Efecto del material    vegetal de plantación sobre la incidencia de pudriciones secas en  Colocasia    esculenta  (L.) Schott y  Xanthosoma  spp.

Ernesto Espinosa; Lidcay Herrera Isla; Amaurys Dávila Mártinez; Alberto Espinosa Cuéllar; Yadelys Figueroa Aguila; Danneys Armario Aragon; Delia Pérez Garcia; José Aguiar; Michel Chamizo

Sintitul2

ARTÍCULO ORIGINAL

Biotecnología Vegetal Vol. 12, No. 4: 235 - 244, octubre - diciembre, 2012
IISSN 2074-8647, RNPS: 2154 (Versión electrónica)
ISSN 1609-1841, RNPS: 0397 (Versión impresa)

Efecto del material vegetal de plantación sobre la incidencia de pudriciones secas en Colocasia esculenta (L.) Schott y Xanthosoma spp.

Effect of the planting material on the incidence of dry rot in Colocasia esculenta (L.) Schott and Xanthosoma spp.

Ernesto Espinosa¹*, Lidcay Herrera Isla², Amaurys Dávila Mártinez¹, Alberto Espinosa Cuéllar¹, Yadelys Figueroa Aguila¹, Danneys Armario Aragon¹,Delia Pérez Garcia¹, José Aguiar¹, Michel Chamizo³.

¹Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT).

²Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.

³Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.

RESUMEN

La malanga (Xanthosoma spp. y Colocasia esculenta) es una planta monocotiledónea que se propaga de forma vegetativa. Este trabajo se desarrolló con el objetivo de determinar el efecto del tipo de material vegetal de plantación sobre la incidencia de pudriciones secas en dos cultivares de los géneros Colocasia y Xanthosoma. Se emplearon rizomas primarios, secundarios, coronas de rizomas primarios y plantas cultivadas in vitro. La plantación se mantuvo por doce meses. Las plantas se caracterizaron morfológicamente en la etapa de crecimiento así como se determinó la incidencia de pudriciones secas por tratamiento tanto en la etapa de crecimiento como a la cosecha. Además, se determinó el rendimiento. Cuando se emplearon plantas in vitro el porcentaje de incidencia de pudriciones secas y la intensidad de los daños fue menor en ambos cultivares y el rendimiento en rizomas primarios y total fue significativamente mayor. Los resultados indicaron la superioridad de este material vegetal sobre la semilla tradicional que se emplea en el cultivo de la malanga y permite diseñar un programa de producción de semilla por métodos biotecnológicos.

Palabras clave: clones, malanga, pudriciones secas, plantas in vitro.

ABSTRACT

The cocoyam (Xanthosoma spp. and Colocasia esculenta) is a monocot plant with vegetative propagation. This work was developed with the aim of determining the effect of the planting material type on the incidence of dry rot in two cultivars of Colocasia and Xanthosoma genera. Primary and secondary rhizomes, crowns of primary rhizomes and in vitro plants were used. The plantation was maintained for twelve months and the plants were characterized morphologically in the growing stage. Besides, it was determined the incidence of dry rot per treatment at growing and harvest stage. Finally, the yield was determined. When in vitro plants were used the percentage of incidence and intensity of the damage of dry rot was less in both cultivars. The yield in primary rhizomes and overall was significantly higher. The results indicated the superiority of in vitro plants as initial plantation material over the traditional seed used in taro culture. Furthermore, it allows the designing a seed production program by biotechnological methods.

Key words: clone, cocoyam, dry rot, in vitro plants.

INTRODUCCIÓN

La malanga (Xanthosoma spp. y Colocasia esculenta (L) Schott) ha sido tradicionalmente propagada en forma vegetativa. Esta planta
posee abundantes yemas en sus estructuras subterráneas y en la parte aérea del rizoma primario. El material vegetal que se comercializa para el fomento de plantaciones pueden ser rizomas secundarios enteros o secciones del rizoma primario, o los rizomas brotados. Éstos últimos son considerados como un material vegetal altamente perecedero, por lo que su selección y manejo adecuado evita su deterioro y se logran propágulos de calidad (Castillo y Castillo, 2004).

Sin embargo, uno de los factores que limitan la expansión del cultivo de la malanga, es la escasa disponibilidad de material vegetal de propagación. A diferencia de los cereales, cuyas semillas pueden ser almacenadas dos o más años y trasportadas fácilmente de un país a otro, la malanga requiere que sus propágulos, o material vegetal de plantación, estén frescos, suculentos o recién cosechados (Perdomo y Zambrano, 2004).

Además, este cultivo es afectado por microorganismos fitopatógenos que ocasionan pudriciones en raíces y rizomas (empleados como material de plantación) así como síntomas en la parte aérea de la planta. El amarillamiento en las hojas, síntoma típico de las pudriciones secas, ocurre como consecuencia de la disminución de las raíces funcionales y de la infección (Bejarano et al., 1998; Perneel et al., 2006; Quintero et al., 2006).

El material vegetativo de propagación, especialmente los rizomas primarios tomados de suelos infectados, puede transferir los agentes causales de la enfermedad a las nuevas plantaciones. Además, la malanga produce residuos de cosecha que pueden permanecer durante largo tiempo en el suelo y constituyen una fuente potencial de inóculo de los patógenos causantes de las pudriciones secas (Perneel et al., 2004).

El incremento de la incidencia de pudriciones secas en malanga ha ocasionado elevadas pérdidas a los productores y ha obligado a muchos de ellos a abandonar campos de siembra dedicados a este cultivo. La etiología de la enfermedad es compleja y se ha asociado a la presencia de Pythium splendens Brown, Fusarium solani (Mart.) Sacc, Rhizoctonia solani Kühn y Sclerotium rolfsii Sacc. (Herrera et al., 2004; Quintero et al., 2006; Folgueras y Herrera, 2006; Dávila, 2011), además, no existe control químico efectivo ni cultivares resistentes.

El uso de semilla de mala calidad, no certificada, y en la mayoría de los casos no sometida a selección y desinfección, uso de suelos infectados con hongos como S. rolfsii y F. oxysporum que causan la pudrición del rizoma, incrementan la incidencia de la enfermedad y por consiguiente las pérdidas que se producen en las plantaciones. Estas se valoran en algunos países superiores al 50% del rendimiento (Saborío et al., 2002; Saborío et al., 2004; Reyes, 2006).

Por todo ello, se requiere establecer estrategias de manejo agrotécnico que permitan disminuir las pérdidas que se producen en el material vegetal de plantación por la incidencia de pudriciones secas. En busca de soluciones para reducirlas se han realizado estudios relacionados con el control químico, distancia de plantación, plantación tardía, la mejora de drenaje, uso de material vegetal sano, plantación en bancos y rotación de cultivos, etc. (Onwueme y Charles, 1994; Saborío et al., 2004). No obstante, continúa siendo un problema al cual no se le ha encontrado una solución integral. Por ello, se requiere continuar su estudio. En este sentido, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del tipo de material vegetal de plantación sobre la incidencia de pudriciones secas en malanga.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó entre los meses de noviembre del año 2009 y noviembre del 2011, en el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT).

Material vegetal

Como material vegetal de plantación se emplearon rizomas secundarios, coronas de rizomas primarios y plantas cultivadas in vitro, todos obtenidos en el INIVIT. Los cultivares utilizados fueron `INIVIT MC 2005' (Colocasia) e `INIVIT MX-2007' (Xanthosoma).

Se utilizó el término malanga para denominar a los cultivares de las especies comestibles pertenecientes a los géneros Xanthosoma Schott y Colocasia Schott. Para hacer referencia al órgano subterráneo de almacenamiento de la malanga se utilizaron los términos rizomas principales o primarios (cormos) y rizomas secundarios (cormelos).

La plantación se realizó sobre un suelo Pardo mullido carbonatado según la clasificación genética de los suelos de la Academia de Ciencias de Cuba (Hernández et al., 1999). Se emplearon parcelas con cinco surcos de 20 plantas cada uno y una distancia de siembra de 0.90 x 0.35 m. Con el material vegetal de plantación de los dos cultivares se conformaron cinco tratamientos (Tabla 1). Se empleó un diseño de bloques completamente al azar con cuatro repeticiones. Se evaluaron las plantas de los tres surcos centrales, a excepción de las primeras y últimas para evitar el efecto de borde.

Para la realización de las actividades de campo se tuvo en cuenta lo establecido en el Instructivo Técnico para el cultivo de la Malanga (MINAG, 2008).

La plantación se mantuvo por doce meses y se realizaron evaluaciones morfológicas de las plantas en la etapa de crecimiento así como de la incidencia de pudriciones secas por tratamiento tanto en la etapa de crecimiento como a la cosecha.

Etapa de crecimiento

Caracterización morfológica de las plantas

Para la caracterización morfológica de las plantas en la etapa de crecimiento se tomaron 40 plantas por tratamiento en cada cultivar (400 en total) 24 semanas (seis meses) después de efectuada la plantación. Las variables fueron las siguientes:

Altura de la planta (cm): con el auxilio de una regla milimetrada se midió desde la base del pseudotallo hasta la parte de inserción del pecíolo, tomando como base referencia la hoja de mayor altura.
Diámetro del pseudotallo (cm): con un pie de rey, se midió en la inserción de la vaina de la hoja en la base de la planta.
Número de hojas: se contó el número de hojas por planta.
Número de hijos: se contó el número de hijos originados en la base de la planta madre durante todo su ciclo.
Área foliar (cm): se calculó por el método dimensional (largo x ancho del limbo). Este se basa en la longitud y ancho del limbo de la hoja y la relación matemática entre el área real y el producto del largo por ancho de dicha hoja.

Incidencia de pudriciones secas

Las evaluaciones de síntomas de pudriciones secas comenzaron 16 semanas (cuatro meses) después de la plantación y hasta la cosecha, mediante observaciones visuales. Los muestreos se realizaron cada cuatro semanas (en total 11 meses). En cada uno de los tratamientos se evaluó:

Incidencia de pudriciones secas (%) mediante la fórmula propuesta por Schoonhoven y Pastor _Corrales (1987):

P= nx100

Dónde: P- % de plantas afectadas, n-número de plantas enfermas, N-número plantas evaluadas

Cosecha

En la cosecha, 48 semanas después de la plantación, se describieron los síntomas presentes en rizomas primarios y secundarios y se clasificaron teniendo en cuenta la escala de daños propuesta por Folgueras y Herrera (2006) (Tabla 2). Con estos datos se calculó la intensidad de los daños (%) mediante la fórmula de Townsend y Heuberger (1958), modificada:

Porcentaje de intensidad =

Dónde: a-Valores numéricos de las categorías de daños (índice de la escala), b-Cantidad de plantas por categorías de daños, N- Cantidad total de plantas evaluadas, K- Grado máximo de la escala

Se determinó, además, el rendimiento (t ha^-1) en rizomas primarios, secundarios y total (valores medios de tres años de cultivo).

El análisis estadístico de los datos relacionados con el porcentaje de incidencia de las pudriciones en la cosecha, se realizó cada año por separado. La incidencia, intensidad de los daños y el rendimiento se analizaron estadísticamente mediante la prueba de Tukey.

La comparación de los datos en cada uno de los experimentos de campo, se realizó mediante las pruebas de Tuckey y Dunnett´C. Se utilizó el paquete estadístico Statistic SPSS (Packaged for Social Science), Versión 18 para ambiente de Sistema Operativo Windows.

RESULTADOS

Etapa de crecimiento

Caracterización morfológica de las plantas

Durante el ciclo del cultivo tanto las plantas de Xanthosoma como se Colocasia mantuvieron características fenotípicas descritas para estos géneros.

En cuanto a las variables evaluadas a los seis meses de cultivo se comprobó que el número de hojas por planta no tuvo diferencias significativas entre los distintos tratamientos evaluados. Las plantas cultivadas in vitro y las coronas mostraron los mayores valores de altura para ambos cultivares (Tablas 3 y 4). Igualmente, en el cultivar de Colocacia el número de hijos fue significativamente superior en estos dos tipos de material vegetal de plantación (Tabla 4).

Incidencia de pudriciones secas

El porcentaje de incidencia de plantas enfermas por pudriciones secas se incrementó en el tiempo (meses) en cada uno de los cultivares evaluados con independencia del tipo de material vegetal de plantación utilizado aunque con diferencias entre ellos (Figura 2). La incidencia de pudriciones secas, fue menor en ambos cultivares cuando se emplearon las plantas cultivadas in vitro como material vegetal de plantación.

De igual forma, el efecto del tipo de material vegetal empleado se constató en las variables rendimiento y componentes del rendimiento en los dos cultivares evaluados.

En el cultivar de malanga Xanthosoma con las plantas procedentes del cultivo in vitro y las coronas se obtuvieron los mayores valores de rendimiento en rizomas primarios y rendimiento total en tres años con diferencias significativas con el resto de los tratamientos evaluados (Tabla 5).

Cosecha

El material vegetal de plantación empleado influyó sobre la incidencia y la intensidad de los daños ocasionados por pudriciones secas en los rizomas tanto en el cultivar de Xanthosoma (`INIVIT MX-2007') (Figura 3) como en el de Colocasia (`INIVIT Mc 2005) (Figura 4). Los menores valores de estas variables se registraron en el tratamiento donde se utilizaron plantas cultivadas in vitro, con diferencias significativas con el resto de los tratamientos en los tres años evaluados.

Se comprobó que la incidencia en el cultivar de Xanthosoma osciló entre 3 y 13% y la intensidad entre 9.5 y 24%, mientras que en el de Colocasia los valores de incidencia se encontraron entre 1 y 11% y los de intensidad entre 1 y 10%.

De igual forma, el efecto del tipo de material vegetal empleado se constató en las variables rendimiento y componentes del rendimiento en los dos cultivares evaluados.

Para el cultivar de Colocacia, sin embargo, solo las plantas in vitro mostraron los mayores valores en rendimiento de rizomas primarios y total (Tabla 6).

DISCUSIÓN

Los resultados de este trabajo confirmaron la importancia de seleccionar adecuadamente el material vegetal de plantación y su influencia en la incidencia de pudriciones secas y el rendimiento.

Según Cabrera et al. (2010) en estos tipos de materiales de plantación, el efecto de plantar una semilla sana donde el tejido pierde la señal que poseía de la planta madre, se puede manifestar con un aumento en el vigor fisiológico de determinadas variables agronómicas.

Los resultados satisfactorios del uso de plantas in vitro, con las cuales se obtuvieron los menores porcentajes de incidencia de la enfermedad y los mayores rendimientos, permitieron establecer la importancia que tiene la semilla obtenida por la vía biotecnológica en este cultivo. Ello evita la aparición de pudriciones poscosecha en estas plantas así como disminuye las infecciones que ocurren a nivel de campo, puesto que la presencia de estos agentes fitopatógenos en los tejidos de las raíces, rizomas primarios y secundarios provocan pérdidas en almacenes (poscosecha), que reducirán el número de semillas a plantar.

Perdomo y Zambrano (2004) así como Viloria y Córdova (2008), informaron sobre la importancia de tener un material de propagación de calidad, como una de las vías para la obtención de rendimientos altos y estables en la malanga.

El material comercial de plantación usado para la producción de malanga pueden ser rizomas pequeños enteros o secciones del cormo principal, o los rizomas secundarios brotados. Estos son considerados como un material altamente perecedero, por lo que una selección y manejo adecuados evita su deterioro, permite lograr propágulos de buena calidad y por tanto se obtendrá un buen rendimiento (Castillo y Castillo, 2004).

Resultados obtenidos por Saborío et al. (2004) en Costa Rica, con plantas de malanga propagadas in vitro, incrementaron dos veces los rendimientos y calidad de los rizomas en relación con las plantas reproducidas convencionalmente. Por otra parte, Reyes y Aguilar (2005), emplearon métodos de reproducción acelerada para la obtención de material de propagación sano de malanga y obtuvieron plantas vigorosas y buenos rendimientos.

La respuesta que se logró en la multiplicación vegetativa de las plantas in vitro en relación con el rendimiento, respecto a las plantas de la propagación convencional, pudiera estar relacionada con el efecto de rejuvenecimiento fisiológico y la limpieza que desde el punto de vista sanitario producen los métodos de cultivo de tejidos per se. En otros rizomas y tubérculos como el ñame, Cabrera et al. (2010) han descrito y demostrado que estas plantas aún mantienen su potencial in vitro, lo cual se refleja en un mayor número de tubérculos y masa fresca de los tubérculos que se obtuvieron por planta.

Finalmente, se puede plantear que a causa del envejecimiento fisiológico del material vegetal utilizado en la malanga, por las reiteradas multiplicaciones en campo y su deterioro debido a la acumulación de microorganismos, se produce una disminución del potencial de rendimiento de las plantaciones. Los resultados de esta investigación reafirman la ventaja en la utilización de las plantas producidas in vitro como material de propagación, lo que disminuye la incidencia de las pudriciones secas entre (60-70%) e incrementa el rendimiento del cultivo entre un 20-25%. Se confirma la necesidad de establecer un programa de producción de material vegetal de plantación, para el cual es necesario producir por métodos biotecnológicos el material vegetal original.

CONCLUSIONES

Los resultados de evaluaciones realizadas en tres años de cultivo demostraron que el tipo de material vegetal de plantación tuvo efecto en la incidencia de pudriciones secas en dos cultivares de Xanthosoma y Colocacia. Los menores valores de incidencia y los mayores de rendimiento total se alcanzaron con plantas in vitro, lo cual indica la superioridad de este material vegetal sobre la semilla tradicional que se emplea en este cultivo y permite diseñar un programa de producción de semilla por métodos biotecnológicos.

REFERENCIAS

Bejarano, CA, Zapata M, Bosques A, Rivera E, Liu L (1998) Sclerotium rolfsii como componente del complejo patológico causante del mal seco de la yautía (Xanthosoma sagittifolium) en Puerto Rico. The Journal of Agriculture of the University of Puerto Rico 82 (2): 85-95

Cabrera, M, Gómez R, Basail M, Santos P, Medero V, López J (2010) Evaluación en campo de plantas de ñame (Dioscorea alata L.) obtenidas de los microtubérculos formados en Sistema de Inmersión Temporal. Revista Colombiana de Biotecnología 12 (1): 29-36

Castillo, J, Castillo, M (2004) Labores básicas para la producción de Ocumos (Xanthosoma sp. y Colocasia sp.) y notas sobres su comercialización en Venezuela. En: Alvaro Montaldo, José E Mantilla, Cristela Zambrano (Eds). Las Aráceas Comestibles: Ocumo y Taro, pp. 73-89. Ediciones OPSU. Caracas

Dávila, A (2011) Las pudriciones secas de la malanga (Xanthosoma spp. y Colocasia esculenta Schott.). Etiología y sintomatología. Tesis presentada en opción al Grado Académico de Máster en Agricultura Sostenible. Universidad Central de Las Villas. Santa Clara, Cuba

Folgueras, M, Herrera L (2006) Relación de hongos patógenos y asociados a la pudrición seca de la malanga del género Xanthosoma. Centro Agrícola 1 (3): 34-45

Hernández A, Pérez J M, Bosh D, Rivero L (1999) Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de Cuba. Inst. Suelos, AGRINFOR, Ciudad de La Habana

Herrera, L (2004) Los Hongos fitopatógenos del suelo de Cuba. Tesis presentada para la obtención del Grado de Doctor en Ciencias. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central `Marta Abreu' de Las Villas. Santa Clara

Herrera, L, Espinosa E, Folgueras M (2004) Los agentes causales de las pudriciones secas de la malanga (Xanthosoma spp. y Colocasia esculenta Schott). Sociedad Latinoamericana de Fitopatología. Lima

MINAG (2008) Instructivo Técnico del cultivo de la malanga. Género Xanthosoma. Biblioteca ACTAF. Primera edición. Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales-Asociación Cubana de Técnicos Agrícolas y Forestales. 26 pp.

Onwueme, IC, Charles WB (1994) Tropical root and tuber crops. Production, perspectives and future prospects. FAO Plant Production and Protection Paper 126: 139-161

Perdomo, D, Zambrano C (2004) Propagación de ocumo (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott) y taro (Colocasia esculenta L. Schott). En: Alvaro Montaldo, José E Mantilla, Cristela Zambrano (Eds). Las Aráceas Comestibles: Ocumo y Taro, pp. 67-72. Ediciones OPSU. Caracas

Perneel, M, Adiobo A , Floren C, De Maeyer K,Vercauteren A, Hofte M (2004) Ecologically sustainable management of cocoyam root rot disease caused by Pythium myriothylum. Bulletin des Séances 50 (2):103-113

Perneel, M, Tambong JT, Adiobo A, Floren C, Lebesque A, Hofte M (2006) Intraspecific variability of Pythium myriotylum isolated from cocoyam and other host crops. Mycological Research 110: 583-593

Quintero, S, Soto L, Castañeda R, Rodríguez A, González J (2006) Pudrición seca cortical en malanga (Xanthosoma spp.) causada por Fusarium solani y su control. Agrotecnia de Cuba 30 (2): 0568-3114

Reyes, C G (2006) Studies on cocoyam (Xanthosoma spp.) in Nicaragua, with emphasis on Dasheen Mosaic Virus. Tesis doctoral. Swedish University of Agricultural Sciences. Uppsala

Reyes, G, Aguilar M M (2005) Reproducción acelerada de semilla de quequisque (Xanthosoma sp.) y malanga (Colocasia sp.). Editorial UNA. Managua

Saborío, F, Torres S A, Gómez L (2002) Development of a clean-planting-material production system on tropical root and tuber crops, using in vitro propagated plants. Scientia Horticulture 641: 495-501

Saborío, F, Umaña G, Solano W, Amador P, Muñoz G, Valerin A, Torres A, Valverde R (2004) Induction of genetic variation in Xanthosoma spp. En: International Atomic Energy Agency (Eds.).Genetic improvement of under-utilized and neglected crops in low income food deficit countries through irradiation and related techniques, pp. 143-154.Vienna

Schoonhoven, A van, MA Pastor-Corrales (1987) Sistema estándar de evaluación de germoplasma de frijol. CIAT, Cali

Viloria y Córdoba (2008) Sistema de producción de ocumo chino en el estado Delta Amacuro, Venezuela. Revista UDO Agrícola 8 (1): 98-106

Recibido: 06-12-2012

Aceptado: 20-12-12

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