Cultivos Tropicales Vol. 45, No. 2, abril-junio, 2024, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Las Oligosacarinas estimulan el crecimiento y desarrollo de plantas de ajo elefante (Allium ampeloprassum L.)

 

iDEsperanza E. Mendoza Ramírez1Universidad de Artemisa (UA), Facultad de Ingeniería y Ciencias Empresariales, calle 8C No. 713 entre 7 y Campo, Abraham Lincoln Artemisa, Artemisa, Cuba*✉:esperanza@uart.edu.cu

iDMiriam de la C. Núñez Vázquez2Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700

iDObel Báez Rabelo3Finca-Escuela “La Rebeca”. Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Niceto Pérez”, Güira de Melena, Artemisa, Cuba.

iDIdalmis de la C. Hernández Escobar4Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y Autopista Nacional, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700


1Universidad de Artemisa (UA), Facultad de Ingeniería y Ciencias Empresariales, calle 8C No. 713 entre 7 y Campo, Abraham Lincoln Artemisa, Artemisa, Cuba

2Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700

3Finca-Escuela “La Rebeca”. Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Niceto Pérez”, Güira de Melena, Artemisa, Cuba.

4Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y Autopista Nacional, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700

 

*Autor para correspondencia: esperanza@uart.edu.cu

RESUMEN

El uso de bioestimulantes en la producción de plantas es una práctica agrícola amigable con el medio ambiente y una de las herramientas empleadas en la agricultura sostenible. El presente trabajo se realizó, en condiciones de campo, durante el período octubre 2020 -febrero 2021, con el objetivo de determinar la influencia de la aplicación de productos a base de oligosacarinas en el crecimiento y desarrollo de plantas de ajo elefante (Allium ampeloprasum L.) cv. 'Fredy'. Se evaluó el efecto de dosis de los productos QuitoMax® y PectiMorf®, en diferentes formas de aplicación (imbibición de las “semillas”, aspersión foliar a los 80 DDP y la combinación de ambas; con la particularidad, también, de combinar los productos) sobre el comportamiento del porcentaje de emergencia a los 7 y 14 DDP, la altura (cm) y el número de hojas a los 70, 90 y 110 DDP; así como, las características de los bulbos y el porcentaje de sobrevivencia en el momento de la cosecha. Además, se estimó el rendimiento de las plantas. Los resultados demostraron que, de forma general, la aplicación de QuitoMax® fue más eficiente que la del PectiMorf® en estimular todos los indicadores evaluados, aunque los mejores resultados se obtuvieron cuando ambos productos se utilizaron de forma combinada, es decir, la imbibición de las “semillas” con QuitoMax® y la aspersión foliar de las plantas con PectiMorf® o viceversa.

Palabras clave: 
quitosano, oligosacáridos, altura, rendimiento

Recibido: 25/2/2022; Aceptado: 06/8/2022

Conflicto de intereses: Los autores declaran no tener conflicto de intereses

Contribución de los autores: Conceptualización- Esperanza E. Mendoza Ramírez, Miriam de la C. Núñez Vázquez e Idalmis de la C. Hernández Escobar. Investigación- Esperanza E. Mendoza Ramírez y Obel Báez Rabelo. Metodología- Esperanza E. Mendoza Ramírez, Miriam de la C. Núñez Vázquez, Obel Báez Rabelo e Idalmis de la C. Hernández Escobar. Supervisión- Esperanza E. Mendoza Ramírez y Obel Báez Rabelo. Escritura del borrador inicial, Escritura y edición final y Curación de datos- Miriam de la C. Núñez Vázquez, Idalmis de la C. Hernández Escobar y Esperanza E. Mendoza Ramírez.

Conflict of interest: The authors declare that they have no conflict of interest.

Authors' Contribution: Conceptualization- Esperanza E. Mendoza Ramírez, Miriam de la C. Núñez Vázquez and Idalmis de la C. Hernández Escobar. Research- Esperanza E. Mendoza Ramírez and Obel Báez Rabelo. Methodology- Esperanza E. Mendoza Ramírez, Miriam de la C. Núñez Vázquez, Obel Báez Rabelo and Idalmis de la C. Hernández Escobar. Supervision- Esperanza E. Mendoza Ramírez and Obel Báez Rabelo. Writing of the initial draft, Writing and final editing and Data curation- Miriam de la C. Núñez Vázquez, Idalmis de la C. Hernández Escobar and Esperanza E. Mendoza Ramírez.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

 

El ajo (Allium sativum L.), originario del Asia Central y del Mediterráneo, es una de las hortalizas más antiguas cultivadas por el hombre (11. Abreu Cruz EO, Liriano González R, Aquino Arencibia A, Pérez Ramos J, Abreu Cruz EO, Liriano González R, et al. Efecto del producto QuitoMax® en el rendimiento del ajo. Centro Agrícola [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];48(2):47-56. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852021000200047&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). Es el condimento natural por excelencia y forma parte de los hábitos alimentarios y terapéuticos de muchas culturas. Según FAO (2019), la producción mundial de ajo es de, aproximadamente, 30,7 millones de toneladas, con un rendimiento promedio que ronda las 19 t ha-1 (22. Domínguez JA, Solmi JA, Buchaillot D, Pérez Andrich A, Begenisic F, Scarpatti N. La producción de ajo en la Argentina [Internet]. Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca; 2021. Available from: https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/la-produccion-de-ajo-en-la-argentina-noviembre-2021-magyp.pdf ).

En Cuba, la producción de este cultivo descansa, fundamentalmente, en los clones “Criollo” y “Vietnamita” con rendimientos que oscilan entre 4 y 9 t ha-1 (33. Mendoza-Ramírez EE, Izquierdo-Oviedo H, Hernández-Escobar I de la C, Báez-Rabelo OB-R. “Fredy”, un nuevo genotipo de ajo introducido en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];42(4 s1):e11-e11. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1628 ), los cuales son bajos en comparación con los obtenidos por otros países que informan rendimientos superiores a 10 t ha-1 (44. Feria CP, González Ramírez C, , Carmenate Figueredo O, Peña Molina L, Pérez Lemes V, Rodríguez Obrador E. Respuesta del cultivo del ajo (Allium sativum L.) a la aplicación de dos bioproductos en las condiciones edafoclimáticas del centro este de la provincia Las Tunas, Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 2023 Nov 6];37(4):57-66. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1275 ). De ahí, la necesidad que tiene el país de incrementar la producción y el rendimiento de este cultivo; sin embargo, para esto es necesaria la introducción u obtención de nuevos clones y el empleo de prácticas agrícolas sostenibles, que no contribuyan a la contaminación ambiental ni a la degradación de los suelos.

El uso de bioestimulantes en la producción de plantas ha sido ampliamente considerado como una práctica agrícola amigable con el medio ambiente y, por ende, entre las herramientas usadas en la agricultura sostenible. En particular, en la producción hortícola se han aplicado diversos bioestimulantes con el objetivo de incrementar los rendimientos, tanto en condiciones normales como en condiciones de estrés (55. Parađiković N, Teklić T, Zeljković S, Lisjak M, Špoljarević M. Biostimulants research in some horticultural plant species-A review. Food and Energy Security [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];8(2):e00162. doi:10.1002/fes3.162 , 66. Shahrajabian MH, Chaski C, Polyzos N, Petropoulos SA. Biostimulants Application: A Low Input Cropping Management Tool for Sustainable Farming of Vegetables. Biomolecules [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];11(5):698. doi:10.3390/biom11050698 ).

Particularmente, en el cultivo del ajo, se han utilizado diversos bioestimulantes a base de aminoácidos (77. Mohamed El-Metwally I, Mohamed Salama D. Response of garlic and associated weeds to bio-stimulants and weed control. Agricultural Engineering International: CIGR Journal [Internet]. 2019;21(3):179-89., 88. Majkowska-Gadomska J, Mikulewicz E, Jadwisieńczak K, Francke A, Młyńska K. The influence of amino acid biostimulators on the size and quality of garlic ( Allium sativum L.). Acta Agrophysica [Internet]. 2020 [cited 2023 Nov 6];26(4):31-8. doi:10.31545/aagr/116644 ), extractos de algas (99. Shalaby T, El-Ramady H. Effect of foliar application of bio-stimulants on growth, yield components, and storability of garlic (Allium sativum L.). Australian Journal of Crop Science [Internet]. 2014;8:271-5. Available from: https://www.researchgate.net/publication/260603191_Effect_of_foliar_application_of_bio-stimulants_on_growth_yield_components_and_storability_of_garlic_Allium_sativum_L , 1010. Rady HM, S. E-M, Nashwa I. Quality Improvement And Seed Yield Of Two Garlic Cultivars (Allium Sativum L.) By Seaweed Extract And Mycorrhizae. Alexandria Journal of Agricultural Sciences [Internet]. 2018;63:41-51. doi:10.21608/alexja.2018.30053 ), ácidos húmicos (77. Mohamed El-Metwally I, Mohamed Salama D. Response of garlic and associated weeds to bio-stimulants and weed control. Agricultural Engineering International: CIGR Journal [Internet]. 2019;21(3):179-89., 1111. Balmori DM, Domínguez CYA, Carreras CR, Rebatos SM, Farías LBP, Izquierdo FG, et al. Foliar application of humic liquid extract from vermicompost improves garlic (Allium sativum L.) production and fruit quality. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];8(1):103-12. doi:10.1007/s40093-019-0279-1 ) y quitosano (11. Abreu Cruz EO, Liriano González R, Aquino Arencibia A, Pérez Ramos J, Abreu Cruz EO, Liriano González R, et al. Efecto del producto QuitoMax® en el rendimiento del ajo. Centro Agrícola [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];48(2):47-56. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852021000200047&lng=es&nrm=iso&tlng=es , 1212. Martínez-Balmori D, Portuondo-Farías L, Álvarez-Pinedo A, Méndez-Serpa R, Mesa-Rebato S, Castro-Lizazo I, et al. Physical Mechanical and Chemical Properties of Allium sativum L. Cultivated with Different Concentrations of QuitoMax®. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];30(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S2071-00542021000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=en , 1313. Soto-Izquierdo M, Alvarez-Pinedo A, Martínez-Balmori D, Izquierdo-Oviedo H, Castro-Lizazo I. Uso de QuitoMax® en el crecimiento y desarrollo de ajo (Allium sativum L.). CEDAMAZ [Internet]. 2022 [cited 2023 Nov 6];12(1):45-50. doi:10.54753/cedamaz.v12i1.1110 ), entre otros, para incrementar el rendimiento y mejorar la calidad poscosecha. Cabe destacar que la gran parte de estos resultados se ha obtenido utilizando la aspersión foliar como forma de aplicación. Sin embargo, no existe apenas información acerca de la influencia que los bioestimulantes pueden ejercer cuando se aplican a las “semillas”, previo a la plantación, ni se ha encontrado información sobre el uso de oligogalacturónidos en este cultivo.

Recientemente (33. Mendoza-Ramírez EE, Izquierdo-Oviedo H, Hernández-Escobar I de la C, Báez-Rabelo OB-R. “Fredy”, un nuevo genotipo de ajo introducido en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];42(4 s1):e11-e11. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1628 ), se informó, en el país, la introducción de un nuevo genotipo de ajo elefante ('Fredy') con mayor potencial de rendimiento que los clones que se usan actualmente. Por todo lo anterior, se decidió acometer el siguiente trabajo cuyo objetivo central fue evaluar la influencia que los bioestimulantes QuitoMax® y PectiMorf®, aplicados en diferentes formas, ejerce en el crecimiento y desarrollo de este nuevo genotipo de ajo.

MATERIALES Y MÉTODOS

 

El experimento se ejecutó en la Finca “La Rebeca”, perteneciente a la Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Niceto Pérez”, ubicada en el Barrio La Cachimba, Carretera Cajío #4, Güira de Melena, provincia Artemisa. Se utilizó el nuevo genotipo de ajo elefante (Allium ampeloprasum L.) denominado 'Fredy' (33. Mendoza-Ramírez EE, Izquierdo-Oviedo H, Hernández-Escobar I de la C, Báez-Rabelo OB-R. “Fredy”, un nuevo genotipo de ajo introducido en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];42(4 s1):e11-e11. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1628 ), cuyas “semillas” se plantaron el 26 de octubre de 2020 en suelo Ferralítico Rojo lixiviado (FRRL húmico) (1414. Hernández-Jiménez A, Pérez-Jiménez JM, Bosch-Infante D, Speck NC. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales [Internet]. 2019 [cited 2023 Oct 19];40(1):a15-e15. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1504 ), de forma mecanizada, a una distancia de 0,90 x 0,05 m . Las oligosacarinas utilizadas como bioestimulantes fueron los productos registrados conocidos como QuitoMax® (a base de un polímero de quitosano y sales químicas) y PectiMorf® (a base de una mezcla de oligogalacturónidos bioactivos), ambos producidos por el Grupo de Productos Bioactivos del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Las formas de aplicación utilizadas fueron: tratamiento a las “semillas” previo a la siembra, aspersión foliar a los 80 días después de la plantación (DDP) y la combinación de ambas formas y de los productos.

Los tratamientos empleados fueron:

  1. Control

  2. Inmersión de las “semillas” durante 12 horas en PectiMorf® 1 mg L-1

  3. Inmersión de las “semillas” durante 4 horas en QuitoMax® 5 mg L-1

  4. Aspersión foliar con PectiMorf® 400 mg ha-1

  5. Aspersión foliar con QuitoMax® 300 mg ha-1

  6. Inmersión de las “semillas” durante 12 horas con PectiMorf® 1 mg L-1 + Aspersión foliar con QuitoMax® 300 mg ha-1

  7. Inmersión de las “semillas” durante 4 horas con QuitoMax® 5 mg L-1 + Aspersión foliar con PectiMorf® 400 mg ha-1.

Se utilizó un diseño de bloques al azar con siete tratamientos y tres réplicas. Las parcelas estaban compuestas de 28 hileras de 84 m de largo, es decir, cuatro hileras por tratamiento y por réplica. Se realizó una fertilización de fondo con fórmula completa NPK (9:13:17), a razón de 500 kg ha-1 y, además, se aplicó hidrato de cal (4 kg ha-1) a los 90 DDP. El riego se efectuó por aniego cada cinco días hasta 15 días previo a la cosecha y se realizó el control de las arvenses de forma manual. No hubo afectaciones por plagas.

Las evaluaciones realizadas fueron: porcentaje de emergencia a los 7 y 14 días después de la plantación (DDP) y a 30 plantas por tratamiento (10 por parcela) se les evaluó la altura (cm) y el número de hojas a los 70, 90 y 110 DDP. En el momento de la cosecha, es decir, a los 120 DDP, se evaluó el porcentaje de sobrevivencia y se seleccionaron 30 bulbos por tratamiento, a los cuales se les determinó la masa (g), los diámetros ecuatorial y polar (mm), así como el número y la masa promedio de un “diente” (g). Para la estimación del rendimiento, se utilizó la siguiente fórmula:

R e n d i m i e n t o ( t h a - 1 ) = M a s a d e l b u l b o ( g ) × ( n o . p l a n t a s h a - 1 × % d e s o b r e v i v e n c i a ) / 100 1 000 000  

Los datos se procesaron mediante análisis de varianza de clasificación doble y, en el caso de diferencias significativas, las medias se compararon utilizando la prueba de rangos múltiples de Tukey a p<0,05 y para ello se utilizó el Programa Estadístico IBM SPSS Statistics, versión 22.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 

La influencia que el tratamiento a las “semillas” con los productos QuitoMax® o PectiMorf®, previo a la siembra, ejerció sobre la emergencia de las plántulas a los 7 y 14 DDP, así como en la altura y el número de hojas a los 70 DDP, se presenta en la Tabla 1. Se aprecia el incremento significativo que provocó la inmersión de los “dientes” en cualquiera de los dos productos en los indicadores evaluados, destacándose el QuitoMax®, el cual indujo un porcentaje de emergencia significativamente superior al PectiMorf®, tanto a los siete como a los catorce días después de la plantación.

Tabla 1.  Efecto del tratamiento a las “semillas” de ajo elefante cv. 'Fredy' con PectiMorf® o QuitoMax® en la emergencia y algunos indicadores de crecimiento de las plantas
Tratamientos Porcentaje de emergencia Altura de las plantas (cm) Número de hojas
7 DDP 14 DDP 70 DDP 70 DDP
Control 37 c 57 c 47,27 b 8,07 b
PectiMorf® 1 mg L-1 50 b 63 b 60,70 a 9,67 a
QuitoMax® 5 mg L-1 70 a 83 a 64.83 a 10,30 a
E.S.x 0,20 0,16 1,45 0,19

Medias con letras iguales no difieren significativamente según prueba de rangos múltiples de Tukey a p<0,05

En varios cultivos se ha demostrado la efectividad del PectiMorf® en acelerar la germinación de las semillas. Así, en sorgo (1515. Pentón G, Reynaldo I, Martín GJ, Rivera R, Oropesa K. Uso del EcoMic® y el producto bioactivo Pectimorf® en el establecimiento de dos especies forrajeras. Pastos y Forrajes [Internet]. 2011 [cited 2023 Nov 6];34(3):281-94. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0864-03942011000300004&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), soya (1616. Ayala-Boza PJ, Tornés-Olivera N, Reynaldo-Escobar I. Efecto de biofertilizantes y Pectimorf en la producción de soya (Glycine max L.) en condiciones de secano. Revista Granma Ciencia. [Internet]. 2013;17(2):1-11. Available from: http://www.cigetgr.granma.inf.cu ) y leucaena (1717. Bover-Felices K, López-Vigoa O, Rizo-Álvarez M, Benítez-Álvarez MÁ. Efecto del EcoMic® y el Pectimorf® en el crecimiento de plántulas de Leucaena leucocephala cv. Cunningham. Pastos y Forrajes [Internet]. 2017 [cited 2023 Nov 6];40(2):102-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0864-03942017000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), el tratamiento a las semillas con una concentración de 10 mg L-1 aceleró la germinación en los dos primeros cultivos e incrementó el porcentaje de emergencia en el tercero. En hortalizas, se ha encontrado que el tratamiento en semillas de habichuela con igual concentración del producto durante cuatro horas estimuló tanto la altura como el número de hojas (1818. Nápoles-Vinent S, Garza-Borges T, Reynaldo-Escobar IM. Respuesta del cultivo de habichuela (Vigna unguiculata L.) var. Lina a diferentes formas de aplicación del Pectimorf®. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 2023 Nov 6];37(3):172-7. doi:10.13140/RG.2.1.3698.4566 ).

El quitosano, por su parte, altera la permeabilidad de la membrana plasmática de las semillas, incrementando las concentraciones de azúcares y de prolina, así como acelera las actividades de algunas enzimas como la peroxidasa, catalasa, fenilalanina amonio liasa y la tirosina amonio liasa. De esta forma, se ha demostrado que la inmersión de semillas de maní en quitosano incrementó la energía y el porcentaje de germinación, la actividad lipasa y los niveles de ácido giberélico y de ácido indolacético (1919. Pandey P, Verma M, De N. Chitosan in agricultural context - A review. Bull. Environ. Pharmacol. Life Sci. 2018;7:87-96. Available from: https://www.researchgate.net/publication/326682315_Chitosan_in_agricultural_context_-_A_review ). En trigo (2020. Li R, He J, Xie H, Wang W, Bose SK, Sun Y, et al. Effects of chitosan nanoparticles on seed germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum L.). International Journal of Biological Macromolecules [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];126:91-100. doi:10.1016/j.ijbiomac.2018.12.118 ) y en tomate (2121. Timofeeva T, Shtan’ko D, Shagdarova B, Zakurin, A, Kamionskaya, A, Il’ina A. The Effect of Chitosan Hydrolysate on Solanum Lycopersicum Plant Growth. KnE Life Sciences. 2022:435-42.) se encontró que el tratamiento de semillas con quitosano o con hidrolizado de quitosano estimuló la germinación y el crecimiento de las plántulas.

En el caso del QuitoMax®, se ha informado que el tratamiento a las semillas de pepino con determinadas concentraciones estimuló la germinación y el crecimiento inicial de las plantas (2222. Gómez Masjuan Y, Tornés Olivera N, González Gómez G, Oduardo Sánchez R. Efecto de diferentes dosis de QuitoMax en el crecimiento de plántulas de pepino (Cucumis sativus L.). Agrisost. 2018. [cited 2023 Nov 6];24(3):178-83. Available from: https://atif.sobiad.com/index.jsp?modul=makale-detay&Alan=fen&Id=gGjcuIgBQzmg-9NMORB4 ); mientras que, en dos cultivares de tomate, se encontró que la inmersión de las semillas durante cuatro horas en una solución de 1 g L-1, mejoró la calidad de las posturas en el momento del trasplante (2323. Gustavo-González L, Paz-Martínez I, Boicet-Fabré T, Jiménez-Arteaga MC, Falcón-Rodríguez A, Rivas-García T, et al. Efecto del tratamiento de semillas con QuitoMax® en el rendimiento y calidad de plántulas de tomate variedades ESEN y L-43. Terra Latinoamericana [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];39. doi:10.28940/terra.v39i0.803 ).

Los resultados de este trabajo confirmaron la efectividad del tratamiento a las semillas con PectiMorf® o Quitomax® para estimular la germinación y el crecimiento de las plantas de diversos cultivos; a pesar de que los tiempos de tratamiento y las concentraciones de las soluciones utilizadas fueron diferentes.

En la Tabla 2 se presentan los resultados de la influencia del tratamiento a las “semillas”, la aspersión foliar y la combinación de ambos productos y formas de aplicación en el comportamiento de la altura y el número de hojas de las plantas a los 90 y 110 DDP.

Como se aprecia, la respuesta de la altura de las plantas al tratamiento de las “semillas” con PectiMorf® o QuitoMax® se extendió hasta el final del ciclo del cultivo, no encontrándose diferencias significativas con las otras formas de aplicación empleadas. Sin embargo, el comportamiento del número de hojas fue diferente, ya que la imbibición de las “semillas” con QuitoMax® difirió significativamente del control, tanto a los 90 como a los 110 DDP; sin embargo, la imbibición con PectiMorf® no difirió del control a los 90 DDP; además, los mejores resultados se obtuvieron, en ambos momentos, con la imbibición de las “semillas” con QuitoMax® + la aspersión foliar con PectiMorf®, o sea, con la combinación de ambos productos y formas de aplicación.

Tabla 2.  Influencia del PectiMorf® y QuitoMax®, aplicados en diferentes formas, sobre la altura y el número de hojas de plantas de ajo elefante cv. 'Fredy'
Tratamientos Altura de las plantas (cm) Número de hojas
90 DDP 110 DDP 90 DDP 110 DDP
Control 55,40 b 62,03 b 9,8 c 10,0 d
Imb. PectiMorf® 66,96 a 70,40 a 10,6 bc 11,4 bc
Imb. QuitoMax® 65,40 a 70,20 a 11,6 a 11,6 b
A.F. PectiMorf® 69,03 a 70,33 a 10,2 bc 10,5 d
A.F. QuitoMax® 64,90 a 69,60 a 10,7 b 10,7 cd
Imb. PectiMorf® + A.F. QuitoMax® 69,16 a 70,00 a 11,6 a 11,6 b
Imb. QuitoMax® + A.F. PectiMorf® 70,40 a 71,00 a 12,1 a 12,6 a
E.S. x 2,58 2,40 0,26 0,22

Imb: Imbibición, A.F. Aspersión Foliar, DDP: Días después de la plantación

Medias con letras iguales no difieren significativamente según prueba de rangos múltiples de Tukey a p<0,05

Estos resultados reflejaron que el tratamiento a las “semillas” con oligosacarinas, previo a la siembra, fue mejor que la aspersión foliar a los 80 DDP, en estimular el número de hojas de las plantas al final del ciclo del cultivo (110 DDP), no así con la altura, lo cual puede estar relacionado con la etapa fisiológica en que se realizó la aspersión y la dosis del producto utilizada.

La influencia que la aspersión foliar sola y la imbibición de “semillas” + aspersión foliar con QuitoMax® ejerce en el crecimiento de las plantas, ha sido informado con anterioridad. Así, en tomate, se demostró que la aspersión foliar , a los 12 DDT, con dosis de 300 mg ha-1 favoreció la altura y la longitud de las raíces de las plantas en condiciones de salinidad (2424. Ávila Amador C, Algentel-Martínez L, Peñuelas-Rubio O, González Aguilera J, Fonseca Reyna I. Respuesta del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.) a la aplicación de QuitoMax® en condiciones de salinidad. Research, Society and Development [Internet]. 2022;11(12):9.). Recientemente, se informó que el tratamiento a las “semillas” de ajo clon 'Criollo Víctor' por 24 horas con soluciones de QuitoMax® (1, 5 y 10 mg L-1) y la aspersión foliar a los 50 DDP con esas mismas concentraciones incrementó la altura y el número de hojas a los 70, 90 y 110 DDP (1313. Soto-Izquierdo M, Alvarez-Pinedo A, Martínez-Balmori D, Izquierdo-Oviedo H, Castro-Lizazo I. Uso de QuitoMax® en el crecimiento y desarrollo de ajo (Allium sativum L.). CEDAMAZ [Internet]. 2022 [cited 2023 Nov 6];12(1):45-50. doi:10.54753/cedamaz.v12i1.1110 ).

Los resultados del presente trabajo confirman los anteriores, a pesar de que en el mismo se utilizó un tiempo de tratamiento a las “semillas” muy inferior (4 horas) y la aspersión foliar se ejecutó en una etapa posterior del ciclo del cultivo (80 DDP).

Dada la influencia que ejercieron los tratamientos estudiados en el porcentaje de emergencia y en los indicadores de crecimiento de las plantas evaluadas, se espera que la misma repercuta favorablemente en el rendimiento del cultivo, por lo que en la Tabla 3 se presentan las características de los bulbos en el momento de la cosecha, es decir, la masa, el tamaño, el número y la masa promedio de los “dientes”.

Tabla 3.  Influencia de diferentes modos de aplicación del PectiMorf® y QuitoMax® en las características de los bulbos del ajo elefante cv. 'Fredy', en el momento de la cosecha (120 DDP)
Tratamientos Masa (g) Diámetro ecuatorial (mm) Diámetro polar (mm) Número de “dientes” Masa promedio del “diente” (g)
Control 33,8 e 36,2 e 22,3 e 26,4 2,85 e
Imb. PectiMorf® 42,0 cd 46,3 cd 33,0 cd 27,5 4,43 cd
Imb. QuitoMax® 45,5 abc 49,3 bc 36,0 bc 27,2 4,76 b
A.F. PectiMorf® 39,6 d 44,3 d 31,0 d 27,6 4,23 d
A.F. QuitoMax® 43,3 bcd 47,2 cd 34,0 cd 27,5 4,55 bc
Imb. PectiMorf® + A.F. QuitoMax® 48,0 ab 51,9 ab 38,6 ab 26,7 5,05 a
Imb. QuitoMax® + A.F. PectiMorf® 50,0 a 54,0 a 40,6 a 27,0 5,28 a
E.S. x 1,69 1,26 0,93 2,73 NS 0,084

Imb: Imbibición. A.F. Aspersión Foliar. DDP: Días después de la plantación. Medias con letras iguales no difieren significativamente según prueba de rangos múltiples de Tukey a p<0,05

La aplicación de PectiMorf® o QuitoMax® incrementó, significativamente, todas las características del bulbo evaluadas, en comparación con el tratamiento control, excepto el número de “dientes”, destacándose los tratamientos donde se combinaron los productos y formas de aplicación, seguidos del tratamiento de imbibición de las “semillas” con QuitoMax®.

En este trabajo, la aplicación de QuitoMax®, ya sea por tratamiento a las “semillas” o por aspersión foliar, produjo una masa promedio de los “dientes” significativamente superior a la obtenida con el PectiMorf®; sin embargo, en la forma de aplicación combinada no se obtuvieron diferencias significativas, lo cual puede deberse a que en este caso se combinaron los productos.

A nivel internacional, se ha informado la influencia que diferentes bioestimulantes ejercen en las características de los bulbos de ajo. Así, bioestimulantes a base de aminoácidos, aplicados foliarmente, incrementaron la masa de los bulbos (2525. Salama D, Mohamed El-Metwally I. Response of Garlic and Associated Weeds to Bio-Stimulants and Weed Control. Agricultural Engineering International: CIGR Journal [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];21(3):179-89. Available from: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/5267 ) y el número de “dientes” de los mismos (2626. Mikulewicz E, Majkowska-Gadomska J, Jadwisieńczak K, Francke A, Młyńska K. The influence of amino acid biostimulators on the size and quality of garlic (Allium sativum L.). Acta Agrophysica [Internet]. 2020;26:31-8. doi:10.31545/aagr/116644 ); así como también se obtuvieron resultados satisfactorios en ambos indicadores cuando se sumergieron las “semillas” de dos cultivares de ajo, durante 12 horas, en una solución a base de un extracto de macroalgas (1010. Rady HM, S. E-M, Nashwa I. Quality Improvement And Seed Yield Of Two Garlic Cultivars (Allium Sativum L.) By Seaweed Extract And Mycorrhizae. Alexandria Journal of Agricultural Sciences [Internet]. 2018;63:41-51. doi:10.21608/alexja.2018.30053 ).

El comportamiento del rendimiento estimado se presenta en la Figura 1. El tratamiento a las “semillas” y la aspersión foliar con QuitoMax®, así como la combinación de los productos y de ambas formas de aplicación incrementaron, significativamente, el rendimiento, destacándose el tratamiento de imbibición de las “semillas” con QuitoMax® + la aspersión foliar con PectiMorf®, que se diferenció, significativamente, del resto de los tratamientos e incrementó el rendimiento en un 119 %. Nótese que la aplicación de Pectimorf® solo, tanto por tratamiento a las “semillas” como por aspersión foliar, estimuló el rendimiento, pero no significativamente desde el punto de vista estadístico.

La estimulación que la aplicación de QuitoMax® ejerce en el rendimiento de los cultivos ha sido informado por varios autores. Por ejemplo, en el cultivo del maíz, el tratamiento a las semillas con una solución de 1 g L-1 incrementó el rendimiento de dos cultivares de maiz blanco (2727. Torres-Rodríguez JA, Reyes-Pérez JJ, González-Gómez LG, Jiménez-Pizarro M, Boicet-Fabre T, Acosta EAE-, et al. Respuesta agronómica de dos variedades de maíz blanco (Zea Mays, l.) a la aplicación de Quitomax, Azofert y Ecomic. Biotecnia [Internet]. 2018 [cited 2023 Nov 6];20(1):3-7. doi:10.18633/iotecnia.v20i1.522 ); sin embargo, recientemente, se encontró que en el cultivar de maíz Francisco Mejorado la imbibición de las semillas con QuitoMax® 0,5 y 1 g L-1 por una hora, no estimuló el rendimiento del cultivo, sino que fue necesario adicionarle dos aspersiones foliares (15 y 30 días después de la emergencia) para obtener dicho efecto (2828. Blanco-Valdes Y, Cartaya-Rubio OE, Espina-Nápoles M. Efecto de diferentes formas de aplicación del Quitomax® en el crecimiento del maíz. Agronomía Mesoamericana [Internet]. 2022 [cited 2023 Nov 6];33(3). Available from: https://www.redalyc.org/journal/437/43771129004/html/ ). En el tomate cultivado en condiciones salinas, la aspersión foliar con dosis de 300 y 400 mg ha-1 provocaron incrementos en el rendimiento de 43 y 76 %, respectivamente (2424. Ávila Amador C, Algentel-Martínez L, Peñuelas-Rubio O, González Aguilera J, Fonseca Reyna I. Respuesta del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.) a la aplicación de QuitoMax® en condiciones de salinidad. Research, Society and Development [Internet]. 2022;11(12):9.).

Barras con letras iguales representan tratamientos que no difieren significativamente según prueba de rangos múltiples de Tukey a p<0,05 Imb.- Imbibición. A.F- Aspersión Foliar. PM- PectiMorf®. QM- QuitoMax®
Figura 1.  Efecto de diferentes modos de aplicación de PectiMorf® y QuitoMax® en el rendimiento estimado de plantas de ajo elefante cv. 'Fredy'

A diferencia de lo anterior, en el ajo “chileno” se encontró que la aspersión foliar del QuitoMax® en dosis de 100, 150 y 200 mg ha-1 a los 30 y 60 DDP no modificó la masa de los bulbos y, por ende, no incrementó el rendimiento del cultivo (11. Abreu Cruz EO, Liriano González R, Aquino Arencibia A, Pérez Ramos J, Abreu Cruz EO, Liriano González R, et al. Efecto del producto QuitoMax® en el rendimiento del ajo. Centro Agrícola [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];48(2):47-56. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852021000200047&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). Se debe destacar que en el presente trabajo se utilizó una dosis superior (300 mg ha-1) y una sola aplicación en un momento posterior (80 DDP), lo que pudo influir en la respuesta obtenida.

En el caso del Pectimorf®, la aspersión foliar con 10 mg L-1 a plantas de tomate en ocho ocasiones a partir del trasplante, favoreció significativamente el rendimiento del cultivo (2929. García Sahagún MaL, Martínez Juárez V, Avendaño López AN, Padilla Sahagún Ma del C, Izquierdo Oviedo H. Acción de oligosacáridos en el rendimiento y calidad de tomate. Revista fitotecnia mexicana. 2009 [cited 2023 Nov 6];32(4):295-301. Available from: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-73802009000400008 ). Sin embargo, posteriormente, se demostró, en habichuela, que la aspersión foliar en el momento de la floración con similar concentración estimuló el rendimiento del cultivo, aunque la mejor respuesta se obtuvo cuando se utilizó la imbibición de las semillas + la aspersión foliar (1818. Nápoles-Vinent S, Garza-Borges T, Reynaldo-Escobar IM. Respuesta del cultivo de habichuela (Vigna unguiculata L.) var. Lina a diferentes formas de aplicación del Pectimorf®. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 2023 Nov 6];37(3):172-7. doi:10.13140/RG.2.1.3698.4566 ). Estos resultados demostraron que tanto una sola aplicación foliar como varias incrementaron significativamente el rendimiento del cultivo; sin embargo, en el presente trabajo, el rendimiento del cultivo no respondió a una sola aspersión foliar, lo cual puede estar relacionado con la dosis y el momento en que se efectuó la misma.

Haciendo un análisis integral de los resultados expuestos, se puede inferir que el QuitoMax® o PectiMorf® aplicado al cultivo de ajo, en las dosis seleccionadas, tanto por imbibición de las “semillas” como por aspersión foliar a las plantas, así como por la combinación de ambos productos y modos de aplicación, incrementó significativamente la altura de las plantas , así como la masa y tamaño de los bulbos; sin embargo, el comportamiento del porcentaje de sobrevivencia, utilizado para la estimación del rendimiento, influyó en que solamente la aplicación de QuitoMax® o la combinación de ambos productos y modos de aplicación fueran capaces de incrementar significativamente el rendimiento del cultivo.

Estos resultados constituyen los primeros obtenidos, en condiciones de campo, utilizando este cultivar de ajo y los productos nacionales QuitoMax® y PectiMorf®, y de confirmarse los mismos, serían una alternativa ecológica y sostenible para incrementar el rendimiento del cultivo del ajo en el país.

CONCLUSIONES

 

Con las dosis y momentos de aplicación utilizados en este trabajo, la aplicación del producto QuitoMax® fue más eficiente que el PectiMorf® en estimular el crecimiento y desarrollo del cultivo del ajo, aunque los mejores resultados se obtuvieron cuando ambos productos se utilizaron de forma combinada, es decir, la imbibición de las “semillas” con QuitoMax® y la aspersión foliar de las plantas con PectiMorf® o viceversa.

RECOMENDACIONES

 

Validar los resultados obtenidos con otros clones de ajo, en condiciones edafoclimáticas diferentes y en un área mayor, para poder realizar una valoración económica de los mismos y, en el futuro, generalizar su uso en la práctica productiva.

BIBLIOGRAFÍA

 

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29. García Sahagún MaL, Martínez Juárez V, Avendaño López AN, Padilla Sahagún Ma del C, Izquierdo Oviedo H. Acción de oligosacáridos en el rendimiento y calidad de tomate. Revista fitotecnia mexicana. 2009 [cited 2023 Nov 6];32(4):295-301. Available from: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-73802009000400008

Cultivos Tropicales Vol. 45, No. 2, abril-junio, 2024, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Oligosaccharines promote growth and development of elefante garlic (Allium ampeloprassum L.) plants

 

iDEsperanza E. Mendoza Ramírez1Universidad de Artemisa (UA), Facultad de Ingeniería y Ciencias Empresariales, calle 8C No. 713 entre 7 y Campo, Abraham Lincoln Artemisa, Artemisa, Cuba*✉:esperanza@uart.edu.cu

iDMiriam de la C. Núñez Vázquez2Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700

iDObel Báez Rabelo3Finca-Escuela “La Rebeca”. Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Niceto Pérez”, Güira de Melena, Artemisa, Cuba.

iDIdalmis de la C. Hernández Escobar4Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y Autopista Nacional, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700


1Universidad de Artemisa (UA), Facultad de Ingeniería y Ciencias Empresariales, calle 8C No. 713 entre 7 y Campo, Abraham Lincoln Artemisa, Artemisa, Cuba

2Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), carretera San José-Tapaste, km 3½, Gaveta Postal 1, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700

3Finca-Escuela “La Rebeca”. Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Niceto Pérez”, Güira de Melena, Artemisa, Cuba.

4Universidad Agraria de La Habana “Fructuoso Rodríguez Pérez”, carretera a Tapaste y Autopista Nacional, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. CP 32 700

 

*Author for correspondence: esperanza@uart.edu.cu

ABSTRACT

The use of biostimulants in plant production is an agricultural practice friendly to environment and one of the tools employed in the sustainable agriculture. The present paper was to determine the influence that the application of products based in oligosaccharines exerted on plant growth and development of garlic (Allium ampeloprasum L.) cv. 'Fredy'. The present work was performed, under field conditions, during the period October 2020 - February 2021 with the objective of determining the influence of the application of products based in oligosaccharines on the growth and development of elephant garlic plants (Allium ampeloprasum L.) cv. 'Fredy'. The effect of determined doses of QuitoMax® and PectiMorf® products, in different ways of application (“seed” imbibition, foliar spray at 80 DAP and the combination of both with the particularity was evaluated of also, combining the products) on the behavior of emergence percentage at 7 and 14 DAP. Besides, plant height (cm) and leaf number at 70, 90 and 110 DAP; as well as, the bulb characteristics and the survival percentage at harvest time was evaluated too. In addition, plant yield was estimated. Results shown that, in general, the application of QuitoMax® was more efficient than that of PectiMorf® in stimulating all the indicators evaluated, although the best results were obtained when both products were used in combination, that is, the “seed” imbibition with QuitoMax® and the foliar spray of the plants with PectiMorf® or viceversa.

Key words: 
chitosan, oligosaccharides, height, yield

INTRODUCTION

 

Garlic (Allium sativum L.), native to Central Asia and the Mediterranean, is one of the oldest vegetables cultivated by man (11. Abreu Cruz EO, Liriano González R, Aquino Arencibia A, Pérez Ramos J, Abreu Cruz EO, Liriano González R, et al. Efecto del producto QuitoMax® en el rendimiento del ajo. Centro Agrícola [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];48(2):47-56. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852021000200047&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). It is the natural condiment par excellence and is part of the dietary and therapeutic habits of many cultures. According to FAO (2019), world garlic production is approximately 30.7 million tons, with an average yield of around 19 t ha-1 (22. Domínguez JA, Solmi JA, Buchaillot D, Pérez Andrich A, Begenisic F, Scarpatti N. La producción de ajo en la Argentina [Internet]. Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca; 2021. Available from: https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/la-produccion-de-ajo-en-la-argentina-noviembre-2021-magyp.pdf ).

In Cuba, the production of this crop rests, fundamentally, on the "Criollo" and "Vietnamese" clones with yields ranging between 4 and 9 t ha-1 (33. Mendoza-Ramírez EE, Izquierdo-Oviedo H, Hernández-Escobar I de la C, Báez-Rabelo OB-R. “Fredy”, un nuevo genotipo de ajo introducido en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];42(4 s1):e11-e11. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1628 ), which are low compared to those obtained by other countries that report yields higher than 10 t ha-1 (44. Feria CP, González Ramírez C, , Carmenate Figueredo O, Peña Molina L, Pérez Lemes V, Rodríguez Obrador E. Respuesta del cultivo del ajo (Allium sativum L.) a la aplicación de dos bioproductos en las condiciones edafoclimáticas del centro este de la provincia Las Tunas, Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 2023 Nov 6];37(4):57-66. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1275 ). Hence, the need for the country to increase the production and yield of this crop; however, this requires the introduction or obtaining of new clones and the use of sustainable agricultural practices that do not contribute to environmental contamination or soil degradation.

The use of biostimulants in plant production has been widely considered as an environmentally friendly agricultural practice and, therefore, among the tools used in sustainable agriculture. In particular, in horticultural production, various biostimulants have been applied with the objective of increasing yields, both under normal and stress conditions (55. Parađiković N, Teklić T, Zeljković S, Lisjak M, Špoljarević M. Biostimulants research in some horticultural plant species-A review. Food and Energy Security [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];8(2):e00162. doi:10.1002/fes3.162 , 66. Shahrajabian MH, Chaski C, Polyzos N, Petropoulos SA. Biostimulants Application: A Low Input Cropping Management Tool for Sustainable Farming of Vegetables. Biomolecules [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];11(5):698. doi:10.3390/biom11050698 ).

Particularly, in garlic cultivation, various biostimulants based on amino acids (77. Mohamed El-Metwally I, Mohamed Salama D. Response of garlic and associated weeds to bio-stimulants and weed control. Agricultural Engineering International: CIGR Journal [Internet]. 2019;21(3):179-89.,88. Majkowska-Gadomska J, Mikulewicz E, Jadwisieńczak K, Francke A, Młyńska K. The influence of amino acid biostimulators on the size and quality of garlic ( Allium sativum L.). Acta Agrophysica [Internet]. 2020 [cited 2023 Nov 6];26(4):31-8. doi:10.31545/aagr/116644 ), algae extracts (99. Shalaby T, El-Ramady H. Effect of foliar application of bio-stimulants on growth, yield components, and storability of garlic (Allium sativum L.). Australian Journal of Crop Science [Internet]. 2014;8:271-5. Available from: https://www.researchgate.net/publication/260603191_Effect_of_foliar_application_of_bio-stimulants_on_growth_yield_components_and_storability_of_garlic_Allium_sativum_L , 1010. Rady HM, S. E-M, Nashwa I. Quality Improvement And Seed Yield Of Two Garlic Cultivars (Allium Sativum L.) By Seaweed Extract And Mycorrhizae. Alexandria Journal of Agricultural Sciences [Internet]. 2018;63:41-51. doi:10.21608/alexja.2018.30053 ), humic acids (77. Mohamed El-Metwally I, Mohamed Salama D. Response of garlic and associated weeds to bio-stimulants and weed control. Agricultural Engineering International: CIGR Journal [Internet]. 2019;21(3):179-89., 1111. Balmori DM, Domínguez CYA, Carreras CR, Rebatos SM, Farías LBP, Izquierdo FG, et al. Foliar application of humic liquid extract from vermicompost improves garlic (Allium sativum L.) production and fruit quality. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];8(1):103-12. doi:10.1007/s40093-019-0279-1 ) and chitosan (11. Abreu Cruz EO, Liriano González R, Aquino Arencibia A, Pérez Ramos J, Abreu Cruz EO, Liriano González R, et al. Efecto del producto QuitoMax® en el rendimiento del ajo. Centro Agrícola [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];48(2):47-56. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852021000200047&lng=es&nrm=iso&tlng=es , 1212. Martínez-Balmori D, Portuondo-Farías L, Álvarez-Pinedo A, Méndez-Serpa R, Mesa-Rebato S, Castro-Lizazo I, et al. Physical Mechanical and Chemical Properties of Allium sativum L. Cultivated with Different Concentrations of QuitoMax®. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];30(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S2071-00542021000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=en , 1313. Soto-Izquierdo M, Alvarez-Pinedo A, Martínez-Balmori D, Izquierdo-Oviedo H, Castro-Lizazo I. Uso de QuitoMax® en el crecimiento y desarrollo de ajo (Allium sativum L.). CEDAMAZ [Internet]. 2022 [cited 2023 Nov 6];12(1):45-50. doi:10.54753/cedamaz.v12i1.1110 ), among others, have been used to increase yield and improve postharvest quality. It should be noted that most of these results have been obtained using foliar spraying as a form of application. However, there is hardly any information about the influence that biostimulants can exert when applied to "seeds", prior to planting, nor has been found information on the use of oligogalacturonides in this crop.

Recently (33. Mendoza-Ramírez EE, Izquierdo-Oviedo H, Hernández-Escobar I de la C, Báez-Rabelo OB-R. “Fredy”, un nuevo genotipo de ajo introducido en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];42(4 s1):e11-e11. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1628 ), the introduction of a new genotype of elephant garlic ('Fredy') with higher yield potential than the clones currently in use was reported in the country. Therefore, it was decided to undertake the following work whose main objective was to evaluate the influence that the biostimulants QuitoMax® and PectiMorf®, applied in different forms, exert on the growth and development of this new garlic genotype.

MATERIALS AND METHODS

 

The experiment was carried out at the "La Rebeca" farm, belonging to the "Niceto Pérez" Credit and Service Cooperative (CCS), located in La Cachimba town, Cajío Road #4, Güira de Melena, Artemisa province. The new genotype of elephant garlic (Allium ampeloprasum L.) named 'Fredy' (33. Mendoza-Ramírez EE, Izquierdo-Oviedo H, Hernández-Escobar I de la C, Báez-Rabelo OB-R. “Fredy”, un nuevo genotipo de ajo introducido en Cuba. Cultivos Tropicales [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];42(4 s1):e11-e11. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1628 ) was used, whose "seeds" were planted on October 26, 2020 in Ferrallitic Red Leached Soil (humic FRRL) (1414. Hernández-Jiménez A, Pérez-Jiménez JM, Bosch-Infante D, Speck NC. La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales [Internet]. 2019 [cited 2023 Oct 19];40(1):a15-e15. Available from: https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1504 ), in a mechanized way, at a distance of 0.90 x 0.05 m. The oligosaccharins used as biostimulants were the registered products known as QuitoMax® (based on a chitosan polymer and chemical salts) and PectiMorf® (based on a mixture of bioactive oligogalacturonides), both produced by the Bioactive Products Group of the National Institute of Agricultural Sciences. The forms of application used were treatment to the "seeds" prior to planting, foliar spraying at 80 days after planting (DAP) and the combination of both forms and products.

The treatments used were:

  1. Control.

  2. Immersion of the "seeds" for 12 hours in PectiMorf® 1 mg L-1.

  3. Immersion of the "seeds" for 4 hours in QuitoMax® 5 mg L-1.

  4. Foliar spray with PectiMorf® 400 mg ha-1.

  5. Foliar spray with QuitoMax® 300 mg ha-1.

  6. Immersion of the "seeds" for 12 hours with PectiMorf® 1 mg L-1 + Foliar spray with QuitoMax® 300 mg ha-1.

  7. Immersion of the "seeds" for 4 hours with QuitoMax® 5 mg L-1 + Foliar spray with PectiMorf® 400 mg ha-1.

A randomized block design with seven treatments and three replications was used. The plots were composed of 28 rows 84 m long, i.e., four rows per treatment and per replicate. A background fertilization with NPK complete formula (9:13:17) was carried out at a rate of 500 kg ha-1 and, in addition, lime hydrate (4 kg ha-1) was applied at 90 DAP. Irrigation was carried out by watering every five days until 15 days before harvest and weed control was done manually. There were no pests.

The evaluations made were percentage of emergence at 7 and 14 days after planting (DAP), 30 plants per treatment (10 per plot) were evaluated for height (cm), and number of leaves at 70, 90 and 110 DAP. At harvest, i.e. at 120 DAP, the percentage of survival was evaluated, 30 bulbs per treatment were selected, and their mass (g), equatorial and polar diameters (mm), as well as the number and average mass of a "tooth" (g) were determined. The following formula was used to estimate yield:

Y i e l d ( t h a - 1 ) = B u l b m a s s ( g ) × ( n o . p l a n t s h a - 1 × % s u v i v a l ) / 100 1 000 000  

Data were processed by double ranked analysis of variance and, in the case of significant differences, means were compared using Tukey's multiple range test at p<0.05 and IBM SPSS Statistics Program, version 22 was used for this purpose.

RESULTS AND DISCUSSION

 

The influence that seed treatment with QuitoMax® or PectiMorf®, prior to planting, exerted on seedling emergence at 7 and 14 DAP, as well as on the height and number of leaves at 70 DAP, is presented in Table 1. The significant increase caused by immersion of the "teeth" in either of the two products in the indicators evaluated can be seen, with QuitoMax® standing out, which induced a significantly higher percentage of emergence than PectiMorf®, both at 7 and 14 days after planting.

Table 1.  Effect of treatment of 'seeds' of elephant garlic cv. 'Fredy' with PectiMorf® or QuitoMax® on emergence and some plant growth indicators
Treatments Emergence percentage Height of plants (cm) Leaf number
7 DAP 14 DAP 70 DAP 70 DAP
Control 37 c 57 c 47.27 b 8.07 b
PectiMorf® 1 mg L-1 50 b 63 b 60.70 a 9.67 a
QuitoMax® 5 mg L-1 70 a 83 a 64.83 a 10.30 a
S.E.x 0.20 0.16 1.45 0.19

Means with equal letters do not differ significantly according to Tukey's multiple range test at p<0.05

The effectiveness of PectiMorf® in accelerating seed germination has been demonstrated in several crops. Thus, in sorghum (1515. Pentón G, Reynaldo I, Martín GJ, Rivera R, Oropesa K. Uso del EcoMic® y el producto bioactivo Pectimorf® en el establecimiento de dos especies forrajeras. Pastos y Forrajes [Internet]. 2011 [cited 2023 Nov 6];34(3):281-94. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0864-03942011000300004&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), soybean (1616. Ayala-Boza PJ, Tornés-Olivera N, Reynaldo-Escobar I. Efecto de biofertilizantes y Pectimorf en la producción de soya (Glycine max L.) en condiciones de secano. Revista Granma Ciencia. [Internet]. 2013;17(2):1-11. Available from: http://www.cigetgr.granma.inf.cu ) and leucaena (1717. Bover-Felices K, López-Vigoa O, Rizo-Álvarez M, Benítez-Álvarez MÁ. Efecto del EcoMic® y el Pectimorf® en el crecimiento de plántulas de Leucaena leucocephala cv. Cunningham. Pastos y Forrajes [Internet]. 2017 [cited 2023 Nov 6];40(2):102-7. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0864-03942017000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), seed treatment with a concentration of 10 mg L-1 accelerated germination in the first two crops and increased the percentage of emergence in the third. In vegetables, it has been found that treatment of bean seeds with the same concentration of the product for four hours stimulated both the height and the number of leaves (1818. Nápoles-Vinent S, Garza-Borges T, Reynaldo-Escobar IM. Respuesta del cultivo de habichuela (Vigna unguiculata L.) var. Lina a diferentes formas de aplicación del Pectimorf®. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 2023 Nov 6];37(3):172-7. doi:10.13140/RG.2.1.3698.4566 ).

Chitosan, on the other hand, alters the permeability of the plasma membrane of seeds, increasing the concentrations of sugars and proline, as well as accelerating the activities of some enzymes such as peroxidase, catalase, phenylalanine ammonium lyase and tyrosine ammonium lyase. Thus, it has been shown that immersion of peanut seeds in chitosan increased energy and germination percentage, lipase activity, and levels of gibberellic acid and indolacetic acid (1919. Pandey P, Verma M, De N. Chitosan in agricultural context - A review. Bull. Environ. Pharmacol. Life Sci. 2018;7:87-96. Available from: https://www.researchgate.net/publication/326682315_Chitosan_in_agricultural_context_-_A_review ). In wheat (2020. Li R, He J, Xie H, Wang W, Bose SK, Sun Y, et al. Effects of chitosan nanoparticles on seed germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum L.). International Journal of Biological Macromolecules [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];126:91-100. doi:10.1016/j.ijbiomac.2018.12.118 ) and tomato (2121. Timofeeva T, Shtan’ko D, Shagdarova B, Zakurin, A, Kamionskaya, A, Il’ina A. The Effect of Chitosan Hydrolysate on Solanum Lycopersicum Plant Growth. KnE Life Sciences. 2022:435-42.) it was found that seed treatment with chitosan or chitosan hydrolysate stimulated germination and seedling growth.

In the case of QuitoMax®, it has been reported that treatment of cucumber seeds with certain concentrations stimulated germination and initial plant growth (2222. Gómez Masjuan Y, Tornés Olivera N, González Gómez G, Oduardo Sánchez R. Efecto de diferentes dosis de QuitoMax en el crecimiento de plántulas de pepino (Cucumis sativus L.). Agrisost. 2018. [cited 2023 Nov 6];24(3):178-83. Available from: https://atif.sobiad.com/index.jsp?modul=makale-detay&Alan=fen&Id=gGjcuIgBQzmg-9NMORB4 ); while, in two tomato cultivars, it was found that immersion of seeds for four hours in a solution of 1 g L-1 improved the quality of seedlings at the time of transplanting (2323. Gustavo-González L, Paz-Martínez I, Boicet-Fabré T, Jiménez-Arteaga MC, Falcón-Rodríguez A, Rivas-García T, et al. Efecto del tratamiento de semillas con QuitoMax® en el rendimiento y calidad de plántulas de tomate variedades ESEN y L-43. Terra Latinoamericana [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];39. doi:10.28940/terra.v39i0.803 ).

The results of this work confirmed the effectiveness of seed treatment with PectiMorf® or Quitomax® to stimulate germination and plant growth of various crops, even though the treatment times and concentrations of the solutions used were different.

Table 2 shows the results of the influence of "seed" treatment, foliar spraying and the combination of both products and forms of application on the behavior of plant height and number of leaves at 90 and 110 DAP.

As can be seen, the response of plant height to treatment of the "seeds" with PectiMorf® or QuitoMax® extended until the end of the crop cycle, and no significant differences were found with the other forms of application used. The behavior of the number of leaves was different, since the imbibition of the "seeds" with QuitoMax® differed significantly from the control, both at 90 and 110 DAP. However, the imbibition with PectiMorf® did not differ from the control at 90 DAP; in addition, the best results were obtained, at both times, with the imbibition of the "seeds" with QuitoMax® + foliar spraying with PectiMorf®, that is, with the combination of both products and application forms.

Table 2.  Influence of PectiMorf® and QuitoMax®, applied in different forms, on the height and number of leaves of elephant garlic plants cv. 'Fredy'
Treatments Height of plants (cm) Leaf number
90 DAP 110 DAP 90 DAP 110 DAP
Control 55.40 b 62.03 b 9.8 c 10.0 d
Imb. PectiMorf® 66.96 a 70.40 a 10.6 bc 11.4 bc
Imb. QuitoMax® 65.40 a 70.20 a 11.6 a 11.6 b
A.F. PectiMorf® 69.03 a 70.33 a 10.2 bc 10.5 d
A.F. QuitoMax® 64.90 a 69.60 a 10.7 b 10.7 cd
Imb. PectiMorf® + A.F. QuitoMax® 69.16 a 70.00 a 11.6 a 11.6 b
Imb. QuitoMax® + A.F. PectiMorf® 70.40 a 71.00 a 12.1 a 12.6 a
S. E. x 2.58 2.40 0.26 0.22

Imb: Imbibition A.F. Foliar spray DAP: Days after planting.

Means with equal letters do not differ significantly according to Tukey's multiple range test at p<0.05

These results showed that the treatment of "seeds" with oligosaccharins, prior to planting, was better than foliar spraying at 80 DAP, in stimulating the number of leaves of the plants at the end of the crop cycle (110 DAP), but not in height. It may be related to the physiological stage at which the spraying was performed and the dose of the product used.

The influence of foliar spraying alone and imbibition of "seeds" + foliar spraying with QuitoMax® on plant growth has been reported previously. Thus, in tomato, it was shown that foliar spraying, at 12 DAT, with doses of 300 mg ha-1 enhanced plant height and root length under salinity conditions (2424. Ávila Amador C, Algentel-Martínez L, Peñuelas-Rubio O, González Aguilera J, Fonseca Reyna I. Respuesta del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.) a la aplicación de QuitoMax® en condiciones de salinidad. Research, Society and Development [Internet]. 2022;11(12):9.). Recently, it was reported that treatment of garlic 'Criollo Victor' clone "seeds" for 24 hours with QuitoMax® solutions (1, 5 and 10 mg L-1) and foliar spraying at 50 DAT with the same concentrations increased the height and number of leaves at 70, 90 and 110 DAT (1313. Soto-Izquierdo M, Alvarez-Pinedo A, Martínez-Balmori D, Izquierdo-Oviedo H, Castro-Lizazo I. Uso de QuitoMax® en el crecimiento y desarrollo de ajo (Allium sativum L.). CEDAMAZ [Internet]. 2022 [cited 2023 Nov 6];12(1):45-50. doi:10.54753/cedamaz.v12i1.1110 ).

The results of the present work confirm the previous ones, despite the fact that a much shorter "seed" treatment time (4 hours) was used and the foliar spraying was carried out at a later stage of the crop cycle (80 DAP).

Given the influence exerted by the treatments studied on the percentage of emergence and on the growth indicators of the plants evaluated, it is expected to have a favorable effect on the crop yield, so Table 3 shows the characteristics of the bulbs at the time of harvest, i.e., the mass, size, number and average mass of the "teeth".

Table 3.  Influence of different application modes of PectiMorf® and QuitoMax® on bulb characteristics of elephant garlic cv. 'Fredy', at harvest time (120 DAP)
Treatments Mass (g) Equatorial diameter (mm) Polar diameter (mm) Number of cloves “teeth” Average mass of cloves “teeth” (g)
Control 33.8 e 36.2 e 22.3 e 26.4 2.85 e
Imb. PectiMorf® 42.0 cd 46.3 cd 33.0 cd 27.5 4.43 cd
Imb. QuitoMax® 45.5 abc 49.3 bc 36.0 bc 27.2 4.76 b
A.F. PectiMorf® 39.6 d 44.3 d 31.0 d 27.6 4.23 d
A.F. QuitoMax® 43.3 bcd 47.2 cd 34.0 cd 27.5 4.55 bc
Imb. PectiMorf® + A.F. QuitoMax® 48.0 ab 51.9 ab 38.6 ab 26.7 5.05 a
Imb. QuitoMax® + A.F. PectiMorf® 50.0 a 54.0 a 40.6 a 27.0 5.28 a
S.E. x 1.69 1.26 0.93 2.73 NS 0.084

Imb: Imbibition. A.F. Foliar spray. DAP: Days after planting. Means with equal letters do not differ significantly according to Tukey's multiple range test at p<0.05

The application of PectiMorf® or QuitoMax® significantly increased all the bulb characteristics evaluated, compared to the control treatment, except the number of "teeth", highlighting the treatments where the products and forms of application were combined, followed by the imbibition treatment of the "seeds" with QuitoMax®.

In this work, QuitoMax® application, either by treatment to the "seeds" or by foliar spraying, produced a significantly higher average mass of "teeth" than that obtained with PectiMorf®; however, in the combined application form, no significant differences were obtained, which may be because in this case the products were combined.

Internationally, the influence of different biostimulants on the characteristics of garlic bulbs has been reported. Thus, biostimulants based on amino acids, applied foliarly, increased bulb mass (2525. Salama D, Mohamed El-Metwally I. Response of Garlic and Associated Weeds to Bio-Stimulants and Weed Control. Agricultural Engineering International: CIGR Journal [Internet]. 2019 [cited 2023 Nov 6];21(3):179-89. Available from: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/5267 ) and the number of cloves (2626. Mikulewicz E, Majkowska-Gadomska J, Jadwisieńczak K, Francke A, Młyńska K. The influence of amino acid biostimulators on the size and quality of garlic (Allium sativum L.). Acta Agrophysica [Internet]. 2020;26:31-8. doi:10.31545/aagr/116644 ); as well as satisfactory results in both indicators were obtained when the seeds of two garlic cultivars were immersed for 12 hours in a solution based on a macroalgae extract (1010. Rady HM, S. E-M, Nashwa I. Quality Improvement And Seed Yield Of Two Garlic Cultivars (Allium Sativum L.) By Seaweed Extract And Mycorrhizae. Alexandria Journal of Agricultural Sciences [Internet]. 2018;63:41-51. doi:10.21608/alexja.2018.30053 ).

The behavior of the estimated yield is presented in Figure 1. The treatment to the "seeds" and the foliar spray with QuitoMax®, as well as the combination of the products and both forms of application significantly increased the yield, with the treatment of imbibing the "seeds" with QuitoMax® + foliar spray with PectiMorf® standing out, which differed significantly from the rest of the treatments and increased the yield by 119 %. Note that the application of Pectimorf® alone, both by "seed" treatment and by foliar spray, stimulated yield, but not statistically significantly.

Several authors have reported the stimulation that QuitoMax® application exerts on crop yield. For example, in corn, seed treatment with a solution of 1 g L-1 increased the yield of two white corn cultivars (2727. Torres-Rodríguez JA, Reyes-Pérez JJ, González-Gómez LG, Jiménez-Pizarro M, Boicet-Fabre T, Acosta EAE-, et al. Respuesta agronómica de dos variedades de maíz blanco (Zea Mays, l.) a la aplicación de Quitomax, Azofert y Ecomic. Biotecnia [Internet]. 2018 [cited 2023 Nov 6];20(1):3-7. doi:10.18633/iotecnia.v20i1.522 ). Recently, it was found that in the corn cultivar Francisco Mejorado, seed imbibition with QuitoMax® 0.5 and 1 g L-1 for one hour did not stimulate crop yield, but it was necessary to add two foliar sprays (15 and 30 days after emergence) to obtain this effect (2828. Blanco-Valdes Y, Cartaya-Rubio OE, Espina-Nápoles M. Efecto de diferentes formas de aplicación del Quitomax® en el crecimiento del maíz. Agronomía Mesoamericana [Internet]. 2022 [cited 2023 Nov 6];33(3). Available from: https://www.redalyc.org/journal/437/43771129004/html/ ). In tomato grown under saline conditions, foliar spraying with doses of 300 and 400 mg ha-1 caused yield increases of 43 and 76 %, respectively (2424. Ávila Amador C, Algentel-Martínez L, Peñuelas-Rubio O, González Aguilera J, Fonseca Reyna I. Respuesta del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.) a la aplicación de QuitoMax® en condiciones de salinidad. Research, Society and Development [Internet]. 2022;11(12):9.).

Figure 1.  Effect of different application modes of PectiMorf® and QuitoMax® on the estimated yield of elephant garlic plants cv. 'Fredy'

In contrast to the above, in 'Chilean' garlic it was found that foliar spraying of QuitoMax® at doses of 100, 150 and 200 mg ha-1 at 30 and 60 DAP did not modify bulb mass and, therefore, did not increase crop yield (11. Abreu Cruz EO, Liriano González R, Aquino Arencibia A, Pérez Ramos J, Abreu Cruz EO, Liriano González R, et al. Efecto del producto QuitoMax® en el rendimiento del ajo. Centro Agrícola [Internet]. 2021 [cited 2023 Nov 6];48(2):47-56. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0253-57852021000200047&lng=es&nrm=iso&tlng=es ). It should be noted that in the present work a higher dose (300 mg ha-1) and a single application later (80 DAP) were used, which may have influenced the response obtained.

In the case of Pectimorf®, foliar spraying with 10 mg L-1 to tomato plants on eight occasions starting from transplanting, significantly favored crop yield (2929. García Sahagún MaL, Martínez Juárez V, Avendaño López AN, Padilla Sahagún Ma del C, Izquierdo Oviedo H. Acción de oligosacáridos en el rendimiento y calidad de tomate. Revista fitotecnia mexicana. 2009 [cited 2023 Nov 6];32(4):295-301. Available from: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-73802009000400008 ). However, later, it was shown that foliar spraying at flowering with a similar concentration stimulated crop yield in beans, although the best response was obtained when seed imbibition + foliar spraying was used (1818. Nápoles-Vinent S, Garza-Borges T, Reynaldo-Escobar IM. Respuesta del cultivo de habichuela (Vigna unguiculata L.) var. Lina a diferentes formas de aplicación del Pectimorf®. Cultivos Tropicales [Internet]. 2016 [cited 2023 Nov 6];37(3):172-7. doi:10.13140/RG.2.1.3698.4566 ). These results showed that both single and multiple foliar applications significantly increased crop yield; however, in the present work, crop yield did not respond to a single foliar spray, which may be related to the dose and timing of the application.

An integral analysis of the above results shows that QuitoMax® or PectiMorf® applied to the garlic crop, at the selected doses, both by imbibing "seeds" and by foliar spraying plants, as well as by the combination of both products and modes of application, significantly increased the height of the plants, as well as the mass and size of the bulbs. However, the behavior of the survival percentage, used for yield estimation, influenced that only the QuitoMax® application or the combination of both products and modes of application were able to increase significantly crop yield.

These results are the first obtained under field conditions using this garlic cultivar and the national products QuitoMax® and PectiMorf®, and if confirmed, they would be an ecological and sustainable alternative to increase garlic yield in the country.

CONCLUSIONS

 

With the doses and moments of application used in this work, the application of the product QuitoMax® was more efficient than PectiMorf® in stimulating the growth and development of the garlic crop. The best results were obtained when both products were used in combination, that is, imbibing the "seeds" with QuitoMax® and foliar spraying the plants with PectiMorf® or vice versa.

RECOMMENDATIONS

 

Validate the results obtained with other garlic clones under different soil and climatic conditions and in a larger area, in order to be able to make an economic assessment of them and, in the future, generalize their use in production practice.