INTRODUCCIÓN

La Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y la Agricultura (FAO) estiman un crecimiento de la población mundial del 13 % en el año 2030 y del 30 % en el 2050, por lo que será necesario un incremento del 70 % en la producción agrícola para solucionar los problemas de desnutrición y garantizar la seguridad alimentaria (11. FAO. El estado de la seguridad alimentaria y la nutrición en el mundo - 2019 | FAO | Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [Internet]. 2019 [cited 23/01/2022]. Available from: https://www.fao.org/publications/sofi/2019/es/ ).

La soya (Glycine max (L.) Merrill) se encuentra entre los diez cultivos de mayor importancia en el mundo, se siembra en más de 90,2 millones de hectáreas, cuya producción mundial supera los 345,96 millones de toneladas, lo cual representa un aumento de 10,52 % en la producción mundial de los últimos años (22. FAO. Estadísticas mundiales de soya [Internet]. Blog Agricultura. [cited 23/01/2022]. Available from: https://blogagricultura.com/estadisticas-soya-produccion/ ), es uno de los cultivos estratégicos en la seguridad alimentaria de todo el mundo, ocupando una posición privilegiada como la principal oleaginosa para la alimentación animal y humana, por el alto valor nutritivo que tienen sus semillas. Contiene 20 % de aceite y 40 % de proteína (33. Díaz Franco A, Magallanes Estala A, Aguado Santacruz A, Hernández Mendoza JL. Respuesta de la soya a inoculantes microbianos en el norte de Tamaulipas, México. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2015;6(2):227-38. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342015000200001&script=sci_abstract&tlng=pt ). Su consumo se incrementa cada día, debido a la necesidad de utilizar el grano como materia prima en la elaboración de alimentos concentrados para animales y para el consumo humano, granos que son considerados muy versátiles, ya que pueden ser consumidos como semillas, brotes, y pueden ser procesados para obtener derivados como leche de soya, tofu, salsa de soya y harina (44. FAOSTAT. No Title [Internet]. 2018 [cited 23/01/2022]. Available from: https://www.fao.org/faostat/es/#data/QC/visualize , 55. Moreano ICF, Falquez NPT, Gutiérrez MCM, Bermúdez FLL. Evaluación agronómica de materiales de soya (Glycine max (L) Merril) de hilium claro. RECIAMUC [Internet]. 2017;1(4):850-60. Available from: https://www.reciamuc.com/index.php/RECIAMUC/article/view/210 ).

En los procesos de producción agrícola sostenible se ha dado especial interés al uso de microorganismos benéficos del suelo, que mediante la actividad simbiótica inducen a mejorar la nutrición de las plantas, coadyuvan a tolerar condiciones adversas de producción y consecuentemente promueven el crecimiento y la producción de los cultivos. Por estas razones los microorganismos benéficos han sido considerados como agentes de fertilización biológica o biofertilizantes. Dentro de estos microorganismos se encuentran las bacterias del grupo de los rizobios y los hongos micorrízicos arbusculares, promotores del crecimiento vegetal, que ejercen efectos benéficos en el suelo y las plantas y tienen una influencia positiva en el rendimiento de la soya (66. Barroso Frómeta L, Abad Michel M, Rodríguez Hernández P, Jerez Mompié E. Aplicación de FitoMas-E y EcoMic^® para la reducción del consumo de fertilizante mineral en la producción de posturas de cafeto. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(4):158-67. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000400021&script=sci_arttext&tlng=pt -88. Hernández AF. La coinoculación Glomus hoi like-Bradyrhizobium japonicum en la producción de soya (Glycine max) variedad Verónica para semilla. Cultivos tropicales [Internet]. 2008;29(4):41-5. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362008000400006 ).

Numerosos autores han demostrado que la inoculación combinada de rizobios-hongos micorrízicos arbusculares (HMA) permite incrementar la fijación biológica del nitrógeno (FBN) y el desarrollo de las plantas, en mayor medida que la inoculación de cada uno de estos microorganismos por separado. Los efectos beneficiosos de su combinación pueden abastecer la enorme demanda de fósforo requerida por la nitrogenasa en el proceso de FBN, aliviar las carencias asociadas a ciertas condiciones de estrés ambiental y reducir la incidencia de patógenos (99. Abd-Alla MH, El-Enany A-WE, Nafady NA, Khalaf DM, Morsy FM. Synergistic interaction of Rhizobium leguminosarum bv. viciae and arbuscular mycorrhizal fungi as a plant growth promoting biofertilizers for faba bean (Vicia faba L.) in alkaline soil. Microbiological research [Internet]. 2014;169(1):49-58. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501313001171 ,1010. Ibiang YB, Mitsumoto H, Sakamoto K. Bradyrhizobia and arbuscular mycorrhizal fungi modulate manganese, iron, phosphorus, and polyphenols in soybean (Glycine max (L.) Merr.) under excess zinc. Environmental and Experimental Botany [Internet]. 2017;137:1-13. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098847217300242 ).

Los resultados de estas investigaciones en Cuba y a nivel mundial, con el empleo de inoculaciones combinadas de rizobios y hongos micorrízicos en el cultivo de la soya, han proporcionado incrementos en el crecimiento y rendimiento de las plantas, destacándose la importancia de esta práctica conjunta en la producción de este importante renglón alimentario.

Tomando en cuenta estos antecedentes se realizó este estudio, con el objetivo de evaluar el efecto de diferentes cepas de Bradyrhizobium y una cepa de HMA, en el crecimiento y rendimiento del cultivar de soya INCAsoy 27, sembrado en época de verano.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se desarrolló en el verano de 2017, en condiciones de campo, en el área central del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, ubicado en el municipio San José de las Lajas, provincia Mayabeque, Cuba y sobre un suelo Ferralítico Rojo Lixiviado (1111. Hernández Jiménez A, Bosch Infante D, Pérez Jiménez JM, Castro Speck N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015. Libro [Internet]. 1st ed. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Cuba: Ediciones INCA; 2015 [cited 23/01/2022]. Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/ ) (Tabla 1).

Se utilizó el cultivar de soya INCAsoy-27, sembrado en octubre de 2017, en un área experimental de alrededor de 0,11 ha, con 52 parcelas de 14 m² (4 surcos x 5 m de largo) y 7 m² de área de cálculo (dos surcos centrales), empleándose 20 plantas por metro lineal y una distancia entre surcos de 0,70 m.

Se evaluaron los siguientes bioproductos:

Los biofertilizantes fueron aplicados a través de la Tecnología de Recubrimiento de Semillas (1212. Fernández F, Gómez R, Vanegas LF, Noval BM de la, Martínez MA. CU22641 Producto inoculante micorrizógeno. Patente No. 22641 [Internet]. 2000 [cited 23/01/2022]. Available from: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf;jsessionid=ED1D72BCCE74B2DBD801D4D94327D0B1.wapp2nA?docId=CU4401498&recNum=98&office=&queryString=&prevFilter=%26fq%3DOF%3ACU%26fq%3DICF_M%3A%22A01N%22&sortOption=Pub+Date+Desc&maxRec=135 ), a razón de 4 mL kg^-1 de semilla (200 mL ha^-1) para la bacteria y del 10 % del peso de la semilla para la micorriza (5 kg ha^-1).

Se empleó un diseño de bloques al azar, con cuatro repeticiones por tratamiento, evaluándose los resultados a través de un análisis de varianza (paquete estadístico IBM-SPSS Statistics 19 para Windows), donde se utilizó la prueba de rangos múltiples de Duncan para la comparación de las medias.

Se realizaron las siguientes evaluaciones:

Altura (cm), masa seca aérea y raíz (g), % de N, P y K en trifoliolos, nodulación (número, masa seca (g) y efectividad (%) de los nódulos totales, según la coloración en el interior de los nódulos a través del corte transversal). Variables fúngicas empleando la técnica de tinción de raíces (1313. Rodríguez Yon Jy, Arias Pérez L, Medina Carmona A, Mujica Pérez Y, Medina García LR, Fernández Suárez K, et al. Alternativa de la técnica de tinción para determinar la colonización micorrízica. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(2):18-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362015000200003 ), se evaluó: frecuencia micorrízica (%) e intensidad de la colonización (%), según las metodologías descritas (1414. Trouvelot A, Kough JL, Gianinazzi-Pearson V. Mesure du taux de mycorhization VA d’un système radiculaire. Recherche de méthode d’estimation ayant une signification fonctionnelle. In: Physiological and genetical aspects of mycorrhizae: proceedings of the 1st european symposium on mycorrhizae, Dijon, 1-5 July 1985 [Internet]. 1986. p. 217-21. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Mesure-du-taux-de-mycorhization-VA-d%27un-systeme-de-Trouvelot/5482eab5f682dd814ac986ccce94b30e7e7ffb0e , 1515. Herrera-Peraza RA, Furrazola E, Ferrer RL, Valle RF, Arias YT. Functional strategies of root hairs and arbuscular mycorrhizae in an evergreen tropical forest, Sierra del Rosario, Cuba. Revista CENIC. Ciencias Biológicas [Internet]. 2004;35(2):113-23. Available from: https://www.redalyc.org/pdf/1812/181226079010.pdf ).

Altura de las plantas (cm), número de vainas por planta, masa de 1000 granos (g) y el rendimiento de granos (t ha^-1) en base al área de cálculo de la parcela.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla 2 se muestra el comportamiento de la altura de las plantas en las etapas de floración y de cosecha, donde se manifiestan respuestas significativas entre los tratamientos, con respuestas positivas para los tratamientos biofertilizados y diferencias de los mismos con relación al control absoluto. Todas las cepas de Bradyrhizobium evaluadas fueron efectivas. Se destacan aquellos tratamientos donde se realizó la inoculación conjunta de los biofertilizantes.

Para la etapa de cosecha, los tratamientos con aplicación de la coinoculación, mostraron diferencias significativas, incluso, con el tratamiento de fertilización mineral NPK, donde todas las cepas de Bradyrhizobium en combinación con la MA fueron efectivas. Resultados similares, en relación a la aplicación conjunta de ambos biofertilizantes, han sido informados por otros autores (88. Hernández AF. La coinoculación Glomus hoi like-Bradyrhizobium japonicum en la producción de soya (Glycine max) variedad Verónica para semilla. Cultivos tropicales [Internet]. 2008;29(4):41-5. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362008000400006 , 1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ).

Para el caso de la masa seca de la raíz y de la parte aérea de las plantas (Tabla 3) se observaron resultados similares al del indicador anteriormente mencionado; aunque la respuesta de la aplicación conjunta de ambos biofertilizantes fue muy superior; pero sin diferencias significativas con el tratamiento fertilizado con NPK. Las cepas de Bradyrhizobium empleadas fueron superiores al control absoluto, principalmente en la masa seca aérea.

Por otra parte, teniendo en consideración el efecto de los tratamientos en la nodulación, evaluada a partir de las variables número de nódulos, masa seca nodular y efectividad nodular (Tabla 4), se pudo observar respuestas significativas especialmente con la aplicación de Bradyrhizobium para las mencionadas variables, destacándose aquellos donde se aplicó la coinoculación Bradyrhizobium-MA, fundamentalmente, en sus efectos en la masa de los nódulos y su efectividad para fijar nitrógeno.

Los valores más bajos fueron encontrados para los controles (absoluto y fertilizado) y el tratamiento donde se inoculó solo la MA, lo que demuestra la baja presencia de Bradyrhizobium nativo y además que los mismos fueron poco efectivos. La mayor efectividad de los nódulos estuvo relacionada con los tratamientos donde se aplicó Bradyrhizobium, ya sean las cepas independientes o combinadas con la MA. Resultados similares han sido informados por otros autores, en cuanto a mejores respuestas con la aplicación conjunta de ambos biofertilizantes (1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ,1717. Corbera J, Nápoles MC. Evaluación de la inoculación conjunta Bradyrhizobium japonicum-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya, cultivada en época de primavera. Cultivos Tropicales [Internet]. 2011;32(4):13-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362011000400002&script=sci_arttext&tlng=pt ).

En la Tabla 5 se aprecian los resultados para las variables micorrízicas donde se encontró un efecto significativo de la inoculación en los diferentes indicadores del funcionamiento fúngico evaluados, con un mayor efecto de los tratamientos donde se empleó la inoculación conjunta de los bioproductos, independientemente de la cepa de Bradyrhizobium evaluada.

Todos los tratamientos inoculados, ya sea en su forma simple o combinados, mostraron índices superiores a los controles absoluto y al de fertilización mineral. Se apreció una baja actividad de la micorriza nativa en las condiciones en las que se desarrolló el estudio, dado por los valores encontrados en las variables evaluadas para los tratamientos en los que no fue aplicado el producto a base de MA, fundamentalmente, en los tratamientos controles.

Los contenidos foliares de nitrógeno, fósforo y potasio (N, P y K), como reflejo del estado nutricional de las plantas (Tabla 6), de manera general mostraron diferencias significativas solo con el control absoluto.

Los tratamientos biofertilizados, en ninguna de sus formas de evaluación, mostraron diferencias entre ellos ni con el control fertilizado para el N y el P. Sin embargo, para el K foliar, aquellos tratamientos donde se aplicó la combinación de los biofertilizantes resultaron con los mayores valores y diferencias significativas.

Se encontraron valores de los elementos que se corresponden con los informados por la literatura internacional como suficientes para el cultivo, excepto para el nitrógeno donde los porcentajes mostrados estuvieron por debajo del rango de suficiencia establecido. No obstante, los valores para todos los elementos se corresponden con los que se han obtenido en condiciones similares en Cuba para este cultivo (1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ,1717. Corbera J, Nápoles MC. Evaluación de la inoculación conjunta Bradyrhizobium japonicum-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya, cultivada en época de primavera. Cultivos Tropicales [Internet]. 2011;32(4):13-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362011000400002&script=sci_arttext&tlng=pt ).

En la Tabla 7 se observan los resultados del rendimiento de granos y sus componentes, donde el número de vainas por planta mostró diferencias significativas entre los tratamientos, con valores superiores al control absoluto de los tratamientos biofertilizados. Los tratamientos donde se coinocularon las semillas con ambos biofertilizantes mostraron los mayores valores, similares al control fertilizado.

Para la masa de 1000 granos solo se observaron diferencias significativas con el control absoluto de los tratamientos coinoculados. Los tratamientos con aplicación de bioproductos, en sus formas simples, no se diferenciaron entre sí, ni con los controles empleados, lo que pudiera indicar, que esta variable en el cultivo es poco influenciada por la aplicación de dichos productos.

El rendimiento de granos como resultado del crecimiento y desarrollo del cultivo, también mostró diferencias significativas entre tratamientos, destacándose de igual manera, aquellos donde se inocularon de manera conjunta las cepas de Bradyrhizobium y la micorriza arbuscular Glomus cubense, los que presentaron incrementos en los rendimientos para el cultivar estudiado, entre 40,22 % y 44,13 % en relación al control absoluto y entre 11,06 % y 14,16 % en relación con el control con fertilización mineral.

Es de destacar que las diferentes cepas de Bradyrhizobium estudiadas, en sus formas simples, mostraron resultados positivos, similares al control fertilizado y superiores al control absoluto, con incrementos del rendimiento entre 25,14 % y 26,26 %, de acuerdo a la cepa empleada, lo que evidencia la efectividad de cada una de las cepas. Resultados positivos con el empleo de cepas de rizobios en el crecimiento y rendimiento de leguminosas han sido señalados por diversos autores (1818. Granda-Mora KI, Alvarado-Capó Y, Torres-Gutiérrez R. Efecto en campo de la cepa nativa COL6 de Rhizobium leguminosarum bv. viciae sobre frijol común cv. Percal en Ecuador. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):5-13. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200001&script=sci_arttext&tlng=en -2121. Segura HC, Joaquín AH, Davila DEZ. Efectividad simbiótica de dos cepas de Rhizobium sp. en cuatro variedades de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en Perú. Idesia [Internet]. 2019;37(4):73-81. Available from: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7438339 ). El tratamiento con solo aplicación de la cepa de HMA también fue superior al control absoluto, con un incremento del rendimiento de 21,79 %.

La aplicación de los biofertilizantes mostró respuestas positivas para las condiciones de estudio y el cultivar evaluado, expresadas en los incrementos del rendimiento de granos como variable fundamental, destacándose el manejo conjunto de estos productos para el desarrollo del cultivo de la soya en condiciones edafoclimáticas similares a las del estudio. Resultados similares en el cultivo de la soya han sido señalados por diversos autores (99. Abd-Alla MH, El-Enany A-WE, Nafady NA, Khalaf DM, Morsy FM. Synergistic interaction of Rhizobium leguminosarum bv. viciae and arbuscular mycorrhizal fungi as a plant growth promoting biofertilizers for faba bean (Vicia faba L.) in alkaline soil. Microbiological research [Internet]. 2014;169(1):49-58. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501313001171 ,1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ,1717. Corbera J, Nápoles MC. Evaluación de la inoculación conjunta Bradyrhizobium japonicum-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya, cultivada en época de primavera. Cultivos Tropicales [Internet]. 2011;32(4):13-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362011000400002&script=sci_arttext&tlng=pt ,2222. González JES, Cuéllar AE, Espinosa RR. Manejo, integración y beneficios del biofertilizante micorrízico EcoMic^® en la producción agrícola. Agricultura Tropical [Internet]. 2021;6(3). Available from: https://www.researchgate.net/publication/340223155_Manejo_integracion_y_beneficios_del_biofertilizante_micorrizico_EcoMicR_en_la_produccion_agricola -2525. Sauvu-Jonasse C, Nápoles-García MC, Falcón-Rodríguez AB, Lamz-Piedra A, Ruiz-Sánchez M. Bioestimulantes en el crecimiento y rendimiento de soya (Glycine max (L.) Merrill). Cultivos Tropicales [Internet]. 2020;41(3). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362020000300002 ), así como en otros cultivos como la alfalfa (2626. Tovar-Franco J. Incremento en invernadero de la calidad y cantidad del follaje de la alfalfa (Medicago sativa L.) variedad Florida 77 causado por la combinación de fertilización biológica y química en un suelo de la serie bermeo de la sabana de Bogotá. Universitas Scientiarum [Internet]. 2006;11(Esp):61-71. Available from: https://www.redalyc.org/pdf/499/49909905.pdf ), que corroboran los beneficios de la simbiosis tripartita rizobios-micorrizas-leguminosas.

CONCLUSIONES

INTRODUCTION

The Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) estimates a world population growth of 13 % in 2030 and 30 % in 2050, which will require a 70 % increase in agricultural production to solve problems of malnutrition and ensure food security (11. FAO. El estado de la seguridad alimentaria y la nutrición en el mundo - 2019 | FAO | Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [Internet]. 2019 [cited 23/01/2022]. Available from: https://www.fao.org/publications/sofi/2019/es/ ).

Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is among the ten most important crops in the world, it is planted on more than 90.2 million hectares, whose world production exceeds 345.96 million tons, which represents an increase of 10.52 % in world production in recent years (22. FAO. Estadísticas mundiales de soya [Internet]. Blog Agricultura. [cited 23/01/2022]. Available from: https://blogagricultura.com/estadisticas-soya-produccion/ ). It is one of the strategic crops in food security worldwide, occupying a privileged position as the main oilseed for animal and human food, due to the high nutritional value of its seeds. It contains 20 % oil and 40 % protein (33. Díaz Franco A, Magallanes Estala A, Aguado Santacruz A, Hernández Mendoza JL. Respuesta de la soya a inoculantes microbianos en el norte de Tamaulipas, México. Revista mexicana de ciencias agrícolas [Internet]. 2015;6(2):227-38. Available from: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-09342015000200001&script=sci_abstract&tlng=pt ). Its consumption is increasing every day, due to the need to use the grain as raw material in the elaboration of concentrated food for animals and for human consumption, grains that are considered very versatile, since they can be consumed as seeds, sprouts, and can be processed to obtain derivatives such as soy milk, tofu, soy sauce and flour (44. FAOSTAT. No Title [Internet]. 2018 [cited 23/01/2022]. Available from: https://www.fao.org/faostat/es/#data/QC/visualize ,55. Moreano ICF, Falquez NPT, Gutiérrez MCM, Bermúdez FLL. Evaluación agronómica de materiales de soya (Glycine max (L) Merril) de hilium claro. RECIAMUC [Internet]. 2017;1(4):850-60. Available from: https://www.reciamuc.com/index.php/RECIAMUC/article/view/210 ).

In processes of sustainable agricultural production, special interest has been given to the use of beneficial soil microorganisms, which through symbiotic activity induce to improve plant nutrition, help to tolerate adverse production conditions and consequently promote the growth and production of crops. For these reasons, beneficial microorganisms have been considered as biological fertilization agents or biofertilizers. Among these microorganisms are bacteria of the rhizobia group and arbuscular mycorrhizal fungi, plant growth promoters, which exert beneficial effects on soil and plants and have a positive influence on soybean yield (66. Barroso Frómeta L, Abad Michel M, Rodríguez Hernández P, Jerez Mompié E. Aplicación de FitoMas-E y EcoMic^® para la reducción del consumo de fertilizante mineral en la producción de posturas de cafeto. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(4):158-67. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362015000400021&script=sci_arttext&tlng=pt -88. Hernández AF. La coinoculación Glomus hoi like-Bradyrhizobium japonicum en la producción de soya (Glycine max) variedad Verónica para semilla. Cultivos tropicales [Internet]. 2008;29(4):41-5. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362008000400006 ).

Numerous authors have shown that the combined inoculation of rhizobia-arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) increases biological nitrogen fixation (BNF) and plant development largely than the inoculation of each of these microorganisms separately. The beneficial effects of their combination can supply the enormous phosphorus demand required by nitrogenase in the BNF process, alleviate deficiencies associated with certain environmental stress conditions and reduce pathogen incidence (99. Abd-Alla MH, El-Enany A-WE, Nafady NA, Khalaf DM, Morsy FM. Synergistic interaction of Rhizobium leguminosarum bv. viciae and arbuscular mycorrhizal fungi as a plant growth promoting biofertilizers for faba bean (Vicia faba L.) in alkaline soil. Microbiological research [Internet]. 2014;169(1):49-58. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501313001171 ,1010. Ibiang YB, Mitsumoto H, Sakamoto K. Bradyrhizobia and arbuscular mycorrhizal fungi modulate manganese, iron, phosphorus, and polyphenols in soybean (Glycine max (L.) Merr.) under excess zinc. Environmental and Experimental Botany [Internet]. 2017;137:1-13. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098847217300242 ).

The results of these investigations in Cuba and worldwide, with the use of combined inoculations of rhizobia and mycorrhizal fungi in soybean cultivation have provided increases in the growth and yield of plants, highlighting the importance of this joint practice in the production of this important food item.

Taking into account this background, this study was conducted to evaluate the effect of different strains of Bradyrhizobium and a strain of AMF on the growth and yield of the soybean cultivar INCAsoy 27, planted in summer.

MATERIALS AND METHODS

The study was developed in 2017 summer, under field conditions, in the central area of the National Institute of Agricultural Sciences, located in San José de las Lajas municipality, Mayabeque province, Cuba and on a Leached Red Ferrallitic soil (1111. Hernández Jiménez A, Bosch Infante D, Pérez Jiménez JM, Castro Speck N. Clasificación de los suelos de Cuba 2015. Libro [Internet]. 1st ed. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Cuba: Ediciones INCA; 2015 [cited 23/01/2022]. Available from: https://isbn.cloud/9789597023777/clasificacion-de-los-suelos-de-cuba-2015/ ) (Table 1).

The soybean cultivar INCAsoy-27, planted in October 2017, was used in an experimental area of about 0.11 ha, with 52 plots of 14 m² (four furrows x 5 m long) and 7 m² of computational area (two central furrows), using 20 plants per linear meter and a distance between furrows of 0.70 m.

The following bioproducts were evaluated:

The biofertilizers were applied through Seed Coating Technology (1212. Fernández F, Gómez R, Vanegas LF, Noval BM de la, Martínez MA. CU22641 Producto inoculante micorrizógeno. Patente No. 22641 [Internet]. 2000 [cited 23/01/2022]. Available from: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf;jsessionid=ED1D72BCCE74B2DBD801D4D94327D0B1.wapp2nA?docId=CU4401498&recNum=98&office=&queryString=&prevFilter=%26fq%3DOF%3ACU%26fq%3DICF_M%3A%22A01N%22&sortOption=Pub+Date+Desc&maxRec=135 ), at a rate of 4 mL kg^-1 of seed (200 mL ha^-1) for the bacteria and 10 % of the seed weight for the mycorrhiza (5 kg ha^-1).

A randomized block design was used, with four replicates per treatment, evaluating the results through an analysis of variance (statistical package IBM-SPSS Statistics 19 for Windows), where Duncan's multiple range test was used for the comparison of means.

The following evaluations were carried out:

Height (cm), aerial and root dry mass (g), % N, P and K in trifolioles, nodulation (number, dry mass (g) and effectiveness (%) of total nodules, according to the coloration inside the nodules through the cross section). Fungal variables were evaluated using the root staining technique (1313. Rodríguez Yon Jy, Arias Pérez L, Medina Carmona A, Mujica Pérez Y, Medina García LR, Fernández Suárez K, et al. Alternativa de la técnica de tinción para determinar la colonización micorrízica. Cultivos Tropicales [Internet]. 2015;36(2):18-21. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362015000200003 ): mycorrhizal frequency (%) and colonization intensity (%), according to the described methodologies (1414. Trouvelot A, Kough JL, Gianinazzi-Pearson V. Mesure du taux de mycorhization VA d’un système radiculaire. Recherche de méthode d’estimation ayant une signification fonctionnelle. In: Physiological and genetical aspects of mycorrhizae: proceedings of the 1st european symposium on mycorrhizae, Dijon, 1-5 July 1985 [Internet]. 1986. p. 217-21. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Mesure-du-taux-de-mycorhization-VA-d%27un-systeme-de-Trouvelot/5482eab5f682dd814ac986ccce94b30e7e7ffb0e ,1515. Herrera-Peraza RA, Furrazola E, Ferrer RL, Valle RF, Arias YT. Functional strategies of root hairs and arbuscular mycorrhizae in an evergreen tropical forest, Sierra del Rosario, Cuba. Revista CENIC. Ciencias Biológicas [Internet]. 2004;35(2):113-23. Available from: https://www.redalyc.org/pdf/1812/181226079010.pdf ).

Plant height (cm), number of pods per plant, mass of 1000 grains (g) and grain yield (t ha^-1) based on the plot calculation area.

RESULTS AND DISCUSSION

Table 2 shows the behavior of plant height in the flowering and harvest stages, where significant responses were observed among treatments, with positive responses for the biofertilized treatments and differences in relation to the absolute control. All Bradyrhizobium strains evaluated were effective. Those treatments where the biofertilizers were inoculated together are highlighted.

For the harvest stage, treatments with co-inoculation application showed significant differences, even with the NPK mineral fertilization treatment, where all Bradyrhizobium strains in combination with AM were effective. Similar results, in relation to the joint application of both biofertilizers, have been reported by other authors (88. Hernández AF. La coinoculación Glomus hoi like-Bradyrhizobium japonicum en la producción de soya (Glycine max) variedad Verónica para semilla. Cultivos tropicales [Internet]. 2008;29(4):41-5. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362008000400006 ,1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ).

For the case of the root and aerial dry mass of plants (Table 3), similar results were observed as for the previously mentioned indicator; although the response of the joint application of both biofertilizers was much higher; but without significant differences with the NPK-fertilized treatment. The Bradyrhizobium strains used were superior to the absolute control, mainly in aerial dry mass.

On the other hand, taking into consideration the effect of treatments on nodulation, evaluated from the variables nodule number, nodule dry mass and nodule effectiveness (Table 4), significant responses were observed especially with Bradyrhizobium application for the mentioned variables, highlighting those where Bradyrhizobium-AM co-inoculation was applied, fundamentally in its effects on nodule mass and its effectiveness to fix nitrogen.

The lowest values were found for the controls (absolute and fertilized) and the treatment where only AM was inoculated, which shows the low presence of native Bradyrhizobium and also that they were not very effective. The higher effectiveness of the nodules was either related to the treatments where Bradyrhizobium was applied, the independent strains or combined with AM. Similar results have been reported by other authors, regarding better responses with the joint application of both biofertilizers (1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ,1717. Corbera J, Nápoles MC. Evaluación de la inoculación conjunta Bradyrhizobium japonicum-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya, cultivada en época de primavera. Cultivos Tropicales [Internet]. 2011;32(4):13-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362011000400002&script=sci_arttext&tlng=pt ).

Table 5 shows the results for the mycorrhizal variables where a significant effect of inoculation was found in the different indicators of fungal performance evaluated, with a greater effect of the treatments where joint inoculation of the bioproducts was used, independently of the Bradyrhizobium strain evaluated.

All inoculated treatments, either in their simple or combined form, showed higher indexes than the absolute and mineral fertilization controls. A low activity of the native mycorrhiza was observed under the conditions in which the study was carried out, given by the values found in the variables evaluated for the treatments in which the AM-based product was not applied, mainly in control treatments.

The foliar contents of nitrogen, phosphorus and potassium (N, P and K), as a reflection of the nutritional status of the plants (Table 6), generally showed significant differences only with the absolute control.

The biofertilized treatments, in none of their evaluation forms, showed differences between them or with the fertilized control for N and P. However, for foliar K, those treatments where the combination of biofertilizers was applied resulted with the highest values and significant differences.

Values for the elements were found to correspond to those reported in the international literature as sufficient for the crop, except for nitrogen where the percentages shown were below the established sufficiency range. Nevertheless, the values for all elements correspond to those obtained under similar conditions in Cuba for this crop (1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ,1717. Corbera J, Nápoles MC. Evaluación de la inoculación conjunta Bradyrhizobium japonicum-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya, cultivada en época de primavera. Cultivos Tropicales [Internet]. 2011;32(4):13-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362011000400002&script=sci_arttext&tlng=pt ).

Table 7 shows the results of grain yield and its components, where the number of pods per plant showed significant differences among treatments, with values higher than the absolute control of the biofertilized treatments. The treatments where the seeds were co-inoculated with both biofertilizers showed the highest values, similar to the fertilized control.

For the mass of 1000 grains, significant differences were only observed with the absolute control of the co-inoculated treatments. Treatments with application of bioproducts, in their simple forms, did not differ among themselves, nor with the controls used, which could indicate that this variable in the crop is little influenced by the application of these products.

Grain yield as a result of crop growth and development also showed significant differences between treatments, highlighting those where Bradyrhizobium strains and Glomus cubense arbuscular mycorrhiza were inoculated together, which showed increases in yield for the cultivar studied, between 40.22 - 44.13 % in relation to the absolute control and between 11.06 - 14.16 % in relation to the control with mineral fertilization.

Different Bradyrhizobium strains studied, in their simple forms, showed positive results, similar to the fertilized control and superior to the absolute control, with yield increases between 25.14 - 26.26 %, according to the strain used, which shows the effectiveness of each of strains. Several authors have reported positive results with the use of rhizobia strains on legume growth and yield (1818. Granda-Mora KI, Alvarado-Capó Y, Torres-Gutiérrez R. Efecto en campo de la cepa nativa COL6 de Rhizobium leguminosarum bv. viciae sobre frijol común cv. Percal en Ecuador. Centro Agrícola [Internet]. 2017;44(2):5-13. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0253-57852017000200001&script=sci_arttext&tlng=en -2121. Segura HC, Joaquín AH, Davila DEZ. Efectividad simbiótica de dos cepas de Rhizobium sp. en cuatro variedades de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en Perú. Idesia [Internet]. 2019;37(4):73-81. Available from: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7438339 ). The treatment with only AMF strain application was also superior to the absolute control, with a yield increase of 21.79 %.

The application of biofertilizers showed positive responses for the study conditions and the cultivar evaluated, expressed in grain yield increases as a fundamental variable, highlighting the joint management of these products for the development of soybean cultivation in soil and climatic conditions similar to those of the study. Similar results in soybean cultivation have been reported by several authors (99. Abd-Alla MH, El-Enany A-WE, Nafady NA, Khalaf DM, Morsy FM. Synergistic interaction of Rhizobium leguminosarum bv. viciae and arbuscular mycorrhizal fungi as a plant growth promoting biofertilizers for faba bean (Vicia faba L.) in alkaline soil. Microbiological research [Internet]. 2014;169(1):49-58. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501313001171 ,1616. Corbera Gorotiza J, Nápoles García MC. Efecto de la inoculación conjunta Bradyrhizobium elkanii-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya (Glycine max (L.) Merrill), cultivar INCASOY-27. Cultivos Tropicales [Internet]. 2013;34(2):05-11. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362013000200001&script=sci_arttext&tlng=en ,1717. Corbera J, Nápoles MC. Evaluación de la inoculación conjunta Bradyrhizobium japonicum-hongos MA y la aplicación de un bioestimulador del crecimiento vegetal en soya, cultivada en época de primavera. Cultivos Tropicales [Internet]. 2011;32(4):13-9. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362011000400002&script=sci_arttext&tlng=pt ,2222. González JES, Cuéllar AE, Espinosa RR. Manejo, integración y beneficios del biofertilizante micorrízico EcoMic^® en la producción agrícola. Agricultura Tropical [Internet]. 2021;6(3). Available from: https://www.researchgate.net/publication/340223155_Manejo_integracion_y_beneficios_del_biofertilizante_micorrizico_EcoMicR_en_la_produccion_agricola -2525. Sauvu-Jonasse C, Nápoles-García MC, Falcón-Rodríguez AB, Lamz-Piedra A, Ruiz-Sánchez M. Bioestimulantes en el crecimiento y rendimiento de soya (Glycine max (L.) Merrill). Cultivos Tropicales [Internet]. 2020;41(3). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362020000300002 ), as well as in other crops such as alfalfa (2626. Tovar-Franco J. Incremento en invernadero de la calidad y cantidad del follaje de la alfalfa (Medicago sativa L.) variedad Florida 77 causado por la combinación de fertilización biológica y química en un suelo de la serie bermeo de la sabana de Bogotá. Universitas Scientiarum [Internet]. 2006;11(Esp):61-71. Available from: https://www.redalyc.org/pdf/499/49909905.pdf ), which corroborate the benefits of the tripartite rhizobia-mycorrhizae-legumes symbiosis.

CONCLUSIONS