Introducción

La fertilización y el cultivo de variedades de gran rendimiento productivo son los causantes del mayor impacto en el aumento de la producción de la mayoría de los cultivos en el mundo (^{Monzón, 2016}). El tomate (Lycope-rsicum esculentum Mill.) es un producto agrícola de gran valor económico a nivel mundial; su cultivo va en aumento (^{Culebro, 2016}; ^{Álvarez et al., 2017}; ^{Burbano y Vallejo, 2017}; ^{Juárez-Maldonado et al., 2015}). Según el ^{SIEA (2016)} la producción de tomate en el Perú fue de 232898 toneladas en una superficie de seis mil hectáreas. Incrementándose en los últimos 10 años en 45,56% en la producción nacional, así como un incremento del 20% en el área sembrada en el territorio nacional (^{Baltazar, 2018}).

El tomate, como la mayoría de cultivos, expresa su potencial genético ante una adecuada nutrición mineral (^{Morejon-Pereda et al., 2017}); mientras que una inadecuada nutrición influye negativamente en el rendimiento y sobre la calidad de la cosecha, en algunos casos retrasan el ciclo productivo (^{Mamani y Machaca, 2015}). La baja fertilidad del suelo, es un factor limitante que influye en la productividad y en la rentabilidad del cultivo (^{Crittenden et al., 2015}), siendo necesario la fertilización del cultivo para asegurar un rendimiento adecuado (^{Monge-Pérez, 2015}).

Los fertilizantes químicos, son muy utilizados en el sector agrícola; no obstante, el abuso en su utilización genera residuos que producen salinización, problemas en el drenaje, compactación del suelo y disminución de la actividad microbiana comprometida en la nutrición vegetal (^{Alvarez, ‎2017}) deteriorando el ambiente a largo plazo (^{Iftikhar et al., 2019}). Año tras año se incrementa la cantidad de fertilizante aplicado al cultivo por la menor eficiencia de adsorción en el suelo y absorción por la planta, aumentando los costos de producción y generando un problema ambiental debido a la producción de gases tóxicos que se desprenden de los fertilizantes como los óxidos de nitrógeno que dañan la capa de ozono (^{Lara et al., 2007}).

Una alternativa a los fertilizantes químicos es utilizar Microorganismos Eficientes Autóctonos (EMA), que se encuentra dentro de la biotecnología de la agricultura sostenible (^{Garcia, 2019}), los cuales se producen a base de microorganismos que viven en el suelo, aunque en bajas poblaciones; pero al incrementar su población mediante la inoculación artificial son capaces, entre otros beneficios, de poner a disposición de las plantas una parte importante de los elementos nutritivos que estas necesitan para su desarrollo sin afectar el equilibrio biológico del suelo (^{Planes-Leyva et al., 2004}). Los Microorganismos Eficientes (EM), restablecen el equilibrio microbiológico del suelo, mejoran su condición fisicoquímica, incrementan su protección y producción de los cultivos, además conservan los recursos naturales, generan una agricultura y medio ambiente sostenible (^{Luna y Mesa, 2017}).

Se ha demostrado en algunos trabajos de investigación realizados en otros países y cultivos, que la biofertilización con EMA tienen un efecto positivo en la producción de los cultivos. ^{Planes-Leyva et al. (2004}) concluyen que los biofertilizantes prepara-dos con cepas autóctonas, utilizados en el cultivo del tomate (Licopersicon sculentum Mill.), fueron más eficiente las cepas fosfosolubilizadoras. Sin embargo, los factores humedad, predación, salinidad, pH y temperatura pueden disminuir las poblaciones de las especies microbianas de los biofertilizantes y en consecuencia su efectividad (^{Armenta-Bojórquez et al., 2010}). ^{Ferrera-Cerrato y Alarcón (2001}) mencionan que el buen resultado de los biofertilizantes depende en gran medida de la selección de las cepas que se utilicen para su elaboración, por lo que recomiendan utilizar cepas nativas que estén adaptadas a un ambiente específico (Armenta-Bojórquez et al., 2010). En el caso del tomate, no se ha encontrado, estudios que determinen la dosis de aplicación de fertilización con EMA para la producción. Sin embargo, ^{Cabrera et al. (2016}) concluyen que, aplicar biofertilizante micorrizógeno EcoMic(r) en plantaciones de tomate reducen significativamente los gastos, además de garantizar buenos resultados productivos.

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la efectividad de aplicar microorganismos eficientes autóctonos en el rendimiento de la variedad de tomate Río Grande a través de las variables altura de la planta, número de flores, área foliar, número de tallos, peso de la raíz a la cosecha y producción.

Materiales y métodos

El experimento se realizó en el sector Pisonaypata, comunidad San Gabriel, distrito de Abancay, provincia de Abancay, Región Apurímac, Perú; con localización geográfica de 72º 24' 01'' longitud Oeste y 13º 22' 22'' latitud Sur, a una altura de 1832 msnm. El clima es cálido a templado, con noches frescas (^{Recharte, 2015}). La temperatura media es de 18 °C, la precipitación media anual es de 500 - 600 mm y la humedad relativa es de 45 - 55%.

Previo a la instalación, se realizó el análisis físico y químico del suelo de una muestra representativa. El análisis del suelo indicó que es de textura franco arcilloso, pH: 7, CE (Conductividad Eléctrica): 0,19 mS/cm; TDS: 95,4 ppm; N: 26 ppm; P: 66 ppm; K: 143 ppm.

Al inicio del ciclo del cultivo, se elaboró ocho capturadores de microorganismos eficientes nativos. Para capturar los microorganismos, se procedió a realizar el entierro de las tarimas a 10 cm de profundidad; cada tarima estuvo conformada por un tarro tapado con tela nylon, en cuyo interior se colocó 250 g de arroz cocinado sin sal, dos cucharadas de melaza y dos cucharadas de harina de pescado. Sobre la tapa de nylon, se colocó materia orgánica en proceso de descomposición, recogida de los sectores circundantes. Dos semanas después se desenterró la tarima y se obtuvo arroz impregnado de microorganismos.

La solución madre de microorganismos, se obtuvo colocando en una vasija el arroz impregnado de microorganismos, se agregó dos litros de agua hervida fría, dos litros de melaza y un litro de yogur; se mezcló y licuó el contenido por un tiempo de cinco minutos; finalmente se filtró la mezcla para obtener cinco litros de solución. En un tanque de plástico, se mezcló la solución, con tres litros de yogur, tres litros de melaza, cuatro litros de caldo de pescado y 20 litros agua hervida fría. Se cerró el tanque herméticamente para evitar la entrada de oxígeno, con el objetivo de activar hongos, bacterias benéficas y levaduras, la mezcla se almacenó bajo condiciones de fermentación anaeróbica por un período de 18 días.

El cultivo de tomate (Lycopersicum esculentum Mill) se realizó en las mismas condiciones de producción local en cuanto a la época de siembra y labores culturales, el manejo agronómico se efectuó con la guía de manejo de la variedad y directrices del Programa de Hortalizas, UNA La Molina (^{Ugás et al., 2000}).

La semilla de tomate utilizada fue de la variedad Río grande. El almacigo se realizó en bandejas germinadoras, por 30 días, el sustrato empleado fue tierra agrícola libre de contaminantes. El trasplante se realizó el día 30 cuando las plántulas alcanzaron 15 cm de altura. La siembra se realizó a una distancia de 0,3 m entre plantines de tomate y 0,7 m entre hileras, por cada golpe se colocó dos plántulas. 15 días después se realizó el desahíje, 14 días después se realizó un aporque. El deshierbe se realizó de forma manual cada 15 días después del aporque. La fertilización estuvo constituida por una mezcla de guano de isla y humus, su aplicación fue al momento del aporque a razón de 20 g por golpe entre planta y planta. El riego se realizó por gravedad con intervalos de cuatro a cinco días y la cosecha se realizó semanalmente, durante seis semanas, a partir de los 90 después de la siembra.

El diseño experimental utilizado fue de bloques completamente al azar, con arreglo factorial de 3 x 3 + 1, se evaluó diez tratamientos, con tres repeticiones, cada tratamiento estaba conformado por 16 plantas. Los tratamientos fueron: tres niveles de dosificación (12,5 cc; 25 cc y 50 cc), con tres frecuencias de aplicación (7 días, 14 días y 21 días) y un testigo, sin ninguna aplicación (Tabla 1).

Para determinar el efecto de los tratamientos en el cultivo de tomate (Lycopersicum esculentum Mill) se evaluaron las siguientes variables a los 60 días del trasplante: altura de la planta, se midió con una wincha, desde el cuello de la planta hasta el ápice de la hoja bandera del tallo; número de flores, se realizó el conteo de las flores abiertas; área foliar y número de tallos. Para determinar el peso de la raíz a la cosecha, se empleó una balanza electrónica de 7000 g x 1 g, la raíz se pesó desde el cuello de la planta. El rendimiento, fue obtenido al pesar los frutos cosechados.

Los resultados obtenidos fueron sometidos al Análisis de Varianza para la comparación de medias y para las pruebas de comparación múltiple se utilizó la prueba de Tukey, ambas con un nivel de significancia del 5%. Los datos obtenidos del estudio fueron procesados mediante el software estadístico InfoStat.

Resultados y discusión

Altura de la planta (cm). En la Tabla 2 se muestran los promedios de altura de planta de tomate a los 60 días con sus medias ajustadas y errores estándares para los diferentes tratamientos. El análisis de varianza y prueba Tukey al 5% para los tratamientos de la misma variable, indican que el T5 (25 cc / 14 días), proporcionó la mayor altura de las plantas con un valor promedio de 39 cm, resultado superior respecto al resto de tratamientos y al testigo. El resultado obtenido es superior al reportado por ^{Monzón (2016}) para la variedad Río Grande (18,5 cm de altura). Dicho resultado se pudo deber a la edad de la planta (45 días); sin embargo, Monzón (2016) sostiene el resultado obtenido se encuentra dentro del rango normal de crecimiento de la variedad Río Grande.

La menor altura fue presentada por el testigo, con 30,33 cm; esto indica que, fertilizar la planta de tomate con fertilizante orgánico elaborado con EMA incrementa la altura de la planta. Similar resultado fue reportado por ^{Gutiérrez et al. (2012}). Además, usar biofertilizantes hace más eficiente el uso de nutrientes mediante prácticas de conservación y reducción de pérdidas en campo; a través del reciclaje de nutrientes orgánicos y el acceso a fuentes alternas de nitrógeno que es el nutriente de mayor demanda en la agricultura (^{Gutiérrez-Castorena et al., 2015}). Por otro lado, el uso de biol u abono orgánico es un aporte para mejorar la calidad de los suelos, por aportar nutrientes y gran cantidad de microorganismos al suelo que fijan el carbono, mejoran la capacidad de absorción de agua, promueven las actividades fisiológicas y estimulan el desarrollo de las plantas a través de la producción de enzimas (^{Castellanos et al., 2015}). Así como aportar en procesos de compatibilidad y/o antagonismo (^{Villacís-Aldaz et al., 2016}).

Número de flores. En la Tabla 3 se muestran los promedios del número de flores abiertas de la planta de tomate a los 60 días con sus medias ajustadas y errores estándares para los diferentes tratamientos. El análisis de varianza afirmó que existe diferencias significativas en las dosis de EMA y su influencia en el número de flores producto de la interacción dosis de microorganismos autóctonos con la frecuencia de aplicación; la prueba Tukey al 5% para los tratamientos de la misma variable, indican que el T5 (25 cc / 14 días), proporcionó el mayor número de flores, con un valor promedio de 37 flores, resultado superior respecto al resto de tratamientos y al testigo. El testigo llegó a producir en promedio 16 flores por planta; cantidad menor en comparación con los tratamientos; ello demuestra que, fertilizar la planta de tomate con fertilizante orgánico influye positivamente sobre el rendimiento y sus componentes (^{Boudet et al., 2017}). Según la literatura, el número de flores varía de acuerdo al tipo de manejo agronómico (^{Pinedo et al., 2018}) y al material genético (^{Monge-Pérez, 2015}). La variedad de tomate Brigade, Río Grande, Luxor y Chef a los 100 días del trasplante presentan 37,75; 32,75; 31,25; 25,25 flores por planta respectivamente (^{Taipe, 2013}); mientras que, la variedad Shanty presenta entre 19,3 y 23,8 flores por planta (^{Andrades y Loáisiga, 2015}).

Área foliar. En la Tabla 4 se muestran los promedios de área foliar con sus medias ajustadas y medias estándares para las diferentes dosis.

Los tratamientos que fueron fertilizados con dosis de 25 cc alcanzaron la mayor área foliar por planta (21,33 cm²⁾. Se encontró diferencias significativas entre tratamientos (p ≤ 0,05). El T5 (25 cc/14 d) reportó la mayor área foliar, con 24 cm², resultado superior a los otros tratamientos y al testigo. El resultado obtenido puede estar relacionadas con el vigor y el estado nutricional de las plantas (^{Degli et al., 2003}). ^{Villa et al. (2005}) concluyen que la fertilización influye fuertemente en el crecimiento y calidad de plántulas de tomate. El área foliar puede variar a lo largo del ciclo del cultivo (^{Monteiro et al., 2005}). A mayor valor, mayor será la actividad fotosintética laminar; ya que el comportamiento de respuesta de la materia seca a incrementos de densidad de población depende principalmente del área foliar (^{Warnock et al., 2006}); las plantas con mayor área foliar son más eficiente a la aplicación de fertilizantes (^{Núñez-Ramírez et al., 2012}) y es capaz de utilizar mejor la energía solar con una fotosíntesis más eficiente (^{Jarma et al., 1999}). Además, una dosis adecuada de biofertilizante disminuye los costos de producción (^{Cabrera et al., 2016}).

Número de tallos por planta. En la Tabla 5 se muestran los promedios de área foliar con sus medias ajustadas y medias estándares para las diferentes dosis. No existe diferencias estadísticas entre dosis. El T5 (25 cc / 14 días) reportó el mayor resultado, en comparación con las otras dosis y el testigo. ^{Salas (2002}) reportó para los tipos de tomate Acostillado verde, Larga vida/Ramo, Pera grueso, Cherry, Cherry en ramillete, Midi-Plumb e Injerto; 4,5 a 2; 1,5 a 4; 2; 2,66 a 4,5; 3,3, 3, 3 y 2 a 3 tallos por m² respectivamente. Dichos resultados fueron influenciados por la temperatura ambiental, la salinidad del agua y la densidad de la plantación. ^{Mendoza-Pérez et al. (2018}) concluyen que al aumentar el número de tallos incrementa la cantidad de frutos por planta, pero el tamaño y la firmeza disminuyen.

Peso de la raíz a la cosecha. En la Tabla 6 se muestran los promedios del peso de la raíz a la cosecha con sus medias ajustadas y errores estándares para los diferentes tratamientos. El T5 y T7 obtuvieron los mayores valores frente al resto de tratamientos y al testigo, con 59,67 y 47 g respectivamente. El resultado obtenido se pudo deber al incremento de los nutrientes. El crecimiento de las raíces se estimula al incrementar los niveles de nutrimentos como el N, P y Ca (^{Leskovar y Stoffella, 1995}). En jitomate (Lycopersicon esculentum Mill.) el peso seco de raíz aumenta al incrementar la concentración de la solución nutritiva (^{Ismail y Ahmad, 1997}); sin embargo, otras investigaciones indican que las raíces generalmente responden al exceso de minerales mediante el engrosamiento y desarrollo más lento (^{Zobel, 1995}); Pero, concentraciones elevadas de nutrientes en la fertilización, las plantas presentan menor desarrollo radicular (^{Magdaleno-Villar et al., 2006}).

Rendimiento en gramos. En la Tabla 7 y ⁸ se muestran los promedios de rendimiento en gramos con sus medias ajustadas y medias estándares para las diferentes dosis y frecuencia de aplicación.

En la Tabla 7 se observa que, las plantas de tomate que fueron fertilizadas con dosis de 25 cc de EMA presentó el mejor resultado con 1713,69 g/planta. ^{Monzón (2016}) concluye que la variedad Río Grande tiene el mayor rendimiento productivo cuando es fertilizado con abonos fermentados. Ello se pudo deber al efecto multilateral que ejercen los fertilizantes orgánicos sobre las propiedades agronómicas de los suelos y, cuando se utilizan correctamente, incrementan la cosecha de los cultivos agrícolas (^{Ortiz, 2010}). ^{Rippy et al. (2004}) al utilizar un fertilizante orgánico elaborado a base de té de composta para producir tomate en invernadero, obtuvieron rendimientos de 4 kg/planta más, comparado con la fertilización convencional. Mientras ^{Vázquez et al. (2015}), al evaluar la variable peso del fruto (kg/planta), no reportaron diferencia entre los valores medios de los tratamientos de composta que oscilaron entre 2,13 y 2,89 kg/planta, y los valores medios de los tratamientos de té de composta fluctuaron entre 2,28 y 2,94 kg/planta estos resultados son superiores a los obtenidos en el presente estudio; ello se pudo deber al manejo del cultivo.

Conclusiones

Fertilizar con microorganismos eficientes autóctonos incrementa el tamaño de la planta, el número de flores, el área foliar, el número de tallos, el peso de la raíz y la producción; lo anterior explica su efecto positivo en la fenología, biomasa y producción de esta hortaliza. Finalmente, este estudio sugiere fertilizar con 25 cc de microorganismos eficientes autóctonos, con intervalos de aplicación de 14 días, para mejorar la producción de tomate de la variedad Río Grande. Se recomienda capturar microorganismos eficientes autóctonos de zonas alejadas con alto contenido de especies vegetales y materia orgánica, a fin de garantizar la presencia de especies de microorganismos benéficos. También, se recomienda evaluar los efectos de las prácticas de manejo y la actividad microbiana en la en la rizosfera y el rendimiento de diferentes especies de plantas.