Cultivos Tropicales Vol. 42, No. 4, octubre-diciembre 2021, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Crecimiento y relación fuente-demanda en plantas de zanahoria bioestimuladas con Quitomax® y Pectimorf®

 

iDLilibeth Rodríguez-Izquierdo1Departamento Agronomía. Universidad de Matanzas, carretera Varadero km 3½, Matanzas, Cuba.*✉:lilibeth.rodriguez@umcc.cu

iDAntonio Chinea-Horta2Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola IAgric), carretera de Fontanar km 2½, Reparto Abel Santamaría, Boyeros, La Habana, Cuba.

iDAlejandro Falcón-Rodríguez3Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700.

iDJadis Zaylén Ramos-León1Departamento Agronomía. Universidad de Matanzas, carretera Varadero km 3½, Matanzas, Cuba.


1Departamento Agronomía. Universidad de Matanzas, carretera Varadero km 3½, Matanzas, Cuba.

2Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola IAgric), carretera de Fontanar km 2½, Reparto Abel Santamaría, Boyeros, La Habana, Cuba.

3Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700.

 

*Autor para correspondencia: lilibeth.rodriguez@umcc.cu

Resumen

La investigación se desarrolló con el objetivo de evaluar la influencia de oligosacarinas de quitosano y oligogalacturónidos en el crecimiento y la relación fuente-demanda del cultivo de la zanahoria. Se estableció un diseño experimental de bloques al azar con tres réplicas, para valorar la aplicación foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® y Pectimorf® en las plantas a los 20 y 50 días de sembradas (DDS). Se realizaron muestreos destructivos periódicos para determinar, entre otras variables agromorfológicas: altura, superficie foliar, acumulación y distribución de masa seca en la planta, a partir de las cuales se calcularon los índices de crecimiento y potenciales fuente-demanda a lo largo del ciclo biológico. En la cosecha se evaluó el largo, el diámetro, el peso de la raíz carnosa y el rendimiento del cultivo. Se evidenció un efecto directo de ambas oligosacarinas en la actividad fotosintética, la producción y la distribución de fotoasimilados, desde las hojas hacia las raíces en etapas tempranas del ciclo biológico. Los resultados validaron el efecto favorable de los bioestimulantes en el crecimiento y la producción de masa seca en las plantas con un impacto significativo del producto PectiMorf® (mezcla de oligogalacturónidos) en la calidad comercial de la raíz carnosa y el rendimiento en la cosecha.

Palabras clave: 
oligosacáridos, fisiología vegetal, producción de biomasa, rendimiento

Recibido: 15/8/2020; Aceptado: 22/3/2021

CONTENIDO

Introducción

 

La zanahoria (Daucus carota L.) es la especie comercial más difundida de la familia Umbelliferae y uno de los cultivos hortícolas de raíz más extendidos a nivel mundial, con grandes valores económicos (11. Nan H, Gao LZ. Genome-wide analysis of WRKY genes and their response to hormone and mechanic stresses in carrot. Front Genet 10: 363 [Internet]. 2019. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2019.00363/full ). En los últimos 30 años, la tasa de crecimiento de su consumo supera la tasa de crecimiento de la población a escala global. China es el principal país productor con alrededor de 16 800 000 toneladas, seguido por Rusia (1 565 032 t), Estados Unidos (1 346 080 t), Uzbekistán (1 300 000 t) y Ucrania (915 900 t), comercializada la mayor parte en forma fresca (22. Ávila C. Manual Zanahoria [Internet]. Bogotá, Colombia; 2015 p. 50. (Programa de apoyo agrícola y agroindustrial vicepresidencia de fortalecimiento empresarial). Available from: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_jun_2017.pdf ). El rendimiento promedio mundial es de 22,4 t ha-1, destacándose países como Holanda, España, Inglaterra y EEUU con valores entre 40 y 50 t ha-1 (33. Gaviola JC. Manual de producción de zanahoria. Mendoza, Argentina: INTA [Internet]. 2013;97-8. Available from: https://inta.gob.ar/sites/default/files/script- tmp-inta_-_prlogo_e_ndice.pdf ).

En Cuba se alcanzan de 30 a 40 t ha-1, dependiendo de la variedad y las condiciones de producción; siendo una de las hortalizas de mayor demanda en cualquier época del año, por sus excelentes cualidades gustativas, la posibilidad de consumirse en estado fresco o en conserva y a su relativo aporte en vitaminas y minerales (44. Rodríguez PJ, Figueredo Sánchez M. Guía técnica para la producción del cultivo de la zanahoria [Internet]. Primera Edición. Bejucal-Quivicán, La Habana. Cuba: Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova; 2009 [cited 28/08/2021]. 13 p. Available from: https://docplayer.es/18791081-Guia-tecnica-para-la- produccion-del-cultivo-de-la-zanahoria.html ).

Su cultivo en el país se extiende, fundamentalmente, a condiciones de organopónicos y huertos intensivos bajo tecnologías de producción sostenibles (mínimo uso de agroquímicos), dependientes de altos volúmenes de materia orgánica no siempre disponible, lo cual limita la fertilidad de los sustratos y la eficiencia biológica de las plantas. Por ello, se implementa el uso de bioestimulantes y biofertilizantes que permiten al cultivo superar las situaciones de estrés en las condiciones adversas del medio y maximizar sus potencialidades productivas intrínsecas para elevar los rendimientos (55. Núñez Sosa DB, Liriano González R, Pérez Hernández Y, Placeres Espinosa I, Sianeh Zawolo G. Respuesta de Daucus carota L. a la aplicación de microorganismos nativos en condiciones de organopónico. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):29-35. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200004&script=sci_arttext&tlng=pt ).

En este sentido, los bioestimulantes QuitoMax® (mezcla de polímeros de quitosano) y PectiMorf® (mezcla de oligosacáridos pécticos u oligogalacturónidos), desarrollados por el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), demuestran ser una alternativa promisoria para inducir positivamente el crecimiento y la productividad de varios cultivos, pues ejercen una influencia probada en el crecimiento vegetativo y radical, acortan y mejoran el período de floración y fructificación e incrementan los rendimientos mediante diversas formas de aplicación (66. Falcón Rodríguez AB, Costales Mené D, González-Peña Fundora D, Nápoles García MC. Nuevos productos naturales para la agricultura: las oligosacarinas. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36:111-29. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362015000500010 -1010. Pandey P, Verma MK, De N. Chitosan in agricultural context-A review. Bull. Environ. Pharmacol. Life Sci [Internet]. 2018;7:87-96. Available from: https://www.researchgate.net/profile/Priyal-Pandey/publication/326682315_Chitosan_in_agricultural_context_-_A_review/links/5b72ddc792851ca6505d7c61/Chitosan-in-agricultural-context-A- review.pdf ).

El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el efecto de los bioestimulantes QuitoMax® y Pectimorf® en el crecimiento y la relación fuente-demanda del cultivo de la zanahoria.

Materiales y métodos

 

La investigación se realizó en el Organopónico de la Universidad de Matanzas (23º 01ʹ 57ʺ N y -81º 30ʹ 31ʺ W, Proyección Cónica Conforme de Lambert con origen Cuba Norte), en condiciones de huerto intensivo, durante los meses de febrero a mayo de 2017. Se empleó la variedad de zanahoria “New Kuroda” con un ciclo biológico de 90 a 100 días.

Para el experimento se seleccionó un área de 180 m2, con suelo Ferralítico rojo típico (1111. Hernández JA, Pérez JJM, Bosch ID, Castro SN. Clasificación de los suelos de Cuba. In: Primera Edición. Mayabeque, Cuba: EDICIONES INCA; 2015. p. 91. Available from: http://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/clasificacionsueloscuba_%202015.pdf ). Se estableció un diseño de bloques al azar con tres tratamientos y tres réplicas, constituido por parcelas de 20 m2 (nueve parcelas experimentales). Se tuvo en cuenta un marco de siembra de 0,10 m entre plantas y 0,15 m entre hileras (cuatro hileras por cantero). Se evaluaron los siguientes tratamientos:

  • T1: control, sin aplicación de producto.

  • T2: aplicación foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS.

  • T3: aplicación foliar de 150 mg ha-1 de Pectimorf® a los 20 y 50 DDS.

Las dosis se seleccionaron teniendo en cuenta los resultados favorables obtenidos en otros cultivos con el empleo de estos bioestimulantes (1212. Morales Guevara D, Torres Hernández L, Jerez Mompié E, Falcón Rodríguez A, Amico Rodríguez JD. Efecto del Quitomax® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):133-43. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300020&script=sci_arttext&tlng=en ,1313. Dell Amico J, Morales D, Jerez E, Rodríguez P, Álvarez I, Martín R, et al. Efecto de dos variantes de riego y aplicaciones foliares de Pectimorf® en el desarrollo del frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):129-34. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v38n3/ctr18317.pdf ).

El producto QuitoMax® se caracterizó por presentar polímeros de quitosano con masa molecular promedio de 1,35 x 105 g mol-1, un grado de N-acetilación del 12 % y en concentración de 4 g L-1, mientras el PectiMorf® presentó una composición entre 55 y 61 % de ácido galacturónido y una concentración de ingrediente activo de 0,75 g L-1.

La aplicación se realizó con mochila Matabi de 16 litros de capacidad, humedeciendo todas las plantas de forma homogénea, a razón de 0,1 µL planta-1 para el QuitoMax® y 0,5 µL planta-1 para PectiMorf®.

El manejo agrotécnico se realizó teniendo en cuenta la Guía técnica para la producción del cultivo de la zanahoria (44. Rodríguez PJ, Figueredo Sánchez M. Guía técnica para la producción del cultivo de la zanahoria [Internet]. Primera Edición. Bejucal-Quivicán, La Habana. Cuba: Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova; 2009 [cited 28/08/2021]. 13 p. Available from: https://docplayer.es/18791081-Guia-tecnica-para-la- produccion-del-cultivo-de-la-zanahoria.html ) modificada en correspondencia con las posibilidades del área experimental y el desarrollo del cultivo, sin realizar aplicaciones de productos fertilizantes y fitosanitarios. Las necesidades hídricas del cultivo se cubrieron con el empleo de un sistema de riego microjet.

Las evaluaciones se realizaron en diferentes momentos del ciclo del cultivo (30, 50, 70 y 90 DDS) mediante muestreos destructivos, determinándose cada vez, en 10 plantas por parcelas (30 por tratamiento): altura (cm), área foliar (dm2) a partir del número de hojas activas con el empleo del software ImageJ ver. 1.51 (1414. Rasband W. ImageJ [Internet]. Version 1.51j8. National Institutes of Health: USA. 2015. [cited 28/08/2021]. Available from: https://imagej.nih.gov/ij/download/ ) y las metodologías propuestas (1515. Por E, Sfair J. Usando o ImageJ para calcular a área foliar [Internet]. 2013. Available from: https://www.researchgate.net/publication/235737768_Usando_o_ImageJ_para_calcular_a_area_foliar ,1616. de la Caridad Aday Díaz O, González Hernández R, Díaz Mujica FR, Reyes Esquirol C, Gil Cruz Y, Reyes Pérez S, et al. Aplicación del software ImageJ® 1.43 u en la caracterización de los síntomas de la mancha anular de la caña de azúcar. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):83-8. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200011&script=sci_arttext&tlng=pt ); masa seca (g) total y por órganos (hojas y complejo tallo-raíz). Los índices de crecimiento se calcularon utilizando las expresiones que aparecen en la Tabla 1 (1717. Castellanos MS, Abril MS, López CEÑ. Análisis de Crecimiento y Relación Fuente- Demanda de Cuatro Variedades de Papa (Solanum tuberosum L.) en el Municipio de Zipaquirá (Cundinamarca, Colombia). Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín [Internet]. 2010;63(1):5253-66. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/refame/article/view/24945 ).

Tabla 1.  Fórmulas y unidades para determinar índices de crecimiento en vegetales.
Índices de crecimiento Símbolos Fórmulas Unidades
Índice de Área Foliar IAF A F 2 A F 1 A S Adimensional
Tasa de Asimilación Neta TAN W 2 W 1 T 2 T 1 * L N A F 2 L N A F 1 A F 2 A F 1 g dm-2 día-1
Tasa de Crecimiento del Cultivo TCC 1 A S * W 2 W 1 T 2 T 1 g m-2 día-1

Símbolos Utilizados: W=Masa Seca Total; T=Tiempo; AF=Área Foliar; AS=Área de Suelo; LN=Logaritmo Natural

A partir de los valores de masa seca por órganos se determinó la curva de distribución de asimilados durante el ciclo del cultivo y la fuerza o potencia de fuente y demanda de la planta (1818. Wilson JW. Analysis of growth, photosynthesis and light interception for single plants and stands. Annals of Botany [Internet]. 1981;48(4):507-12. Available from: https://academic.oup.com/aob/article-abstract/48/4/507/223230 ). Los datos fueron analizados en términos de planta:

P o t e n c i a   d e   l a   f u e n t e   =   T a m a ñ o   d e   l a   f u e n t e   ( Á r e a   F o l i a r ) * A c t i v i d a d   d e   l a   f u e n t e   ( T A N )
 
P o t e n c i a   d e   l a   d e m a n d a   =   T a m a ñ o   d e   l a   d e m a n d a   ( M a t e r i a   S e c a   R a í z ) * A c t i v i d a d   d e   l a   d e m a n d a   ( T R C   R a í z )
 

En la cosecha se evaluó el largo y el diámetro de la raíz carnosa (cm), así como la masa fresca (g) y se estimó el rendimiento agrícola del cultivo (t ha-1).

Los datos se procesaron utilizando el programa Statgraphics Plus v.5.1 (1919. STATGRAPHICS | Data Analysis Solutions [Internet]. [cited 28/08/2021]. Available from: https://www.statgraphics.com/ ), mediante un ANOVA de clasificación simple y las medias se compararon por la prueba de Rangos Múltiples de Duncan a una p≤0,05; en el análisis de las dinámicas, se estimó el error estándar de las medias.

Resultados y discusión

 

La altura de la planta no mostró diferencias significativas entre los tratamientos durante el desarrollo fenológico del cultivo (Tabla 2). Sin embargo, se apreció un incremento de esta variable en las plantas tratadas con los bioestimulantes respecto al control, a partir de los 50 DDS.

Tabla 2.  Altura de la planta de zanahoria (cm) en los muestreos realizados.
Tratamientos* Altura de la planta (cm)
30 DDS 50 DDS 70 DDS 90 DDS
T1 23,5 ± 2,66 27,86 ± 2,68 38,89 ± 7,06 46,83 ± 5,36
T2 24,27 ± 1,54 29,91 ± 3,71 42,06 ± 7,45 51,22 ± 5,09
T3 25,33 ± 2,82 29,2 ± 4,97 45,06 ± 8,38 50,0 ± 8,02

* T1: control sin aplicación, T2: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS ± Error estándar

Se valida por muchos autores el efecto estimulante del QuitoMax® y el PectiMorf® en el crecimiento de las plantas (2020. Costales D, Nápoles MC, Falcón AB, González Anta G, Ferreira A, Rossi A. Influencia de quitosanas en la nodulación y el crecimiento vegetativo de soya (Glycine max L. Merrill). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(1):138-46. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000100018 -2424. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Oliva Lahera A, Falcón Rodríguez A. Aplicación de QuitoMax® en semillas y posturas de tabaco en semillero. Centro Agrícola [Internet]. 2020;47(2):16-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852020000200016&script=sci_arttext&tlng=en ). Este efecto se atribuye a que las oligosacarinas funcionan como mensajeros químicos hormonales que regulan los mecanismos de crecimiento y la diferenciación en diferentes cultivos, acelerando el proceso de crecimiento de las plantas

(2525. Álvarez Bello I, Reynaldo Escobar IM. Efecto del Pectimorf® en el índice estomático de plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):82-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300013&script=sci_arttext&tlng=en ). Además, se refiere que pueden estimular la actividad fotosintética; por tanto, hay una mayor ganancia de esqueletos carbonados que son utilizados para la síntesis de nuevos compuestos, como las proteínas (2626. Izquierdo H, Núñez M, González MC, Proenza R, Cabrera JC. Influencia de un oligogalacturónido en la aclimatización de vitroplantas de banano (Musa spp.) del clon FHIA-18 (AAAB). Cultivos Tropicales [Internet]. 2009 [cited 28/08/2021];30(1):00-00. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362009000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es ).

La Figura 1 muestra la eficiencia de los bioproductos en el desarrollo del área foliar del cultivo. Los mejores resultados se alcanzaron en las plantas tratadas como consecuencia de un incremento en el tamaño de las hojas, la mezcla de oligogalacturónidos causó el mayor aumento con 25 % por encima del control, pero sin diferencia con el quitosano, este último no se diferenció estadísticamente del control.

T1: control sin aplicación, T2: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS. Letras diferentes en la vertical indican diferencias significativas según prueba Duncan para p≤0,05 en análisis realizado a cada muestreo
Figura 1.  Dinámica del área foliar (dm2) de la planta de zanahoria durante el ciclo de cultivo.

Es característico en las plantas de zanahoria observar un crecimiento lento del follaje en la primera etapa del desarrollo vegetativo (30-60 DDS), que luego aumenta de forma constante en número de hojas entre los 61 y 97 DDS (Etapa II); después el crecimiento del follaje se desacelera (fase de desarrollo reproductivo) y hacia el final del ciclo biológico del cultivo el área foliar tiende a estabilizarse (2727. Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). Características relevantes en el cultivo de la zanahoria (Daucus carota L.) en Colombia y estudios de caso sobre costos de producción en los municipios de Madrid (Cundinamarca) y Ventaquemada (Boyacá) [Internet]. 2017 p. 1-6. Available from: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_jun_2017.pdf ). Sin embargo, la aplicación de los bioestimulantes logró un incremento superior en el crecimiento del área foliar de la planta en la primera etapa, respecto a la segunda, de 26 y 13 % para la mezcla de oligogalacturónidos y el quitosano, respectivamente.

El desarrollo foliar que se aprecia con la aplicación del Pectimorf®, puede atribuirse a que este producto fue capaz de estimular el balance hormonal endógeno adecuado, para activar el incremento de la división celular en las yemas que originan las hojas y promover la síntesis de importantes sustancias que actúan en estos procesos. Aunque los mecanismos que pueden explicar con profundidad la influencia de los oligogalacturónidos en la división celular de las plantas superiores no han sido definidos (2828. González-Pérez L, Vázquez-Glaría A, Perrotta L, Acosta A, Scriven SA, Herbert R, et al. Oligosaccharins and Pectimorf® stimulate root elongation and shorten the cell cycle in higher plants. Plant Growth Regulation [Internet]. 2012;68(2):211-21. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s10725-012-9709-z ), se ha observado que son capaces de desencadenar una serie de estímulos que aceleran el metabolismo y la actividad enzimática en las células, lo cual favorece el crecimiento y el desarrollo vegetal (2929. Enríquez-Guevara EA, Aispuro-Hernández E, Vargas-Arispuro I, Martínez-Téllez MÁ. Oligosacarinas derivadas de pared celular: Actividad biológica y participación en la respuesta de defensa de plantas. Revista mexicana de fitopatología [Internet]. 2010;28(2):144-55. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0185-33092010000200007&script=sci_abstract&tlng=pt ).

También puede relacionarse, al aumento de la eficiencia fotosintética de la planta, pues se ha observado que la aplicación de este bioestimulante incrementa el contenido de pigmentos fotosintéticos (clorofila a, b y totales) en las hojas (2626. Izquierdo H, Núñez M, González MC, Proenza R, Cabrera JC. Influencia de un oligogalacturónido en la aclimatización de vitroplantas de banano (Musa spp.) del clon FHIA-18 (AAAB). Cultivos Tropicales [Internet]. 2009 [cited 28/08/2021];30(1):00-00. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362009000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es ,3030. Ojeda Silvera CM. Efecto de un producto bioactivo compuesto por oligogalacturónidos como mitigador del estrés hídrico en variedades de albahaca (Ocimum basilicum L). [Internet] [Tesis Doctoral]. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste; 2015. Available from: https://cibnor.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1001/170 ,3131. Izquierdo Oviedo H, Alcaraz Meléndez L, Rodríguez-Álvarez M. Micropropagación de chiltepín (Capsicum annuum L. cv.‘ glabriusculum’) mediante el empleo de una oligosacarina de origen péctico. Acta universitaria [Internet]. 2017;27(5):34-43. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-62662017000500034 ), lo que permite una mayor captación de la radiación fotosintéticamente activa y, por tanto, un aumento en la actividad fotosintética. Otros estudios indican que el Pectimorf® puede favorecer la capacidad fotosintética en las plantas por el efecto que ejerce en la modificación de los patrones de desarrollo estomáticos (2525. Álvarez Bello I, Reynaldo Escobar IM. Efecto del Pectimorf® en el índice estomático de plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):82-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300013&script=sci_arttext&tlng=en ).

Se refiere, que la incorporación de la mezcla de oligogalacturónidos en medios de cultivo in vitro y su aspersión foliar en la fase de aclimatización, aumentó el número de hojas en plántulas de banano (Musa spp., AAAB) cultivares FHIA 18 (8) y FHIA 21 (3232. Mogena AF, García MB, Reisel DB. Uso del Pectimorf® en el enraizamiento in vitro de plantas del cultivar FHIA 21 (Musa spp., AAAB). Agricultura Tropical [Internet]. 2018;3(2). Available from: http://ojs.inivit.cu/index.php?journal=inivit&page=article&op=view&path%5B%5D=75 ), así como el área foliar en plántulas de papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja (3333. Posada-Pérez L, Padrón-Montesinos Y, González-Olmedo J, Rodríguez-Sánchez R, Barbón-Rodriguez R, Norman-Montenegro O, et al. Efecto del Pectimorf® en el enraizamiento y la aclimatización in vitro de brotes de papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016;37(3):50-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362016000300005&script=sci_arttext&tlng=pt ) y piña (Ananas comosus var. comosus) híbrido MD-2 (3434. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf ).

La segunda aplicación de los productos, aceleró el ritmo de crecimiento del follaje, lo cual tuvo una marcada influencia en la producción de asimilados en las plantas. El aumento de biomasa vegetal se realiza a partir del área foliar expandida como resultado de una mayor actividad fotosintética neta de esta, por lo que es una variable crítica para la productividad (3434. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf ).

El incremento de masa seca resultó similar a los 30 DDS en todos los tratamientos (Figura 2). Se encontraron diferencias estadísticamente significativas a partir de los 50 DDS; al final del ciclo del cultivo los tratamientos con ambos bioestimulantes mostraron la mayor productividad (11,76 y 12,58 g planta-1, respectivamente) con incrementos de 45 y 55 % respecto al control (8,1 g planta-1) que en todos los momentos evaluados presentó los menores valores absolutos.

T1: control sin aplicación, T2: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS. Letras diferentes indican diferencias significativas según prueba Duncan para p≤0,05 en análisis realizado a cada muestreo
Figura 2.  Acumulación de masa seca total (hojas y complejo tallo-raíz) (g) en plantas de zanahoria en diferentes momentos del ciclo de cultivo.

Las oligosacarinas favorecen la actividad fotosintética de las plantas, provocando mayor acumulación de biomasa, tanto en órganos aéreos como en las raíces. Autores previos demostraron que la aplicación foliar de PectiMorf® causa aumentos en la masa aérea y radical del rábano (3535. Terry Alfonso E, Ruiz Padrón J, Tejeda Peraza T, Reynaldo Escobar I. Efectividad agrobiológica del producto bioactivo Pectimorf® en el cultivo del Rábano (Raphanus sativus L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2014;35(2):105-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362014000200014&script=sci_arttext&tlng=en ), así como una mayor productividad de biomasa acumulada en tubérculos de papa (3636. Martín-Martín R, Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Reynaldo-Escobar I. Empleo de Pectimorf® para estimular la tuberización en papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):72-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000300002 ) y frutos de calabacita (Cucurbita pepo L.) var. ‘Grey Zucchini’ (3737. Soriano-Melgar L de AA, Izquierdo-Oviedo H, Saucedo-Espinosa YA, Cárdenas- Flores A. Efecto de la aplicación de bioestimulantes sobre la calidad y capacidad antioxidante de frutos de calabacita (Cucurbita pepo L. var.‘ Grey Zucchini’). Terra Latinoamericana [Internet]. 2020;38(1):17-28. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0187-57792020000100017&script=sci_arttext ). También, diferentes formas de tratamiento con QuitoMax® han permitido incrementar la formación y el ensanchamiento de los estolones en papa (2222. Rizo-Alvarez M, Morales-Querol D, Sánchez-Santana T, López-Vigoa O, Olivera- Castro Y, Benítez-Alvarez MA, et al. Influencia del EcoMic® y el Pectimorf® en el establecimiento de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. cv. Cunningham. Pastos y Forrajes [Internet]. 2018;41(3):183-8. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000300004 ), la producción de masa fresca y seca en frutos de pepino (3838. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Castillo Cruz D, Paz Martínez I, Cambara Rodríguez AY, Falcón Rodríguez A, et al. Respuesta agronómica del pepino a la aplicación de QuitoMax en condiciones de organoponía. Centro Agrícola [Internet]. 2018 [cited 24/08/2021];45(3):27-31. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852018000300027&lng=es&nrm=iso&tlng=en ) y pimientos (3939. Alvarez Pinedo A, Calderón Puig AA, Fundora Sánchez LR, Rodríguez Fajardo A. Manejo de bioproductos en el cultivo del pimiento (Capsicum annuum L.) en condiciones de organopónico Management of bioproducts in the pepper cultivation (Capsicum annuum L.) under organoponic conditions. Agroecosistemas. 2018;6(2):121-7. Available from: https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes/article/view/201 ), así como de la parte aérea y las raíces en plantas de tabaco (2424. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Oliva Lahera A, Falcón Rodríguez A. Aplicación de QuitoMax® en semillas y posturas de tabaco en semillero. Centro Agrícola [Internet]. 2020;47(2):16-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852020000200016&script=sci_arttext&tlng=en ).

La determinación de los índices de crecimiento (Figura 3) permitió una mejor comprensión del proceso de crecimiento y la eficiencia fisiológica del cultivo de la zanahoria. No se encontraron diferencias significativas en los indicadores IAF y TAN en las plantas tratadas con los bioestimuladores, aunque sí evidenciaron un mejor comportamiento respecto al control no aplicado.

T1: control sin aplicación, T2: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS. Letras diferentes en la vertical indican diferencias significativas según prueba Duncan para p≤0,05 en análisis realizado a cada muestreo
Figura 3.  Índices de crecimiento del cultivo de zanahoria: Índice de Área Foliar (A), Tasa de Asimilación Neta (B), Tasa de Crecimiento del Cultivo (C).

La tasa de crecimiento del cultivo aumentó en la medida que avanzó el ciclo del cultivo y comenzó la formación de la raíz carnosa; fue el único de los índices estudiados que presentó diferencias estadísticamente significativas. Los valores más altos coincidieron con el momento en que se presentó un aumento en el potencial de demanda (70 DDS para el control y entre 70-90 DDS con la aplicación de los bioestimulantes). La aplicación del PectiMorf® provocó los mayores valores, seguido del tratamiento con QuitoMax®, que en el primer muestreo no difiere del control. Al final del ciclo del cultivo, las plantas bioestimuladas registraron un valor máximo de 19,0 g m-2 día-1, mientras las plantas no tratadas solo alcanzaron incrementos de 10,85 g m-2 día-1 lo que demuestra un aumento del 75 % con el uso de los productos.

Los resultados apoyan la hipótesis de que los bioestimulantes favorecen la actividad fotosintética de la planta (4040. Khan WM, Prithiviraj B, Smith DL. Effect of Foliar Application of Chitin and Chitosan Oligosaccharides on Photosynthesis of Maize and Soybean. Photosynthetica [Internet]. 2002 [cited 24/08/2021];40(4):621-4. https://doi.org/10.1023/A:1024320606812 ), aunque no se puede descartar que, además, estos productos facilitan la toma de nutrientes del suelo, algo que ha sido demostrado previamente (4141. Costales-Menéndez D, Falcón-Rodríguez AB. Combinación de formas de aplicación de quitosano en el desarrollo de soya biofertilizada. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018 [cited 24/08/2021];39(3):71-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362018000300010&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). Así, el Pectimorf® por sus potencialidades como enraizador (3333. Posada-Pérez L, Padrón-Montesinos Y, González-Olmedo J, Rodríguez-Sánchez R, Barbón-Rodriguez R, Norman-Montenegro O, et al. Efecto del Pectimorf® en el enraizamiento y la aclimatización in vitro de brotes de papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016;37(3):50-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362016000300005&script=sci_arttext&tlng=pt -4242. Rodríguez LM, Gómez GG, Arteaga MCJ. Evaluación de productos bioactivos en semilleros en bandejas en el cultivo del pimiento (Capsicum annum, L.) (Original). Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local. 2019;3(2):220-30.), puede favorecer la formación de raíces que posibilitan un suministro eficiente de agua y sales minerales (3434. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf ) y, por tanto, un mayor desarrollo de la planta.

Se encontraron también, diferencias en los tratamientos evaluados en cuanto a los puntos máximos de acumulación de masa seca en los órganos de la planta (Figura 4).

T1: control sin aplicación, T2: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS
Figura 4.  Dinámica del porcentaje de distribución de la masa seca por órganos (hojas y raíz) respecto al total en plantas de zanahoria.

El tratamiento control presentó un comportamiento normal en la distribución de la biomasa seca. Se observó un mayor porcentaje de acumulación en las hojas, a los 30 DDS, con el 61,4 % del total. La acumulación de masa seca en la raíz resultó un proceso lento hasta ese momento, pero después comenzó a aumentar de forma constante hasta la cosecha, donde se alcanzó el 73,7 %.

Para lograr un rápido crecimiento inicial de las plantas jóvenes de zanahoria, es importante un incremento sustancial de la superficie foliar en la fase vegetativa, debido a que, por la morfología de las hojas que presentan peciolos largos y limbos segmentados, gran parte de la radiación solar incidente no es interceptada. Por lo tanto, en esta fase, una gran parte de los asimilados deben ser destinados a la formación de las hojas (4343. Peil RM, Galvez JL. Dry-matter partitioning as a determinant of greenhouse fruit vegetable crops production. Revista Brasileira de Agrociencia [Internet]. 2005 [cited 24/08/2021];11(1):5-11. Available from: https://eurekamag.com/research/013/053/013053111.php ). Cuando el sistema foliar alcanza un desarrollo apropiado disminuye la partición de asimilados hacia el follaje, con el consiguiente incremento en su movilización hacia la raíz (4444. Krzesinski W, Knaflewski M. Preliminary model of carrot growth. Acta Horticulturae [Internet]. 2004;654:235-42. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.654.26 ). Con el inicio del engrosamiento, las raíces se convierten en el principal sumidero. Las plantas tratadas con los bioestimulantes mostraron una mayor acumulación de asimilados en la raíz (61,8 y 56,9 % para las aplicaciones de QuitoMax® y PectiMorf® respectivamente) que en las hojas (38,2 y 43,1 %) desde el primer muestreo.

La partición de asimilados entre la parte aérea y la raíz, durante el ciclo de cultivo de la zanahoria, es una expresión de la interacción entre los factores genéticos, los ambientales y los culturales (4545. Hole CC, Barnes A, Thomas TH, Scott PA, Rankin WEF. Dry Matter Distribution between the Shoot and Storage Root of Carrot (Daucus carota L.): I. Comparison of Varieties. Annals of Botany [Internet]. 1983 [cited 24/08/2021];51(2):175-87. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a086456 ). El comportamiento observado puede atribuirse a que la aplicación foliar de los bioproductos incrementó los niveles de hormonas tradicionales como giberelinas y ácido abscísico (ABA), sustancias que están muy relacionadas con el proceso de distribución de la masa seca en las plantas y la inducción de la tuberización (4646. Jiao Z, Li Y, Li J, Xu X, Li H, Lu D, et al. Effects of Exogenous Chitosan on Physiological Characteristics of Potato Seedlings Under Drought Stress and Rehydration. Potato Research [Internet]. 2012 [cited 24/08/2021];55(3):293-301. https://doi.org/10.1007/s11540-012-9223-8 ).

La Figura 5 muestra las diferencias en el comportamiento de los potenciales fuente- demanda de las plantas en los tratamientos evaluados. En el control, el máximo potencial de las hojas como tejido fuente se obtuvo a los 70 DDS, con un valor de 0,35 g día-1; igual comportamiento presentó en este momento el potencial de demanda de la raíz con un valor de 0,38 g día-1. Este período correspondió al momento de mayor traslocación de asimilados desde las hojas hacia las raíces. Al final del ciclo para este tratamiento, disminuyeron ambos potenciales como resultado del descenso del IAF y la tasa de ganancia de peso de la raíz cerca de la cosecha.

T1: control sin aplicación, T2: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS
Figura 5.  Potenciales fuente-demanda en plantas de zanahoria.

Las plantas que recibieron aplicaciones del producto QuitoMax® alcanzaron valores superiores a los 70 DDS, con máximos potenciales de fuente y demanda para hojas y raíces, de 0,46 y 0,40 g día-1, respectivamente; hacia el final del ciclo de desarrollo del cultivo la potencia de fuente disminuyó de forma marcada, mientras la fuerza de demanda mantuvo valores altos (0,34 g día-1) lo cual indica que la raíz continuó acumulando reservas hasta el momento de la cosecha, aumentando la productividad del cultivo.

Por su parte, la aplicación de PectiMorf® provocó una mayor potencia de fuente en las plantas a los 70 DDS (0,41 g día-1) y un mayor potencial de demanda de la raíz a los 90 DDS (0,41 g día-1). En este último muestreo se observó un incremento considerable de la potencia de demanda, lo cual representa, que la mayor traslocación y descarga de fotoasimilados en la raíz se llevó a cabo en este período.

La asimilación de masa seca y su distribución dentro de la planta, son procesos importantes que determinan la productividad de los cultivos (4747. Jerez Mompié E, Martín Martín R, Morales Guevara D. Comportamiento de la acumulación y distribución de masa seca en tres variedades de papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015 [cited 24/08/2021];36(4):70-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362015000400009&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). La producción de asimilados por las hojas y el punto hasta el cual pueden ser acumulados por el sumidero, representado en este caso por la raíz cosechada, define los rendimientos (4848. Jerez Mompie EI, Martín Martín R, Morales Guevara D, Díaz Hernández Y. Análisis clásico del crecimiento en tres variedades de papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 24/08/2021];37(2):79-87. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362016000200009&lng=es&nrm=iso&tlng=en ). Valores más elevados de los potenciales entre los órganos fuente y sumidero y en la tasa de asimilación neta (TAN), pueden traducirse en una mayor acumulación de biomasa en momentos próximos a la madurez fisiológica alcanzándose mayores rendimientos (4949. Hernández N, Soto F. Influencia de tres fechas de siembra sobre el crecimiento y la relación fuente- demanda del cultivo del maíz (Zea mays L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2012 [cited 24/08/2021];33(1):28-34. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362012000100004&lng=es&nrm=iso&tlng=es ).

La Tabla 3 muestra los resultados obtenidos en el rendimiento y los componentes que lo determinan en el momento de la cosecha. El largo de la raíz carnosa no presentó diferencias entre los tratamientos; sí el diámetro, la masa de la raíz carnosa y, por tanto, el rendimiento que resultaron superiores en las plantas tratadas con PectiMorf® y difirieron significativamente del control y la aplicación de quitosano.

Tabla 3.  Rendimiento y sus componentes en plantas de zanahoria.
Tratamientos* Largo de raíz carnosa (cm) Diámetro de raíz carnosa (cm) Masa de raíz carnosa (g) Rendimiento (t ha-1)
T1 10,14 ± 2,80 2,41 ± 0,36 b 47,85 ± 8,05 b 31,5 ± 2,10 b
T2 11,22 ± 2,53 2,56 ± 0,44 b 58,60 ± 7,63 b 38,70 ± 1,25 b
T3 11,39 ± 1,39 3,33 ± 0,25 a 74,41 ± 17,46 a 49,11 ± 3,26 a

* T1: Control sin aplicación, T2: Aspersión foliar de 150 mg ha-1 de QuitoMax® a los 20 y 50 DDS, T3: Aspersión foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 20 y 50 DDS. Letras diferentes en la vertical indican diferencias significativas según prueba Duncan para p≤0,05 en análisis realizado a cada muestreo. ± Error estándar

Los bioestimulantes tuvieron un efecto positivo en el rendimiento agrícola de la zanahoria, demostrando ser efectivos en la productividad de las plantas tratadas, tomando en cuenta los incrementos respecto al control de 22 % con el QuitoMax® (aunque sin diferencias con el control) y de 56 % con el PectiMorf®. Los resultados alcanzados son superiores a los que se reportan para esta misma variedad con el empleo de biofertilizantes a base de microorganismos eficientes (5050. Gómez LGG, Arteaga MCJ, Pizarro MJ, Lahera AO, Zayas AA, Rodriguez AF. Evaluación del Pectimorf® y Quitomax® en el cultivo de la papaya (Carica papaya, L) cv Maradol roja (Original). Redel. Revista granmense de Desarrollo Local. 2019;3(4):262-71.).

En la literatura no se refieren antecedentes del uso de oligosacarinas en el cultivo de la zanahoria, pero sí se ha demostrado que las aplicaciones de PectiMorf® aumentan el rendimiento en el rábano (3535. Terry Alfonso E, Ruiz Padrón J, Tejeda Peraza T, Reynaldo Escobar I. Efectividad agrobiológica del producto bioactivo Pectimorf® en el cultivo del Rábano (Raphanus sativus L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2014;35(2):105-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362014000200014&script=sci_arttext&tlng=en ), el ajo (77. Izquierdo H, Diosdado E, Cepero MCG, de la C Núñez M, Cabrera JC, Hernández RM, et al. Contributions to knowledge of the functioning of national bioestimulators in plant biotechnology processes. Biotecnología Aplicada [Internet]. 2016;33(3):3511-6. Available from: https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumenI.cgi?IDREVISTA=281&IDARTICULO=72516&IDPUBLICACION=7057 ) y la papa (99. Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Dell Amico-Rodríguez J, Falcón-Rodríguez A. El Quitomax® influye en la producción de tubérculos semilla de papa (Solanum tuberosum L.) variedad Romano. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018;39(3):80-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362018000300011 ,2121. Jerez Mompie E, Martín Martín R, Morales Guevara D, Reynaldo Escobar I. Efecto de oligosacarinas en el comportamiento de la papa (Solanum tuberosum L.) variedad Romano. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(1):75-80. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362017000100008&script=sci_arttext&tlng=en ,3636. Martín-Martín R, Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Reynaldo-Escobar I. Empleo de Pectimorf® para estimular la tuberización en papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):72-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000300002 ), así como la calidad de los tubérculos que se obtienen. También se ha corroborado el efecto positivo de la mezcla de oligogalacturónidos en el rendimiento de otras especies cultivables no tuberosas como frijol (1313. Dell Amico J, Morales D, Jerez E, Rodríguez P, Álvarez I, Martín R, et al. Efecto de dos variantes de riego y aplicaciones foliares de Pectimorf® en el desarrollo del frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):129-34. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v38n3/ctr18317.pdf ), calabaza (3737. Soriano-Melgar L de AA, Izquierdo-Oviedo H, Saucedo-Espinosa YA, Cárdenas- Flores A. Efecto de la aplicación de bioestimulantes sobre la calidad y capacidad antioxidante de frutos de calabacita (Cucurbita pepo L. var.‘ Grey Zucchini’). Terra Latinoamericana [Internet]. 2020;38(1):17-28. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0187-57792020000100017&script=sci_arttext ) y papaya (5151. Rodríguez-Pedroso AT, Ramírez-Arrebato MÁ, Falcón-Rodríguez A, Bautista-Baños S, Ventura-Zapata E, Valle-Fernández Y. Efecto del Quitomax® en el rendimiento y sus componentes del cultivar de arroz (Oryza sativa L.) var. INCA LP 5. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017 [cited 24/08/2021];38(4):156-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362017000400002&lng=es&nrm=iso&tlng=pt ).

Las oligosacarinas (y productos que las contienen) han sido informadas como importantes macromoléculas bioestimuladoras de los rendimientos en diversos cultivos, con incrementos que oscilan entre 10 y 60 % por encima de los controles, en dependencia de las dosis de aplicación experimentadas, del cultivo y las localidades y suelos de que se traten (5252. Jiménez Arteaga MC, González Gómez LG, Verdecia Corría AJ, Oliva Lahera A, Jiménez Arteaga MC, González Gómez LG, et al. Respuesta de Phaseolus vulgaris a la aplicación de Azofert-F, Micorriza y QuitoMax a la semilla, en dos períodos de siembra. Centro Agrícola [Internet]. 2020 [cited 24/08/2021];47(1):22-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852020000100022&lng=es&nrm=iso&tlng=pt -5454. Martínez IP, Gómez LGG, Fabré TB, Arteaga MCJ. Evaluación de algunos indicadores de calidad y rendimiento en las variedades de tomate ESEN y L-43, al aplicarle QuitoMax. Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local [Internet]. 2020;4:541-51. Available from: http://docplayer.es/205734011-Original-evaluacion-de-algunos-indicadores-de-calidad-y-rendimiento-en-las-variedades-de-tomate-esen- y-l-43-al-aplicarle-quitomax.html ).

Conclusiones

 
  • El cultivo de la zanahoria responde, de forma favorable, a la aplicación foliar de los bioestimulantes, con un impacto significativo del producto PectiMorf® (T3), en el aumento del área foliar y la producción de masa seca. Las diferencias encontradas en la tasa se crecimiento del cultivo (TCC), los incrementos superiores en la tasa de asimilación neta (TAN) y las diferencias en el comportamiento de los potenciales fuente-demanda de las plantas, con la aplicación de los bioestimulantes, evidencian su efecto directo en la actividad fotosintética, la producción y distribución de fotoasimilados desde las hojas hacia las raíces en etapas tempranas del ciclo biológico.

  • La aplicación foliar de 150 mg ha-1 de PectiMorf® a los 30 y 50 días después de la siembra muestra una mejor respuesta productiva de las plantas y la calidad comercial de la raíz carnosa, expresado en un notable aumento de los rendimientos.

Bibliografía

 

1. Nan H, Gao LZ. Genome-wide analysis of WRKY genes and their response to hormone and mechanic stresses in carrot. Front Genet 10: 363 [Internet]. 2019. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2019.00363/full

2. Ávila C. Manual Zanahoria [Internet]. Bogotá, Colombia; 2015 p. 50. (Programa de apoyo agrícola y agroindustrial vicepresidencia de fortalecimiento empresarial). Available from: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_jun_2017.pdf

3. Gaviola JC. Manual de producción de zanahoria. Mendoza, Argentina: INTA [Internet]. 2013;97-8. Available from: https://inta.gob.ar/sites/default/files/script- tmp-inta_-_prlogo_e_ndice.pdf

4. Rodríguez PJ, Figueredo Sánchez M. Guía técnica para la producción del cultivo de la zanahoria [Internet]. Primera Edición. Bejucal-Quivicán, La Habana. Cuba: Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova; 2009 [cited 28/08/2021]. 13 p. Available from: https://docplayer.es/18791081-Guia-tecnica-para-la- produccion-del-cultivo-de-la-zanahoria.html

5. Núñez Sosa DB, Liriano González R, Pérez Hernández Y, Placeres Espinosa I, Sianeh Zawolo G. Respuesta de Daucus carota L. a la aplicación de microorganismos nativos en condiciones de organopónico. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):29-35. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200004&script=sci_arttext&tlng=pt

6. Falcón Rodríguez AB, Costales Mené D, González-Peña Fundora D, Nápoles García MC. Nuevos productos naturales para la agricultura: las oligosacarinas. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36:111-29. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362015000500010

7. Izquierdo H, Diosdado E, Cepero MCG, de la C Núñez M, Cabrera JC, Hernández RM, et al. Contributions to knowledge of the functioning of national bioestimulators in plant biotechnology processes. Biotecnología Aplicada [Internet]. 2016;33(3):3511-6. Available from: https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumenI.cgi?IDREVISTA=281&IDARTICULO=72516&IDPUBLICACION=7057

8. Morales-Guevara D, Dell Amico-Rodríguez J, Jerez-Mompie E, Rodríguez- Hernández P, Álvarez-Bello I, Díaz-Hernández Y, et al. Efecto del QuitoMax® en plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.) sometidas a dos regímenes de riego. I. Crecimiento y rendimiento. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(2):119-28. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000200018

9. Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Dell Amico-Rodríguez J, Falcón-Rodríguez A. El Quitomax® influye en la producción de tubérculos semilla de papa (Solanum tuberosum L.) variedad Romano. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018;39(3):80-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362018000300011

10. Pandey P, Verma MK, De N. Chitosan in agricultural context-A review. Bull. Environ. Pharmacol. Life Sci [Internet]. 2018;7:87-96. Available from: https://www.researchgate.net/profile/Priyal-Pandey/publication/326682315_Chitosan_in_agricultural_context_-_A_review/links/5b72ddc792851ca6505d7c61/Chitosan-in-agricultural-context-A- review.pdf

11. Hernández JA, Pérez JJM, Bosch ID, Castro SN. Clasificación de los suelos de Cuba. In: Primera Edición. Mayabeque, Cuba: EDICIONES INCA; 2015. p. 91. Available from: http://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/clasificacionsueloscuba_%202015.pdf

12. Morales Guevara D, Torres Hernández L, Jerez Mompié E, Falcón Rodríguez A, Amico Rodríguez JD. Efecto del Quitomax® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):133-43. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300020&script=sci_arttext&tlng=en

13. Dell Amico J, Morales D, Jerez E, Rodríguez P, Álvarez I, Martín R, et al. Efecto de dos variantes de riego y aplicaciones foliares de Pectimorf® en el desarrollo del frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):129-34. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v38n3/ctr18317.pdf

14. Rasband W. ImageJ [Internet]. Version 1.51j8. National Institutes of Health: USA. 2015. [cited 28/08/2021]. Available from: https://imagej.nih.gov/ij/download/

15. Por E, Sfair J. Usando o ImageJ para calcular a área foliar [Internet]. 2013. Available from: https://www.researchgate.net/publication/235737768_Usando_o_ImageJ_para_calcular_a_area_foliar

16. de la Caridad Aday Díaz O, González Hernández R, Díaz Mujica FR, Reyes Esquirol C, Gil Cruz Y, Reyes Pérez S, et al. Aplicación del software ImageJ® 1.43 u en la caracterización de los síntomas de la mancha anular de la caña de azúcar. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):83-8. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200011&script=sci_arttext&tlng=pt

17. Castellanos MS, Abril MS, López CEÑ. Análisis de Crecimiento y Relación Fuente- Demanda de Cuatro Variedades de Papa (Solanum tuberosum L.) en el Municipio de Zipaquirá (Cundinamarca, Colombia). Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín [Internet]. 2010;63(1):5253-66. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/refame/article/view/24945

18. Wilson JW. Analysis of growth, photosynthesis and light interception for single plants and stands. Annals of Botany [Internet]. 1981;48(4):507-12. Available from: https://academic.oup.com/aob/article-abstract/48/4/507/223230

19. STATGRAPHICS | Data Analysis Solutions [Internet]. [cited 28/08/2021]. Available from: https://www.statgraphics.com/

20. Costales D, Nápoles MC, Falcón AB, González Anta G, Ferreira A, Rossi A. Influencia de quitosanas en la nodulación y el crecimiento vegetativo de soya (Glycine max L. Merrill). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(1):138-46. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000100018

21. Jerez Mompie E, Martín Martín R, Morales Guevara D, Reynaldo Escobar I. Efecto de oligosacarinas en el comportamiento de la papa (Solanum tuberosum L.) variedad Romano. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(1):75-80. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362017000100008&script=sci_arttext&tlng=en

22. Rizo-Alvarez M, Morales-Querol D, Sánchez-Santana T, López-Vigoa O, Olivera- Castro Y, Benítez-Alvarez MA, et al. Influencia del EcoMic® y el Pectimorf® en el establecimiento de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. cv. Cunningham. Pastos y Forrajes [Internet]. 2018;41(3):183-8. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000300004

23. Bécquer Granados CJ, González Cañizares PJ, Ávila Cordoví U, Nápoles Gómez JÁ, Galdo Rodríguez Y, Muir Rodríguez I, et al. Efecto de la inoculación de microorganismos benéficos y Quitomax® en Cenchrus ciliaris L., en condiciones de sequía agrícola. Pastos y Forrajes [Internet]. 2019;42(1):39-47. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0864-03942019000100039&script=sci_arttext&tlng=en

24. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Oliva Lahera A, Falcón Rodríguez A. Aplicación de QuitoMax® en semillas y posturas de tabaco en semillero. Centro Agrícola [Internet]. 2020;47(2):16-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852020000200016&script=sci_arttext&tlng=en

25. Álvarez Bello I, Reynaldo Escobar IM. Efecto del Pectimorf® en el índice estomático de plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):82-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300013&script=sci_arttext&tlng=en

26. Izquierdo H, Núñez M, González MC, Proenza R, Cabrera JC. Influencia de un oligogalacturónido en la aclimatización de vitroplantas de banano (Musa spp.) del clon FHIA-18 (AAAB). Cultivos Tropicales [Internet]. 2009 [cited 28/08/2021];30(1):00-00. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362009000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es

27. Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). Características relevantes en el cultivo de la zanahoria (Daucus carota L.) en Colombia y estudios de caso sobre costos de producción en los municipios de Madrid (Cundinamarca) y Ventaquemada (Boyacá) [Internet]. 2017 p. 1-6. Available from: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_jun_2017.pdf

28. González-Pérez L, Vázquez-Glaría A, Perrotta L, Acosta A, Scriven SA, Herbert R, et al. Oligosaccharins and Pectimorf® stimulate root elongation and shorten the cell cycle in higher plants. Plant Growth Regulation [Internet]. 2012;68(2):211-21. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s10725-012-9709-z

29. Enríquez-Guevara EA, Aispuro-Hernández E, Vargas-Arispuro I, Martínez-Téllez MÁ. Oligosacarinas derivadas de pared celular: Actividad biológica y participación en la respuesta de defensa de plantas. Revista mexicana de fitopatología [Internet]. 2010;28(2):144-55. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0185-33092010000200007&script=sci_abstract&tlng=pt

30. Ojeda Silvera CM. Efecto de un producto bioactivo compuesto por oligogalacturónidos como mitigador del estrés hídrico en variedades de albahaca (Ocimum basilicum L). [Internet] [Tesis Doctoral]. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste; 2015. Available from: https://cibnor.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1001/170

31. Izquierdo Oviedo H, Alcaraz Meléndez L, Rodríguez-Álvarez M. Micropropagación de chiltepín (Capsicum annuum L. cv.‘ glabriusculum’) mediante el empleo de una oligosacarina de origen péctico. Acta universitaria [Internet]. 2017;27(5):34-43. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-62662017000500034

32. Mogena AF, García MB, Reisel DB. Uso del Pectimorf® en el enraizamiento in vitro de plantas del cultivar FHIA 21 (Musa spp., AAAB). Agricultura Tropical [Internet]. 2018;3(2). Available from: http://ojs.inivit.cu/index.php?journal=inivit&page=article&op=view&path%5B%5D=75

33. Posada-Pérez L, Padrón-Montesinos Y, González-Olmedo J, Rodríguez-Sánchez R, Barbón-Rodriguez R, Norman-Montenegro O, et al. Efecto del Pectimorf® en el enraizamiento y la aclimatización in vitro de brotes de papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016;37(3):50-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362016000300005&script=sci_arttext&tlng=pt

34. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf

35. Terry Alfonso E, Ruiz Padrón J, Tejeda Peraza T, Reynaldo Escobar I. Efectividad agrobiológica del producto bioactivo Pectimorf® en el cultivo del Rábano (Raphanus sativus L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2014;35(2):105-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362014000200014&script=sci_arttext&tlng=en

36. Martín-Martín R, Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Reynaldo-Escobar I. Empleo de Pectimorf® para estimular la tuberización en papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):72-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000300002

37. Soriano-Melgar L de AA, Izquierdo-Oviedo H, Saucedo-Espinosa YA, Cárdenas- Flores A. Efecto de la aplicación de bioestimulantes sobre la calidad y capacidad antioxidante de frutos de calabacita (Cucurbita pepo L. var.‘ Grey Zucchini’). Terra Latinoamericana [Internet]. 2020;38(1):17-28. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0187-57792020000100017&script=sci_arttext

38. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Castillo Cruz D, Paz Martínez I, Cambara Rodríguez AY, Falcón Rodríguez A, et al. Respuesta agronómica del pepino a la aplicación de QuitoMax en condiciones de organoponía. Centro Agrícola [Internet]. 2018 [cited 24/08/2021];45(3):27-31. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852018000300027&lng=es&nrm=iso&tlng=en

39. Alvarez Pinedo A, Calderón Puig AA, Fundora Sánchez LR, Rodríguez Fajardo A. Manejo de bioproductos en el cultivo del pimiento (Capsicum annuum L.) en condiciones de organopónico Management of bioproducts in the pepper cultivation (Capsicum annuum L.) under organoponic conditions. Agroecosistemas. 2018;6(2):121-7. Available from: https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes/article/view/201

40. Khan WM, Prithiviraj B, Smith DL. Effect of Foliar Application of Chitin and Chitosan Oligosaccharides on Photosynthesis of Maize and Soybean. Photosynthetica [Internet]. 2002 [cited 24/08/2021];40(4):621-4. https://doi.org/10.1023/A:1024320606812

41. Costales-Menéndez D, Falcón-Rodríguez AB. Combinación de formas de aplicación de quitosano en el desarrollo de soya biofertilizada. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018 [cited 24/08/2021];39(3):71-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362018000300010&lng=es&nrm=iso&tlng=es

42. Rodríguez LM, Gómez GG, Arteaga MCJ. Evaluación de productos bioactivos en semilleros en bandejas en el cultivo del pimiento (Capsicum annum, L.) (Original). Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local. 2019;3(2):220-30.

43. Peil RM, Galvez JL. Dry-matter partitioning as a determinant of greenhouse fruit vegetable crops production. Revista Brasileira de Agrociencia [Internet]. 2005 [cited 24/08/2021];11(1):5-11. Available from: https://eurekamag.com/research/013/053/013053111.php

44. Krzesinski W, Knaflewski M. Preliminary model of carrot growth. Acta Horticulturae [Internet]. 2004;654:235-42. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.654.26

45. Hole CC, Barnes A, Thomas TH, Scott PA, Rankin WEF. Dry Matter Distribution between the Shoot and Storage Root of Carrot (Daucus carota L.): I. Comparison of Varieties. Annals of Botany [Internet]. 1983 [cited 24/08/2021];51(2):175-87. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a086456

46. Jiao Z, Li Y, Li J, Xu X, Li H, Lu D, et al. Effects of Exogenous Chitosan on Physiological Characteristics of Potato Seedlings Under Drought Stress and Rehydration. Potato Research [Internet]. 2012 [cited 24/08/2021];55(3):293-301. https://doi.org/10.1007/s11540-012-9223-8

47. Jerez Mompié E, Martín Martín R, Morales Guevara D. Comportamiento de la acumulación y distribución de masa seca en tres variedades de papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015 [cited 24/08/2021];36(4):70-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362015000400009&lng=es&nrm=iso&tlng=es

48. Jerez Mompie EI, Martín Martín R, Morales Guevara D, Díaz Hernández Y. Análisis clásico del crecimiento en tres variedades de papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 24/08/2021];37(2):79-87. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362016000200009&lng=es&nrm=iso&tlng=en

49. Hernández N, Soto F. Influencia de tres fechas de siembra sobre el crecimiento y la relación fuente- demanda del cultivo del maíz (Zea mays L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2012 [cited 24/08/2021];33(1):28-34. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362012000100004&lng=es&nrm=iso&tlng=es

50. Gómez LGG, Arteaga MCJ, Pizarro MJ, Lahera AO, Zayas AA, Rodriguez AF. Evaluación del Pectimorf® y Quitomax® en el cultivo de la papaya (Carica papaya, L) cv Maradol roja (Original). Redel. Revista granmense de Desarrollo Local. 2019;3(4):262-71.

51. Rodríguez-Pedroso AT, Ramírez-Arrebato MÁ, Falcón-Rodríguez A, Bautista-Baños S, Ventura-Zapata E, Valle-Fernández Y. Efecto del Quitomax® en el rendimiento y sus componentes del cultivar de arroz (Oryza sativa L.) var. INCA LP 5. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017 [cited 24/08/2021];38(4):156-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362017000400002&lng=es&nrm=iso&tlng=pt

52. Jiménez Arteaga MC, González Gómez LG, Verdecia Corría AJ, Oliva Lahera A, Jiménez Arteaga MC, González Gómez LG, et al. Respuesta de Phaseolus vulgaris a la aplicación de Azofert-F, Micorriza y QuitoMax a la semilla, en dos períodos de siembra. Centro Agrícola [Internet]. 2020 [cited 24/08/2021];47(1):22-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852020000100022&lng=es&nrm=iso&tlng=pt

53. Sopalo WIL, Gómez LGG, Fabré TB. Comportamiento del tomate (Solanum lycopersicum L.) variedad Amalia en Cuba y Ecuador al aplicarle QuitoMax. Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local. 2020;4:515-26.

54. Martínez IP, Gómez LGG, Fabré TB, Arteaga MCJ. Evaluación de algunos indicadores de calidad y rendimiento en las variedades de tomate ESEN y L-43, al aplicarle QuitoMax. Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local [Internet]. 2020;4:541-51. Available from: http://docplayer.es/205734011-Original-evaluacion-de-algunos-indicadores-de-calidad-y-rendimiento-en-las-variedades-de-tomate-esen- y-l-43-al-aplicarle-quitomax.html

Cultivos Tropicales Vol. 42, No. 4, octubre-diciembre 2021, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Growth and source-sink relationship in carrot plants biostimulated with Quitomax® and Pectimorf®

 

iDLilibeth Rodríguez-Izquierdo1Departamento Agronomía. Universidad de Matanzas, carretera Varadero km 3½, Matanzas, Cuba.*✉:lilibeth.rodriguez@umcc.cu

iDAntonio Chinea-Horta2Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola IAgric), carretera de Fontanar km 2½, Reparto Abel Santamaría, Boyeros, La Habana, Cuba.

iDAlejandro Falcón-Rodríguez3Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700.

iDJadis Zaylén Ramos-León1Departamento Agronomía. Universidad de Matanzas, carretera Varadero km 3½, Matanzas, Cuba.


1Departamento Agronomía. Universidad de Matanzas, carretera Varadero km 3½, Matanzas, Cuba.

2Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola IAgric), carretera de Fontanar km 2½, Reparto Abel Santamaría, Boyeros, La Habana, Cuba.

3Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700.

 

*Author for correspondence: lilibeth.rodriguez@umcc.cu

Abstract

The research was developed with the aim of evaluating the influence of chitosan oligosaccharins and oligogalacturonides on the growth and source-sink relationship of the carrot crop. A randomized block experimental design with three replicates was established to evaluate the foliar application of 150 mg ha-1 of QuitoMax® and Pectimorf® on plants at 20 and 50 days after planting (DAS). Periodic destructive sampling was carried out to determine, among other agromorphological variables: height, leaf area, accumulation and distribution of dry mass in the plant, from which growth rates and source-sink potentials were calculated throughout the biological cycle. At harvest, crop length, diameter, fleshy root weight and yield were evaluated. A direct effect of both oligosaccharins on photosynthetic activity, production and distribution of photoassimilates from leaves to roots in early stages of the biological cycle was evidenced. The results validated the favorable effect of the biostimulants on plant growth and dry mass production with a significant impact of the PectiMorf® product (oligogalacturonide mixture) on the commercial quality of the fleshy root and yield at harvest.

Key words: 
oligosaccharides, plant physiology, biomass production, yield

Introduction

 

Carrot (Daucus carota L.) is the most widespread commercial species of the Umbelliferae family and one of the most widely grown root vegetable crops worldwide, with high economic values (11. Nan H, Gao LZ. Genome-wide analysis of WRKY genes and their response to hormone and mechanic stresses in carrot. Front Genet 10: 363 [Internet]. 2019. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2019.00363/full ). In the last 30 years, the growth rate of its consumption has exceeded the population growth rate on a global scale. China is the main producer country with about 16 800 000 tons, followed by Russia (1 565 032 t), the United States (1 346 080 t), Uzbekistan (1 300 000 t) and Ukraine (915 900 t), most of which is marketed in fresh form (22. Ávila C. Manual Zanahoria [Internet]. Bogotá, Colombia; 2015 p. 50. (Programa de apoyo agrícola y agroindustrial vicepresidencia de fortalecimiento empresarial). Available from: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_jun_2017.pdf ). The world average yield is 22.4 t ha-1, with countries such as Holland, Spain, England and USA standing out with values between 40 and 50 t ha-1 (33. Gaviola JC. Manual de producción de zanahoria. Mendoza, Argentina: INTA [Internet]. 2013;97-8. Available from: https://inta.gob.ar/sites/default/files/script- tmp-inta_-_prlogo_e_ndice.pdf ).

In Cuba, yields reach 30 to 40 t ha-1, depending on the variety and production conditions; it is one of the most sinked vegetables at any time of the year, due to its excellent taste qualities, the possibility of being consumed fresh or canned, and its relative contribution in vitamins and minerals (44. Rodríguez PJ, Figueredo Sánchez M. Guía técnica para la producción del cultivo de la zanahoria [Internet]. Primera Edición. Bejucal-Quivicán, La Habana. Cuba: Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova; 2009 [cited 28/08/2021]. 13 p. Available from: https://docplayer.es/18791081-Guia-tecnica-para-la- produccion-del-cultivo-de-la-zanahoria.html ).

Its crop in the country extends, fundamentally, to organoponic conditions and intensive orchards under sustainable production technologies (minimum use of agrochemicals), dependent on high volumes of organic matter not always available, which limits the fertility of the substrates and the biological efficiency of plants. For this reason, the use of biostimulants and biofertilizers is implemented to allow the crop to overcome stress situations in adverse environmental conditions and maximize its intrinsic productive potential to increase yields (55. Núñez Sosa DB, Liriano González R, Pérez Hernández Y, Placeres Espinosa I, Sianeh Zawolo G. Respuesta de Daucus carota L. a la aplicación de microorganismos nativos en condiciones de organopónico. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):29-35. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200004&script=sci_arttext&tlng=pt ).

In this sense, the biostimulants QuitoMax® (a mixture of chitosan polymers) and PectiMorf® (a mixture of pectic oligosaccharides or oligogalacturonides), developed by the National Institute of Agricultural Sciences (INCA), have proven to be a promising alternative to positively induce the growth and productivity of several crops, since they exert a proven influence on vegetative and root growth, shorten and enhance the flowering and fruiting period and increase yields through various application forms (66. Falcón Rodríguez AB, Costales Mené D, González-Peña Fundora D, Nápoles García MC. Nuevos productos naturales para la agricultura: las oligosacarinas. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36:111-29. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362015000500010 -1010. Pandey P, Verma MK, De N. Chitosan in agricultural context-A review. Bull. Environ. Pharmacol. Life Sci [Internet]. 2018;7:87-96. Available from: https://www.researchgate.net/profile/Priyal-Pandey/publication/326682315_Chitosan_in_agricultural_context_-_A_review/links/5b72ddc792851ca6505d7c61/Chitosan-in-agricultural-context-A- review.pdf ).

The present work aims to evaluate QuitoMax® and Pectimorf® biostimulant effect on growth and the source-sink relationship of carrot crops.

Materials and methods

 

The research was carried out in the Organoponic of the University of Matanzas (23º 01ʹ 57ʺ N and -81º 30ʹ 31ʺ W, Lambert Conformal Conical Projection with origin Cuba North), under intensive orchard conditions, during February to May 2017. The carrot variety "New Kuroda" with a biological cycle of 90 to 100 days was used.

An area of 180 m2 was selected for the experiment, with typical red Ferrallitic soil (1111. Hernández JA, Pérez JJM, Bosch ID, Castro SN. Clasificación de los suelos de Cuba. In: Primera Edición. Mayabeque, Cuba: EDICIONES INCA; 2015. p. 91. Available from: http://ediciones.inca.edu.cu/files/libros/clasificacionsueloscuba_%202015.pdf ). A randomized block design with three treatments and three replicates was established, consisting of 20 m2 plots (nine experimental plots). A planting frame of 0.10 m between plants and 0.15 m between rows (four rows per bed) was taken into account. The following treatments were evaluated:

  • T1: control, no product application.

  • T2: foliar application of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS.

  • T3: foliar application of 150 mg ha-1 of Pectimorf® at 20 and 50 DAS.

The doses were selected taking into account the favorable results obtained in other crops with the use of these biostimulants (1212. Morales Guevara D, Torres Hernández L, Jerez Mompié E, Falcón Rodríguez A, Amico Rodríguez JD. Efecto del Quitomax® en el crecimiento y rendimiento del cultivo de la papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):133-43. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300020&script=sci_arttext&tlng=en ,1313. Dell Amico J, Morales D, Jerez E, Rodríguez P, Álvarez I, Martín R, et al. Efecto de dos variantes de riego y aplicaciones foliares de Pectimorf® en el desarrollo del frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):129-34. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v38n3/ctr18317.pdf ).

The QuitoMax® product was characterized by presenting chitosan polymers with an average molecular mass of 1.35 x 105 g mol-1, a degree of N-acetylation of 12 % and a concentration of 4 g L-1, while PectiMorf® presented a composition between 55 and 61 % of galacturonid acid and an active ingredient concentration of 0.75 g L-1.

The application was carried out with a 16 liter Matabi knapsack, wetting all plants homogeneously, at a rate of 0.1 µL plant-1 for QuitoMax® and 0.5 µL plant-1 for PectiMorf®.

Agrotechnical management was carried out taking into account the Technical Guide for the Production of Carrot Crops (44. Rodríguez PJ, Figueredo Sánchez M. Guía técnica para la producción del cultivo de la zanahoria [Internet]. Primera Edición. Bejucal-Quivicán, La Habana. Cuba: Instituto de Investigaciones Hortícolas “Liliana Dimitrova; 2009 [cited 28/08/2021]. 13 p. Available from: https://docplayer.es/18791081-Guia-tecnica-para-la- produccion-del-cultivo-de-la-zanahoria.html ), modified according to the possibilities of the experimental area and the crop development, without applying fertilizers and phytosanitary products. The water needs of the crop were covered with the use of a microjet irrigation system.

The evaluations were carried out at different times of the crop cycle (30, 50, 70 and 90 DAS) by destructive sampling, determining each time, in 10 plants per plot (30 per treatment): height (cm), leaf area (dm2) from the number of active leaves with the use of ImageJ software ver. 1.51 software (1414. Rasband W. ImageJ [Internet]. Version 1.51j8. National Institutes of Health: USA. 2015. [cited 28/08/2021]. Available from: https://imagej.nih.gov/ij/download/ ) and the proposed methodologies (1515. Por E, Sfair J. Usando o ImageJ para calcular a área foliar [Internet]. 2013. Available from: https://www.researchgate.net/publication/235737768_Usando_o_ImageJ_para_calcular_a_area_foliar ,1616. de la Caridad Aday Díaz O, González Hernández R, Díaz Mujica FR, Reyes Esquirol C, Gil Cruz Y, Reyes Pérez S, et al. Aplicación del software ImageJ® 1.43 u en la caracterización de los síntomas de la mancha anular de la caña de azúcar. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):83-8. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200011&script=sci_arttext&tlng=pt ); total dry mass (g) and by organs (leaves and stem-root complex). Growth rates were calculated using the expressions shown in Table 1 (1717. Castellanos MS, Abril MS, López CEÑ. Análisis de Crecimiento y Relación Fuente- Demanda de Cuatro Variedades de Papa (Solanum tuberosum L.) en el Municipio de Zipaquirá (Cundinamarca, Colombia). Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín [Internet]. 2010;63(1):5253-66. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/refame/article/view/24945 ).

Table 1.  Formulas and units for determining growth rates in vegetables.
Growth index Symbols Formulas Units
Leaf Area Index LAI L A 2 L A 1 S A Dimensionless
Net Assimilation Rate NAR W 2 W 1 T 2 T 1 * N L L A 2 N L L A 1 L A 2 L A 1 g dm-2 day-1
Crop Growth Rate CGR 1 A S * W 2 W 1 T 2 T 1 g m-2 day-1

Symbols Used: W=Total Dry Mass; T=Time; LA=Leaf Area; SA=Soil Area; NL= Natural Logarithm

From the values of dry mass per organ, the distribution curve of assimilates during the crop cycle and the strength or power of source and plant sink were determined (1818. Wilson JW. Analysis of growth, photosynthesis and light interception for single plants and stands. Annals of Botany [Internet]. 1981;48(4):507-12. Available from: https://academic.oup.com/aob/article-abstract/48/4/507/223230 ). The data were analyzed in terms of plant:

S o u r c e   p o w e r   =   S o u r c e   s i z e   ( L e a f   a r e a ) * S o u r c e   a c t i v i t y   ( N A R )
 
S i n k   p o w e r   =   S i n k   s i z e   ( R o o t   d r y   m a t t e r ) * S i n k   a c t i v i t y   ( T R C   R o o t   )
 

At harvest, fleshy root length and diameter (cm), as well as fresh mass (g) were evaluated and crop agricultural yield (t ha-1) was estimated.

Data were processed using Statgraphics Plus v.5.1 (1919. STATGRAPHICS | Data Analysis Solutions [Internet]. [cited 28/08/2021]. Available from: https://www.statgraphics.com/ ), using a simple rank ANOVA and means were compared by Duncan's Multiple Range test at a p≤0.05; in the analysis of dynamics, the standard error of the means was estimated.

Results and discussion

 

Plant height did not show significant differences between treatments during the phenological crop development (Table 2). However, an increase in this variable was observed in plants treated with biostimulants with respect to the control, starting at 50 DAS.

Table 2.  Carrot plant height (cm) in the samplings carried out.
Treatments* Height plant (cm)
30 DAS 50 DAS 70 DAS 90 DAS
T1 23,5 ± 2,66 27,86 ± 2,68 38,89 ± 7,06 46,83 ± 5,36
T2 24,27 ± 1,54 29,91 ± 3,71 42,06 ± 7,45 51,22 ± 5,09
T3 25,33 ± 2,82 29,2 ± 4,97 45,06 ± 8,38 50,0 ± 8,02

* T1: control without application, T2: foliar spraying of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: foliar spraying of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS ± Standard Error

QuitoMax® and PectiMorf® stimulating effect on plant growth has been validated by many authors (2020. Costales D, Nápoles MC, Falcón AB, González Anta G, Ferreira A, Rossi A. Influencia de quitosanas en la nodulación y el crecimiento vegetativo de soya (Glycine max L. Merrill). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(1):138-46. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000100018 -2424. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Oliva Lahera A, Falcón Rodríguez A. Aplicación de QuitoMax® en semillas y posturas de tabaco en semillero. Centro Agrícola [Internet]. 2020;47(2):16-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852020000200016&script=sci_arttext&tlng=en ). This effect is attributed to the fact that oligosaccharins function as hormonal chemical messengers that regulate growth mechanisms and differentiation in different crops, accelerating the growth process of plants (2525. Álvarez Bello I, Reynaldo Escobar IM. Efecto del Pectimorf® en el índice estomático de plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):82-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300013&script=sci_arttext&tlng=en ). In addition, it is referred that they can stimulate photosynthetic activity; therefore, there is a greater gain of carbon skeletons that are used for the synthesis of new compounds, such as proteins (2626. Izquierdo H, Núñez M, González MC, Proenza R, Cabrera JC. Influencia de un oligogalacturónido en la aclimatización de vitroplantas de banano (Musa spp.) del clon FHIA-18 (AAAB). Cultivos Tropicales [Internet]. 2009 [cited 28/08/2021];30(1):00-00. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362009000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es ).

Figure 1 shows the efficiency of bioproducts in the development of crop leaf area. The best results were achieved in treated plants as a consequence of an increase in leaf size, the oligogalacturonide mixture caused the greatest increase with 25 % above the control, but with no difference with chitosan, the latter did not differ statistically from the control.

T1: control without application, T2: foliar spray of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS. Different letters in the vertical indicate significant differences according to the Duncan test for p≤0.05 in the analysis of each sample
Figure 1.  Dynamics of leaf area (dm2) of the carrot plant during the growing cycle.

It is characteristic in carrot plants to observe a slow growth of foliage in the first stage of vegetative development (30-60 DAS), which then increases steadily in number of leaves between 61 and 97 DAS (Stage II); then the growth of foliage slows down (reproductive development phase) and towards the end of the biological cycle of the crop the foliar area tends to stabilize (2727. Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). Características relevantes en el cultivo de la zanahoria (Daucus carota L.) en Colombia y estudios de caso sobre costos de producción en los municipios de Madrid (Cundinamarca) y Ventaquemada (Boyacá) [Internet]. 2017 p. 1-6. Available from: https://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/sipsa/Bol_Insumos_jun_2017.pdf ). However, the application of biostimulants achieved a higher increase in plant leaf area growth in the first stage, compared to the second, of 26 and 13 % for the oligogalacturonide mixture and chitosan, respectively.

The foliar development seen with Pectimorf® application can be attributed to the fact that this product was able to stimulate the appropriate endogenous hormonal balance, to activate the increase of cell division in buds that originate leaves and promote the synthesis of important substances that act in these processes. Although the mechanisms that can explain in depth the influence of oligogalacturonides on cell division in higher plants have not been defined (2828. González-Pérez L, Vázquez-Glaría A, Perrotta L, Acosta A, Scriven SA, Herbert R, et al. Oligosaccharins and Pectimorf® stimulate root elongation and shorten the cell cycle in higher plants. Plant Growth Regulation [Internet]. 2012;68(2):211-21. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s10725-012-9709-z ), it has been observed that they are capable of triggering a series of stimuli that accelerate metabolism and enzymatic activity in the cells, which enhances plant growth and development (2929. Enríquez-Guevara EA, Aispuro-Hernández E, Vargas-Arispuro I, Martínez-Téllez MÁ. Oligosacarinas derivadas de pared celular: Actividad biológica y participación en la respuesta de defensa de plantas. Revista mexicana de fitopatología [Internet]. 2010;28(2):144-55. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0185-33092010000200007&script=sci_abstract&tlng=pt ).

It can also be related to the increase of photosynthetic efficiency of plant, since it has been observed that the application of this biostimulant increases the content of photosynthetic pigments (chlorophyll a, b and total) in the leaves (2626. Izquierdo H, Núñez M, González MC, Proenza R, Cabrera JC. Influencia de un oligogalacturónido en la aclimatización de vitroplantas de banano (Musa spp.) del clon FHIA-18 (AAAB). Cultivos Tropicales [Internet]. 2009 [cited 28/08/2021];30(1):00-00. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362009000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es ,3030. Ojeda Silvera CM. Efecto de un producto bioactivo compuesto por oligogalacturónidos como mitigador del estrés hídrico en variedades de albahaca (Ocimum basilicum L). [Internet] [Tesis Doctoral]. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste; 2015. Available from: https://cibnor.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1001/170 ,3131. Izquierdo Oviedo H, Alcaraz Meléndez L, Rodríguez-Álvarez M. Micropropagación de chiltepín (Capsicum annuum L. cv.‘ glabriusculum’) mediante el empleo de una oligosacarina de origen péctico. Acta universitaria [Internet]. 2017;27(5):34-43. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-62662017000500034 ), which allows a greater capture of photosynthetically active radiation and, therefore, an increase in photosynthetic activity. Other studies indicate that Pectimorf® can enhance photosynthetic capacity in plants due to its effect on the modification of stomatal development patterns (2525. Álvarez Bello I, Reynaldo Escobar IM. Efecto del Pectimorf® en el índice estomático de plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(3):82-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000300013&script=sci_arttext&tlng=en ).

It is reported that the incorporation of oligogalacturonide mixture in in vitro culture media and its foliar spraying in the acclimatization phase increased the number of leaves in banana seedlings (Musa spp., AAAB) cultivars FHIA 18 (88. Morales-Guevara D, Dell Amico-Rodríguez J, Jerez-Mompie E, Rodríguez- Hernández P, Álvarez-Bello I, Díaz-Hernández Y, et al. Efecto del QuitoMax® en plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.) sometidas a dos regímenes de riego. I. Crecimiento y rendimiento. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(2):119-28. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000200018 ) and FHIA 21 (3232. Mogena AF, García MB, Reisel DB. Uso del Pectimorf® en el enraizamiento in vitro de plantas del cultivar FHIA 21 (Musa spp., AAAB). Agricultura Tropical [Internet]. 2018;3(2). Available from: http://ojs.inivit.cu/index.php?journal=inivit&page=article&op=view&path%5B%5D=75 ), as well as the leaf area in seedlings of papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja (3333. Posada-Pérez L, Padrón-Montesinos Y, González-Olmedo J, Rodríguez-Sánchez R, Barbón-Rodriguez R, Norman-Montenegro O, et al. Efecto del Pectimorf® en el enraizamiento y la aclimatización in vitro de brotes de papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016;37(3):50-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362016000300005&script=sci_arttext&tlng=pt ) and pineapple (Ananas comosus var. comosus) hybrid MD-2 (3434. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf ).

The second application of products accelerated the rate of foliage growth, which had a marked influence on the production of assimilates in plants. The increase in plant biomass is realized from the expanded leaf area as a result of a greater net photosynthetic activity, which is a critical variable for productivity (3434. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf ).

The increase in dry mass was similar at 30 DAS in all treatments (Figure 2). Statistically significant differences were found after 50 DAS; at the end of the crop cycle, the treatments with both biostimulants showed the highest productivity (11.76 and 12.58 g plant-1, respectively) with increases of 45 and 55 % with respect to the control (8.1 g plant-1), which at all times evaluated presented the lowest absolute values.

T1: control without application, T2: foliar spray of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS. Different letters indicate significant differences according to Duncan test for p≤0.05 in the analysis of each sampling
Figure 2.  Total dry mass accumulation (leaves and stem-root complex) (g) in carrot plants at different times of the crop cycle.

Oligosaccharins favor plant photosynthetic activity, causing greater biomass accumulation in both aerial organs and roots. Previous authors have shown that foliar PectiMorf® application causes increases in the aerial and root mass of radish (3535. Terry Alfonso E, Ruiz Padrón J, Tejeda Peraza T, Reynaldo Escobar I. Efectividad agrobiológica del producto bioactivo Pectimorf® en el cultivo del Rábano (Raphanus sativus L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2014;35(2):105-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362014000200014&script=sci_arttext&tlng=en ), as well as greater productivity of accumulated biomass in potato tubers (3636. Martín-Martín R, Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Reynaldo-Escobar I. Empleo de Pectimorf® para estimular la tuberización en papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):72-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000300002 ) and zucchini fruits (Cucurbita pepo L.) var. 'Grey Zucchini' (3737. Soriano-Melgar L de AA, Izquierdo-Oviedo H, Saucedo-Espinosa YA, Cárdenas- Flores A. Efecto de la aplicación de bioestimulantes sobre la calidad y capacidad antioxidante de frutos de calabacita (Cucurbita pepo L. var.‘ Grey Zucchini’). Terra Latinoamericana [Internet]. 2020;38(1):17-28. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0187-57792020000100017&script=sci_arttext ). Also, different forms of treatment with QuitoMax® have increased the formation and enlargement of stolons in potato (2222. Rizo-Alvarez M, Morales-Querol D, Sánchez-Santana T, López-Vigoa O, Olivera- Castro Y, Benítez-Alvarez MA, et al. Influencia del EcoMic® y el Pectimorf® en el establecimiento de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. cv. Cunningham. Pastos y Forrajes [Internet]. 2018;41(3):183-8. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000300004 ), the production of fresh and dry mass in cucumber fruits (3838. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Castillo Cruz D, Paz Martínez I, Cambara Rodríguez AY, Falcón Rodríguez A, et al. Respuesta agronómica del pepino a la aplicación de QuitoMax en condiciones de organoponía. Centro Agrícola [Internet]. 2018 [cited 24/08/2021];45(3):27-31. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852018000300027&lng=es&nrm=iso&tlng=en ) and peppers (3939. Alvarez Pinedo A, Calderón Puig AA, Fundora Sánchez LR, Rodríguez Fajardo A. Manejo de bioproductos en el cultivo del pimiento (Capsicum annuum L.) en condiciones de organopónico Management of bioproducts in the pepper cultivation (Capsicum annuum L.) under organoponic conditions. Agroecosistemas. 2018;6(2):121-7. Available from: https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes/article/view/201 ), as well as the aerial part and roots in tobacco plants (2424. González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Oliva Lahera A, Falcón Rodríguez A. Aplicación de QuitoMax® en semillas y posturas de tabaco en semillero. Centro Agrícola [Internet]. 2020;47(2):16-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852020000200016&script=sci_arttext&tlng=en ).

The determination of growth indices (Figure 3) allowed a better understanding of the growth process and physiological efficiency of the carrot crop. No significant differences were found in the LAI and NAR indicators in plants treated with the biostimulators, although they did show a better performance with respect to the non-applied control.

T1: control without application, T2: foliar spray of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS. Different letters in the vertical indicate significant differences according to the Duncan test for p≤0.05 in the analysis of each sample.
Figure 3.  Carrot crop growth indices: Leaf Area Index (A), Net Assimilation Rate (B), Crop Growth Rate (C).

Crop growth rate increased as the crop cycle progressed and the formation of the fleshy root began; it was the only one of the indices studied that showed statistically significant differences. The highest values coincided with the moment when there was an increase in the sink potential (70 DAS for the control and between 70-90 DAS with biostimulant application). PectiMorf® application caused the highest values, followed by the QuitoMax® treatment, which in the first sampling did not differ from the control. At the end of the crop cycle, the biostimulated plants recorded a maximum value of 19.0 g m-2 day-1, while the untreated plants only reached increases of 10.85 g m-2 day-1 which shows an increase of 75 % with the use of the products.

The results support the hypothesis that biostimulants favor plant photosynthetic activity (4040. Khan WM, Prithiviraj B, Smith DL. Effect of Foliar Application of Chitin and Chitosan Oligosaccharides on Photosynthesis of Maize and Soybean. Photosynthetica [Internet]. 2002 [cited 24/08/2021];40(4):621-4. https://doi.org/10.1023/A:1024320606812 ), although it cannot be ruled out that, in addition, these products facilitate the uptake of nutrients from the soil, something that has been previously demonstrated (4141. Costales-Menéndez D, Falcón-Rodríguez AB. Combinación de formas de aplicación de quitosano en el desarrollo de soya biofertilizada. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018 [cited 24/08/2021];39(3):71-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362018000300010&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). Thus, Pectimorf®, due to its potential as a rooting agent (3333. Posada-Pérez L, Padrón-Montesinos Y, González-Olmedo J, Rodríguez-Sánchez R, Barbón-Rodriguez R, Norman-Montenegro O, et al. Efecto del Pectimorf® en el enraizamiento y la aclimatización in vitro de brotes de papaya (Carica papaya L.) cultivar Maradol Roja. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016;37(3):50-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362016000300005&script=sci_arttext&tlng=pt -4242. Rodríguez LM, Gómez GG, Arteaga MCJ. Evaluación de productos bioactivos en semilleros en bandejas en el cultivo del pimiento (Capsicum annum, L.) (Original). Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local. 2019;3(2):220-30.), can favor the formation of roots that enable an efficient supply of water and mineral salts (3434. Sánchez RR, Mbogholi A, Lorente GY, Rodríguez RC, Olmedo JLG. Efectos del ácido giberélico y el PectiMorf® en las vitroplantas de piña (Ananas comosus var. comosus) ‘MD-2’ durante la fase final de aclimatización. Universidad&Ciencia [Internet]. 2019;8(1):135-47. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/287219496.pdf ) and, therefore, greater plant development.

Differences were also found in the treatments evaluated in terms of the maximum points of dry mass accumulation in the plant organs (Figure 4).

T1: control without application, T2: foliar spray of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS.
Figure 4.  Dynamics of dry mass percentage distribution by organs (leaves and root) with respect to the total in carrot plants.

The control treatment showed normal behavior in the distribution of dry biomass. A higher percentage of accumulation was observed in the leaves, at 30 DAS, with 61.4 % of the total. Dry mass accumulation in the root was a slow process up to that time, but then began to increase steadily until harvest, where 73.7 % was reached.

To achieve rapid initial growth of young carrot plants, a substantial increase in leaf area in the vegetative phase is important because, due to the morphology of leaves, which have long petioles and segmented blades, much of the incident solar radiation is not intercepted. Therefore, in this phase, a large part of assimilates must be destined to the formation of leaves (4343. Peil RM, Galvez JL. Dry-matter partitioning as a determinant of greenhouse fruit vegetable crops production. Revista Brasileira de Agrociencia [Internet]. 2005 [cited 24/08/2021];11(1):5-11. Available from: https://eurekamag.com/research/013/053/013053111.php ). When the foliar system reaches an appropriate development, the partitioning of assimilates to the foliage decreases, with the consequent increase in their mobilization to the root (4444. Krzesinski W, Knaflewski M. Preliminary model of carrot growth. Acta Horticulturae [Internet]. 2004;654:235-42. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.654.26 ). With the onset of thickening, roots become the main sink.

Plants treated with biostimulants showed a greater accumulation of assimilates in the root (61.8 and 56.9 % for QuitoMax® and PectiMorf® applications, respectively) than in the leaves (38.2 and 43.1 %) from the first sampling.

The partitioning of assimilates between the aerial part and the root, during the carrot crop cycle, is an expression of the interaction between genetic, environmental and cultural factors (4545. Hole CC, Barnes A, Thomas TH, Scott PA, Rankin WEF. Dry Matter Distribution between the Shoot and Storage Root of Carrot (Daucus carota L.): I. Comparison of Varieties. Annals of Botany [Internet]. 1983 [cited 24/08/2021];51(2):175-87. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a086456 ). The observed behavior can be attributed to the fact that the foliar application of bioproducts increased levels of traditional hormones such as gibberellins and abscisic acid (ABA), substances that are closely related to the process of dry mass distribution in plants and the tuberization induction (4646. Jiao Z, Li Y, Li J, Xu X, Li H, Lu D, et al. Effects of Exogenous Chitosan on Physiological Characteristics of Potato Seedlings Under Drought Stress and Rehydration. Potato Research [Internet]. 2012 [cited 24/08/2021];55(3):293-301. https://doi.org/10.1007/s11540-012-9223-8 ).

Figure 5 shows differences in the behavior of the source-sink potentials of plants in the evaluated treatments. In the control, the maximum potential of leaves as source tissue was obtained at 70 DAS, with a value of 0.35 g day-1; the same behavior was presented at this time by the root sink potential with a value of 0.38 g day-1. This period corresponded to the moment of greatest translocation of assimilates from leaves to roots. At the end of the cycle for this treatment, both potentials decreased as a result of the decrease in the LAI and the rate of root weight gain near harvest.

T1: control without application, T2: foliar spray of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS, T4: foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS
Figure 5.  Source-sink potentials in carrot plants.

Plants that received QuitoMax® applications reached values above 70 DAS, with maximum source and sink potentials for leaves and roots of 0.46 and 0.40 g day-1, respectively; towards the end of the crop development cycle the source potency decreased markedly, while the sink strength maintained high values (0.34 g day-1) indicating that the root continued to accumulate reserves until harvest time, increasing crop productivity.

On the other hand, the application of PectiMorf® caused a higher source power in plants at 70 DAS (0.41 g day-1) and a higher root sink potential at 90 DAS (0.41 g day-1). In the latter sampling, a considerable increase in sink power was observed, which represents, that the highest translocation and discharge of photoassimilates in the root took place in this period.

Dry mass assimilation and its distribution within the plant are important processes that determine crop productivity (4747. Jerez Mompié E, Martín Martín R, Morales Guevara D. Comportamiento de la acumulación y distribución de masa seca en tres variedades de papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2015 [cited 24/08/2021];36(4):70-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362015000400009&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). The production of assimilates by the leaves and the point to which they can be accumulated by the sink, represented in this case by the harvested root, defines yields (4848. Jerez Mompie EI, Martín Martín R, Morales Guevara D, Díaz Hernández Y. Análisis clásico del crecimiento en tres variedades de papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 24/08/2021];37(2):79-87. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362016000200009&lng=es&nrm=iso&tlng=en ). Higher values of the potentials between source and sink organs and in the net assimilation rate (NAR) can translate into a greater biomass accumulation at times close to physiological maturity, reaching higher yields (4949. Hernández N, Soto F. Influencia de tres fechas de siembra sobre el crecimiento y la relación fuente- demanda del cultivo del maíz (Zea mays L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2012 [cited 24/08/2021];33(1):28-34. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362012000100004&lng=es&nrm=iso&tlng=es ).

Table 3 shows results on yield and the components that determine it at the time of harvest. The length of the fleshy root did not differ between treatments, but the diameter, the mass of the fleshy root and, therefore, the yield were higher in plants treated with PectiMorf® and differed significantly from the control and chitosan application.

Table 3.  Yield and its components in carrot plants.
Treatments* Fleshy root length (cm) Fleshy root diameter (cm) Fleshy root mass (g)) Yield (t ha-1)
T1 10,14 ± 2,80 2,41 ± 0,36 b 47,85 ± 8,05 b 31,5 ± 2,10 b
T2 11,22 ± 2,53 2,56 ± 0,44 b 58,60 ± 7,63 b 38,70 ± 1,25 b
T3 11,39 ± 1,39 3,33 ± 0,25 a 74,41 ± 17,46 a 49,11 ± 3,26 a

* T1: Control without application, T2: Foliar spray of 150 mg ha-1 of QuitoMax® at 20 and 50 DAS, T3: Foliar spray of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 20 and 50 DAS. Different letters in the vertical indicate significant differences according to the Duncan test for p≤0.05 in the analysis of each sample. ± Standard Error

Biostimulants had a positive effect on the agricultural yield of carrot, proving to be effective in the productivity of treated plants, taking into account the increases with respect to the control of 22 % with QuitoMax® (although without differences with the control) and 56 % with PectiMorf®. Results achieved are superior to those reported for this same variety with the use of biofertilizers based on efficient microorganisms (5050. Gómez LGG, Arteaga MCJ, Pizarro MJ, Lahera AO, Zayas AA, Rodriguez AF. Evaluación del Pectimorf® y Quitomax® en el cultivo de la papaya (Carica papaya, L) cv Maradol roja (Original). Redel. Revista granmense de Desarrollo Local. 2019;3(4):262-71.).

In the literature, there are no antecedents of the use of oligosaccharins in carrot cultivation, but it has been demonstrated that applications of PectiMorf® increase yields in radish (3535. Terry Alfonso E, Ruiz Padrón J, Tejeda Peraza T, Reynaldo Escobar I. Efectividad agrobiológica del producto bioactivo Pectimorf® en el cultivo del Rábano (Raphanus sativus L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2014;35(2):105-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362014000200014&script=sci_arttext&tlng=en ), garlic (77. Izquierdo H, Diosdado E, Cepero MCG, de la C Núñez M, Cabrera JC, Hernández RM, et al. Contributions to knowledge of the functioning of national bioestimulators in plant biotechnology processes. Biotecnología Aplicada [Internet]. 2016;33(3):3511-6. Available from: https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumenI.cgi?IDREVISTA=281&IDARTICULO=72516&IDPUBLICACION=7057 ) and potato (99. Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Dell Amico-Rodríguez J, Falcón-Rodríguez A. El Quitomax® influye en la producción de tubérculos semilla de papa (Solanum tuberosum L.) variedad Romano. Cultivos Tropicales [Internet]. 2018;39(3):80-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362018000300011 ,2121. Jerez Mompie E, Martín Martín R, Morales Guevara D, Reynaldo Escobar I. Efecto de oligosacarinas en el comportamiento de la papa (Solanum tuberosum L.) variedad Romano. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(1):75-80. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362017000100008&script=sci_arttext&tlng=en ,3636. Martín-Martín R, Jerez-Mompie E, Morales-Guevara D, Reynaldo-Escobar I. Empleo de Pectimorf® para estimular la tuberización en papa (Solanum tuberosum L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):72-6. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000300002 ), as well as the quality of the tubers obtained. The positive effect of the oligogalacturonide mixture on the yield of other non-tuberous crop species such as beans (1313. Dell Amico J, Morales D, Jerez E, Rodríguez P, Álvarez I, Martín R, et al. Efecto de dos variantes de riego y aplicaciones foliares de Pectimorf® en el desarrollo del frijol (Phaseolus vulgaris L.). Cultivos Tropicales [Internet]. 2017;38(3):129-34. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v38n3/ctr18317.pdf ), pumpkin (3737. Soriano-Melgar L de AA, Izquierdo-Oviedo H, Saucedo-Espinosa YA, Cárdenas- Flores A. Efecto de la aplicación de bioestimulantes sobre la calidad y capacidad antioxidante de frutos de calabacita (Cucurbita pepo L. var.‘ Grey Zucchini’). Terra Latinoamericana [Internet]. 2020;38(1):17-28. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0187-57792020000100017&script=sci_arttext ) and papaya (5151. Rodríguez-Pedroso AT, Ramírez-Arrebato MÁ, Falcón-Rodríguez A, Bautista-Baños S, Ventura-Zapata E, Valle-Fernández Y. Efecto del Quitomax® en el rendimiento y sus componentes del cultivar de arroz (Oryza sativa L.) var. INCA LP 5. Cultivos Tropicales [Internet]. 2017 [cited 24/08/2021];38(4):156-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362017000400002&lng=es&nrm=iso&tlng=pt ) has also been corroborated. Oligosaccharins (and products containing them) have been reported as important yield biostimulatory macromolecules in several crops, with increases ranging from 10 to 60 % above controls, depending on the application rates experimented, the crop and the locations and soils treated (5252. Jiménez Arteaga MC, González Gómez LG, Verdecia Corría AJ, Oliva Lahera A, Jiménez Arteaga MC, González Gómez LG, et al. Respuesta de Phaseolus vulgaris a la aplicación de Azofert-F, Micorriza y QuitoMax a la semilla, en dos períodos de siembra. Centro Agrícola [Internet]. 2020 [cited 24/08/2021];47(1):22-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852020000100022&lng=es&nrm=iso&tlng=pt -5454. Martínez IP, Gómez LGG, Fabré TB, Arteaga MCJ. Evaluación de algunos indicadores de calidad y rendimiento en las variedades de tomate ESEN y L-43, al aplicarle QuitoMax. Redel. Revista Granmense de Desarrollo Local [Internet]. 2020;4:541-51. Available from: http://docplayer.es/205734011-Original-evaluacion-de-algunos-indicadores-de-calidad-y-rendimiento-en-las-variedades-de-tomate-esen- y-l-43-al-aplicarle-quitomax.html ).

Conclusions

 
  • The carrot crop responded favorably to the foliar application of biostimulants, with a significant impact of the product PectiMorf® (T3) on the increase in leaf area and dry mass production. The differences found in the crop growth rate (CGR), the higher increases in the net assimilation rate (NAR) and the differences in the behavior of the source-sink potentials of plants, with the application of the biostimulants, show their direct effect on the photosynthetic activity, the production and distribution of photoassimilates from leaves to roots in early stages of the biological cycle.

  • The foliar application of 150 mg ha-1 of PectiMorf® at 30 and 50 days after planting showed a better productive response of the plants and the commercial quality of the fleshy root, expressed in a notable increase in yields.