p. de tesis

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE AGRONOMIA

PROYECTO DE TESIS

EFECTO DE LA INOCULACIÓN CON RHIZOBIUM Y LA FERTILIZACIÓN INORGÁNICA EN EL RENDIMIENTO EN GRANO DE ACCESIONES DE NUÑA (Phaseolus vulgaris L.) CANAÁN

AYACUCHO, 2750 MSNM

PRESENTADO POR:

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ASESORES:

Ing.MSC. Sr Efrain…..

Dra.Blga. Nery Santillana villanueva

AYACUCHO –PERU

2012

INDICE

Págs.

I. TITULO

II. AUTOR

III. ASESOR

IV. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

V. OBJETIVOS

4.1. Objetivo general

4.2. Objetivos específicos

VI. HIPÓTESIS

1.1. Hipótesis Generales

1.2. Hipótesis específicas

VII. RESUMEN DEL PROYECTO

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I REVISIÓN DE LITERATURA

1.1. Origen del cultivo e historia del frijol Nuña

1.2. Clasificación taxonómica

1.3. Características morfológicas

1.4. Clima y adaptabilidad

1.5. Labores culturales

1.6. Enfermedades

1.7. Rhizobium sp. Generalidades y taxonomía

1.8. Fijación simbiótica del nitrógeno

1.9. Influencia del ambiente sobre la fijación biológica de

I. TITULO

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II. AUTOR

III. ASESOR

IV. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

V. OBJETIVOS

4.1. Objetivo general

Evaluar el potencial de enraizamiento de estacas ortotrópicas provenientes de

plantas somáticas de cuatro genotipos de cacao (Theobroma cacao L.) tipo

Nacional utilizando cuatro concentraciones hormonales en dos sistemas de

enraizamiento.

4.2. Objetivos específicos

Determinar la capacidad de enraizamiento y formación de plantas de los

genotipos de cacao utilizados: EET-48, EET-96, EET-103, EET-575 (CCAT-

4675).

Determinar los tipos y dosis de hormonas necesarias para promover los

mayores niveles de formación de plantas de cacao Nacional, a partir de estacas

ortotrópicas obtenidas de plantas somáticas de cacao sometidas a procesos de

agobio.

Determinar el sistema de enraizamiento que permita condiciones

ambientales óptimas para el desarrollo y crecimiento de plantas, a partir de

estacas ortotrópicas de cacao Nacional obtenidas de plantas somáticas.

VI. HIPÓTESIS

1.1. Hipótesis Generales

1.2. Hipótesis específicas

VII. RESUMEN DEL PROYECTO

INTRODUCCIÓN

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CAPÍTULO I REVISIÓN DE LITERATURA

1.1. Origen del cultivo e historia

1.2. Características morfológicas

1.3. Clima y adaptabilidad

1.4. Labores culturales

1.5. Enfermedades

1.6. Rhizobium sp. Generalidades y taxonomía

1.7. Fijación simbiótica del nitrógeno

1.8. Influencia del ambiente sobre la fijación biológica de

CAPÍTULO II MATERIALES Y METODOS 18

2.1. Materiales 18

2.1.1 Ubicación geográfica 19

2.1.2 Características químicas del suelo 20

2.2. Métodos 20

2.2.1. Diseño experimental 21

2.2.2. Factores en estudio 21

2.2.3 Tratamientos 21

2.2.4 Diseño experimental y análisis estadístico 22

2.2.6 Croquis y randomización del campo experimental 23

2.2.7 Descripción del campo experimental 24

2.3. Procedimiento 24

2.4. Variables a evaluar 24

CAPÍTULO III

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3.1. Cronograma de actividades 30

3.2. Presupuestos 30

IV. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 31

I. TITULO:

EFECTO DE LA INOCULACIÓN CON RHIZOBIUM Y LA FERTILIZACIÓN INORGÁNICA EN EL RENDIMIENTO EN GRANO DE ACCESIONES DE NUÑA (Phaseolus vulgaris L.) CANAÁN AYACUCHO, 2750 MSNM

II. TESISTA: Esmilda Curiñaupa Guzmán

III. ASESORES: Ing.MSC. Alejandro Camasca Vargas (r)

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Dra.Blga. Nery Santillana Villanueva

COLABORADOR: Ing.MSC. José Quispe Tenorio

IV.PROBLEMA

El frijol común tipo reventón, Nuña ” (Phaseolus vulgaris L.), se caracteriza por ser un producto alimenticio muy nutritivo por la cantidad de proteínas que posee y por la capacidad de expansión de los cotiledones al ser sometidos al calor, lo que convierte a este tipo de frijol común en un recurso genético innovador, con perspectivas interesantes como snack o pasa bocas para los mercados locales y de exportación;sin embargo en la región no se tiene suficiente información sobre el incremento en el desarrollo y rendimiento del mismo con el empleo del biofertilizante (Rhizobium) en aplicaciones a los cultivares del frijol Nuña, toda vez que la inoculación del Rhizobium en la leguminosa hace que ésta aproveche el nitrógeno ambiental por fijación simbiótica; Así mismo en la aplicación de fertilizante inorgánico.

V. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES Determinar el efecto de la inoculación con Rhizobium y la fertilización inorgánica en el

rendimiento en grano de accesiones de Nuña (Phaseolus vulgaris L).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Seleccionar los cultivares de Nuña de mayor rendimiento en grano por efecto de la

biofertilización con Rhizobium y fertilizante inorgánico.

Determinar el efecto de la inoculación con Rhizobium y de la fertilización inorgánica sobre la nodulación de los cultivares de frijol Nuña.

VI HIPÓTESIS

HIPÓTESIS GENERAL Los cultivares de frijol Nuña, responden de diferente manera en rendimiento de grano, al ser biofertilizados con Rhizobium específico y fertilizante inorgánico.

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VI.RESUMEN DEL PROYECTO

La Nuña es una leguminosa originaria de los Andes centrales, apreciado debido a su valor nutritivo, alto contenido de proteínas y sabor muy agradable. Este frijol en contacto con la superficie caliente o en el interior de un horno revienta y éste puede consumirse directamente o tratada con saborizantes. Con esta forma de uso se ahorra agua, ya que los frijoles generalmente antes de ser usada en la alimentación deben remojarse desde la noche anterior y luego son cocinados también con agua.

Se estudiarán 05 cultivares de Nuña introducidas de Cajamarca con el objetivo de determinar el rendimiento en granos por efecto de la simbiosis con Rhizobium específico y por efecto de la fertilización inorgánica

INTRODUCCIÓN

El frijol tipo reventón adquiere este nombre por su capacidad de reventar al calor, es originario de la zona andina de América del Sur y su mayor centro de diversificación son las zonas altas de Perú y Bolivia, donde se le conoce con el nombre de frijol Nuña o Ñuñas. Se considera que por miles de años fue un alimento básico de los pobladores indígenas del sur, mientras para el mundo moderno son casi desconocidos, por lo que algunos los llaman como “la cosecha perdida de los Andes” (FERGUSON, 1993).

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De acuerdo con los estudios etnobotánicos, arqueológicos y bioquímicos, se ha concluido que este cultivo se desarrolló en las zonas altas de Perú y Bolivia durante la época pre inca.

Es posible que correspondan a una presión selectiva aplicada en forma temprana y amplia en el proceso de domesticación (TOHME et al., 1995). El frijol se prepara de varias formas: frito, guisado o como palomitas de frijol tostándolas por 5-10 min con aceite. El producto tostado se consume como aperitivo, convirtiéndose en una muy buena alternativa no sólo nutricional, sino económica para muchos pequeños agricultores (CAMARENA et al., 1990).

La planta de fríjol reventón tiene un hábito de crecimiento trepador, periodo de ciclo de vida entre 8 y 10 meses. El contendido de proteínas de la leguminosa es de 20% y carbohidratos 62%, estando estos últimos constituidos principalmente por almidón (60%). Es una buena fuente de calcio, hierro, zinc y tiamina, aporta vitamina B6, ácido pantoténico, biotina y otras vitaminas del complejo B; el ácido ascórbico está ausente en las leguminosas y el valor de la vitamina A es muy bajo (KORNEGAY et al., 1992).

El frijol, como otras leguminosas vive en simbiosis con bacterias del género Rhizobium .Esta simbiosis hace que el nitrógeno que necesita la planta sea proporcionado por la bacteria y ésta pueda hacer uso de los alimentos elaborado por la planta. (AGUILAR MEJIA, R. 1974)

Uno de los factores que influye en la baja productividad es el escaso contenido de elementos nutritivos que poseen algunos suelos, siendo por esto necesario incorporar biofertilizantes (Rhizobium) o fertilizantes inorgánicos para aumentar los rendimientos por unidad de superficie.

Tomando en cuenta que el nitrógeno es un elemento esencial en el rendimiento de las leguminosas, se hace necesario buscar una forma práctica de incrementar el nitrógeno del suelo mediante la inoculación con Rhizobium a la semilla para favorecer la fijación atmosférica. (QUIÑONES MORALES, J.1996)

El presente proyecto tiene por objetivo evaluar el efecto de la inoculación con rhizobium y la fertilización inorgánica en el rendimiento en grano de accesiones de Nuña (Phaseolus vulgaris L.)

CAPÍTULO I: REVISIÓN DE LITERATURA

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1.1. ORIGEN DEL CULTIVO E HISTORIA DEL FRIJOL NUÑA

El frijol tipo reventón adquiere este nombre por su capacidad de reventar al calor, es originario de la zona andina de América del Sur y su mayor centro de diversificación son las zonas altas de Perú y Bolivia, donde se le conoce con el nombre de frijol Nuña o Nuñas. Se considera que por miles de años fue un alimento básico de los pobladores indígenas del sur, mientras para el mundo moderno son casi desconocidos, por lo que algunos los llaman como “la cosecha perdida de los Andes” (FERGUSON, 1993).

De acuerdo con los estudios etnobotánicos, arqueológicos y bioquímicos, se ha concluido que este cultivo se desarrolló en las zonas altas de Perú y Bolivia durante la época pre inca.

Es posible que correspondan a una presión selectiva aplicada en forma temprana y amplia en el proceso de domesticación (Tohme et al., 1995).

1.2. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA

El CIAT (1979), clasifica al Frijol taxonómicamente de la siguiente manera:

REINO…………………… Vegetal

DIVISIÓN………………. Fanerógamas

SUBDIVISIÓN………… Angiospermas

CLASE…………………… Dicotiledóneas

ORDEN…………………. Rosales

FAMILIA………………... Leguminoseae

SUB- FAMILIA……….. Papilionoidae

TRIBU……………………. Phaseolae

SUB- TRIBU……………. Phaseolinae

GÉNERO………………... Phaseolus

ESPECIE…………………. Phaseolus vulgaris L.

NOMBRE COMÚN…. Numia, Ñuña, Poroto, Frijol reventón y Pava

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1.3. CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS

VALLADOLID (1993), describe a la planta del frijol de la siguiente manera:a) RaízEl frijol en su etapa inicial presenta la radícula proveniente del embrión de la semilla y posteriormente se transforma en una raíz principal, siendo como base para nacimiento de las raíces secundarias y terciarias. Los pelos absorbentes cumplen una función vital de absorción de nutrientes minerales y crecimiento radicular.b) TalloEl eje central de la planta está constituido por una sucesión de nudos y entrenudos. La primera parte del tallo comprendida entre la inserción de las raíces y el primer nudo se denomina hipocotilo. El primer nudo es el punto de inserción de los cotiledones.

c) HojasLa planta de frijol presenta dos tipos de hojas: simples y compuestas. Las hojas simples son hojas primarias en posición opuesta y están en el segundo nudo y caen antes que la planta alcance su máximo desarrollo. Las hojas compuestas son las hojas trifoliadas típicas de frijol y el foliolo central es simétrico, en tanto que los dos laterales son asimétricos.d) InflorescenciaLas inflorescencias del frijol pueden ser terminales o axilares. Las terminales se dan en los hábitos de crecimiento tipo I. En la inflorescencia pueden distinguirse tres componentes: el eje de la inflorescencia que se compone de pedúnculo y raquis, las bractéolas primarias y los botones florales.

e) FlorLa flor del frijol es típica papilionácea (amariposada). En su desarrollo se puede distinguir dos estados, uno es el botón floral y la otra es la flor completamente abierta. El botón floral generalmente se abre cuando ocurre la antesis (fecundación), la flor consta de cuatro partes: cáliz, corola, androceo y gineceo. Al respecto, GAMARRA (1997), reporta que Q’osqo poroto presenta una floración de color blanco, además de presentar de 3 a 4 flores por racimo.

f) FrutoEl fruto es una vaina con dos valvas provenientes de un ovario comprimido. Las valvas unidas conforman dos suturas, la sutura placental o dorsal a la que están unidas las

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semillas y la sutura ventral. La presencia de fibras en las suturas y en la parte interna de las valvas determina la dehiscencia, carácter morfo agronómico importante que sirve para clasificar las variedades. Las vainas con mucha fibra en las suturas y en las valvas tienden abrirse a la madurez de cosecha. g) SemillaLa semilla se origina del óvulo fecundado, éstas presentan varios colores y formas que pueden ser ovoides, esféricos, arriñonadas, etc. Las partes externas más importante de la semilla son la testa, el hilium, el micrópilo y el rafe. Internamente la semilla está constituida solamente por el embrión, el cual está formado por la plúmula, las dos hojas primarias, el hipocotíleo, los dos cotiledones que concentran las reservas nutritivas y la radícula.

1.4. CLIMA, ADAPTABILIDAD Y SUELO

A. Clima y AdaptabilidadSobre el clima y los principales componentes de adaptación en el frijol, LAING (1979), señala lo siguiente: la insensibilidad al fotoperiodo, estabilidad de hábito de crecimiento, insensibilidad a temperatura en floración, tolerancia a la sequía y al exceso de agua, en el caso de la costa peruana debe ser tolerante a suelos salinos.Por otro lado GAMARRA (1997), recomienda que el rendimiento del frijol “nuña” está afectado por el largo período vegetativo (8 meses), hábito de crecimiento tipo IVb, es susceptible a las heladas y a la mayoría de enfermedades del frijol común, además no soporta las sequías.

B. SueloCon respecto al suelo, SHWARTS (1980), menciona que el pH óptimo para producir frijol fluctúa entre 6.5 y 7.5. Preferentemente el suelos debe tener textura franco-arenosa o franco-limosa, fértiles, con buen drenaje y con alto contenido de materia orgánica. Asimismo PARSONS(1981),corrobora y manifiesta que el frijol se cultiva en suelos cuya textura varía de franco- arcilloso, el frijol desarrolla bien en suelos con PH 5.5 a 6.5, los suelos con alto contenido en materia orgánica pueden favorecer un excesivo crecimiento vegetativo de la planta en perjuicio de la producción de la semillas o vainas.

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1.5. LABORES CULTURALES

A. Elección de terrenoAl respecto, GARCÍA (2009), menciona que la pendiente del suelo debe ser ligeramente planos porque provocan pérdidas por encharcamiento (pudriciones) y en pendientes mayores de un 30 % los rendimientos serán bajos debido al lavado de los nutrientes por escorrentía causada por el agua de lluvia, además en estos tipos de suelo con alta pendiente las labores de campo se dificultan.

B. Preparación del sueloSobre esta labor agrícola, GAMARRA (1997), menciona que para cultivar el frijol “Ñuña se recomienda un doble remoción del terreno y surcado a 0.90 m. entre surcos, para facilitar las diferentes labores agrícolas durante el periodo vegetativo de 6 a 8 Cuando se va a realizar una asociación con el maíz se recomienda un distanciamiento entre surco de 0.80m.C. Selección y elección de la semilla

Al respecto, PARSONS (1981), menciona que la semilla debe ser certificada y tratada con productos químicos para contrarrestar el ataque de plagas y enfermedades.Asimismo VALLADOLID (1993), menciona que la desinfección de la semillas debe ser momentos antes de la siembra y debe de consistir en un fungicida (Vitavax) a una dosis de 4 gramos de producto por kilogramo de semilla.

D. Densidad de siembraSobre la densidad de siembra, ENCISO (2005), menciona que en caso del frijol “Ñuña” se debe utilizar 100kg de semilla.ha-1 y colocar de 3 a 4 semillas por golpe, con un distanciamiento de 0.90 m. entre surcos y 0.30 m. entre golpes.

E. SiembraCon respecto a la siembra, PARSONS (1981), afirma que en suelos pesados la semilla debe estar más cerca de la superficie, mientras que en suelos ligeros puede sembrarse a mayor profundidad.Por otro lado VALLADOLID (1993), recomienda que al momento de la siembra se debe aplicar los fertilizantes ya sea al voleo o en bandas, siempre evitando el contacto con las semillas de frijol ya que puede afectar la germinación y emergencia.

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F. Forma de siembraPara el frijol reventón, el Ministerio de Agricultura (www.minag.gob.pe), recomienda la siembra a 0.80 cm entre surcos, a 0.30 cm entre golpes, 3 a 4 plantas por golpe y un total de 31,000 plantas.ha-1.

G. Épocas de siembra Con referencia a la época de siembra, INIA CUSCO (1997), refiere que los meses recomendados son setiembre y octubre, esto debido a su periodo vegetativo largo de 8 a 9 meses y cuando se trata de asociar con el maíz el frijol “Ñuña” recomienda sembrar en el mes de setiembre, 10-15 días después de la siembra del maíz.

H. Fertilización.Sobre la fertilización, ENCISO (2005), menciona que el frijol tiene la característica de fijar nitrógeno atmosférico mediante el proceso de la simbiosis y recomienda fertilizar en forma moderada con 30 kg.ha-1 de nitrógeno.Al respecto GAMARRA (1997), menciona que el sistema de monocultivo de frijol “Ñuña” responde económicamente a la aplicación de 40 unidades de nitrógeno, 60 unidades de fósforo y otras 60 de potasio. Esto equivale a aplicar 87 kg. de Urea, 139 kg. de Superfosfato Triple de Calcio y 100 kg. de Cloruro de Potasio por hectárea; la mezcla de los 3 elementos se aplica en su totalidad al momento de la siembra y entre los espacios de cada golpe del frijol “Ñuña”.

I. Control de malezasSobre esta labor agrícola, ARIAS (2007), menciona que en el cultivo del fríjol las malezas pueden ocasionar pérdidas entre 15 y 97 % en los rendimientos del cultivo. Además de la reducción cuantitativa puede depreciar la calidad del fríjol. Las malezas compiten al cultivo por nutrientes, agua, luz y CO2, y pueden causar una inhibición química (alelopatía) sobre el desarrollo de los cultivos.

J. RiegosAl respecto DÍAZ y CASTILLO (1982) manifiestan que el agua es un factor crítico en la producción del frijol, dada la alta sensibilidad del cultivo al déficit como a los excesos de agua. El exceso de humedad del suelo, especialmente cuando la textura es pesada, puede producir efectos tan nocivos como la sequía.

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K. Colocación de tutoresSobre el particular, FONTAGRO (2003), menciona que los cultivares criollos de esta raza son plantas grandes (>3 m de alto), generalmente redondas; su hábito de crecimiento exige el uso de tutores, maíz (Zea mays) o espalderas artificiales, su período de crecimiento son mediano a largo.Asimismo, ENCISO (2005), menciona que al cultivar el frijol “Ñuña” es necesario colocar postes delgados de eucalipto de 2.50 m. de altura a cada 8 m. de longitud del surco, con una profundidad de 0.40m.; para una hectárea se requiere 1375 postes, posteriormente se tensa un alambre N° 16 en la parte superior de los poste deteniendo con grapas a 2.10 m. de altura.

L. CosechaSobre la cosecha, VALLADOLID (1993), menciona que comprende tres fases: Arranque de plantas y desgrane o trilla y Pre-limpieza. El primero es extraído de plantas se debe realizarse preferentemente en las mañanas para evitar la caída de los granos por efecto de la dehiscencia. Luego se procede con la trilla para lo cual los granos deben estar secos (14% y 15% de humedad) para no ser dañados y seguidamente se procede con la pre-limpieza, que consiste en liberar las semillas de los materiales indeseables.

Enfermedades

A. Enfermedades radicularesAl respecto, HERNANDEZ Y ARAYA (2006), menciona que son causados por hongos que normalmente habitan en el suelo y causan pudriciones radiculares en los frijoles, entre ellos sobresalen los hongos: Fusarium, Rhizoctonia, Phytium y Sclerotium. Los primeros síntomas de las pudriciones radiculares del cultivo se presentan desde las primeras semanas de crecimiento de la planta., se recomienda realizar la desinfección de la semilla antes de la siembra.

B. Enfermedades de follaje

Antracnosis (Collettotrichum lindemuthianum).Al respecto, AGRIOS (1998), menciona que la antracnosis ataca la parte foliar, los tallos y frutos que típicamente aparecen con manchas grandes o pequeñas de colores oscuros o lesiones ligeramente sumidas que poseen un contorno ligeramente levantado. AGRIOS, G. (1998). “Fitopatología” Tercera Edición, Edit. Limusa, S.A. México. Así mismo GAMARRA (1997), menciona que el problema principal del frijol Ñuña son las enfermedades foliares como la antracnosis y anublo de halo, problemas que inciden en las

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hojas y los rendimientos de los frijoles asociados con el maíz. (0.70tnha-1); por lo que se han realizado trabajos de mejoramiento así como los frijoles Nuñas con resistencia duradera ante el ataque de antracnosis tanto en los invernaderos, laboratorios y campos obteniéndose resultados satisfactorios.

Roya (Uromyces phaseoli)Sobre esta enfermedad, HERNANDEZ Y ARAYA (2006), afirma que son causados por los hongos y el síntoma se manifiesta en pequeñas lesiones amarillas en las hojas. La roya es una enfermedad que puede causar pérdidas económicas. La diseminación ocurre a través del viento.

Plagas

A. CrisomélidosAl respecto, el CIAT (1980) menciona que son muchas especies de crisomélidos atacan el fríjol. Los más comunes son los géneros Diabrótica, Neobrotica y Cerotoma .Las larvas también pueden ocasionar daño en las raíces del fríjol y en los nódulos radicales que contienen Rhizobium. Estos insectos también son vectores del virus del mosaico rugoso concluyó que la alimentación de los crisomélidos adultos tiene poco efecto en los rendimientos del fríjol, excepto cuando el ataque tiene lugar durante las dos primeras semanas después de la siembra y, en menor grado, durante la floración.

B. Lorito verdeSegún CIAT (1980), El lorito verde o salta hojas (Empoasca kraemeri) es considerado como la plaga más importante del fríjol en el mundo. Sin embargo, para las condiciones del clima frías en pocas ocasiones se presenta como plaga de importancia económica. El insecto en estado de ninfa y adulto causa daño al alimentarse del tejido del floema, aunque es posible que también intervenga una toxina. El daño se manifiesta en forma de encrespamiento y clorosis foliar (figura 53), crecimiento raquítico, gran disminución del rendimiento o pérdida completa del cultivo. El ataque es más severo en épocas secas y cálidas y la situación se agrava cuando la humedad del suelo es insuficiente.

C. Barrenador de la vainas (Epinotia aporema,)GUARÍN citado por RÍOS (2002) manifiesta que este insecto hace daño como larva y es conocido como perforador de la vaina. Afecta las yemas terminales e induce la emisión de nuevos brotes, y puede ocasionar también daños y abortos en flores. Las yemas afectadas por el insecto se deforman y las vainas se pudren por la acción de organismos secundarios.

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D. Mosca minadora (Lyriomiza ssp)Sobre esta plaga, REYES (1985), menciona que la mosca minadora de las especies liriomyza huidobrensis B. y L. Cuadrita M. produce el ataque más intenso y de mayor persistencia en el cultivo.Por otro lado, TAMAYO Y LONDON (2001), menciona que los daños del minador de las hojas se reconocen porque las pequeñas larvas (gusanito) forman túneles serpenteados en las hojas a lo largo de las nervaduras principales y segundarias.

E. Ácaros (Tretranychus ssp)Los ácaros según TAMAYO Y LONDON (2001), predominan en épocas calurosas y secas, los ácaros atacan en atapas de floración y formación de vainas ocasionando un leve necrosis superficial en la hoja dándole una apariencia rojiza, las hojas se enroscan levemente hacia arriba y pierdan su brillo normal.

1.6. RHIZOBIUM SP.

1.6.1 Generalidades y taxonomía

La fijación biológica de nitrógeno es un proceso clave en la biósfera, por el cual microorganismos portadores de la enzima nitrogenasa convierten el nitrógeno gaseoso en nitrógeno combinado. El grupo de bacterias que pertenecen al género Rhizobium, inducen en las raíces (o en el tallo) de las leguminosas la formación de estructuras especializadas, los nódulos, dentro de los cuales el nitrógeno gaseoso es reducido a amonio. MARTÍNEZ E, MARTÍNEZ J. (1998); HIRSCH A. (2001); STRUGAARD J. (2000)

BEIJERINCK en 1888, obtuvo el primer cultivo bacteriano puro de un nódulo de raíz de leguminosa y lo llamó Bacillus radicicola. Posteriormente, Frank propuso el nombre Rhizobium para estos aislados. Basada en la especificidad de los huéspedes para 1929 ya se habían reconocido seis especies: R. leguminosarum, R. trifolii, R. phaseoli, R. meliloti, R. japonicum y R. lupini. En esta clasificación, cada especie se componía de cepas que compartían un grupo de leguminosas huésped.En 1944 Wilson reportó un gran número de nodulaciones que cruzaban las fronteras de las diferentes especies clasificadas anteriormente. En 1964 Graham y en 1968 Moffett y Golwell sugirieron revisar la taxonomía basándose en resultados de la taxonomía numérica .MARTÍNEZ E, MARTÍNEZ J.( 1998 ).

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Más tarde, en 1974, JORDAN Y ALLEN dividieron estas especies en dos grupos de acuerdo con sus tasas de crecimiento, flagelos y reacciones ácido/alcalinas en medio manitol levadura, estos grupos son los siguientes:

Grupo I: de crecimiento rápido, productoras de ácido, con dos a seis flagelos, las colonias miden de 2-4 mm. A los 3-5 días de incubación en agar manitol levadura, y son aislados de leguminosas de regiones templadas. A este grupo pertenecen Rhizobium leguminosarum, Rhizobium phaseoli, R. trifolii, R. melitoti .

Grupo II: de crecimiento lento, productores de bases, con flagelos. Las colonias miden 1 mm. a los 5-7 días de incubación en agar manitol levadura, y son aislados de leguminosas tropicales. Aquí se encuentra R. japonicum y R. lupini. MARTÍNEZ E, MARTÍNEZ J. (1998.); SOMASEGARAN P, HOBEN H.( 1985 ); SOBERON-CHÁVEZ G. (1989)

La taxonomía actual de los rizobios se basa en un enfoque polifásico que incluye morfología, bioquímica, fisiología, genética y filogenia. Las técnicas que se utilizan para la clasificación de rizobios son el análisis de secuencias de los genes 16S rRNA, y la hibridación de ADN-ADN. Hasta la fecha se han propuesto 6 géneros, que son: Allorhizobium, Azorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium y Sinorhizobium MARTÍNEZ E, MARTÍNEZ J. (1998)

1.9. FIJACIÓN SIMBIÓTICA DEL NITRÓGENO

El fenómeno de fijación simbiótica del nitrógeno es característico de las leguminosas, y explica, en gran parte la importancia de estas en los sistemas de rotación de cultivos. (FRIJOL Y CHICHAROS .1982 ) .El nitrógeno constituye casi el 80% de la atmosfera terrestre ,aun que es inerte y no puede ser utilizado por la vasta mayoría de los organismos vivos ,puede participar en los sistemas biológicas cuando se ha combinado con los elementos con el hidrogeno y el oxigeno ,capacidad que la naturaleza reserva a unos cuantos géneros de bacterias .En la actualidad esta fijación puede realizarse a través de la fabricación de amoniaco y de otros fertilizantes químicos producidos industrialmente BRILL, W.J. (1978)

La fijación de nitrógeno es básicamente, un proceso de auto fertilización .Las raíces de las plantas leguminosas se infectan con bacterias que viven en el suelo. CIAT. COL.(1978 ).Estas bacterias presentan las siguientes características en su ciclo de vida ;cuando viven libres e el suelo son bacilos flagelados ,móviles ,saprofitos y no fijan nitrógeno .Cuando entran por los pelos absorventes hasta el parénquima central de la raíz de las plantas de la familia leguminosa provocan una intensa proliferación celular y la

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consiguiente formación unas hipertrofias ,globosas , llamadas nódulos I.DE ROTHSCHILD, D.

La multiplicación del Rhizobium es estimulada por la planta hospedera, esta emite exudados de la raíz que contiene amino ácidos, azucares y vitaminas. Esto permite que la cepa logre concentrar el número de células para iniciar la infección. GRAHAM, P.H. (1980).

1.8.1 PROCESO DE NODULACIÓN

La nodulación consta de varias etapas, que describen a continuación:

Reconocimiento de la combinación adecuada de organismos: En este paso la planta secreta a la rizósfera ciertos compuestos que sirven de señal y como mediadores de la especificidad de las leguminosas. Estos compuestos pueden ser derivados del ácido araquidónico ó flavonoides, siendo estos últimos los más estudiados. En respuesta a estos compuestos los rizobios activan una serie de genes implicados en la nodulación; los cuales se conocen como genes NOD que producen los factores NOD, estos factores son glucosaminas con un ácido araquidónico en la parte no reductora del azúcar. Los factores NOD inducen la deformación del pelo radical en la mayoría de leguminosas. MARTÍNEZ E.

(1998) ;AGUILERA R .(1974) ;STRUGAARD J. (2000 );WATEROSE.

(1998.) ;MARTIN A.( 1977).

Encorvamiento del pelo radical: Para que la nodulación ocurra son necesarios los factores NOD y los flavonoides. Los factores NOD inducen un flujo de iones Calcio (Ca+2) que provocan la despolarización de la membrana y como consecuencia un re arreglo de los filamentos de actina, cambiando así la dirección de los pelos

Generación del hilo de infección: En este paso participan los compuestos conocidos como lectinas, que son proteínas que contienen carbohidratos y cumplen la función de adherencia entre la bacteria y la planta. Entonces la bacteria penetra en el pelo radical e induce la formación, por parte de la planta, de un tubo de composición similar a la pared celular, conocido como canal de infección .MARTÍNEZ E.(1998) ;AGUILERA R ;(1974)(STRUGAARD J;

(2000 )WATEROSE.( 1998.) ;MARTIN A. (1977).

Formación de vesículas: esta es inducida por los factores NOD por parte de Rhizobium y por fitohormonas como la auxina que funcionan como mensajeros para sensibilizar las células vegetales. Las bacterias son liberadas desde el

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canal de infección al citoplasma de las células vegetales por un mecanismo similar al de endocitosis. Los rizobios quedan separados del citoplasma por una membrana derivada de la planta hospedera y que se llama la membrana peribacteroidal (MPB).

Luego ocurren una serie de divisiones hasta obtener los bacteroides que son vesículas de la MPB proporcionada por la planta hospedera que encubren las bacterias. Estos bacteroides pueden llegar a ser hasta cuarenta veces más grandes que los bacilos a partir de los que se desarrollan. El sistema vascular de la planta se extiende dentro del nódulo y transporta nutrientes hacia y desde el nódulo. Los bacteroides inician el proceso de fijación de nitrógeno (Martínez

E.1998) (AGUILERA R .1974)( STRUGAARD J. 2000 )(WATEROSE. 1998.) (MARTIN A. 1977)

Forma externa de los nódulos:

La forma es determinada principalmente por la planta hospedera, puede ser esférico, cilíndrico o circular. Los nódulos que se encuentran activos son de mayor tamaño y presentan una coloración rojiza, que se atribuye a la presencia de la proteína leg-hemoglobina. Esta proteína se ha estudiado ampliamente, por su relación con la simbiosis. Actualmente se conoce que el grupo hemo proviene de los bacteroides y la globina de la planta, su principal función consiste en facilitar la difusión del oxígeno dentro del nódulo; que es útil como transportador de electrones dentro de la fijación de nitrógeno (MARTIN A .1977);

QUISPEl A. (1974).

Fijación de nitrógeno:

Este proceso se define bioquímicamente como la reducción de nitrógeno atmosférico a amoniaco. En este proceso interviene el complejo enzimático nitrogenasa; que consiste en dos componentes proteínicos, una proteína con hierro y otra con hierro y molibdeno. Consiste en una reacción neta de oxido- reducción en la cual el nitrógeno atmosférico es reducido a amoniaco y la ferredoxina reducida es oxidada. Esta reacción depende de un ciclo de reducciones y oxidaciones que realiza internamente el complejo nitrogenasa, utilizando 2 ATP y dos iones magnesio como catalíticos (MARTÍNEZ E, MARTÍNEZ J. 1998); HORTON H;( 1995); CIAT.(1987).

19

La reacción del nitrógeno es la siguiente:

N2 + 8H+ ------------- 2 NH3 + H2

1.10. INFLUENCIA DEL AMBIENTE SOBRE LA FIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO

Existen una gran diversidad de factores ambientales que influyen directamente en la eficacia de la simbiosis Rhizobium-leguminosa, en la fijación de nitrógeno, entre ellos se pueden mencionar los siguientes:

Nitrógeno inorgánico: La presencia de nitrógeno inorgánico en el suelo, procedente de fertilizantes inhibe la fijación de nitrógeno. El tamaño de los nódulos y su cantidad es menor cuanto existen niveles relativamente altos de nitrato y amonio. Por otro lado bajas concentraciones de nitrógeno inorgánico estimula la nodulación .MARTIN A.1977).

pH del Suelo: En la mayoría de leguminosas la infección de Rhizobium no ocurre en pH menores a 5. El crecimiento de Rhizobium también se ve influenciado por pH bajos. Esta inhibición de la simbiosis en suelos ácidos, se debe a la concentración de iones hidronio, a la toxicidad resultante del hierro y aluminio principalmente WALKER N. (1977); MARTIN A. (1977).

Temperatura: la temperatura óptima de crecimiento de Rhizobium es de 30 grados Celsius QUISPEL A. (1974 ).

Fósforo y potasio: son macro nutrientes esenciales para el crecimiento de la planta, por lo que su presencia en el suelo se asocia con leguminosas vigorosas y de buen crecimiento .SOLIS A.( 1980 ).

Micronutrientes: El cobalto estimula marcadamente la utilización de nitrógeno atmosférico por las leguminosas, se cree que esto se debe a que estimula la proliferación y metabolismo de Rhizobium dentro de la raíz. Los micronutrientes son necesarios tanto para la leguminosa como para Rhizobium, y por ende para una simbiosis efectiva. MARTIN A. (1977); QUISPEL A. (1974).

CAPÍTULO II: MATERIALES Y MÉTODOS

2.1. MATERIALES

20

2.1.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA

El presente trabajo de investigación será conducido en el centro experimental de CANAÁN-AYACUCHO, cuyas características son:

Longitud oeste: 74°13´14”

Latitud sur: 13°08´14”

2.1.2 CARACTERISTICAS DEL SUELO:

Para la determinación de las características físicas y químicas del suelo, se realizará el análisis correspondiente en el Laboratorio de Suelos “Nicolás Roulet”, del Programa de Investigación de Pastos y Ganadería, de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga.

2.1.3 MATERIALES DE CAMPO

- Terreno para la instalación del experimento

- Agua de riego

- Cámara digital

- Libreta de campo

- cinta métrica

- Bolígrafos, papel, etc.

2.1.4 INSUMOS

- Semillas de frijol “Nuña”

- Biofertilizante Rhizobium

- Fertilizantes inorgánicos

- Compost

2.1.5 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

- Herramientas agrícolas de tracción

21

- cordel para alinear

- Estacas de madera

- Baldes

- regadera

2.2. METODOS

2.2.1 DISEÑO EXPERIMENTAL

Se utilizará el Diseño Bloque Completamente Randomizado (DBCR) con 15 tratamientos y 3 bloques o repeticiones.

2.2.2 FACTORES A ESTUDIAR

CULTIVARES O ACCESIONES:

C1= HUEVO DE PAVA

C2= NUBE OSCURA

C3= LIMON

C4= AZULITA

C5= PEPA DE MOLLE

RHIZOBIUM ESPECÍFICO.

FERTTILIZANTES INORGÁNICOS : N-P-K

2.2.3 TRATAMIENTOS EN ESTUDIO

CON INOCULACIÓN SIN INOCULACIÓN Y CON N-P-K

SIN FERTILIZACIÓN 290-80-85 /Ha

T1 = C1CI T6 = C1SI T11 = C1CF



22


T5 = C5CI T10 = C5SI T15 = C5CF

(*) CI=Con inoculación, SI=Sin inoculación y sin fertilización, CF=Con fertilización.

2.2.4 ANÁLISIS ESTADISTICO

El análisis estadístico se realizará mediante el modelo aditivo lineal.

X ij=μ+τi+βj+εij

Dónde:

Xij : Observación cualquiera del i-ésimo tratamiento en el j-ésimo bloque.

μ : Promedio de las unidades experimentales.

τi : Efecto del i-ésimo tratamiento.

ßj : Efecto del j-ésimo bloque.

Εij : Error experimental.

2.2.5 ANÁLISIS DE VARIANZA

El análisis de varianza para un diseño en bloque completamente randomizado se presenta en el siguiente cuadro.

Cuadro N° 01 Análisis de varianza (ANVA)

FV GL SC CM FC

BLOQUE (r-1) ∑x2 .jt−(∑x )2 /rt Scb/r-1 CMb/CMe

23

TRATAMIENTO (t-1) ∑x2 j /r−(∑x ) 2/rt Sct/t-1 CMt/CMe

ERROR (r-1)(t-1) Diferencia Sce/(r-1)(t-1)

TOTAL rt-1 ∑x2..-(∑x)2/rt

COEFICIENTE DE VARIABILIDAD

CV%=(CMe ) 1/2

X X (100)

Para establecer la diferencia entre tratamientos se utilizará la prueba múltiple de Tukey al 0.05%

2.2.6 CROQUIS Y RANDOMIZACION DEL CAMPO EXPERIMENTAL

Fig.2.1. Croquis del campo experimental y distribución de los tratamientos en las unidades experimentales.

T15 T18 T1 T9 T2 T10 T3 T11 T4 T12 T5 T13 T6 T14 T7

I

24


II


III

2.2.7 DESCRIPCIÓN DEL CAMPO EXPERIMENTAL:

Las características del campo experimental se detallan a continuación:

Bloques

Número de Bloques : 03

Ancho de los bloques : 3 m.

Largo de los bloques : 24 m.

Área total del bloque : 72 m2

Ancho de las calles : 1.5 m..

Campo experimental

Largo : 24 m.

Ancho : 12. m.

25

Área total de experimento : 288 m2

Área efectiva del experimento : 216 m2.

Parcela

N° de parcelas /bloque : 15

N° de parcelas /Campo Experimental. : 45

Largo : 3m.

Ancho : 1.6 m.

Área por parcela : 4.8 m.2

Distancia entre surcos : 0.80 m.

Distancia entre golpes : 0.30 m.

Número de surcos/parcela : 02 surcos

Número de golpes /surco : 10 golpes

N°de plantas/golpe : 03

Croquis de la Unidad o parcela Experimental

26

2.3. PROCEDIMIENTO

2.3.1 LABORES CULTURALES

a) PREPARACIÓN DE TERRENO:

1. Limpieza del campo experimental: Se realizara eliminando todo tipo de maleza y piedras existentes en el terreno.

2. Riego de machaco: El riego será necesario con la finalidad de que la rotura sea más suave.

3. Roturación: Se utilizará el tractor agrícola con el arado de disco.

4. Rastreado: Se efectuará dos pasadas de rastra de disco.

5. Trazado de terreno: Con la ayuda de la wincha, estacas, cordeles, se procederá a trazar el área del experimento, con 15 tratamientos por bloque y 3 repeticiones de acuerdo al diseño experimental determinado.

b) Inoculación de semillas.

27

Las semillas serán inoculadas de acuerdo a las indicaciones del fabricante.

c) SIEMBRA.

Una vez preparado el terreno, se realizará la siembra de las semillas de Nuña, de acuerdo a los tratamientos en estudio previamente inoculadas con Rhizobium a una distancia de 0.8 entre surco y 0.3 entre plantas, con fertilización y otras sin inoculación y sin fertilización (testigo) .La técnica de siembra será por golpe colocando a fondo de surco 3 semillas por golpe.

2.3.2 LABORES CULTURALES COMPLEMENTARIAS

1. Riego

El riego será controlado y oportuno para evitar posibles inundaciones o desecaciones, para evitar el marchitamiento o la aparición de enfermedades fitosanitarias.

2. Control de malezas

Se realizará limpiezas en forma manual con uso del azadón durante el ciclo del cultivo con el fin de mantenerlo libre de malezas.

3. Control fitosanitario

Para tal efecto se aplicarán productos orgánicos para prevenir y controlar el ataque de las plagas y enfermedades.

4. Cosecha

Se realizará cuando aproximadamente el 95 % de las vainas de cada variedad estén secas.

2.4. VARIABLES A EVALUAR

Las variables a evaluar en cada unidad experimental son los siguientes:

A. Variables de precocidad:

Emergencia en días después de la siembra (dds)

Inicio de floración (dds)

28

Madurez fisiológica (dds)

Madurez de cosecha (dds)

B. -Variables de rendimiento:

- Altura de planta

- Nº de vainas/planta

- Nº de granos/vaina

- Peso de 1,000 semillas

- Rendimiento en grano por Kg/Ha.

C. Nodulación:

- N° de nódulos /planta.

- Peso de nódulo por planta.

- Tamaño de nódulos.

2.5. CRITERIOS DE EVALUACIÓN

A. FACTORES DE PRECOCIDAD

a. Días a la emergencia

Se evaluará el número de días transcurridos desde la siembra hasta que el 50% de las

plántulas hayan emergido en las parcelas experimentales y los cotiledones se

presenten fuera del nivel del suelo.

b. Días a la aparición de hojas primarias

Se tomarán en cuenta el número de días transcurridos desde la siembra hasta que el

50%de las plantas presenten las hojas primarias.

c. Días a la aparición de la primera hoja trifoliada


50% de las plantas presenten las primeras hojas trifoliadas.

d. Días a la aparición de botones florales ó prefloración


50% de las plantas presenten los botones florales.

29

e. Días al inicio de floración

Se tomará en cuenta el número de días transcurridos desde la siembra hasta que el

50% de las plantas se encuentren con flores completamente abiertas.

f. Días al inicio de formación de vainas

Se considerará el número de días transcurridos desde de la siembra hasta que el 50%

de las plantas inicien con la formación de vainas.

g. Días al inició de llenado de vainas


50% de las plantas inicien con el llenado de vainas.

h. Días a la madurez fisiológica

Se evaluará el número de días transcurridos desde la siembra hasta que el 50% de las

vainas cambien de un color verde a un color amarillo pajizo (30-40% de humedad).

i. Días a la madurez cosecha

Se determinará el número de días transcurridos desde la siembra hasta que el 50% de

vainas estén maduras y listos para ser cosechados (16% de humedad). La madurez de

cosecha se podrá determinar cuando las vainas pierdan su pigmentación al secarse.

B. FACTORES DE RENDIMIENTO

a) Altura de la planta

Se medirá en centímetros durante la madurez fisiológica, desde el cuello de la raíz

hasta el ápice de la planta, se anotará el promedio de 10 plantas seleccionadas al azar

por cada parcela.

b) Número de vainas por planta

Se contará el número total de vainas en 10 plantas seleccionadas al azar en el

momento de la cosecha, dentro de cada parcela. El promedio se registrará como

resultado de la parcela.

c) Número de granos por vaina

30

Se contará el número de granos presentes en 10 vainas seleccionadas al azar, por cada

tratamiento y luego se determinará el promedio de la cantidad granos por vainas.

d) Longitud de vaina

Con la ayuda de una regla graduada se determinará midiendo en centímetros la

cantidad de 10 vainas al azar dentro de cada parcela durante la madurez fisiológica, el

que servirá para registrar el promedio de longitud de vainas por planta.

e) Peso de 1000 semillas

Se determinará para cada tratamiento. Se Tomará al azar 3 grupos de 100 semillas, los

cuales serán pesados en una balanza analítica de precisión, para obtener el promedio

y cada uno serán llevados a su equivalente de 1000 semillas, para luego registrar en

gr.

f) Rendimiento de grano por hectárea

Se determinará mediante el peso total de los granos cosechados de cada parcela

experimental, los cuales serán expresados en TM por Hectárea.

C. NODULACIÓN.

La nodulación se evaluara en la etapa de floración de las plantas de Nuña y se

evaluaran tres plantas por repetición.

CAPITULO III: CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES-2012

31

Actividades Jul. Ago. Set. Oct. Nov. dic. Ene. Feb. Mar Abr. May.

Jun.

Revisión bibliográfica X X X

Análisis de suelo, preparación del terreno

X X X

Instalación del trabajo X

Deshierbo X X X X X X X

Control fitosanitario X X X X X X X

Evaluaciones X X X X X X X

Cosecha X X

Procesamiento de datos X X

Presentación informe final

X

PRESUPUESTOS REAQUERIDOS Y FINANCIAMIENTO.

1. Insumos S/. 300

2. útiles de escritorio 100

3. procesamiento de datos 200

4. redacción de informe 250

5. análisis de suelo 150

6. otros 100

7. gastos de pasaje 100

TOTAL S/.1400

FINANCIAMIENTO: Por el tesista y asesores.

IV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

32

1. AGRIOS, G. (1998). “Fitopatología” Tercera Edición, Edit. Limusa, S.A. México

2. AGUILAR MEJIA, R. 1974.Evaluacion del efecto simbiótico de 14 cepas de Rhizobium Phaseoli en tres variedades de frijol negro de Guatemala .Tesis Ing.Agr. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala ,Facultad de agronomía .39 p.

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36

p. de tesis

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