en forma significativa ninguno de los dos parámetros (Cuadro 4). Tampoco se apreciaron diferencias en MS aérea y radical en cada suelo, a pesar de la variación existente en el contenido de Mn. Lo anterior es un indicador de que los altos tenores de este micronutriente, en ambos suelos, no resultaron restrictivos para el desarrollo de las plantas. Este antecedente reviste especial importancia para efecto de la metodología empleada en la determinación de las características supresivas/conducivas de los suelos, toda vez que la expresión de la inhibición natural es determinada a través del incremento en la MS de las plantas, además de la infección radical. Con estos resultados se descartaría el efecto del Mn sobre el incremento de la MS observada en suelos supresivos, al ser éstos mezclados con un 1% de suelo natural.

Cuadro 4. Materia seca de parte aérea y de raíces de trigo cv. Dalcahue-INIA, a los 40 días de la siembra en suelo natural y suelo esterilizado en autoclave. Cuadro 4. Materia seca de parte aérea y de raíces de trigo cv. Dalcahue-INIA, a los 40 días de la siembra en suelo natural y suelo esterilizado en autoclave.

C.V.: coeficiente de variación. NS: no significativo.

II. Efecto del contenido de Mn del suelo sobre la infección radical.

En este experimento los cambios químicos generados por el proceso de esterilización con microonda fueron considerablemente menores a los provocados con la esterilización en autoclave (Cuadros 2 y 5). Prácticamente no hubo cambios en los tenores de N y S, elementos que se mineralizan fácilmente en suelos con alto contenido de MO como es el suelo trumao (conducivo). El único cambio significativo derivado de la esterilización de ambos suelos fue nuevamente el contenido de Mn disponible, aunque ahora el incremento fue menor que en el experimento anterior. El suelo rojo arcilloso (supresivo) alcanzó el mayor valor (53,8 mg kg-1), mientras que el trumao (conducivo) llegó a 29,0 mg kg-1. El resto de los parámetros químicos no varió significativamente. Cabe señalar que si bien los suelos utilizados en este experimento provienen del mismo sitio que aquellos empleados en el primero, éstos fueron colectados en una fecha posterior. Ello puede explicar algunas variaciones en los tenores de Mn inicial, derivados del contenido de humedad específico del suelo.

Cuadro 5. Caracterización química de dos suelos de la IX Región, en su condición natural y sometido a esterilización con microonda. Cuadro 5. Caracterización química de dos suelos de la IX Región, en su condición natural y sometido a esterilización con microonda.

C.I.C.E.: Capacidad de intercambio catiónico efectiva.

La evolución del tenor de Mn del suelo al cabo de los 40 días se presenta en el Cuadro 6. Al igual que en el experimento anterior, se observó un incremento importante del Mn producto de la esterilización del suelo, y esta vez el aumento también fue proporcionalmente mayor en el suelo B. Con excepción del tratamiento con suelo B natural, todos los valores de Mn califican en la categoría alto (Rodríguez, 1993), independientemente del tratamiento evaluado.

Cuadro 6. Contenido de Mn en los suelos A y B, al cabo de 40 días de desarrollo del trigo cv. Dalcahue-INIA. Table 6. Mn content of soils A and B 40 days after sowing wheat cv. Dalcahue-INIA.

C.V.: Coeficiente de variación. **: (P < 0,01).

De la comparación del contenido final de Mn de los suelos con y sin Ggt (Cuadro 7), se desprende que no hay diferencias significativas entre los tratamientos, en ambos suelos, excepto en el caso del suelo B entre los tratamientos suelo estéril y suelo estéril + Ggt. Sin embargo, incluso en este mismo caso, esta variación está asociada a valores de rango alto de disponibilidad de Mn.

Cuadro 7. Contrastes ortogonales del contenido de Mn del suelo, a los 40 días desde la siembra de trigo cv. Dalcahue. Table 7. Orthogonal contrasts of Mn content of soils A and B, 40 days after sowing wheat cv. Dalcahue-INIA.

NS: no significativo. **: (P < 0,01).

Respecto del posible efecto del Mn sobre la infección radical, los resultados se presentan en el Cuadro 8. En ellos se puede observar que la infección radical en las plantas de trigo se expresó en forma muy similar en ambos suelos, independientemente del contenido de Mn. Se puede observar que mientras la infección en los tratamientos de suelo estéril sin Ggt era prácticamente cero, en los tratamientos de suelo estéril + Ggt, ésta era superior al 87%. Lo anterior indica que el alto contenido de Mn no se tradujo en una disminución de la infección, aún cuando este micronutriente aumentó en forma muy significativa por efecto de la esterilización de los suelos. Estos resultados descartarían el posible efecto del Mn en la disminución de la enfermedad en estos suelos, contrariamente a lo observado por varios autores (Wilhelm et al., 1988; Lucas y Sarniguet, 1990; Huber y McCay-Buis, 1993, citados por Hornby, 1998) en otros lugares del mundo. Por tanto, la disminución de la infección observada en los suelos supresivos, al adicionar un 1% de suelo natural a suelo esterilizado, no estaría influenciada por el aumento en el contenido de Mn producto del proceso de esterilización.

Cuadro 8. Materia seca aérea e infección radical de trigo cv. Dalcahue-INIA, al cabo de 40 días desde la siembra. Table 8. Leaf dry matter and root infection of wheat cv. Dalcahue-INIA, 40 days after sowing.

C.V.: Coeficiente de variación. **: (P < 0,01).

La MS foliar de las plantas de trigo, como era de esperar, respondió en forma inversamente proporcional a la infección radical, siendo significativamente afectada por la enfermedad (Cuadro 8). En ambos suelos tratados por esterilización, ésta disminuyó en cerca de 3 veces cuando se inoculó con Ggt. También se pudo apreciar que la respuesta fue muy similar en ambos suelos, independientemente del contenido de Mn alcanzado (Cuadro 6).

Los contrastes ortogonales efectuados para infección y MS (Cuadros 9 y 10, respectivamente), reflejan que las diferencias observadas en porcentaje de infección y peso de MS fueron altamente significativas. Ello ocurrió a pesar de incrementarse significativamente el Mn en los tratamientos con suelo esterilizado (Cuadro 6), descartando así el posible efecto del Mn en la disminución de la enfermedad.

Cuadro 9. Contrastes ortogonales de la infección radical (%) de trigo var. Dalcahue-INIA, a los 40 días desde la siembra. Table 9. Orthogonal contrasts of root infection of wheat cv. Dalcahue-INIA, 40 days after seeding.

NS: No significativo. **: (P < 0,01).

Cuadro 10. Contrastes ortogonales de la materia seca foliar de trigo cv. Dalcahue-INIA, a los 40 días desde la siembra. Table 10. Orthogonal contrasts of leaf dry matter of wheat cv. Dalcahue-INIA, 40 days after seeding.

NS: No significativo. **: (P < 0,01).

Conclusiones

Los suelos estudiados presentan niveles relativamente altos de Mn disponible. Estos valores tienden a incrementarse producto de la esterilización, principalmente con autoclave y, en menor medida con microonda, independientemente que se trate de suelos calificados como supresivos o conducivos a la pudrición radical.

La MS de las plantas no se ve afectada por las variaciones experimentadas por el Mn en estos suelos, al tratarlos con esterilización.

El proceso de infección radical de las plantas de trigo, por efecto de la inoculación con el hongo causal, opera en forma totalmente independiente del contenido de Mn disponible del suelo, sea éste supresivo o conducivo. La infección radical llegó a niveles tan altos como un 89%, a pesar de los valores significativamente altos de disponibilidad de Mn. Lo anterior indica que la inhibición de la infección observada al transferir 1% de suelo supresivo a una base de suelo estéril, no se debe al mayor contenido de Mn del suelo esterilizado, sino a factores bióticos asociados a esos suelos.

La metodología que contempla la esterilización de los suelos y la transferencia de factores bióticos, para la determinación de la naturaleza supresiva o conduciva a la pudrición radical, no está afectada por las variaciones experimentadas en los contenidos de Mn de estos suelos, y aparentemente tampoco por el estado nutricional de los mismos, lo cual permitiría reafirmar el carácter biológico del fenómeno de supresividad.

Literatura citada

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Publicación original. Agric. Téc. [online]. jul. 2001, vol.61, no.3 [citado 12 Junio 2007], p.339-351. Disponible en la World Wide Web: <>. ISSN 0365-2807. Reproducción autorizada por: Revista Agricultura Técnica, hriquelm[arroba]inia.cl

Ricardo Campillo2, Orlando Andrade2 y Eduardo Contreras 2

1 Recepción de originales: 17 de agosto de 1999. Trabajo financiado por el Proyecto FONDECYT N°1960031. 2Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Centro Regional de Investigación Carillanca, Casilla 58-D, Temuco, Chile. E-mail: ;