El maíz (Zea mays L.) es un cereal de gran importancia económica en el mundo para el consumo humano y animal ^1,2, con una producción global de 500 millones de toneladas. Este cultivo cubre un área superior a los 120 millones de hectáreas y se cultiva en más de 70 países, aunque su zona fundamental es el continente americano. En Cuba, el maíz abarca una superficie entre 77 000 y 100 000 hectáreas, destacándose las provincias de las regiones centrales y orientales con las mayores extensiones de superficie de siembra ³. En el país existen 47 variedades comerciales, de las cuales sólo cuatro son tradicionales y el resto son cultivares procedentes de diferentes programas nacionales de mejoramiento genético. En la actualidad, la productividad de estos cultivares no superan las 1,44-2,35 t ha^-1 como promedio ².

Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) son organismos biotróficos obligatorios asociados a las raíces de plantas superiores, que reciben fuentes carbonadas provenientes de la planta, mientras que en estas se incrementa la capacidad de exploración del suelo, la absorción de nutrientes minerales y por consiguiente, el crecimiento y desarrollo ^4,5. Por estas razones han sido utilizados como biofertilizantes para aumentar los rendimientos de diferentes cultivos entre los que se encuentra el maíz ^6,7. En Cuba, el biofertilizante EcoMic^® (HMA) ha sido empleado en el maíz y en otros cultivos como frijol (Phaseolus vulgaris L.), boniato (Ipomoea batata (L.) Lam), plátano (Musa paradisiaca L.), yuca (Manihot esculenta Crantz), tabaco (Nicotiana tabacum L.), tomate (Solanum lycopersicum L.), pimiento (Capsicum annuum L.) y arroz (Oryza sativa L.) ^1,4,5,8.

El quitosano es un derivado parcialmente desacetilado de la quitina, un polisacárido ampliamente distribuido en la naturaleza como componente de las estructuras de los invertebrados. El quitosano es un copolímero lineal formado por unidades de glucosamina y en menor medida de N-acetil D-glucosamina unidos por enlaces β 1-4 ^9-11. Se ha utilizado como bioestimulante por tener una amplia aplicación agrícola a partir de las potencialidades biológicas que se le han demostrado, como la promoción del crecimiento y desarrollo vegetal de varios cultivos de importancia económica ^9,10,12 y la tolerancia al estrés abiótico ⁹ y biótico ¹³. Es un compuesto con acción antimicrobiana por su actividad bactericida y fungicida en el crecimiento y desarrollo de hongos, bacterias y Oomicetos ^9,12-15, además induce resistencia en las plantas contra patógenos ^9,13,16.

En Cuba se ha utilizado el bioestimulante QuitoMax^®, que es un producto líquido cuyo principal componente activo son polímeros de quitosano. Este bioestimulante es aplicado en diferentes cultivos y estimula el desarrollo y la calidad de los mismos. La aplicación de QuitoMax^® provoca incrementos del rendimiento desde un 20 % hasta el 55 % en los cultivos del maíz, frijol y tomate ^2,17,18. La aplicación combinada de QuitoMax^® con EcoMic^® ha estimulado los rendimientos de frijol y pimiento ⁸.

En Cuba, a pesar de que se ha utilizado la combinación QuitoMax^® - EcoMic^® en presencia de la fertilización NPK en maíz ⁸, no se conoce la acción estimuladora de ambos bioestimulantes combinados o no, sin la aplicación de fertilizantes inorgánicos. En este sentido, el objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la combinación del QuitoMax^® y el EcoMic^® en el rendimiento de las variedades Criolla y P 7928 cuando se aplican a las semillas previo a la siembra, y la aspersión foliar de QuitoMax^® en diferentes momentos del desarrollo del cultivo.

Se desarrollaron dos experimentos en la Finca “El Mulato”, ubicada a 23°00'34.6"LN y 82°08'20.5"LO, a una altura de 122 m.s.n.m., que pertenece a la CCS Orlando Cuellar del Municipio San José de las Lajas, de la provincia Mayabeque, durante los años 2015-2016 sobre un suelo ferralítico rojo lixiviado agrogénico ¹⁹. El primer experimento fue realizado con la variedad Criolla (mezcla de otras variedades realizadas por el productor) en el período marzo-junio de 2015, con 25,2 ± 1,61 °C de temperatura promedio, 77,15 ± 5,46 % de humedad relativa y 619,8 mm de precipitaciones acumuladas. El segundo experimento fue realizado con la variedad P 7928 ²⁰ en el período abril-julio de 2016, con 25,59 ± 1,81°C de temperatura promedio, 77,82 ± 6,40 % de humedad relativa y 620,7 mm de precipitaciones acumuladas. En ninguno de estos experimentos el cultivo se regó por lo que se considera maíz de temporal.

En ambos experimentos se utilizó QuitoMax^® (bioestimulante a base de polímeros de quitosano) a una dosis de 0,4 g ha^{-1 (8,17,18} y EcoMic^® (HMA) a una dosis de 1,35 Kg ha^-1 con una concentración de 20 esporas g^-1 equivalente al 10 % del peso de las semillas ^4,8. El QuitoMax^®, además de aplicarse por imbibición de granos (IG) previo a la siembra, se aplicó por aspersión foliar (AF) en diferentes momentos después de la siembra (dds): en el primer experimento a los 25 y 45 dds, mientras que, en el segundo, a los 10 y 45 dds. El EcoMic^® solo fue aplicado a los granos, luego de ser embebidos o no, con QuitoMax^® mediante recubrimiento de los granos (RG) ²¹, para un total de cuatro tratamientos en el primer experimento y seis tratamientos en el segundo, como aparecen conformados a continuación.

En ambos experimentos se analizaron tres bloques de 2,7 m de ancho y 6 m de largo, para una superficie por parcela de 16,2 m² por tratamiento. La distancia de plantación del cultivo fue de 0,90 m entre hileras y 0,30 m entre plantas. En el momento de la cosecha se evaluaron las variables del rendimiento (peso (cm), longitud (cm) y diámetro (cm)) de las mazorcas, cantidad de hileras y número de granos por mazorca, el peso de 100 granos (g) y el rendimiento estimado (t ha^-1), a 20 y 12 plantas en el primer y segundo experimento, respectivamente.

Se realizó un diseño de bloques al azar en el primer experimento, sin embargo, en el segundo se ejecutó un diseño completamente aleatorizado con seis surcos por tratamiento. Para la toma de muestra se utilizó el método de las diagonales. A los datos obtenidos se le realizó un análisis de varianza de clasificación doble efectuándose la Prueba de Rango Múltiple de Duncan para determinar diferencias significativas entre las medias mediante el Programa estadístico InfoStat ²².

En el primer experimento, las variables del rendimiento de la variedad Criolla de maíz fueron estimuladas con las distintas combinaciones de EcoMic^® y QuitoMax^® evaluadas, respecto al control micorrizado (CE) (Tabla 1).

De todas las combinaciones de los bioestimulantes evaluadas, la que más se destacó fue la imbibición de granos con QuitoMax^®, peletizados con EcoMic^® más la posterior aspersión foliar de QuitoMax^® a los 25 y 45 (dds) (QEAFQ). Con este tratamiento se lograron incrementos de 62 % en el rendimiento del cultivo (Tabla 1).

La Tabla 2 muestra los resultados del rendimiento de la variedad P 7928 (segundo experimento).

El peso de las mazorcas se comportó mejor con la imbibición de granos con QuitoMax^® más la peletización de los mismos con EcoMic^® y la posterior aspersión foliar de QuitoMax^® (QEAFQ) (Tabla 2). El largo de la mazorca fue mejorado con los bioestimulantes combinados o no, con valores diferentes y superiores al control no micorrizado con EcoMic^® (CSE). Lo mismo ocurrió con el número de granos por mazorca (Tabla 2). Sin embargo, el diámetro de las mazorcas fue mejorado solo con la aplicación de los bioproductos combinados y aplicados a los granos, previo a la siembra (QE), y por la aspersión foliar del cultivo con QuitoMax^® a los 10 y 45 dds (AFQ), mientras que la cantidad de hileras solo fue estimulada con el primer tratamiento mencionado (QE) (Tabla 2). En cuanto al peso de los 100 granos no hubo diferencias significativas entre los tratamientos.

Las combinaciones de los bioestimulantes que más estimularon el rendimiento del maíz fue la imbibición de granos con QuitoMax^® y su posterior peletización con EcoMic^® (QE) previo a la siembra con 22 % de incremento y la aspersión foliar de QuitoMax^® (AFQ) con 21% de incremento, aunque sin diferencias significativas con la aplicación de formas combinadas de los dos tratamientos (QEAFQ) y del biofertilizante EcoMic^® solo (CE) (Tabla 2).

En la variedad Criolla se obtuvo un menor rendimiento que en la variedad P 7928 de maíz (Tabla 1 y (2). La primera variedad fue obtenida por mezclas de otras variedades realizadas por el productor con el propósito de elevar la productividad del cultivo y que no se ha logrado en la actualidad. Sin embargo, con la aplicación de los bioestimulantes de forma combinada se logró aumentar el rendimiento de dicha variedad (Tabla 1). A diferencia de la variedad Criolla, la P 7928 tuvo los mayores rendimientos con todas las combinaciones de los bioestimulantes evaluadas, fundamentalmente, con la aspersión foliar del QuitoMax^® sin combinar, aunque no tuvo diferencias significativas con respecto a los tratamientos micorrizados con EcoMic^® (Tabla 2). Esto demuestra que es posible utilizar la aplicación individual del QuitoMax^® para aumentar los rendimientos de la variedad.

Con anterioridad, se empleó comparativamente el QuitoMax^® y el EcoMic^® en dos variedades de maíz blanco (Chuco y Cariaco) que elevaron los rendimientos del cultivo, con una concentración mayor (1 g L^-1) de QuitoMax^® aplicado en granos por imbibición ². Empleando foliarmente otro quitosano en el maíz, se obtuvieron resultados similares por otros autores ²³, pero utilizando concentraciones más elevadas que las ensayadas en este estudio.

En ambas variedades de maíz, Criollo y P 7928, la combinación más efectiva fue la aplicación a granos de QuitoMax^® por imbibición y luego la peletización con EcoMic^® antes de la siembra, más la aspersión foliar del primero en los momentos indistintos del desarrollo del cultivo plantado (Tabla 1 y (2). Este resultado corrobora lo anteriormente obtenido con la aplicación combinada de los bioestimulantes a similares dosis, pero en presencia de la fertilización inorgánica completa de NPK ⁸. El rendimiento del maíz con la aplicación de EcoMic^® más la fertilización de NPK (50 %) fue de 2,6 t ha^-1, mientras que con la adición de QuitoMax^® no se supera este rendimiento y si se alcanzaron valores superiores al aplicarse solamente el 50 % NPK.

Por otra parte, el cultivo del maíz se coloniza eficientemente por los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y como ocurre en otras especies, esta interacción simbiótica aumenta significativamente el crecimiento y desarrollo de las plantas, el contenido de fósforo, la acumulación de masa seca y la tasa fotosintética bajo condiciones de fósforo limitadas ^24,25. La aplicación de HMA junto a fertilización mineral en la variedad de maíz híbrido amarillo HIMECA 3005 fue efectiva en aumentar los rendimientos hasta un 100 % (de 2 a 4 t ha^-1), ya que los requerimientos nutricionales fueron cubiertos ⁶. En este estudio se pudo constatar algo similar, aunque no se haya utilizado NPK. Esto sugiere que las distintas combinaciones de los bioproductos es una opción recomendable para aumentar los rendimientos del cultivo de maíz, en dependencia de la variedad.

Corn (Zea mays L.) is a cereal of great economic importance in the world for human and animal consumption ^1,2, with a global production of 500 million tons. This crop covers an area greater than 120 million hectares and is grown in more than 70 countries, although its main area is the American continent. In Cuba, corn covers an area between 77,000 and 100,000 hectares, highlighting the provinces of the central and eastern regions with the largest areas of planting area ³. In the country there are 47 commercial varieties, of which only four are traditional and the rest are cultivars from different national breeding programs. At present, the productivity of these cultivars does not exceed 1.44-2.35 t ha^-1 on average ².

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are mandatory biotrophic organisms associated with the roots of higher plants, which receive carbonated sources from the plant, while in these the capacity for soil exploration, the absorption of mineral nutrients and, consequently, are increased growth and development ^4,5. For these reasons they have been used as biofertilizers to increase the yields of different crops among which corn is found ^6,7. In Cuba, the EcoMic® biofertilizer (AMF) has been used in corn and other crops such as beans (Phaseolus vulgaris L.), sweet potato (Ipomoea batata (L.) Lam), banana (Musa paradisiaca L.), cassava (Manihot esculenta Crantz), tobacco (Nicotiana tabacum L.), tomato (Solanum lycopersicum L.), pepper (Capsicum annuum L.) and rice (Oryza sativa L.) ^1,4,5,8.

Chitosan is a partially deacetylated derivative of chitin, a polysaccharide widely distributed in nature as a component of invertebrate structures. Chitosan is a linear copolymer formed by glucosamine units and to a lesser extent N-acetyl D-glucosamine linked by β 1-4 bonds ^9-11. It has been used as a biostimulant because it has a wide agricultural application based on the biological potentials that have been demonstrated, such as the promotion of plant growth and development of several crops of economic importance ^9,10,12 and tolerance to abiotic stress ⁹ and biotic ¹³. It is a compound with antimicrobial action for its bactericidal and fungicidal activity in the growth and development of fungi, bacteria and oomycetes ^{(9, 12-15)}, also induces resistance in plants against pathogens ^9,13,16.

In Cuba, the QuitoMax^® biostimulant has been used, which is a liquid product, whose main active component is chitosan polymers. This biostimulant is applied in different crops and stimulates their development and quality. The application of QuitoMax^® causes increases in yield from 20 to 55 % in corn, beans and tomato crops ^2,17,18. The combined application of QuitoMax^® with EcoMic^® has stimulated bean and pepper yields ⁸.

In Cuba, although the QuitoMax-EcoMic^® combination has been in the presence of NPK fertilization in corn ⁸ used, the stimulatory action of both biostimulants combined or not, without the application of inorganic fertilizers is not known. In this sense, the objective of the work was to evaluate the effect of the combination of QuitoMax^® and EcoMic^® on the yield of the Criolla and P 7928 varieties when applied to the seeds prior to sowing, and the foliar spray of QuitoMax^® at different times of crop development.

Two experiments were carried out at the farm “El Mulato”. It is located at 23° 00'34.6 "LN and 82° 08'20.5" LO, at a height of 122 meters above sea level, which belongs to the Orlando Cuellar CCS of San José de las Lajas municipality, from Mayabeque province, during the years 2015-2016 on an agrogenic leachate red ferralitic soil ¹⁹. The first experiment was carried out with the Criolla variety (mixture of other varieties made by the producer) in the period March - June 2015, with 25.2 ± 1.61 °C average temperature, 77.15 ± 5.46 % of relative humidity and 619.8 mm of accumulated rainfall. The second experiment was carried out with the variety P 7928 ²⁰ in the period April-July 2016, with 25.59 ± 1.81 °C average temperature, 77.82 ± 6.40 % relative humidity and 620, 7 mm of accumulated rainfall. In none of these experiments the crop was watered, so it is considered temporary corn.

In both experiments, QuitoMax^® (biostimulant based on chitosan polymers) was used at a dose of 0.4 g ha^{-1 (8.17,18)} and EcoMic^® (AMF) at a dose of 1.35 kg ha^-1 with a concentration of 20 g^-1 spores equivalent to 10 % of the weight of the seeds ^(4.8). The QuitoMax^®, in addition to being applied by imbibition of grains (GI) prior to sowing, was applied by foliar spray (AF) at different times after sowing (das): in the first experiment at 25 and 45 das, while than in the second, at 10 and 45 days. The EcoMic^® was only to the grains applied, after being embedded or not, with QuitoMax^® by coating the grains (RG) ²¹, for four treatments in the first experiment and six treatments in the second, such as they appear shaped below.

In both experiments, three blocks 2.7 m wide and 6 m long were analyzed for an area per plot of 16.2 m² per treatment. The planting distance of the crop was 0.90 m between rows and 0.30 m between plants. At the time of harvest the yield variables (weight (cm), length (cm) and diameter (cm)) of the ears, number of rows and number of grains per ear, the weight of 100 grains (g) and the estimated yield (t ha^-1), at 20 and 12 plants in the first and second experiments, respectively.

A randomized block design was performed in the first experiment, however, a completely randomized design with six rows per treatment was executed in the second. The diagonals method was used for sampling. To the data obtained, a double classification variance analysis was performed by performing the Duncan Multiple Range Test to determine significant differences between the means using the InfoStat Statistical Program ²².

In the first experiment, yield variables of Criolla variety of corn were stimulated with different combinations of EcoMic^® and QuitoMax^® evaluated, respect to mycorrhized control (CE) (Table 1).

From all the combinations of the biostimulants evaluated, the most prominent was the imbibition of grains with QuitoMax^®, pelleted with EcoMic^® plus the subsequent foliar sprinkling of QuitoMax^® at 25 and 45 (das) (QEAFQ). With this treatment were 62 % increases in crop yield achieved (Table 1).

Table 2 shows the results of the yield of variety P 7928 (second experiment).

The weight of the cobs behaved better with the imbibition of grains with QuitoMax^® plus their pelletization with EcoMic^® and the subsequent foliar sprinkling of QuitoMax^® (QEAFQ) (Table 2). The length of the cob was improved with biostimulants combined or not, with different values and superior to the control not mycorrhized with EcoMic^®.

(CSE). The same happened with the number of grains per ear (Table 2). However, the diameter of the ears was improved only with the application of the bioproducts combined and applied to the grains, prior to planting (QE), and by foliar spraying of the crop with QuitoMax^® at 10 and 45 das (AFQ ), while the number of rows was only stimulated with the first treatment mentioned (QE) (Table 2). Regarding the weight of the 100 grains, there were no significant differences between the treatments.

The combinations of the biostimulants that most stimulated the corn yield were the imbibition of grains with QuitoMax^® and their subsequent pelletization with EcoMic^® (QE) prior to sowing with a 22 % increase and the foliar spray of QuitoMax^® (AFQ) with 21 % increase, although without significant differences with the application of combined forms of the two treatments (QEAFQ) and the EcoMic^® biofertilizer alone (EC) (Table 2).

In the Criolla variety, a lower yield was obtained than in the P 7928 variety of corn (Tables 1 and (2). The first variety was obtained by mixtures of other varieties made by the producer with the purpose of increasing crop productivity and which has not been achieved at present. However, with the application of biostimulants in combination, the yield of said variety was increased (Table 1). Unlike the Criolla variety, the P 7928 had the highest yields with all the combinations of the evaluated biostimulants, fundamentally, with the foliar spray of the QuitoMax^® without combining, although it did not have significant differences with respect to the mycorrhized treatments with EcoMic^® (Table 2). This demonstrates that it is possible to use the individual application of QuitoMax^® to increase the yields of the variety.

Previously, QuitoMax^® and EcoMic^® were comparatively used in two varieties of white corn (Chuco and Cariaco) that raised crop yields, with a higher concentration (1 g L^-1) of QuitoMax^® applied in grains per imbibition ². Using another chitosan foliar in corn, similar results were obtained by other authors ²³, but using higher concentrations than those tested in this study.

In both varieties of corn, Criolla and P 7928, the most effective combination was the application to QuitoMax^® grains by imbibition and then pelletizing with EcoMic^® before sowing, plus foliar spraying of the first at the indistinct moments of the development of the planted crop (Tables 1 and (2). This result corroborates what was previously obtained with the combined application of biostimulants at similar doses, but in the presence of complete inorganic NPK fertilization ⁸. The yield of corn with the application of EcoMic^® plus NPK fertilization (50 %) was 2.6 t ha^-1, while with the addition of QuitoMax^® this yield is not exceeded and higher values were achieved when applied only 50 % NPK.

On the other hand, corn cultivation is efficiently colonized by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and as in other species, this symbiotic interaction significantly increases plant growth and development, phosphorus content, dry mass accumulation and the photosynthetic rate under limited phosphorus conditions (24.25). The application of AMF together with mineral fertilization in the HIMECA 3005 yellow hybrid corn variety was effective in increasing yields up to 100 % (from 2 to 4 t ha^-1), since nutritional requirements were met ⁶. Something similar was found in this study even though no NPK was used. This suggests that the different combinations of the bioproducts is a recommended option to increase the yields of the corn crop, depending on the variety.