INTRODUCCIÓN

Durante los últimos cincuenta años, la agricultura cubana ha experimentado dos modelos extremos en intensidad para la producción de alimentos (11. Candó-González L, Vargas-Batis B, Escobar-Perea Y, del Toro-Rivera JO, Molina-Lores LB. Composición y utilidad potencial de las plantas no objeto de cultivo en cuatro fincas suburbanas de Santiago de Cuba. Ciencia en su PC. 2015;(4):88-105.). Uno, se caracterizó por un enfoque intensivo y de altos insumos, y el otro, se orientó hacia la agroecología y la utilización de bajos insumos (22. Leyva A, Páez E, Casanova A. Rotación y policultivos. Avances de la Agroecología en Cuba. 2016;213-30.). Con respecto a este último, se plantea que el desarrollo de métodos para la gestión agrícola permite armonizar la producción agraria, la conservación de los recursos naturales y el desarrollo rural, como una necesidad urgente donde la agroecología juega un buen punto de partida (11. Candó-González L, Vargas-Batis B, Escobar-Perea Y, del Toro-Rivera JO, Molina-Lores LB. Composición y utilidad potencial de las plantas no objeto de cultivo en cuatro fincas suburbanas de Santiago de Cuba. Ciencia en su PC. 2015;(4):88-105.).

Uno de los componentes de la biodiversidad en los agroecosistemas lo constituyen las plantas arvenses, que son todas aquellas plantas que crecen de manera espontánea en los sistemas agrícolas y que resultan eliminadas por ser consideradas especies sin utilidad (33. Blanco-Valdes Y. Manejo oportuno de los arvenses en sus relaciones interespecíficas con los cultivos del maíz Zea mays L.) y del frijol Phaseolus vulgaris L.) en un sistema sucesional. [INCA, San Josè de Las Lajas]; 2017. 100 p.). Sin embargo, si estas se manejan adecuadamente, pueden ser empleadas como fuente de importantes beneficios ecológicos (44. Blanco-Valdes Y. El rol de las arvenses como componente en la biodiversidad de los agroecosistemas. Cultivos Tropicales. 2016;37(4):34-56. doi:10.13140/RG.2.2.10964.19844 ). Por ello, su conservación debe considerarse en los diseños espaciales y temporales de los ecosistemas, además de la composición y las funciones que este tipo de plantas puede desempeñar en los predios productivos. En la región Caribe, los productores manejan las arvenses con productos químicos, combinados con controles manuales; esto conlleva a evidentes riesgos para el medio ambiente y la salud humana, lo cual riñe con los requisitos de las buenas prácticas agrícolas (BPA) que exigen los mercados internacionales (55. Lamasa-Hernández C, Cardona-Ayala C, Hermes-Araméndiz T, Velásquez-Arteaga R, Vergara-Córdoba C. Efecto de coberturas y micorrizas nativas sobre el cultivo de berenjena Solanum melongena L.). Agronomía. 2015;23(1):7-19.).

La microbiota del suelo, al participar en los procesos de descomposición del material orgánico, en la inmovilización de moléculas y elementos en sus componentes orgánicos, garantiza la disponibilidad de alimentos para los ciclos vegetativos y, por consiguiente, la obtención de mejores cosechas (66. Jaramillo-García LS. Hongos micorricicos arbusculares de la rizosfera de olivo en las condiciones físicas y químicas de suelo en el Alto Ricaurte, Boyacá-Colombia. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia; 2018. 96 p.). El sinnúmero de prácticas agrícolas realizadas al suelo crea diversidad de condiciones para la proliferación o disminución de la biota y su diversidad, razón por la cual se deben realizar estudios que lleven a entender el impacto de estas prácticas.

Los HMA son microorganismos que establecen simbiosis con más de 80 % de las plantas terrestres y poseen la capacidad de proporcionar importantes servicios ecosistémicos, además, representan una ventaja de suma importancia en entornos heterogéneos, donde la asignación de recursos es limitada entre el crecimiento y la resistencia a diferentes estreses, lo que lleva a la planta a adaptarse y sobrevivir (77. Pérez-Luna Y del C, Álvarez-Gutiérrez PE, González Mendoza D, Mendez-Trujillo V, Pérez-Luna Y del C, Álvarez-Gutiérrez PE, et al. Evaluación de la presencia de hongos micorrízico arbusculares en un bosque de pino-encino en Chiapas, México. Idesia (Arica). 2019;37(1):67-73. doi:10.4067/S0718-34292019005000401 ). A pesar de la gran cantidad de estudios ecológicos que van enfocados a la diversidad, en función de eco y agroecosistemas, la información es limitada respecto a la presencia de HMA en la rizosfera de plantas arvenses. Teniendo en cuenta lo planteado anteriormente, el objetivo del presente trabajo fue determinar la presencia de HMA nativos en especies de plantas arvenses.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló en áreas experimentales del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), ubicado en San José de las Lajas, provincia Mayabeque, km. 3½ de la carretera de Tapaste, teniendo su centro en los 22º59'40,79" de Latitud Norte y 82º8'21,88" de Longitud Oeste (88. Google Earth. Explorar Earth [Internet]. 2020 [cited 27/04/2022]. Available from: https://www.google.com/intl/es_ALL/earth/education/explore-earth/ ), a una altitud de 138 msnm. En estas, predomina el suelo Ferralítico Rojo Lixiviado típico eútrico, caracterizado por una fertilidad de media a alta (99. Hernández-Jiménez A, Morales-Díaz M, Cabrera-Rodríguez JA, Vargas-Blandino D, Morell-Planes F, Funes-Monzote F, et al. Cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de las llanuras cársicas de cuba por el cultivo continuado y algunas buenas prácticas de manejo agrícola. Varadero, Cuba. 2018;150.). Algunas características químicas del suelo, se muestran en la Tabla 1.

Éste suelo es medianamente profundo, con pH ligeramente ácido. Presenta un bajo porcentaje de materia orgánica; el contenido de fósforo y calcio en el suelo es alto; sin embargo, el potasio y magnesio son bajos (99. Hernández-Jiménez A, Morales-Díaz M, Cabrera-Rodríguez JA, Vargas-Blandino D, Morell-Planes F, Funes-Monzote F, et al. Cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de las llanuras cársicas de cuba por el cultivo continuado y algunas buenas prácticas de manejo agrícola. Varadero, Cuba. 2018;150.). Para dar respuesta al objetivo de la investigación se desarrolló un experimento de campo en los años 2017-2018, que fue repetido en el tiempo, dos veces, para el cual se estudió la influencia del sistema de sucesional maíz-frijol, en uno de los principales componentes de la biodiversidad; es decir, la microfauna asociada a la rizosfera de las plantas arvenses.

Para determinar las especies de arvenses que aparecieron en la sucesión maíz-frijol, los datos se tomaron antes de cada siembra, para lo cual se registró el total de especies de arvenses encontradas en la superficie experimental, utilizándose un marco equivalente a un m² que fue repetido seis veces al azar (1010. Blanco-Valdes Y, Leyva-Galán Á, Castro-Lizazo I. Determinación del período críticode competencia de arvenses en el cultivodel pimiento Capsicum annum, L.). Cultivos Tropicales. 2018;39(3):18-24.). Se clasificaron las especies según el grado de “enmalezamiento”, atendiendo a su presencia en porcentaje, siguiendo la escala de Maltsev (1010. Blanco-Valdes Y, Leyva-Galán Á, Castro-Lizazo I. Determinación del período críticode competencia de arvenses en el cultivodel pimiento Capsicum annum, L.). Cultivos Tropicales. 2018;39(3):18-24.) e incluyendo el término sin dominancia, o especies subordinadas. Las arvenses cespitosas se estimaron a partir de cuantificar el porcentaje de cubrimiento de la superficie dentro del marco cuadrado.

Para cuantificar la presencia de microorganismos en la rizosfera de las arvenses, se seleccionaron las especies más frecuentes en el sistema productivo, mediante un muestreo realizado en el tratamiento con arvenses durante todo el ciclo del cultivo, tomándose las mismas en su estado adulto. Para la determinación de HMA se realizó un muestreo de raíces que fueron moteadas, posteriormente, se lavaron con agua corriente, eliminándose todo el suelo residual, y después, se secaron al aire. Con posterioridad, se tomaron las raicillas más finas y se desmenuzaron. Para las determinaciones se tomaron 200 mg de raicillas por tratamiento, las que fueron teñidas con azul de tripan (1111. Rodríguez-Yon Y, Arias-Pérez L, Medina-Carmona A, Mujica-Pérez Y, Medina-García LR, Fernández-Suárez K, et al. Alternative stainning technique to determine mycorrhizal colonization. Cultivos Tropicales. 2015;36(2):18-21.). También, se evaluó la colonización por el método de los interceptos, la densidad visual y el conteo de esporas de HMA (1212. Rosales-Jenqui PR, González-Cañizares PJ, Ramirez-Pedroso JF, Arzola-Batista J. Efecto de la inoculación micorrízica arbuscular en la rehabilitación de un pastizal cultivado de guinea megathyrsus maximus cv. Likoni). Cultivos Tropicales. 2017;38(4):30-8.). El diseño experimental fue de bloques al azar con cuatro réplicas. Los datos obtenidos fueron procesados mediante el análisis de varianza de clasificación doble y, en los casos necesarios, se aplicó la prueba de rangos múltiples de Duncan al 5 % de probabilidad.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

CONCLUSIONES

El sistema sucesional maíz-frijol indujo modificaciones de posición para la dominancia de las arvenses, sin modificaciones estructurales en la asociación interespecífica, dominada desde el inicio por las poáceas. Las arvenses albergan en su rizosfera los HMA, cuya abundancia depende del tipo de especie, siendo las más sobresalientes: C. dactylon; L. virginicum; P. hysterophorus; E. colonum y S. halepense.

INTRODUCTION

During the last fifty years, Cuban agriculture has experienced two extreme models of food production intensity (11. Candó-González L, Vargas-Batis B, Escobar-Perea Y, del Toro-Rivera JO, Molina-Lores LB. Composición y utilidad potencial de las plantas no objeto de cultivo en cuatro fincas suburbanas de Santiago de Cuba. Ciencia en su PC. 2015;(4):88-105.). One was characterized by an intensive, high-input approach, and the other was oriented towards agroecology and the use of low inputs (22. Leyva A, Páez E, Casanova A. Rotación y policultivos. Avances de la Agroecología en Cuba. 2016;213-30.). With respect to the latter, the development of agricultural management methods to harmonize agricultural production, natural resource conservation and rural development is considered an urgent need, with agroecology as a good starting point (11. Candó-González L, Vargas-Batis B, Escobar-Perea Y, del Toro-Rivera JO, Molina-Lores LB. Composición y utilidad potencial de las plantas no objeto de cultivo en cuatro fincas suburbanas de Santiago de Cuba. Ciencia en su PC. 2015;(4):88-105.).

One of the components of biodiversity in agroecosystems is constituted by weeds, which are all those plants that grow spontaneously in agricultural systems and they are eliminated because they are considered useless species (33. Blanco-Valdes Y. Manejo oportuno de los arvenses en sus relaciones interespecíficas con los cultivos del maíz Zea mays L.) y del frijol Phaseolus vulgaris L.) en un sistema sucesional. [INCA, San Josè de Las Lajas]; 2017. 100 p.). However, if they are properly managed, they can be used as a source of important ecological benefits (44. Blanco-Valdes Y. El rol de las arvenses como componente en la biodiversidad de los agroecosistemas. Cultivos Tropicales. 2016;37(4):34-56. doi:10.13140/RG.2.2.10964.19844 ). For this reason, their conservation should be considered in the spatial and temporal design of ecosystems, in addition to the composition and functions that these types of plants can perform on productive farms. In the Caribbean region, producers manage weeds with chemical products, combined with manual controls; this leads to evident risks for the environment and human health, which contradicts the requirements of good agricultural practices (GAP) demanded by international markets (55. Lamasa-Hernández C, Cardona-Ayala C, Hermes-Araméndiz T, Velásquez-Arteaga R, Vergara-Córdoba C. Efecto de coberturas y micorrizas nativas sobre el cultivo de berenjena Solanum melongena L.). Agronomía. 2015;23(1):7-19.).

The soil microbiota, by participating in the decomposition processes of organic material, in the immobilization of molecules and elements in its organic components, guarantees the availability of food for the vegetative cycles and, consequently, the obtaining of better harvests (66. Jaramillo-García LS. Hongos micorricicos arbusculares de la rizosfera de olivo en las condiciones físicas y químicas de suelo en el Alto Ricaurte, Boyacá-Colombia. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia; 2018. 96 p.). The countless agricultural practices carried out on the soil create a variety of conditions for the proliferation or reduction of biota and their diversity, which is why studies should be carried out to understand the impact of these practices.

AMF are microorganisms that establish symbiosis with more than 80 % of terrestrial plants and have the capacity to provide important ecosystem services, and represent an extremely important advantage in heterogeneous environments, where the allocation of resources is limited between growth and resistance to different stresses, which leads the plant to adapt and survive (77. Pérez-Luna Y del C, Álvarez-Gutiérrez PE, González Mendoza D, Mendez-Trujillo V, Pérez-Luna Y del C, Álvarez-Gutiérrez PE, et al. Evaluación de la presencia de hongos micorrízico arbusculares en un bosque de pino-encino en Chiapas, México. Idesia (Arica). 2019;37(1):67-73. doi:10.4067/S0718-34292019005000401 ). Despite the large number of ecological studies focused on diversity in terms of eco- and agroecosystems, there is limited information on the presence of AMF in the rhizosphere of arbuscular plants. Considering the above, the objective of the present work was to determine the presence of native AMF in arborescent plant species.

MATERIALS AND METHODS

The research was developed in experimental areas of the National Institute of Agricultural Sciences (INCA), located in San José de las Lajas, Mayabeque province, km. 3½ of Tapaste road, having its center at 22º59'40.79" North Latitude and 82º8'21.88" West Longitude (88. Google Earth. Explorar Earth [Internet]. 2020 [cited 27/04/2022]. Available from: https://www.google.com/intl/es_ALL/earth/education/explore-earth/ ), at an altitude of 138 ma.s.l. (99. Hernández-Jiménez A, Morales-Díaz M, Cabrera-Rodríguez JA, Vargas-Blandino D, Morell-Planes F, Funes-Monzote F, et al. Cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de las llanuras cársicas de cuba por el cultivo continuado y algunas buenas prácticas de manejo agrícola. Varadero, Cuba. 2018;150.). These soils are dominated by the typical Ferrallitic Red Lixiviated Eutrophic soil, characterized by medium to high fertility (99. Hernández-Jiménez A, Morales-Díaz M, Cabrera-Rodríguez JA, Vargas-Blandino D, Morell-Planes F, Funes-Monzote F, et al. Cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de las llanuras cársicas de cuba por el cultivo continuado y algunas buenas prácticas de manejo agrícola. Varadero, Cuba. 2018;150.). Some chemical characteristics of the soil are shown in Table 1.

This soil is moderately deep, with a slightly acid pH. It presents a low percentage of organic matter; the phosphorus and calcium content in the soil is high; however, potassium and magnesium are low (99. Hernández-Jiménez A, Morales-Díaz M, Cabrera-Rodríguez JA, Vargas-Blandino D, Morell-Planes F, Funes-Monzote F, et al. Cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados de las llanuras cársicas de cuba por el cultivo continuado y algunas buenas prácticas de manejo agrícola. Varadero, Cuba. 2018;150.). In order to respond to the research objective, a field experiment was developed in 2017-2018, which was repeated in time, twice, for which the influence of the corn-bean successional system was studied, in one of the main components of biodiversity; that is, the microfauna associated with the rhizosphere of arbuscular plants.

To determine the species of weeds that appeared in the corn-bean succession, data were collected before each planting, for which the total number of weed species found in the experimental area was recorded, using a frame equivalent to one m² that was repeated six times at random (1010. Blanco-Valdes Y, Leyva-Galán Á, Castro-Lizazo I. Determinación del período críticode competencia de arvenses en el cultivodel pimiento Capsicum annum, L.). Cultivos Tropicales. 2018;39(3):18-24.). The species were classified according to the degree of "weeding", according to their presence in percentage, following Maltsev's scale (1010. Blanco-Valdes Y, Leyva-Galán Á, Castro-Lizazo I. Determinación del período críticode competencia de arvenses en el cultivodel pimiento Capsicum annum, L.). Cultivos Tropicales. 2018;39(3):18-24.) and including the term without dominance, or subordinate species. The cespitose weeds were estimated by quantifying the percentage of surface coverage within the square frame.

To quantify the presence of microorganisms in the rhizosphere of the weeds, the most frequent species in the production system were selected by means of a sampling carried out in the weed treatment during the entire crop cycle, taking them in their adult stage. For the determination of AMF, roots were sampled and spotted, then washed with running water, eliminating all residual soil, and then air-dried. Subsequently, the finest rootlets were taken and shredded. For the determinations, 200 mg of rootlets per treatment were taken and stained with trypan blue (1111. Rodríguez-Yon Y, Arias-Pérez L, Medina-Carmona A, Mujica-Pérez Y, Medina-García LR, Fernández-Suárez K, et al. Alternative stainning technique to determine mycorrhizal colonization. Cultivos Tropicales. 2015;36(2):18-21.). Colonization was also evaluated by the intercept method, visual density and AMF spore count (1212. Rosales-Jenqui PR, González-Cañizares PJ, Ramirez-Pedroso JF, Arzola-Batista J. Efecto de la inoculación micorrízica arbuscular en la rehabilitación de un pastizal cultivado de guinea megathyrsus maximus cv. Likoni). Cultivos Tropicales. 2017;38(4):30-8.). The experimental design was a randomized block design with four replicates. The data obtained were processed by double rank analysis of variance and, where necessary, Duncan's multiple range test at 5 % probability was applied.

RESULTS AND DISCUSSION

CONCLUSIONS

The maize-beans successional system induced positional modifications for the dominance of the weeds, without structural modifications in the interspecific association, dominated from the beginning by the poaceae. The arvenses harbor AMF in their rhizosphere, whose abundance depends on the type of species, the most outstanding being: C. dactylon; L. virginicum; P. hysterophorus; E. colonum and S. halepense.