Introducción

El arroz (Oryza sativa L) forma parte indispensable de a dieta alimenticia del cubano, su percápita supera los 60 kg y su producción se realiza a lo largo y ancho de la isla. El último pronóstico de la FAO sobre la producción mundial de cereales en 2022, tuvo una reducción de 1,7 millones de t desde septiembre. En la actualidad se prevé para el arroz una producción en el orden de 512,8 millones de t (arroz elaborado). Esto es, un 2,4 % menos que el máximo histórico de 2021, pero aun así una cosecha superior a la media (11. FAO. Nota informativa de la FAO sobre la oferta y la demanda de cereales. [Internet]. 2022. [cited 23/12/2022]. Available from: https://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/es/ ). Según estimaciones de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) y de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) para la próxima década, se proyecta que la producción mundial de arroz alcanzará los 582 Mt en 2029, o sea un incremento en un 15 % y que Asia contribuirá con la mayor parte de este incremento, con 61 Mt adicionales (22. OECD/FAO. Perspectivas Agrícolas 2020-2029. [Internet]. 2020 [cited 22/09/2021]. OECD Publishing: Paris. Available from: https://www.oecdilibrary.org/agriculture-and-food/ocde-fao-perspectivas-agricolas-20202029_a0848ac0-es ). Para lograr tales propósitos se necesita recursos naturales (agua y suelo), además de productos fertilizantes.

En Cuba existen dos sistemas de producción en el cultivo del arroz; la siembra directa del grano y el establecimiento de semilleros para el trasplante (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Ambos sistemas consumen fertilizantes minerales edáficos en menor o mayor cuantía. Sin embargo, en los últimos años existe una tendencia al uso de los bioproductos y los fertilizantes foliares para sustituir el edáfico o bien como complemento. El no cumplimiento de las normativas tecnológicas para este cultivo, así como la baja disponibilidad de insumos (fertilizantes y plaguicidas) están entre las causas que han incidido negativamente en la disminución de rendimientos en este cultivo.

El Centro de Ingeniería e Investigaciones Químicas, del Grupo Empresarial de la Industria Química, en La Habana, desarrolló el fertilizante líquido ecológico CBFert^®, con el objetivo de disminuir el empleo de productos químicos en la agricultura mediante la incorporación de una cyanobacteria de producción nacional (44. DICA. Desarrollan fertilizante líquido ecológico. Dirección de Innovación y Calidad. El salvador. [Internet]. 2016. [cited 23/12/2022]. Dirección de Innovación y Calidad. El salvador. Available from: http://dica.minec.gob.sv/inventa/noticias/10287-inicio-ciencia-desarrollan-en-cuba-fertilizante-liquido-ecologico.html ). Este biofertilizante tiene un efecto ambiental favorable basado en la disminución de la pérdida de nutrientes en su aplicación al suelo, al provocar una mayor asimilación de los mismos de manera inmediata. La producción de este producto en el año 2020 subió de 10 000 L a más de 100 000 L, según el informe de resultados de Cuba para las Naciones Unidas (55. ONU. Reporte de resultados 2020, Cuba a las Naciones Unidas. [Internet]. 2020. [cited 23/12/2022]. Available from: https://cuba.un.org/sites/default/files/2021-04/Reporte%20de%20Resultados%2C%20VERSI%C3%93N%20FINAL.pdf ).

Entre las estrategias para la producción de arroz en Ciego de Ávila, se aplica Laibono, Codafol y Bayfolán, a partir de la falta de Urea y otros fertilizantes de tipo edáficos (66. Sosa-Barceló, S. Biofertilizantes y abonos orgánicos tendrán que dejar de ser alternativas y convertirse en norma en Ciego de Ávila. Periódico el Invasor, julio 2020. [Internet]. 2020. [cited 27/12/2022]. Available from: http://www.invasor.cu/es/opinion/agricultura-en-ciego-de-avila-dar-y-recibir ). Según la Agencia Cubana de Noticias (77. Gómez-Amaró, Y. Beneficiados campesinos de Cienfuegos con medidas para producción agrícola. Agencia Cubana de Noticias (ACN), 10 Septiembre 2021. [Internet]. 2021. [cited 27/12/2022]. Available from: http://www.acn.cu/economia/84544-beneficiados-campesinos-de-cienfuegos-con-medidas-para-produccion-agricola ), agricultores de las Tunas emplean el CBFert^® como abono foliar, que aporta nutrientes asimilables por absorción directa, estimula el crecimiento vegetal y aumenta la resistencia de las plantas a condiciones adversas. Sin embargo, no existe un panorama claro del uso del CBFert^® en el cultivo del arroz. Teniendo en cuenta lo descrito anteriormente, el objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de la aplicación del biofertilizante CBFert^® en dos sistemas de producción de arroz con bajo insumo de fertilizante.

Materiales y métodos

La investigación se realizó en la Unidad Científico Tecnológica de Base “Los Palacios” (UCTB “Los Palacios”), Cuba, a 22°34’32.73’’ N y 83°14’11.95’’ O, perteneciente al Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) en los meses de enero a junio de 2021 en condiciones de campo.

Se utilizó el cv. INCA LP-5 de arroz, de tipo índica, semienano, de ciclo corto, excelente rendimiento agrícola e industrial y mejor tolerancia a enfermedades en condiciones de campo. El suelo se clasificó como Gleysol Nodular Ferruginoso petroférrico (88. Hernández, J. A., Pérez, J. J. M; Bosch, I. D y Castro, S. N. Clasificación de los suelos de Cuba. Ediciones INCA, Cuba, 2015. 93. ISBN: 978-959-7023-77-7. http://ediciones.inca.edu.cu/ y http://www.inca.edu.cu ), y se caracterizó por un pH ligeramente ácido (6,11); contenido de materia orgánica (MO) bajo (2,52); bases intercambiables con contenidos típicos para este tipo de suelo y considerados bajos y fósforo asimilable (P) bajo (10,28 mg kg^-1) (99. Pozo, C., Cabrera, J.R., Márquez, E., Hernández, O., Ruiz-Sánchez, M. y Domínguez, D. Características y clasificación de suelos Gley nodular ferruginoso bajo cultivo intensivo de arroz en Los Palacios. Cultivos Tropicales, [Internet]. 2017 [cited 27/12/2022]; 38(4):58-64. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000400011 ).

Previo a la siembra se realizó la clasificación de la semilla por el método de densidad, que consistió en sumergir las semillas de arroz en agua de riego y se eliminó toda la semilla que flotó (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Primeramente, se realizó la siembra directa (120 kg ha^-1 de semilla) y se inició la siembra del semillero tecnificado, con la finalidad de hacer coincidir el trasplante mecanizado con igual ciclo en campo que la siembra directa.

Antes del último pase de fangueo y alisamiento en la preparación de suelo en cada parcela, se realizó una fertilización de fondo en toda el área experimental, con el 20 % de la dosis total de Urea, el 100 % de la dosis total de superfosfato triple y el 30 % del cloruro de potasio. Después de le emergencia del arroz se realizó un conteo de población y se logró una población entre 150 y 200 plantas por m², como recomienda las normas técnicas para el cultivo del arroz (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). En el caso específico del trasplante, se reguló la máquina trasplantadora para la entrega de dos y tres plantas por sitio, a un marco de plantación de 0,30 m entre surcos x 0,12 m entre plantas. Las aplicaciones de CBFert^® se iniciaron a los 7 días después de la germinación y del trasplante.

En el periodo de enero a julio de 2021 la temperatura media fue de 25,6 ºC, la humedad relativa de 79,6 % y las precipitaciones acumuladas en los últimos tres meses fue como promedio de 746,7 mm, según los datos proporcionados por la Estación Meteorológica “Paso Real de San Diego”, # 317, en Los Palacios, la cual está situada a 5 km de área de investigación (Figura 1).

El experimento consistió en la aplicación foliar del CBFert^® en el cultivo del arroz (cv. INCA LP-5), que se probaron en dos sistemas de cultivo, uno que se sembró por siembra directa y la otra por trasplante mecanizado, con previo semillero tecnificado (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). La aplicación foliar del CBFert^® se comparó con un tratamiento testigo con el 100 % de la fertilización NPK. Ambos sistemas con una superficie de 3 200 m² y subdivididos en bloques (subparcelas de 288 m² con pasillos intermedios de 0,5 m), donde se establecieron los tratamientos, siguiendo un esquema Factorial en Bloques al Azar (3x3+1), factor 1: dosis (1,44, 2,16 y 2,88 L ha^-1) factor 2: frecuencia de aplicación (7, 14 y 21 días), con testigo único (Tabla 1).

Resultados y discusión

El rendimiento del cv. INCA LP-5 en el sistema de siembra directa mostró un comportamiento diferencial en función de la aplicación del CBFert^® y la dosis de aplicación. El tratamiento testigo fue significativamente superior a los demás tratamientos evaluados (Figura 2). Sin embargo, hubo interacción significativa (p<0,05) entre los factores dosis e intervalo. Importante señalar que en los tratamientos con biofertilizante el rendimiento agrícola fue superior en el tratamiento de 2,88 L ha^-1 cada 7 días (T3) comparado con los demás tratamientos combinados (Figura 2).

Al analizar las aplicaciones de CBFert^® con un intervalo de 7 días en el arroz por siembra directa se observó los mayores valores de rendimiento agrícola, cuando se aplicó la dosis máxima (2,88 L ha^-1) en cada aplicación. Con un intervalo de 14 y 21 días se encontró un comportamiento similar. Importante señalar que los menores valores de rendimiento se obtuvieron con la menor dosis del biofertilizante CBFert^®.

En el sistema de producción por trasplante la aplicación del CBFert^® con un intervalo de 7 días (Figura 3), mostró un comportamiento similar al observado en el sistema de producción de arroz por siembra directa para cada momento. Sin embargo, con intervalos de 21 días se observó que no hubo diferencias cuando se aplicaron la dosis media (2,16 L ha^-1) y superior (2,88 L ha^-1) de CBFert^®. Estos resultados sugieren como el elemento esencial la dosis de aplicación del CBFert^®, representados por los momentos de aplicación.

Importante destacar que, el CBFert^® contribuye con los suministros de nutrientes asimilables que se absorben de forma directa la planta. Aporta simultáneamente aminoácidos, vitaminas y minerales que optimizan los procesos metabólicos, actuando como un estimulante del crecimiento vegetal (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). En ambos sistemas de producción se encontró que los rendimientos agrícolas no superan al testigo indistintamente de la dosis o el momento de aplicar del CBFert^®. Este resultado indicó que las cantidades del biofertilizante no sustituyen las cantidades de portadores nutricionales (Fertilizantes minerales) Urea (N₂), Superfosfato triple (P₂O₅) y Cloruro de Potasio (KCl) que se aplicaron al cultivo, según recomendaciones de sus normas técnicas (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). No obstante, los rendimientos agrícolas con la excepción del testigo estuvieron en el orden de la media de producción nacional de los últimos cinco años para el sistema de producción por siembra directa (1111. ONEI. Anuario Estadístico de Cuba 2022. CAPÍTULO 9: Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Pesca. [Internet]. 2018. [cited 27/12/2022]. Available from: https://www.onei.gob.cu/anuario-estadistico-de-cuba-2022 ). En el caso del arroz por trasplante los valores fueron congruentes a los obtenidos por esta tecnología en el tratamiento testigo, cuando evaluaron diferentes manejos de agua (1212. Rivera R, Felix F, Martinez L, Cañizares P, Yakelín R, Ortega E, et al. 2020. Manejo, integración y beneficios del biofertilizante micorrízico EcoMic^® en la producción agrícola. Available from: https://www.researchgate.net/publication/340223155_Manejo_integracion_y_beneficios_del_biofertilizante_micorrizico_EcoMicR_en_la_produccion_agricola ).

Estos resultados agronómicos en cuanto al rendimiento agrícola pueden ser explicados a partir de composición química del CBFert^® y su aporte al aplicarlo en el cultivo. Es conocido que, los macroelementos nutritivos como el fósforo y el nitrógeno participan directamente en el desarrollo vegetativo y en la formación de los frutos y, por tanto, en el rendimiento agrícola. De los microelementos que se encuentran en el biofertilizante en mayor concentración el Fe, Mg y el Zn intervienen en la formación de la clorofila y en la morfología de las plantas, por otro lado, el Mn es esencial para la fotosíntesis formando parte de enzimas responsables de la síntesis de proteínas (1313. Ruiz-Sánchez, Muñoz, Y., Dell´Amico, J.M. y Polón P. Irrigation water management in rice crop (Oryza sativa L.) by transplant, it’s effect on the agricultural and industrial performance. Cultivos Tropicales. [Internet]. 2016 [cited 27/12/2022]; 37(3):178-186. Available from: https://www.researchgate.net/publication/305904109_Irrigation_water_management_in_rice_crop_Oryza_sativa_L_by_transplant_it%27s_effect_on_the_agricultural_and_industrial_performance?channel=doi&linkId=57a4d9d108aefe6167b05aa0&showFulltext=true ). Esencialmente según el fabricante los aportes de NPK son: Nitrógeno (N): 11 % v/v. Fósforo P₂O₅: 8 % v/v. Potasio K₂O: 6 % v/v (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.).

Este biofertilizante contribuye con el incremento del rendimiento entre un 35 y un 65 % en diferentes cultivos (55. ONU. Reporte de resultados 2020, Cuba a las Naciones Unidas. [Internet]. 2020. [cited 23/12/2022]. Available from: https://cuba.un.org/sites/default/files/2021-04/Reporte%20de%20Resultados%2C%20VERSI%C3%93N%20FINAL.pdf ). Sin embargo, en el cultivo del arroz, la respuesta de las plantas es diferente, debido a las características propias del cultivo, el cual es exigente a altas dosis de fertilizante, así como a su fraccionamiento. En el sistema de siembra directa para logara altos rendimientos hay que garantizar mínimo 150 plantas por metro cuadrado y en el sistema de producción por trasplante se obtiene igual o mayor producción con 25 a 30 plantas por metro cuadrado (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Por lo tanto, puede que exista una mayor eficiencia en la absorción de fertilizantes en el sistema por trasplante que en la siembra directa, además de una menor competencia entre las plantas para la adquisición de minerales. En la producción de arroz por cualquier método de siembra que se realice ocurre la lixiviación o lavado de los fertilizantes, debido a la presencia de la lámina de agua y al drenaje de la misma (1414. González-Hurtado, M. Quintana-Amador, I. y Rodríguez-Acosta C. Comparación química entre dos fertilizantes ecológicos de origen natural: CBFert^® y BIOPLASMA. Revista CENIC Ciencias Químicas, [Internet]. 2002 [cited 23/12/2022]. 33(1):11-13. Available from: https://revista.cnic.edu.cu/index.php/RevQuim/article/download/1534/1202/3029 ).

Al respecto se ha informado que los fertilizantes foliares son más caros por unidad de nutriente en comparación con cantidades equivalentes de fertilizantes aplicados al suelo, ya que los nutrientes de aplicación foliar proporcionan una respuesta de calidad, especificidad y rapidez, que no puede ser equivalente a la que se obtiene con aplicaciones al suelo (1515. Hu Y, Bellaloui N, Kuang Y. Editorial: Factors affecting the efficacy of foliar fertilizers and the uptake of atmospheric aerosols, volume II. Front Plant Sci. 2023 Feb 10;14:1146853. https://doi-org/10.3389/fpls.2023.1146853 ). Similares resultados obtuvieron otros autores al afirmar que, la aplicación foliar es una forma más eficiente y eficaz de proporcionar nutrición a la planta (1616. Fernández, V., Sotiropoulos T., and P. Brown. Fertilización Foliar: Principios Científicos y Práctica de Campo. Primera edición, versión revisada, IFA, Paris, Francia, Copyright 2015 IFA. ISBN 979-10-92366-03-7. [Internet]. 2022. [cited 27/12/2022]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/283908842_Fertilizacion_Foliar_Principios_Cientificos_y_Practicas_de_Campo ). Esto implica que la eficiencia del fertilizante foliar a veces puede ser interpretado en términos de su beneficio a los procesos locales o totales en la planta y en relación con la movilidad de los nutrientes, que, entre otros factores, pueden verse afectadas por la especie vegetal, variedades u órganos de la planta (1515. Hu Y, Bellaloui N, Kuang Y. Editorial: Factors affecting the efficacy of foliar fertilizers and the uptake of atmospheric aerosols, volume II. Front Plant Sci. 2023 Feb 10;14:1146853. https://doi-org/10.3389/fpls.2023.1146853 ;1717. Hong, J., Wang, C., Wagner, DC., Gardea-Torresdey, JL., He, F., Rico, CM. Foliar application of nanoparticles: Mechanisms of absorption, transfer, and multiple impacts. Environmental Science: Nano. [Internet]. 2021. [cited 27/12/2022]. Available from: https://pubs.rsc.org/en/content/getauthorversionpdf/d0en01129k ;1818. INTAGRI. La Absorción de Nutrientes en Fertilización Foliar. [Internet]. 2022. [cited 27/12/2022]. Available from: https://www.intagri.com/articulos/nutricion-vegetal/la-absorcion-de-nutrientes-a-traves-de-la-fertilizacion-foliar ). La respuesta que se encontró con la aplicación de CBFert^® en el cultivo del arroz, así como la frecuencia de aplicación, pueden que condicionen un estado nutricional de la planta sin deficiencia, elemento este que se debe investigar a profundidad.

Por otra parte, el número de aplicaciones que se realizan con un intervalo de 7 días y 14 días es insostenible en la producción especialidad de arroz. Por regla general en este cultivo se realizan además de la aplicación de herbicidas cuatro tiramientos fitosanitarios en función de la aparición de plagas y dos de estos se realizan de forma obligatoria en la protección de la panícula (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Aun cuando los resultados apunten a la aplicación con un intervalo de 7 días, tiene la negativa tecnológica en su aplicación. También los volúmenes totales aplicar del CBFert^® en el ciclo del cultivo lo hacen insostenible.

Conclusiones

La aplicación foliar de CBFert^® con el 20 % de fertilización mineral de fondo mostró rendimientos inferiores al testigo fertilizado con el 100 % de la fertilización. En ambos métodos de siembras, la aplicación foliar de CBFert^® a 2,88 L ha^-1 cada 7 días mostró rendimientos superiores. Los resultados de este estudio sugieren la aplicación del biofertilizante CBFert^® como una alternativa complementaria nutricional en el cultivo del arroz, con intervalo en su aplicación de 21 día, teniendo en cuanta la tecnología de producción.

Introduction

Rice (Oryza sativa L) is an indispensable part of the Cuban diet, its per capita is over 60 kg and its production is carried out throughout the island. The latest FAO forecast for world cereal production in 2022, had a reduction of 1.7 million tons since September. Rice production is currently forecast to be in the order of 512.8 million t (milled rice). This is 2.4 % less than the all-time high of 2021, but still an above-average crop (11. FAO. Nota informativa de la FAO sobre la oferta y la demanda de cereales. [Internet]. 2022. [cited 23/12/2022]. Available from: https://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/es/ ). According to estimates by the Organization for Economic Co-operation and Development (OECD) and the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) for the next decade, world rice production is projected to reach 582 Mt in 2029, an increase of 15 %, with Asia contributing most of this increase, with an additional 61 Mt (22. OECD/FAO. Perspectivas Agrícolas 2020-2029. [Internet]. 2020 [cited 22/09/2021]. OECD Publishing: Paris. Available from: https://www.oecdilibrary.org/agriculture-and-food/ocde-fao-perspectivas-agricolas-20202029_a0848ac0-es ). To achieve these goals, natural resources (water and soil) are needed, in addition to fertilizer products.

In Cuba, there are two production systems for rice cultivation: direct sowing of the grain and the establishment of seedbeds for transplanting (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Both systems consume soil mineral fertilizers to a lesser or greater extent. However, in recent years there has been a trend towards the use of bioproducts and foliar fertilizers to replace edaphic fertilizers or as a complement. Non-compliance with technological regulations for this crop, as well as the low availability of inputs (fertilizers and pesticides) are among the causes that have had a negative impact on the decrease in yields of this crop.

The Chemical Engineering and Research Center of the Chemical Industry Business Group, in Havana, developed the ecological liquid fertilizer CBFert^®, with the objective of reducing the use of chemical products in agriculture through the incorporation of a cyanobacteria of national production (44. DICA. Desarrollan fertilizante líquido ecológico. Dirección de Innovación y Calidad. El salvador. [Internet]. 2016. [cited 23/12/2022]. Dirección de Innovación y Calidad. El salvador. Available from: http://dica.minec.gob.sv/inventa/noticias/10287-inicio-ciencia-desarrollan-en-cuba-fertilizante-liquido-ecologico.html ). This biofertilizer has a favorable environmental effect based on the reduction of nutrient loss when applied to the soil, as it causes greater assimilation of nutrients immediately. The production of this product in 2020 rose from 10 000 L to more than 100 000 L, according to Cuba's results report for the United Nations (55. ONU. Reporte de resultados 2020, Cuba a las Naciones Unidas. [Internet]. 2020. [cited 23/12/2022]. Available from: https://cuba.un.org/sites/default/files/2021-04/Reporte%20de%20Resultados%2C%20VERSI%C3%93N%20FINAL.pdf ).

Among the strategies for rice production in Ciego de Avila, Laibono, Codafol and Bayfolan are applied, due to the lack of Urea and other edaphic fertilizers (66. Sosa-Barceló, S. Biofertilizantes y abonos orgánicos tendrán que dejar de ser alternativas y convertirse en norma en Ciego de Ávila. Periódico el Invasor, julio 2020. [Internet]. 2020. [cited 27/12/2022]. Available from: http://www.invasor.cu/es/opinion/agricultura-en-ciego-de-avila-dar-y-recibir ). According to the Cuban News Agency (77. Gómez-Amaró, Y. Beneficiados campesinos de Cienfuegos con medidas para producción agrícola. Agencia Cubana de Noticias (ACN), 10 Septiembre 2021. [Internet]. 2021. [cited 27/12/2022]. Available from: http://www.acn.cu/economia/84544-beneficiados-campesinos-de-cienfuegos-con-medidas-para-produccion-agricola ), farmers in Las Tunas use CBFert^® as a foliar fertilizer, which provides nutrients that can be assimilated by direct absorption, stimulates plant growth and increases plant resistance to adverse conditions. However, there is no clear picture of the use of CBFert^® in rice cultivation. Taking into account the above, the objective of the research was to evaluate the effect of the application of the biofertilizer CBFert^® in two rice production systems with low fertilizer input.

Materials and methods

The research was carried out at Scientific and Technological Base Unit "Los Palacios" (UCTB "Los Palacios"), Cuba, at 22°34'32.73'' N and 83°14'11.95.95'' W, belonging to the National Institute of Agricultural Sciences (INCA) from January to June 2021 under field conditions.

Rice cv. INCA LP-5, indica type, semi-dwarf, short cycle, excellent agricultural and industrial yield and better tolerance to diseases under field conditions was used. The soil was classified as petroferric Ferruginous Nodular Gleysol (88. Hernández, J. A., Pérez, J. J. M; Bosch, I. D y Castro, S. N. Clasificación de los suelos de Cuba. Ediciones INCA, Cuba, 2015. 93. ISBN: 978-959-7023-77-7. http://ediciones.inca.edu.cu/ y http://www.inca.edu.cu ), and it was characterized by a slightly acid pH (6.11); low organic matter (OM) content (2.52); exchangeable bases with typical contents for this type of soil and considered low and low assimilable phosphorus (P) (10.28 mg kg^-1) (99. Pozo, C., Cabrera, J.R., Márquez, E., Hernández, O., Ruiz-Sánchez, M. y Domínguez, D. Características y clasificación de suelos Gley nodular ferruginoso bajo cultivo intensivo de arroz en Los Palacios. Cultivos Tropicales, [Internet]. 2017 [cited 27/12/2022]; 38(4):58-64. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000400011 ).

Prior to sowing, the seed was classified by the density method, which consisted of submerging the rice seeds in irrigation water and eliminating all the seed that floated (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). First, direct sowing was carried out (120 kg ha^-1 of seed) and sowing of the technified seedbed was started, with the purpose of making the mechanized transplanting coincide with the same cycle in the field as the direct sowing.

Before the last pass of mudding and smoothing in the preparation of soil in each plot, a background fertilization was carried out in the entire experimental area, with 20 % of the total dose of urea, 100 % of the total dose of triple superphosphate and 30 % of potassium chloride. After the emergence of the rice, a population count was carried out and a population between 150 and 200 plants per m2 was achieved, as recommended by the technical norms for rice cultivation (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). In the specific case of transplanting, the transplanting machine was adjusted to deliver two and three plants per site, with a planting frame of 0.30 m between rows x 0.12 m between plants. CBFert^® applications were initiated 7 days after germination and transplanting.

In the period from January to July 2021 the average temperature was 25.6 ºC, the relative humidity was 79.6 % and the accumulated rainfall in the last three months averaged 746.7 mm, according to data provided by the Meteorological Station "Paso Real de San Diego", # 317, in Los Palacios, which is located 5 km from the research area (Figure 1).

The experiment consisted of the foliar application of CBFert^® on rice (cv. INCA LP-5), which was tested in two cropping systems, one sown by direct seeding and the other by mechanized transplanting, with a previous technified seedbed (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). The foliar application of CBFert^® was compared with a control treatment with 100 % NPK fertilization. Both systems had a surface area of 3 200 m² and were subdivided into blocks (subplots of 288 m² with intermediate aisles of 0.5 m), where the treatments were established, following a Randomized Block Factorial Scheme (3x3+1), factor 1: dose (1.44, 2.16 and 2.88 L ha^-1) factor 2: frequency of application (7, 14 and 21 days), with a single control (Table 1).

Results and discussion

The yield of cv. INCA LP-5 in the no-tillage system showed differential behavior as a function of CBFert^® application and application rate. The control treatment was significantly superior to the other treatments evaluated (Figure 2). However, there was significant interaction (p<0.05) between the factors dose and interval. It is important to note that in the treatments with biofertilizer, the agricultural yield was higher in the treatment of 2.88 L ha^-1 every 7 days (T3) compared to the other treatments combined (Figure 2).

When analyzing the applications of CBFert^® with an interval of 7 days in rice by direct seeding, the highest values of agricultural yield were observed when the maximum dose (2.88 L ha^-1) was applied in each application. A similar behavior was found with an interval of 14 and 21 days. It is important to note that the lowest yield values were obtained with the lowest dose of CBFert^® biofertilizer.

In the transplant production system, the application of CBFert^® with an interval of 7 days (Figure 3), showed a similar behavior to that observed in the direct seeding rice production system for each moment. However, with 21-day intervals, it was observed that there were no differences when the medium (2.16 L ha^-1) and higher (2.88 L ha^-1) doses of CBFert^® were applied. These results suggest that the essential element is the application rate of CBFert^®, represented by the timing of application.

Importantly, CBFert^® contributes to the supply of assimilable nutrients that are directly absorbed by the plant. It simultaneously provides amino acids, vitamins and minerals that optimize metabolic processes, acting as a plant growth stimulant (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). In both production systems, it was found that agricultural yields did not exceed the control regardless of the dose or time of application of CBFert^®. This result indicated that the amounts of the biofertilizer did not replace the amounts of nutritional carriers (mineral fertilizers) Urea (N₂), triple Superphosphate (P₂O₅) and Potassium Chloride (KCl) that were applied to the crop, according to the recommendations of their technical standards (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Nevertheless, the agricultural yields, with the exception of the control, were in the order of the national production average of the last five years for the direct seeding production system (1111. ONEI. Anuario Estadístico de Cuba 2022. CAPÍTULO 9: Agricultura, Ganadería, Silvicultura y Pesca. [Internet]. 2018. [cited 27/12/2022]. Available from: https://www.onei.gob.cu/anuario-estadistico-de-cuba-2022 ). In the case of transplanting rice, the values were congruent to those obtained by this technology in the control treatment, when different water managements were evaluated (1212. Rivera R, Felix F, Martinez L, Cañizares P, Yakelín R, Ortega E, et al. 2020. Manejo, integración y beneficios del biofertilizante micorrízico EcoMic^® en la producción agrícola. Available from: https://www.researchgate.net/publication/340223155_Manejo_integracion_y_beneficios_del_biofertilizante_micorrizico_EcoMicR_en_la_produccion_agricola ).

These agronomic results in terms of agricultural yield can be explained by the chemical composition of CBFert^® and its contribution when applied to the crop. It is known that nutritional macroelements such as phosphorus and nitrogen are directly involved in vegetative development and fruit formation and, therefore, in agricultural yield. From microelements found in the biofertilizer in the highest concentration, Fe, Mg and Zn are involved in the formation of chlorophyll and plant morphology; on the other hand, Mn is essential for photosynthesis, forming part of enzymes responsible for protein synthesis (1313. Ruiz-Sánchez, Muñoz, Y., Dell´Amico, J.M. y Polón P. Irrigation water management in rice crop (Oryza sativa L.) by transplant, it’s effect on the agricultural and industrial performance. Cultivos Tropicales. [Internet]. 2016 [cited 27/12/2022]; 37(3):178-186. Available from: https://www.researchgate.net/publication/305904109_Irrigation_water_management_in_rice_crop_Oryza_sativa_L_by_transplant_it%27s_effect_on_the_agricultural_and_industrial_performance?channel=doi&linkId=57a4d9d108aefe6167b05aa0&showFulltext=true ). Essentially, according to the manufacturer, NPK contributions are: Nitrogen (N): 11 % v/v. Phosphorus P₂O₅: 8 % v/v. Potassium K₂O: 6 % v/v (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.).

This biofertilizer contributes to yield increase between 35 and 65 % in different crops (55. ONU. Reporte de resultados 2020, Cuba a las Naciones Unidas. [Internet]. 2020. [cited 23/12/2022]. Available from: https://cuba.un.org/sites/default/files/2021-04/Reporte%20de%20Resultados%2C%20VERSI%C3%93N%20FINAL.pdf ). However, in the rice crop, the response of the plants is different, due to the characteristics of the crop, which is demanding to high doses of fertilizer, as well as to its fractionation. In the direct seeding system, to achieve high yields, it is necessary to guarantee a minimum of 150 plants per square meter (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.) and in the transplant production system, the same or higher production is obtained with 25 to 30 plants per square meter (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Therefore, there may be a greater efficiency in the absorption of fertilizers in the transplanting system than in direct sowing, in addition to less competition among plants for the acquisition of minerals. In rice production by any sowing method, fertilizer leaching or washing occurs, due to the presence of the water sheet and its drainage (1414. González-Hurtado, M. Quintana-Amador, I. y Rodríguez-Acosta C. Comparación química entre dos fertilizantes ecológicos de origen natural: CBFert^® y BIOPLASMA. Revista CENIC Ciencias Químicas, [Internet]. 2002 [cited 23/12/2022]. 33(1):11-13. Available from: https://revista.cnic.edu.cu/index.php/RevQuim/article/download/1534/1202/3029 ).

In this regard, it has been reported that foliar fertilizers are more expensive per unit of nutrient in comparison with equivalent amounts of fertilizers applied to the soil, since foliar application nutrients provide a response of quality, specificity and speed, which cannot be equivalent to the one obtained with soil applications (1515. Hu Y, Bellaloui N, Kuang Y. Editorial: Factors affecting the efficacy of foliar fertilizers and the uptake of atmospheric aerosols, volume II. Front Plant Sci. 2023 Feb 10;14:1146853. https://doi-org/10.3389/fpls.2023.1146853 ). Similar results were obtained by other authors when they affirmed that foliar application is a more efficient and effective way of providing nutrition to the plant (1616. Fernández, V., Sotiropoulos T., and P. Brown. Fertilización Foliar: Principios Científicos y Práctica de Campo. Primera edición, versión revisada, IFA, Paris, Francia, Copyright 2015 IFA. ISBN 979-10-92366-03-7. [Internet]. 2022. [cited 27/12/2022]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/283908842_Fertilizacion_Foliar_Principios_Cientificos_y_Practicas_de_Campo ). This implies that the efficiency of foliar fertilizer can sometimes be interpreted in terms of its benefit to local or total processes in the plant and in relation to the mobility of nutrients, which, among other factors, can be affected by the plant species, varieties or organs of the plant (1515. Hu Y, Bellaloui N, Kuang Y. Editorial: Factors affecting the efficacy of foliar fertilizers and the uptake of atmospheric aerosols, volume II. Front Plant Sci. 2023 Feb 10;14:1146853. https://doi-org/10.3389/fpls.2023.1146853 ;1717. Hong, J., Wang, C., Wagner, DC., Gardea-Torresdey, JL., He, F., Rico, CM. Foliar application of nanoparticles: Mechanisms of absorption, transfer, and multiple impacts. Environmental Science: Nano. [Internet]. 2021. [cited 27/12/2022]. Available from: https://pubs.rsc.org/en/content/getauthorversionpdf/d0en01129k ;1818. INTAGRI. La Absorción de Nutrientes en Fertilización Foliar. [Internet]. 2022. [cited 27/12/2022]. Available from: https://www.intagri.com/articulos/nutricion-vegetal/la-absorcion-de-nutrientes-a-traves-de-la-fertilizacion-foliar ). The response found with the application of CBFert^® in the rice crop, as well as the frequency of application, may condition a nutritional status of the plant without deficiency, an element that should be investigated in depth.

On the other hand, the number of applications made with an interval of 7 days and 14 days is unsustainable in specialty rice production. As a general rule, in this crop, in addition to the application of herbicides, four phytosanitary applications are made according to the appearance of pests, and two of these are made compulsorily in the protection of the panicle (33. MINAG. Instructivo Técnico del Arroz. La Habana, 2020. 142 p. ISBN: 978-959-285-065-1.). Even when the results point to the application with an interval of 7 days, it has the technological negative in its application. Also the total volumes to apply CBFert^® in the crop cycle make it unsustainable.

Conclusions

Foliar application of CBFert^® with 20 % background mineral fertilization showed lower yields than the control fertilized with 100 % fertilization. In both planting methods, foliar application of CBFert^® at 2.88 L ha^-1 every 7 days showed higher yields. The results of this study suggest the application of the biofertilizer CBFert^® as a complementary nutritional alternative in rice cultivation, with an application interval of 21 days, taking into account the production technology.