INTRODUCCIÓN

En Cuba, el arroz es el alimento básico en la dieta de la población, con un índice de consumo promedio de más de 70 kg por persona, al año. Sin embargo, la producción nacional solo garantiza el 40 por ciento de esa demanda, por lo que el país está obligado a importar más de 400 000 toneladas de arroz, anualmente (11. Cristo E, González MC, Pérez NJ, Evaluación de nuevos cultivares de arroz (Oryza sativa L.) en condiciones de bajos suministros de agua y fertilizantes en la provincia de Pinar del Río. Cultivos Tropicales. 2016;37(2):127-133. DOI: 10.13140/RG.2.1.4892.8240 ).

Uno de los aspectos básicos a tomar en cuenta en el cultivo del arroz es la densidad de siembra. Según investigaciones realizadas sobre las densidades de población adecuadas, para alcanzar altos rendimientos de arroz, bajo las condiciones edafoclimáticas de Cuba, se deben lograr más de 150 plantas m², que garanticen alrededor de 350 a 400 panículas m² (22. Ortiz AE, Rodríguez V, Carrillo JR. Evaluación de dos variedades de arroz (Oryza sativa l.), durante el proceso de secado en el secadero “Emilio Lastre” Revista científico educacional de la provincia Granma. 2020;16. ISSN: 2074-0735.). Sobre la base de esta premisa se recomienda sembrar a la dosis de 120 kg ha^-1; sin embargo, la eficiencia en el número de plantas m² en la mayoría de los casos es muy baja. Entre los factores que influyen en este sentido se destacan las deficiencias en la calidad de la semilla, la preparación y nivelación del suelo y las afectaciones por plagas presentes en el suelo (33. Rodríguez AT, Miranda A, Cruz A, Rivero D, Cristo E, et al. El cultivo del arroz en Los Palacios. Colectivo de autores, ed. INCA. 2019. p. 129. Available from: https://isbn.cloud/9789597258018/el-cultivo-del-arroz-en-los-palacios/ ).

A pesar de los esfuerzos que se realizan para mejorar la agrotecnia del cultivo, no se logra alcanzar la población adecuada para obtener altos rendimientos. Para palear esta problemática, los agricultores emplean dosis cada vez mayores (150-160 kg ha^-1), con las cuales se logran altas poblaciones, pero se encarece la producción, por los costos de semilla, fertilizantes, fungicidas, insecticidas y no siempre se logran los rendimientos esperados, por el inadecuado desarrollo de las plantas y por la alta incidencia de plagas. Además, estudios realizados evidencian que altas dosis de semilla no siempre resultan en alta población inicial de plantas (44. Ruiz P. Eficacia de un nuevo formulado para el control de hongos en semillas de arroz. 2021;10(3):149-160, Available from: http://revistas.unica.cu/uciencia.).

Cuando las densidades de plantas son muy altas se favorece la incidencia de numerosas plagas y más cuando la tecnología del cultivo es en aniego permanente. Esto se debe a que el cultivo cubre rápidamente la superficie y las altas temperaturas y la humedad relativa hacen posible las condiciones idóneas para el desarrollo de numerosos hongos. Por otra parte, el constante contacto entre plantas favorece la ruptura de tejidos y como consecuencia la entrada de hongos patógenos.

En virtud de los pocos trabajos publicados sobre la relación entre la densidad de siembra y la incidencia y severidad de enfermedades, así como los rendimientos del arroz, se planteó como objetivo principal evaluar la interacción entre cuatro dosis de semillas del cultivar INCA LP-5 y la incidencia y la severidad de enfermedades fúngicas, y su impacto sobre el rendimiento de arroz.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se desarrolló en la Unidad Científica Tecnológica de Base “Los Palacios”, perteneciente al Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), en un sistema ingeniero de terrazas planas.

Se utilizó la tecnología de siembra directa en seco, en la época de primavera (abril) de 2019 y se siguieron las normas técnicas del cultivo del arroz de 2015, con la excepción de que no se aplicó ningún fungicida (55. Arias JG, Esquivel EA, Campos R. Evaluación de la densidad de siembra y nivel de fertilización en arroz, para las variedades Palmar-18, Lazarroz FL y NayuribeB FL, en Parrita, Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha. 2020;33(3):13.24. Available from: https://orcid.org/0000-0001-9553-060X.).

El diseño utilizado fue de bloques al azar. Las parcelas tuvieron un área de 72 m² y se sembraron cinco réplicas por tratamiento, con las siguientes cuatro variantes de dosis de semilla a sembrar: 100 kg ha^-1, 120 kg ha^-1, 140 kg ha^-1, 160 kg ha^-1

La categoría de calidad de la semilla utilizada (cultivar INCA LP-5) fue básica, con 90 % de germinación.

Se evaluó en 1 m²/réplica la incidencia y la severidad de las enfermedades: Añublo de la vaina (Rhizoctonia solani Khun), Añublo del arroz (Pyricularia grisea Sacc.), Helminthosporiosis (Helminthosporium sp.) y Manchado del grano.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La siembra de altas poblaciones de plantas, con el fin de obtener poblaciones óptimas para alcanzar altos rendimientos de arroz, resulta ser una práctica desacertada debido a que, en la mayoría de los casos, las poblaciones alcanzadas son muy elevadas, las que generalmente propician el desarrollo de plantas muy delgadas y débiles, con poco ahijamiento, susceptibles al volcamiento y al ataque de numerosas enfermedades (44. Ruiz P. Eficacia de un nuevo formulado para el control de hongos en semillas de arroz. 2021;10(3):149-160, Available from: http://revistas.unica.cu/uciencia.).

Como puede observarse en la Tabla 1, el porcentaje de incidencia, a los 60 días de germinado el arroz, fue mayor para el hongo P. grisea a las dosis de 160 y 140 kg ha^-1, seguido por R. solani a la dosis de 160 kg ha^-1. Esto concuerda con la literatura, donde se plantea que afectaciones similares por estas enfermedades son ocasionadas en la fenofase en que se encontraba el cultivo (ahijamiento activo) (22. Ortiz AE, Rodríguez V, Carrillo JR. Evaluación de dos variedades de arroz (Oryza sativa l.), durante el proceso de secado en el secadero “Emilio Lastre” Revista científico educacional de la provincia Granma. 2020;16. ISSN: 2074-0735.,55. Arias JG, Esquivel EA, Campos R. Evaluación de la densidad de siembra y nivel de fertilización en arroz, para las variedades Palmar-18, Lazarroz FL y NayuribeB FL, en Parrita, Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha. 2020;33(3):13.24. Available from: https://orcid.org/0000-0001-9553-060X.); sin embargo, en las siguientes evaluaciones, la incidencia de las mismas resultó más homogénea.

Las mayores incidencias de las enfermedades se observaron cuando se aplicaron las más altas dosis de semillas (160 y 140 kg ha^-1), independientemente de la enfermedad y del momento de la evaluación. Esto se debe a que, al aumentar las dosis de semillas, se incrementó el número de plantas por área y el cultivo cubrió rápidamente el campo y bajo las condiciones de aniego y altas temperaturas, prácticamente el vapor de agua contenido bajo las hojas, facilitó un clima húmedo muy favorable para el desarrollo de los hongos. En este sentido, se plantea que las tendencias al alza de las temperaturas y humedades relativas influyen sobre el desarrollo de los ciclos de patogénesis y de las epidemias de enfermedades, especialmente, las causadas por patógenos del suelo (99. Townsend GR, Heuberger JW. Methods for estimating losses caused by diseases in fungicide experiments. Plant Disease Reporter. 1943; 60: 340-343.). Además, el experimento se desarrolló en terrazas planas, donde la porosidad del suelo es muy baja y por debajo de la superficie existen concreciones de hierro que facilitan la retención de agua en el suelo, aspecto importante que favorece el desarrollo de hongos (1010. Cruz A, Deyanira Rivero, Danay Infante, Anayza Echevarría, Martínez B. Manejo de hongos fitopatógenos en Phaseolus vulgaris L. con la aplicación de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg. Rev. Protección Vegetal. 2018;33(3) Available from: http://opn.to/a/FxAlu.).

Por otra parte, altas poblaciones facilitan la movilidad y el refugio de vectores trasmisores (ácaros, chinches, picudo, etc.) de esporas fúngicas y permite la aparición de heridas en las plantas.

Similar a lo que ocurrió con la incidencia, las mayores severidades de las enfermedades se apreciaron a medida que aumentaron las dosis de semilla y, marcadamente, al evaluar la severidad de los hongos P. grisea y R. solani a la dosis de 160 kg ha^-1 (Figura 1).

A mayor severidad de las enfermedades se afectan los tejidos de las plantas y disminuye la capacidad fotosintética de las mismas, afectándose la producción de fotosintatos necesarios para el desarrollo y, por ende, los rendimientos del cereal (22. Ortiz AE, Rodríguez V, Carrillo JR. Evaluación de dos variedades de arroz (Oryza sativa l.), durante el proceso de secado en el secadero “Emilio Lastre” Revista científico educacional de la provincia Granma. 2020;16. ISSN: 2074-0735.). En este sentido, cuando analizamos el rendimiento y sus componentes se pudo comprobar que no siempre resulta que las altas densidades de siembra conllevan a los mayores rendimientos (Tabla 2).

Como se puede observar, los mayores rendimientos se obtuvieron cuando se aplicaron las dosis de semilla de 120 y 140 kg ha^-1. Resultados similares fueron obtenidos por otros autores al evaluar el rendimiento de otros cultivares de arroz a estas dosis de semillas (1111. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales, 2019;40(1): ISSN digital: 1819-4087. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v40n1/1819-4087-ctr-40-01-e15.pdf ,1212. Jiménez O, Silva R, Cruz J. Efecto de densidades de siembra sobre el rendimiento en el arroz (Oryza sativa L.) en el Municipio Santa Rosalia, Estado de Portugueza Venezuela. Revista Unellez de Ciencia y Tecnología. 2009; (27):32- 41, ISSN 1012-7054.). Al analizar los componentes del rendimiento, a medida que aumentó la dosis de semilla, se incrementó el número de panículas fértiles por metro cuadrado; sin embargo, fue disminuyendo la masa de 1000 granos y el número de granos llenos por panículas (1313. Kakar K, Nitta Y, Asagi N, Komatsuzaki M, Shiotsu F, Kokubo T, Xuan TD. Morphological analysis on comparison of organic and chemical fertilizers on grain quality of rice at different planting densities, Plant Production Science. 2019;22(4):510-518. DOI: 10.1080/1343943X.2019.1657777.). A pesar de que estos últimos componentes del rendimiento son los más estables (55. Arias JG, Esquivel EA, Campos R. Evaluación de la densidad de siembra y nivel de fertilización en arroz, para las variedades Palmar-18, Lazarroz FL y NayuribeB FL, en Parrita, Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha. 2020;33(3):13.24. Available from: https://orcid.org/0000-0001-9553-060X.), su disminución pudiera deberse a los daños ocasionados por las enfermedades y a la menor disponibilidad de luz y nutrientes, debido a las altas densidades de población (1414. Tian G, Gao L, Kong Y, Hu X, Xie K, Zhang R, et al. Improving rice population productivity by reducing nitrogen rate and increasing plant density. 2017;12(8). Available from: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182310.-1616. Ameen A, Aslam Z, Zaman QE, Zamir S, Khan I, Subhani M. Performance of Different Cultivars in Direct Seeded Rice (Oryza sativa L.) with Various Seeding Densities. American Journal of Plant Sciences. 2014;5:3119-3128. doi: 10.4236/ajps.2014.521328.).

CONCLUSIONES

INTRODUCTION

In Cuba, rice is the staple food in the population's diet, with an average consumption rate of more than 70 kg per person per year. However, domestic production only guarantees 40 percent of this demand, so the country is forced to import more than 400 000 tons of rice annually (11. Cristo E, González MC, Pérez NJ, Evaluación de nuevos cultivares de arroz (Oryza sativa L.) en condiciones de bajos suministros de agua y fertilizantes en la provincia de Pinar del Río. Cultivos Tropicales. 2016;37(2):127-133. DOI: 10.13140/RG.2.1.4892.8240 ).

One of the basic aspects to be taken into account in rice cultivation is planting density. According to research on adequate stocking densities, to achieve high rice yields, under Cuba's soil and climatic conditions, more than 150 plants per square meter should be planted, which guarantees around 350 to 400 panicles per square meter (22. Ortiz AE, Rodríguez V, Carrillo JR. Evaluación de dos variedades de arroz (Oryza sativa l.), durante el proceso de secado en el secadero “Emilio Lastre” Revista científico educacional de la provincia Granma. 2020;16. ISSN: 2074-0735.). Based on this premise, it is recommended to sow at the dose of 120 kg ha^-1; however, the efficiency in the number of plants m² in most cases is very low. Among the factors that influence this are deficiencies in the seed quality, soil preparation, soil leveling and the effects of pests present in the soil (33. Rodríguez AT, Miranda A, Cruz A, Rivero D, Cristo E, et al. El cultivo del arroz en Los Palacios. Colectivo de autores, ed. INCA. 2019. p. 129. Available from: https://isbn.cloud/9789597258018/el-cultivo-del-arroz-en-los-palacios/ ).

In spite of the efforts made to improve the agro-technology of the crop, it is not possible to reach the adequate population to obtain high yields. To solve this problem, farmers use increasingly higher doses (150-160 kg ha^-1), with which high populations are achieved, but production becomes more expensive due to seed costs, fertilizers, fungicides, and insecticides, and the expected yields are not always achieved due to inadequate plant development and the high incidence of pests. In addition, studies have shown that high doses of seed do not always result in high initial plant population (44. Ruiz P. Eficacia de un nuevo formulado para el control de hongos en semillas de arroz. 2021;10(3):149-160, Available from: http://revistas.unica.cu/uciencia.).

When plant densities are very high, the incidence of numerous pests is favored and even more when the technology of cultivation is in permanent waterlogging. This is due to the fact that the crop quickly covers the surface and the high temperatures and relative humidity provide ideal conditions for the development of numerous fungi. On the other hand, the constant contact between plants favors the rupture of tissues and, as a consequence, the entry of pathogenic fungi.

In view of the few published studies on the relationship between planting density and the incidence and severity of diseases on rice yields, the main objective was to evaluate the interaction between four seed doses of the cultivar INCA LP-5 and the incidence and severity of fungal diseases on rice yields.

MATERIALS AND METHODS

The experiment was developed at the Scientific and Technological Base Unit "Los Palacios", belonging to the National Institute of Agricultural Sciences (INCA), in an engineering system of flat terraces.

Dry direct seeding technology was used, in the spring season (April 2019) and the 2015 technical standards for rice cultivation were followed, with the exception that no fungicide was applied (55. Arias JG, Esquivel EA, Campos R. Evaluación de la densidad de siembra y nivel de fertilización en arroz, para las variedades Palmar-18, Lazarroz FL y NayuribeB FL, en Parrita, Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha. 2020;33(3):13.24. Available from: https://orcid.org/0000-0001-9553-060X.).

The design used was a randomized block design. Plots had an area of 72 m² and five replicates were sown per treatment, with the following variants of seed dose to be sown: 1- 100 kg ha^-1, 2- 120 kg ha^-1, 3- 140 kg ha^-1, 4- 160 kg ha^-1

The category of seed used (cultivar INCA LP-5) was basic with 90 % germination.

Disease incidence and severity were evaluated in 1 m²/replication: Sheath blight (Rhizoctonia solani Khun), Rice blight (Pyricularia grisea Sacc.), Helminthosporiosis (Helminthosporium sp.) and Grain spotting.

RESULTS AND DISCUSSION

Planting high populations of plants, with the purpose of obtaining optimal populations to reach high rice yields, turns out to be an unwise practice, because in most cases the populations reached are very high, which generally favor the development of very thin and weak plants, with little tillering, susceptible to overturning and to the attack of numerous diseases (44. Ruiz P. Eficacia de un nuevo formulado para el control de hongos en semillas de arroz. 2021;10(3):149-160, Available from: http://revistas.unica.cu/uciencia.).

As can be seen in Table 1, the percentage of incidence 60 days after rice germination was higher for the fungus P. grisea at the 160 and 140 kg ha^-1 doses, followed by R. solani at the 160 kg ha^-1 dose. This is in agreement with the literature, where it is suggested that similar affectations by these diseases are caused in the phenophase in which the crop was found (active tillering) (22. Ortiz AE, Rodríguez V, Carrillo JR. Evaluación de dos variedades de arroz (Oryza sativa l.), durante el proceso de secado en el secadero “Emilio Lastre” Revista científico educacional de la provincia Granma. 2020;16. ISSN: 2074-0735.,55. Arias JG, Esquivel EA, Campos R. Evaluación de la densidad de siembra y nivel de fertilización en arroz, para las variedades Palmar-18, Lazarroz FL y NayuribeB FL, en Parrita, Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha. 2020;33(3):13.24. Available from: https://orcid.org/0000-0001-9553-060X.); however, in the following evaluations, the incidence of these diseases was more homogeneous.

The highest disease incidences were observed when the highest seed rates (160 and 140 kg ha^-1) were applied, regardless of the disease and the time of evaluation. This is due to the fact that, as seed doses increased, the number of plants per area increased and the crop quickly covered the field, and under conditions of waterlogging and high temperatures, practically the water vapor contained under the leaves, facilitated a humid climate very favorable for fungal development. In this sense, it is suggested that the upward trends in temperatures and relative humidity influence the development of pathogenesis cycles and disease epidemics, especially those caused by soil pathogens (99. Townsend GR, Heuberger JW. Methods for estimating losses caused by diseases in fungicide experiments. Plant Disease Reporter. 1943; 60: 340-343.). In addition, the experiment was carried out on flat terraces, where soil porosity is very low and below the surface there are iron concretions that facilitate water retention in the soil, an important aspect that emhances the development of fungi (1010. Cruz A, Deyanira Rivero, Danay Infante, Anayza Echevarría, Martínez B. Manejo de hongos fitopatógenos en Phaseolus vulgaris L. con la aplicación de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg. Rev. Protección Vegetal. 2018;33(3) Available from: http://opn.to/a/FxAlu.).

On the other hand, high populations facilitate the mobility and refuge of vectors transmitting fungal spores (mites, bugs, weevils, etc.) and allow the appearance of wounds on the plants.

Similar to what occurred with incidence, the highest disease severities were observed as seed doses increased and more markedly when evaluating the severity of P. grisea and R. solani fungi at the 160 kg ha^-1 dose (Figure 1).

The greater the severity of the diseases, the more the plant tissues are affected and their photosynthetic capacity decreases, affecting the production of photosynthates necessary for development and, therefore, cereal yields (22. Ortiz AE, Rodríguez V, Carrillo JR. Evaluación de dos variedades de arroz (Oryza sativa l.), durante el proceso de secado en el secadero “Emilio Lastre” Revista científico educacional de la provincia Granma. 2020;16. ISSN: 2074-0735.). In this sense, when it was analyzed yield and its components, it was found that high planting densities do not always lead to higher yields (Table 2).

As we can observe, the highest yields were obtained when seed doses of 120 and 140 kg ha^-1 were applied. Similar results were obtained by other authors when evaluating the yield of other rice cultivars at these seed doses (1111. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales, 2019;40(1): ISSN digital: 1819-4087. Available from: http://scielo.sld.cu/pdf/ctr/v40n1/1819-4087-ctr-40-01-e15.pdf ,1212. Jiménez O, Silva R, Cruz J. Efecto de densidades de siembra sobre el rendimiento en el arroz (Oryza sativa L.) en el Municipio Santa Rosalia, Estado de Portugueza Venezuela. Revista Unellez de Ciencia y Tecnología. 2009; (27):32- 41, ISSN 1012-7054.). When analyzing the yield components, as the seed dose increased, the number of fertile panicles per square meter increased; however, the weight of 1000 grains and the number of filled grains per panicle decreased (1313. Kakar K, Nitta Y, Asagi N, Komatsuzaki M, Shiotsu F, Kokubo T, Xuan TD. Morphological analysis on comparison of organic and chemical fertilizers on grain quality of rice at different planting densities, Plant Production Science. 2019;22(4):510-518. DOI: 10.1080/1343943X.2019.1657777.). Although these last yield components are the most stable (55. Arias JG, Esquivel EA, Campos R. Evaluación de la densidad de siembra y nivel de fertilización en arroz, para las variedades Palmar-18, Lazarroz FL y NayuribeB FL, en Parrita, Costa Rica. Revista Tecnología en Marcha. 2020;33(3):13.24. Available from: https://orcid.org/0000-0001-9553-060X.), their decrease could be due to disease damage and lower light and nutrient availability due to high population densities (1414. Tian G, Gao L, Kong Y, Hu X, Xie K, Zhang R, et al. Improving rice population productivity by reducing nitrogen rate and increasing plant density. 2017;12(8). Available from: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182310.-1616. Ameen A, Aslam Z, Zaman QE, Zamir S, Khan I, Subhani M. Performance of Different Cultivars in Direct Seeded Rice (Oryza sativa L.) with Various Seeding Densities. American Journal of Plant Sciences. 2014;5:3119-3128. doi: 10.4236/ajps.2014.521328.).

CONCLUSIONS