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Efecto de sustratos org�nicos y porcentaje de humedad en la producci�n de conidios de Trichoderma SPP

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Effect of organic substrates and percentage of humidity on the production of conidia of Trichoderma SPP

 

Efeito de substratos org�nicos e percentual de umidade na produ��o de con�dios de Trichoderma SPP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: hgorotiza1@utmachala.edu.ec

 

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

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* Recibido: 30 de septiembre de 2023 *Aceptado: 25 de octubre de 2023 * Publicado: �13 de noviembre de 2023

1. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad T�cnica de Machala, Ecuador.
2. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad T�cnica de Machala, Ecuador.
3. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad T�cnica de Machala, Ecuador.
4. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad T�cnica de Machala, Ecuador.

Resumen

El g�nero de hongos filamentosos, conocido como Trichoderma, ha suscitado un creciente inter�s en la esfera de la agricultura debido a su potencial, tanto como agente de control biol�gico, como promotor del crecimiento de plantas. Este inter�s surge a ra�z de la necesidad imperante de encontrar alternativas para combatir las enfermedades f�ngicas, sin poner en peligro la salud humana ni el entorno ambiental. La utilizaci�n de Trichoderma spp. como una herramienta de control biol�gico ha abierto nuevas perspectivas en la agricultura ecol�gica. Lo m�s destacado de su aplicaci�n es su capacidad para fomentar pr�cticas agr�colas sostenibles. Al mismo tiempo, su uso puede reducir la dependencia de pesticidas qu�micos, minimizando, de esta manera, los impactos ambientales asociados con su utilizaci�n. El objetivo de esta investigaci�n fue evaluar el efecto de los sustratos org�nicos y el porcentaje de humedad en la producci�n de conidios de Trichoderma spp. Se emplearon productos agr�colas como el arroz en grano, arrocillo, el ma�z en grano y el ma�z molido, a diferentes porcentajes de humedad. Los resultados obtenidos demuestran que los sustratos de arroz grano entero y arrocillo a 30% de humedad obtuvieron los mejores resultados en la producci�n de conidios. Este enfoque prometedor puede contribuir significativamente a la agricultura sostenible y al bienestar del medio ambiente.

Palabras Clave: Trichoderma; Fermentaci�n; Antagonista; Sustrato s�lido.

 

Abstract

The genus of filamentous fungi, known as Trichoderma, has sparked growing interest in the agricultural sphere due to its potential, both as a biological control agent and as a plant growth promoter. This interest arises from the prevailing need to find alternatives to combat fungal diseases, without endangering human health or the environmental environment. The use of Trichoderma spp. As a biological control tool it has opened new perspectives in organic agriculture. The highlight of its application is its ability to promote sustainable agricultural practices. At the same time, its use can reduce dependence on chemical pesticides, thus minimizing the environmental impacts associated with its use. The objective of this research was to evaluate the effect of organic substrates and the percentage of humidity on the production of conidia of Trichoderma spp. Agricultural products such as grain rice, rice, grain corn and ground corn were used, at different percentages of humidity. The results obtained demonstrate that whole grain rice and rice substrates at 30% humidity obtained the best results in the production of conidia. This promising approach can significantly contribute to sustainable agriculture and environmental well-being.

Keywords: Trichoderma; Fermentation; Antagonist; Solid substrate.

 

Resumo

O g�nero de fungos filamentosos, conhecido como Trichoderma, tem despertado crescente interesse no �mbito agr�cola devido ao seu potencial, tanto como agente de controle biol�gico quanto como promotor de crescimento vegetal. Este interesse surge da necessidade prevalecente de encontrar alternativas para combater doen�as f�ngicas, sem colocar em risco a sa�de humana ou o meio ambiente. O uso de Trichoderma spp. Como ferramenta de controle biol�gico abriu novas perspectivas na agricultura org�nica. O destaque da sua aplica��o � a sua capacidade de promover pr�ticas agr�colas sustent�veis. Ao mesmo tempo, a sua utiliza��o pode reduzir a depend�ncia de pesticidas qu�micos, minimizando assim os impactos ambientais associados � sua utiliza��o. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito de substratos org�nicos e do percentual de umidade na produ��o de con�dios de Trichoderma spp. Foram utilizados produtos agr�colas como arroz em gr�o, arroz, milho em gr�o e milho mo�do, em diferentes percentuais de umidade. Os resultados obtidos demonstram que o arroz integral e os substratos de arroz com 30% de umidade obtiveram os melhores resultados na produ��o de con�dios. Esta abordagem promissora pode contribuir significativamente para a agricultura sustent�vel e o bem-estar ambiental.

Palavras-chave: Tricoderma; Fermenta��o; Antagonista; Substrato s�lido.

 

Introducci�n

La aplicaci�n de Trichoderma como un medio de control biol�gico ha generado nuevas oportunidades en el �mbito de la agricultura ecol�gica. (Nur A & Noor A., 2020) Uno de los aspectos m�s atractivos del uso de Trichoderma en la agricultura es su potencial para fomentar pr�cticas agr�colas sostenibles. (Lorito, Woo, Harman, & Monte, 2010), adem�s destaca que el uso de Trichoderma como agente de control biol�gico puede reducir la dependencia de pesticidas qu�micos y, por ende, minimizar los impactos ambientales asociados a su uso.

El g�nero Trichoderma, que pertenece a la familia Hypocreaceae, se encuentra distribuido ampliamente en todo el mundo y se ubica en diversos h�bitats como suelos, madera en descomposici�n y materia vegetal en descomposici�n. Estos hongos filamentosos muestran una gran diversidad en sus modos de vida y en sus interacciones con otros hongos, animales y plantas. (Tyskiewicz, Nowak, Ozimek, & Jaroszuk-Ścisel, 2022)

La taxonom�a de Trichoderma sigue siendo un �rea en desarrollo y la diferenciaci�n de especies es compleja (Mesa-Vanegas, Marin, & Calle-Osorno, 2019). Desde el punto de vista morfol�gico, Trichoderma se caracteriza por tener conidi�foros delgados y ramificados que se asemejan a peque�os �rboles, con mechones densos en forma de anillos y ramas piramidales irregulares que terminan en esporas o conidios asexuales. Adem�s, producen clamidosporas intercalares y terminales, as� como prop�gulos de tres tipos: hifas, clamidosporas y conidios. Como mecanismo de resistencia, estos hongos pueden formar clamidosporas que se producen en diferentes partes del micelio, incluyendo zonas intermedias y finales del micelio. Estas clamidosporas son consideradas estructuras de supervivencia que pueden perdurar en el tiempo. (Mart�nez , Infante, & Peteira, 2015)

Es importante destacar que el an�lisis basado en la forma y estructura es propenso a errores, y aproximadamente el 50% de las clasificaciones de Trichoderma sp. realizadas mediante este enfoque resultan ser incorrectas. (Hern�ndez-Fern�ndez, P�rez, & Pi�eros-Castro, 2018).

La b�squeda de estrategias alternativas para el control de enfermedades f�ngicas ha sido motivada por la imperante necesidad de incrementar la productividad agr�cola sin poner en peligro la salud humana ni el entorno ambiental. (MENA-BAHENA, AYVAR-SERNA, FLORES-YA�EZ, & CATAL�N-LUCENA, 2020). Se estima que el suelo, uno de los h�bitats microbianos con mayor biodiversidad en la naturaleza, contiene entre 10 x 10⁴ y 10 x 10⁹ de microorganismos y especies diferentes por gramo de suelo y es la base de la agricultura. Por ello, se han impulsado tecnolog�as amigables con el medio ambiente como el uso del control biol�gico (CB) como parte del manejo integrado de plagas (MIP). (Viera-Arroyo , y otros, 2020). Por lo tanto, Trichoderma se utiliza ampliamente como un biofertilizante en una amplia gama de cultivos agr�colas, ya sea en combinaci�n con la aplicaci�n de fertilizantes qu�micos o de manera independiente. (Andrade-Hoyos, y otros, 2023)

La importancia del g�nero Trichoderma se centra en su destacada eficacia para combatir diversas enfermedades, un hecho que ha sido documentado en m�ltiples ocasiones. Se ha investigado espec�ficamente su influencia en la prevenci�n de la pudrici�n de las ra�ces, una problem�tica que figura entre las afecciones responsables de considerables p�rdidas econ�micas en diversos cultivos agr�colas. (Antomarchi Obreg�n, Tamayo Rosales, Guerra Buena�o, Mas Diego, & Barrera Antomarchi, 2023) A pesar de que los productos qu�micos siguen siendo la principal opci�n para enfrentar estas enfermedades, los agentes biol�gicos ofrecen una alternativa muy eficiente para controlar de forma m�s r�pida y segura. (Andrade-Hoyos, y otros, 2019)

Las propiedades antagonistas de Trichoderma contra los hongos pat�genos se fundamentan en la activaci�n de una serie de mecanismos diversos. Estos incluyen la competencia por recursos como nutrientes y espacio, el micoparasitismo, la producci�n de sustancias antibi�ticas, la promoci�n del crecimiento de las plantas hospedantes y la inducci�n de respuestas de defensa en las mismas. En el proceso de micoparasitismo, Trichoderma secreta enzimas que descomponen la pared celular de los hongos que parasita, destac�ndose entre ellas las proteasas, las quitinasas y las glucanasas. Esta acci�n provoca la retracci�n de la membrana plasm�tica y la desorganizaci�n del citoplasma en los hongos afectados. Adem�s, Trichoderma inhibe la germinaci�n de esporas y la elongaci�n del tubo germinativo de los hongos pat�genos. (Hern�ndez-Melchor, Ferrera-Cerrato, & Alarc�n, 2019)

La producci�n de Trichoderma se puede llevar a cabo de dos maneras: mediante la fermentaci�n sumergida (en l�quido) o mediante la fermentaci�n en estado s�lido. Ambos m�todos tienen sus ventajas y desventajas, pero los procesos sumergidos son m�s sencillos de manejar y automatizar. En la mayor�a de las fermentaciones l�quidas, la concentraci�n del sustrato se sit�a generalmente dentro de un intervalo que va desde un 0,5% hasta un 6%. Esta concentraci�n espec�fica depende de factores como la densidad del sustrato y las posibles complicaciones reol�gicas que puedan surgir. (Ch�vez-Garc�a, y otros, 2008)

Los cultivos sumergidos de Trichoderma spp. se han realizado utilizando el medio Czapek Dox o sus variantes con concentraciones variables de sacarosa (10-30 g/L), as� como fuentes de sacarosa como la melaza, y la adici�n ocasional de extracto de levadura/peptona extra (1-5 g/L). Estos cultivos han logrado alcanzar concentraciones de peso seco de biomasa de Trichoderma spp. que oscilan entre 2 y 15 g/L en un per�odo de cultivo de 4 a 7 d�as. Mientras que el extracto de malta es com�n en otros tipos de cultivos, su aplicaci�n en cultivos sumergidos de Trichoderma spp. ha sido poco frecuente hasta la fecha.

El presente trabajo de investigaci�n se plantea como objetivo evaluar el efecto de los sustratos org�nicos y el porcentaje de humedad en la producci�n de conidios de Trichoderma spp.

 

Metodolog�a

1. Selecci�n de Sustratos Org�nicos
• Se seleccionaron cuatro sustratos org�nicos comunes: arroz en grano, arrocillo, ma�z en grano y ma�z partido
• Se adquirieron los sustratos de proveedores locales y se almacenaron en condiciones adecuadas hasta su uso.
2. Preparaci�n de Sustratos Org�nicos
• Se colocaron los diferentes tratamientos en bolsitas pl�sticas con 100 gramos cada una, se trabaj� en c�mara de flujo.
• Los sustratos se enfriaron a temperatura ambiente antes de su uso.
• Cada sustrato fue sometido a un proceso de esterilizaci�n mediante, autoclave a 121�C durante 20 minutos.

 

3. Dise�o Experimental
• Se llev� a cabo un dise�o completamente al azar (DCA) con 3 repeticiones por tratamiento.
• Cada tratamiento consisti� en la combinaci�n de un sustrato org�nico espec�fico y un porcentaje de humedad determinado

 

Tabla 1

Descripci�n de los diferentes tratamientos y los porcentajes de humedad

TRATAMIENTOS
	Arroz grano	Arrocillo	Ma�z grano	Ma�z molido
T1	10%
T2		10%
T3			10%
T4				10%
T5	20%
T6		20%
T7			20%
T8				20%
T9	30%
T10		30%
T11			30%
T12				30%

 

4. Preparaci�n de Trichoderma spp.
• El cultivo de Trichoderma spp. se mantuvo en placas de agar PDA (papa-dextrosa-agar) a 25�C en incubadora durante 7 d�as para obtener colonias puras.
• Se prepararon suspensiones de esporas de Trichoderma spp. mediante la siembra de colonias en frascos de vidrio esterilizados en un medio de cultivo liquido a base de melaza y agua destilada en relaci�n 1:4.
5. Inoculaci�n de Sustratos
• Se inocul� cada sustrato con los diferentes niveles de humedad, con la suspensi�n de esporas de Trichoderma spp., se asegur� una distribuci�n uniforme.
6. Condiciones de Cultivo
• Los sustratos se mantuvieron en condiciones controladas de temperatura 25�C y fotoper�odo 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad.
7. Variables a medir

�         Las variables a medir incluyeron la cantidad de conidios producidos a diferentes porcentajes de humedad.

• Los tratamientos se evaluaron a los 21 d�as despu�s de la inoculaci�n, para determinar la producci�n de conidios de Trichoderma spp.
• Los sustratos con Trichoderma se homogenizaron y se extrajo un gramo y se lo disolvi� en 100 ml de agua destilada, utilizando el agitador magn�tico.
• Los conidios se contabilizaron mediante la utilizaci�n de la c�mara de Neubauer, en microscopio �ptico.
7. An�lisis Estad�stico
• En cuanto al an�lisis estad�stico de los datos, se opt� por utilizar la prueba de Kruskal-Wallis, estad�stica no param�trica, con el fin de realizar comparaciones entre las medianas de los diferentes tratamientos. Esta elecci�n se fundament� ya que los datos no cumpl�an los supuestos de normalidad en la distribuci�n de los datos y homogeneidad en la varianza. La prueba de Kruskal Wallis es una alternativa no param�trica al test de ANOVA para datos no pareados, que emplea rangos para comparar la hip�tesis de las muestras obtenidas de una misma poblaci�n.
• Se utiliz� un nivel de significancia de α = 0.05 para todas las pruebas estad�sticas.
8. Software Estad�stico
• Se utiliz� el software Infostat para llevar a cabo los an�lisis estad�sticos.

 

Resultados y discusi�n

Al analizar la producci�n de conidios de Trichoderma en diversos sustratos s�lidos y a diferentes porcentajes de humedad, se observaron diferencias estad�sticamente significativas entre los distintos tratamientos, como se detalla en la Tabla 1. En t�rminos generales, el hongo demostr� la capacidad de producir conidios en todos los tratamientos estudiados. No obstante, se destacaron de manera significativa los tratamientos 9 y 10, que utilizaron como sustrato el arroz y arrocillo, ya que arrojaron valores notables de producci�n de conidios, alcanzando 1.2 x 10⁷ y 1.1 x 10⁷ conidios por gramo de sustrato. Por otro lado, el valor m�s bajo en la producci�n de conidios se observo en el tratamiento n�mero 2 con una producci�n de 5.4 x 10⁵.

En un contexto de producci�n artesanal, los hongos entomopat�genos cultivados sobre sustrato de arroz en bolsas pl�sticas han logrado obtener notables rendimientos que se sit�an en el rango de 10¹⁰ conidios por gramo de sustrato. No obstante, en la mayor�a de las especies de hongos entomopat�genos, los valores m�s habituales de producci�n oscilan alrededor de 10⁹ conidios por gramo de sustrato. Estos resultados resaltan la efectividad y el potencial de este m�todo de cultivo, lo cual puede resultar en una producci�n considerable de conidios y, por consiguiente, en un aumento en la disponibilidad de agentes de control biol�gico para su implementaci�n en el manejo de plagas agr�colas. (Sahayaraj & Karthick, 2008)

 

Tabla 2

Concentraci�n de esporas en sustratos s�lidos evaluados a diferente porcentaje de humedad.

TRATAMIENTO	% HUMEDAD	CONCENTRACI�N DE ESPORAS
T 10	30 %	1.2 x 107
T 9	30 %	1.1 x 107
T 6	20 %	6.3 x 106
T 11	30 %	4.4 x 106
T 12	30 %	2.9 x 106
T 5	20 %	2.2 x 106
T 8	20 %	2.0 x 106
T 7	20 %	1.4 x 106
T 4	10 %	7.3 x 105
T 1	10 %	6.8 x 105
T 3	10 %	5.8 x 105
T 2	10 %	5.4 x 105

 

Mediante el an�lisis de varianza, prueba de Kruskal � wallis, se puede observar que el p-valor de los tratamientos, los valores resultaron ser inferiores al nivel de significancia 5 %, por lo que existen diferencias estad�sticas significativas en al menos un tratamiento. La variable producci�n de conidios presento el mayor valor en el tratamiento T10 y T9 con 1.2 x 10⁷ y 1.1 x 10⁷ respectivamente; el valor m�nimo se encontr� en el T2 con 5.4 x10⁵, como se observa en la Tabla 3.

�El arroz y arrocillo se destacan como los sustratos de preferencia en la producci�n a gran escala de hongos entomopat�genos debido a su capacidad para mantener las condiciones f�sicas ideales. Ofrece una superficie efectiva adecuada para el crecimiento micelial, un equilibrio nutricional apropiado y condiciones espec�ficas que se ajustan a los requisitos del aislamiento, incluyendo una �ptima aireaci�n y un contenido de humedad adecuado. (Bhana Prakash, Padmaja, & Siva Kiran, 2008)

 

Tabla 3.

Prueba estad�stica

Referencias

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� 2023 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).