Introducción
⌅La habichuela (Vigna sesquipedalis)
es originaria de Mesoamérica y la zona Andina, donde se localizan sus
centros primarios de diversificación. Se cultiva como hortaliza de vaina
verde, recolectándose en estado inmaduro, cuando el contenido de fibras
es aún bajo (Rodríguez-Cruz et al., 2021Rodríguez-Cruz, A., Hernández-García, M., & López-Pérez, J. (2021). Respuesta productiva de la habichuela (Vigna unguiculata subsp. unguiculata) bajo diferentes niveles de fertilización orgánica en el municipio de Madruga. Revista Caleidoscopio, 16(2), 12-21. https://portal.amelica.org/ameli/journal/441/4412849010/html/
).
En Cuba, esta especie
representa una de las hortalizas de mayor relevancia. Su valor
nutricional, la demanda constante por parte de los consumidores y la
relativa estabilidad de sus precios la convierten en una opción
atractiva para los productores (Ferrer-Castro et al., 2013Ferrer-Castro, R., Rodríguez-Pérez, C., & Martínez-Gómez, L. (2013). Respuesta del cultivo de la habichuela (Phaseolus vulgaris L. var. coccineus) a diferentes dosis de abono orgánico. Revista Cubana de Ciencias Agrícolas, 47(3), 253-258. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362013000300001
).
La agricultura moderna
transita hacia la transformación de la producción agropecuaria con
sistemas más sostenibles, nutriéndose de experiencias de la agricultura
orgánica y tradicional, así como de buenas prácticas agronómicas. En
este escenario, el desarrollo agropecuario sostenible y la seguridad
alimentaria constituyen una prioridad estratégica para Cuba en su
desarrollo económico y social (Terry et al., 2023Terry,
A. E., González, E. Y., & Martínez, R. Y. (2023). Prácticas
agroecológicas para incrementar la productividad en fincas agrícolas de
Cuba. Investigación Agraria, 25(1), 32-38. https://doi.org/10.18004/investig.agrar.2023.junio.2501755
).
La agroecología se presenta
como una solución a los problemas existentes en Cuba, ya que brinda una
oportunidad efectiva y segura que facilita un mayor provecho de los
procesos naturales y de las interacciones beneficiosas en la finca,
aumentando los rendimientos y beneficiando a los agricultores y sus
familias (Altieri & Nicholls, 2020Altieri, M. A., & Nicholls, C. I. (2020). Agroecology and the reconstruction of a post-COVID-19 agriculture. The Journal of Peasant Studies, 47(5), 881-898. https://doi.org/10.1080/03066150.2020.1782891
).
Esto conlleva la
diversificación agrícola intencionalmente dirigida a aumentar el empleo
de las interacciones biológicas y sinergias benéficas entre los
componentes del agroecosistema, de tal manera que permitan la
regeneración de la fertilidad del suelo, el mantenimiento de la
productividad y la protección de los cultivos (Sarandón, 2021Sarandón, S. J. (2021). Agroecología: una revolución del pensamiento en las ciencias agrarias. Ciencia, Tecnología y Política, 4(6), e055. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/120647
).
Dentro de estas
interacciones benéficas está el empleo de los Microorganismos Eficientes
(ME), los cuales están compuestos principalmente por bacterias
fotosintéticas (Rhodopseudomonas spp.), levaduras (Saccharomyces spp.), bacterias lácticas (Lactobacillus spp.) y actinomicetos (Streptomyces spp.) (Morocho & Leiva-Mora, 2019Morocho, M. T., & Leiva-Mora, M. (2019). Microorganismos eficientes, propiedades funcionales y aplicaciones agrícolas. Centro Agrícola, 46(2), 93-103. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253-57852019000200093
).
Los ME actúan de manera
sinérgica para mejorar la estructura del suelo, solubilizar nutrientes
inorgánicos como fósforo y potasio, suprimir patógenos mediante
competencia y producción de metabolitos antimicrobianos, estimular la
actividad enzimática radicular, lo que favorece la absorción de agua y
elementos minerales esenciales durante las etapas críticas de
germinación y crecimiento vegetativo (Morocho & Leiva-Mora, 2019Morocho, M. T., & Leiva-Mora, M. (2019). Microorganismos eficientes, propiedades funcionales y aplicaciones agrícolas. Centro Agrícola, 46(2), 93-103. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253-57852019000200093
).
A pesar de los conocidos beneficios de los ME en diversos cultivos, la optimización de su aplicación en la habichuela (Vigna sesquipedalis) cv. Cantón 1, específicamente en las etapas de germinación y crecimiento temprano, no ha sido suficientemente explorada en las condiciones agroecológicas de Pinar del Río, Cuba. Esta brecha de conocimiento limita la implementación de estrategias de bioestimulación eficientes para este cultivo de importancia local.
Estos criterios constituyeron el punto de partida de esta investigación, desarrollada en áreas de la Universidad de Pinar del Río, con el objetivo de evaluar el efecto de tres concentraciones de microorganismos eficientes sobre la germinación y crecimiento de plántulas de habichuela Vigna sesquipedalis L. cv. Cantón 1.
Materiales y Métodos
⌅Área de Estudio
⌅La investigación se realizó en dos fases dentro de la Universidad de Pinar del Río, Cuba (22°16'33" Norte, 83°40'51" Oeste, altitud de 120 msnm), entre enero-marzo 2018. La primera fase (evaluación de la germinación) tuvo lugar en el laboratorio de Suelo mientras que la segunda fase (evaluación del crecimiento) se desarrolló en el área de vivero de la misma institución, con una superficie aproximada de 50 m² (Figura 1).
Preparación de microorganismos eficientes (ME)
⌅Los microorganismos eficientes se prepararon siguiendo un procedimiento artesanal. Primero se colocaron 200 g de arroz cocido en un frasco previamente esterilizado y cubierto con una malla fina. Dicho frasco se enterró en suelo no perturbado durante siete días a temperatura ambiente. Transcurrido este período, el contenido se recolectó y se molió para obtener una solución concentrada.
Esta solución se transfirió a un tanque de 20 L, al cual se añadieron 5 L de suero de leche, 2 L de melaza y 100 g de levadura seca. La mezcla se homogeneizó y se completó con agua hasta alcanzar los 20 L. El tanque se dejó reposar en oscuridad, sin agitación, durante 35 días a temperatura ambiente. Finalmente, la solución se filtró para obtener el producto listo para ser aplicado.
Descripción de los experimentos aplicados
⌅Germinación en condiciones de Laboratorio
⌅El primer experimento se desarrolló en condiciones de laboratorio utilizando un diseño completamente al azar, con tratamientos de Microorganismos Eficientes (ME) a tres concentraciones (2%, 4% y 6%) para evaluar la germinación de semillas de habichuela cv. Cantón 1." (Tabla 1).
| Tratamientos | Descripción |
|---|---|
| T1 (Control) | Agua destilada estéril |
| T2 | ME al 2% |
| T3 | ME al 4% |
| T4 | ME al 6% |
Preparación y procedimiento
⌅Se
seleccionaron 450 semillas en total y se prepararon las soluciones de
ME a las tres concentraciones indicadas (2%, 4% y 6%). Las semillas
fueron sumergidas durante 2 horas en 100 ml de cada solución de ME,
según las recomendaciones de Navarro-Torres et al. (2023)Navarro-Torres,
L., Valdés-Sánchez, M., & Pérez-Rodríguez, J. (2023).
Bioestimulantes promueven la germinación de semillas de arroz (Oryza sativa) cultivar INCA LP-7 en medio salino. Cultivos Tropicales, 43(2), e10. https://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1661
. Tras la inmersión, se colocaron
sobre papel de filtro para su secado a temperatura ambiente, sin
exposición a radiación solar. Transcurridas 6 horas, se distribuyeron 50
semillas por tratamiento en tres placas Petri de 10 cm de diámetro.
Variables evaluadas
⌅Porcentaje de germinación y índice de velocidad de germinación (conteo cada 6 horas durante 4 días), longitud del hipocótilo (LH) y longitud de la radícula (LR), ambas medidas con Pie de rey de ± 0,05 mm de precisión.
La velocidad de germinación se calculó mediante la siguiente expresión 1:
El porcentaje de germinación se obtuvo por la expresión 2:
Evaluación de las variables morfológicas en condiciones de vivero
Se evaluó el efecto de las mismas tres concentraciones de ME sobre el crecimiento de las plántulas, también bajo un diseño completamente al azar. Se emplearon cinco bolsas de polietileno de 3 kg por tratamiento.
El sustrato empleado en la investigación fue suministrado por la Biofábrica local (km 1,5, carretera a Borrego, Pinar del Río), con la composición que se muestra en la Tabla 2.
| pH KCl | % MO | Mg/kg NaS | %kT | Ca+ % | Mg+ % | NaT | CE mhs/cm | Cl Mg/kg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8,02 | 30,40 | 674,3 | 0,07 | 1,20 | 0,28 | 0,42 | 2,27 | 1846,0 |
Nota:
PhKCl = pH en KCl; % MO = porcentaje de materia orgánica; % KT =
potasio total; Ca+ %, Mg+ % = calcio y magnesio intercambiables; NaT =
sodio total; CE = conductividad eléctrica.
Se añadieron 10 ml de agua por bolsa para alcanzar una humedad inicial óptima del sustrato. En cada bolsa se sembraron tres semillas a 10 mm de profundidad. Se aplicó riego diario y aspersión foliar con la concentración de ME correspondiente a cada tratamiento.
A los 25 días después de la siembra (DDS), se evaluaron cinco plantas por tratamiento, seleccionadas aleatoriamente de las 15 plantas disponibles en las bolsas, midiendo:
Análisis estadístico de los resultados
⌅Se verificaron los supuestos de normalidad y homogeneidad de varianzas. Se aplicó la prueba no paramétrica de U de Mann-Whitney (95% de confianza) y un análisis de componentes principales. El software utilizado fue SPSS versión 21.0 para Windows.
Resultados y Discusión
⌅La Figura 2 muestra que los tratamientos con microorganismos eficientes incrementaron el índice de velocidad de germinación en comparación con el control. El tratamiento T4 (6 %) exhibió la mayor velocidad de germinación, alcanzando el pico a las 13 horas y 7 minutos post-aplicación, valor interpolado dentro de la serie de muestreo de 0 a 30 horas.
Estos resultados coinciden con los reportes (Morocho & Leiva-Mora, 2019Morocho, M. T., & Leiva-Mora, M. (2019). Microorganismos eficientes, propiedades funcionales y aplicaciones agrícolas. Centro Agrícola, 46(2), 93-103. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253-57852019000200093
) quienes al inocular leguminosas con
un consorcio microbiano similar (Probio Fert) encontraron aumentos
significativos en la velocidad de germinación y en el desarrollo
radical. La mejor respuesta se obtuvo con concentraciones de un 4 y 6 %,
debido a la solubilización de fósforo y a la producción de auxinas que
facilitan la hidrólisis de reservas en la semilla.
En la Figura 3 se muestra con un 95% de confianza que los tratamientos con microorganismos eficientes incrementaron el porcentaje de germinación con respecto al control. Siendo el tratamiento T4 con una concentración del 6% el que alcanzó el valor más alto, con 98% de las semillas germinadas.
Lo anterior apoya lo señalado por Carpio et al. (2025)Carpio, M., Vera, J., Yugsan, F., Gavin, C., & Barzallo, D. (2025). Biofertilizer enriched with Paenibacillus polymyxa y Trichoderma sp. for radish cultivation. Revista Caatinga, 38, e13759. https://doi.org/10.1590/1983-21252025v38n13759rc
, quienes destacan que los
microorganismos eficientes poseen efectos bioestimulantes y promueven el
crecimiento vegetal, constituyendo una herramienta clave para la
agricultura sostenible. Entre los mecanismos involucrados se incluye la
estimulación de la germinación mediante una mayor disponibilidad de
nutrientes y la mejora de la estructura del suelo (Quispe-Quispe & Salas-Macías, 2022Quispe-Quispe,
E., & Salas-Macías, C. (2022). La imbibición de semillas en
solución con microorganismos eficientes mejora el desarrollo de
plántulas de Daucus carota L. Manglar, 19(3), 279-284. https://doi.org/10.17268/manglar.2022.035
).
Adicionalmente, el efecto benéfico de los ME puede atribuirse a fitohormonas liberadas por microorganismos como Trichoderma harzianum, Azotobacter vinelandii, Bacillus polymyxa y Azospirillum brasilense, capaces de aumentar la germinación en diversas especies, tal como lo reportaron Vera-Rodríguez et al. (2024)Vera-Rodríguez,
J. H., Barzallo, D., Villamar-Aveiga, M. del R., &
Barcia-Anchundia, J. X. (2024). Efecto bioestimulante de los
microorganismos sobre la germinación in vitro de semillas híbridas de
pimiento. Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 25(1), e3306. https://doi.org/10.21930/rcta.vol25_num1_art:3306
.
En la Tabla 3 se puede observar que la correlación entre concentración, longitud del hipocótilo y longitud de la radícula es casi nula por lo cual se puede afirmar que la concentración del microorganismo, por sí sola, no determina linealmente el crecimiento de las plántulas.
| Concentración | LH | LR | LH/LR | |
|---|---|---|---|---|
| Concentración | 1 | |||
| LH | 0 | 1 | ||
| LR | 0,14 | 0,07 | 1 | |
| LH/LR | -0,15 | 0,52 | -0,80 | 1 |
Fuente:
elaboración propia. Leyenda: LH: Longitud del hipocótilo, LR: Longitud
de la radícula, LH/LR: Relación hipocótilo y radícula.
Este comportamiento concuerda con Vera-Rodríguez et al. (2024)Vera-Rodríguez,
J. H., Barzallo, D., Villamar-Aveiga, M. del R., &
Barcia-Anchundia, J. X. (2024). Efecto bioestimulante de los
microorganismos sobre la germinación in vitro de semillas híbridas de
pimiento. Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 25(1), e3306. https://doi.org/10.21930/rcta.vol25_num1_art:3306
, quienes hallaron que los efectos
sobre las plántulas dependen más de la cepa microbiana que de la
concentración aplicada. De manera similar, Barrios et al. (2024)Barrios,
M., Silva, A., & Romero, M. (2024). Germinación de semillas de
leguminosas inoculadas con diferentes dosis de bioinsumos. Revista ESPAMCIENCIA, 15(1), 54-63. https://doi.org/10.51260/revista_espamciencia.v15i1.499
observaron que la longitud radical en
maíz aumentaba con bioinsumos, pero la respuesta variaba según el
cultivo y la formulación, lo que refuerza la ausencia de una relación
dosis-respuesta estricta.
La correlación casi nula (0,07) entre LH
y LR sugiere que ambas estructuras crecen independientemente bajo la
influencia de los ME. Desde el punto de vista fisiológico, Taiz & Zeiger (2022)Taiz, L., Møller, I. M., Murphy, A., & Zeiger, E. (2022). Plant physiology and development (7.ª ed.). Sinauer Associates/Oxford University Press.
explican que la radícula emerge primero y se convierte en raíz primaria
(anclaje), mientras que el hipocótilo conecta los cotiledones con la
radícula, cumpliendo funciones distintas.
La fuerte correlación
negativa (r = −0,80) entre la relación LH/LR y la longitud de la
radícula indica que, a mayor desarrollo radical, menor es la proporción
hipocótilo/radícula, es decir, la radícula domina el crecimiento
inicial. Garg (2024)Garg, F. C. (2024). Role of microorganisms in seed germination. En E. Yildirim, S. Ermis & E. Özden (Eds.), New perspectives on seed germination. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.1006270
describe este proceso como esencial,
ya que la radícula establece las primeras raíces, condicionando la
futura absorción de agua y nutrientes.
La Figura 4 muestra un Análisis de Componentes Principales donde el comportamiento de las variables evaluadas se organiza en dos grupos.
En el primer grupo se encuentra la concentración del inoculante microbiano, la longitud del tallo (LT) y la longitud de la radícula (LR) las cuales están juntas hacia el lado izquierdo del gráfico, lo que indica que estas variables están estrechamente relacionadas entre sí y responden de forma similar a los tratamientos, es decir, cuando aumenta la concentración del microorganismo tiende a aumentar también el crecimiento en longitud de las estructuras de la plántula.
Por otro lado, el diámetro del tallo (DT), la masa fresca foliar (MFF) y la masa fresca total (MFT) se agrupan hacia el lado derecho, lo que indica que el desarrollo del tallo y la acumulación de materia fresca ocurren de manera conjunta, pero de forma independiente a lo que ocurre con las variables del primer grupo.
La masa seca total (MST) aparece en una dirección casi perpendicular a todas las demás variables, lo que significa que su comportamiento es autónomo respecto a los otros grupos, ya que la acumulación de materia seca depende principalmente de procesos metabólicos internos como la fotosíntesis y la respiración celular, y no directamente de la concentración del inoculante pues la acción de los microorganismos sobre la plántula no es uniforme ya que los microorganismos actúan de forma diferenciada sobre la elongación, la biomasa fresca y la acumulación de materia seca como procesos fisiológicos distintos.
Estos resultados coinciden con Canchignia-Martínez et al. (2025)Canchignia-Martínez,
H. F., Meza-Holguín, C. J., Tapia-Quintana, D. N., Macías-Holguín, T.,
Anguila, J. S., & Vera-Barahona, L. F. (2025). Bacterias productoras
de ácido indol-3-acético y solubilizadoras de fósforo y potasio como
promotoras de crecimiento en Oryza sativa L. Terra Latinoamericana, 43, e1969. https://doi.org/10.28940/terra.v43i0.1969
, quienes señalan que los
microorganismos liberan sustancias estimulantes como auxinas,
giberelinas y citoquininas, pero también producen aminoácidos y otros
compuestos que actúan sobre vías fisiológicas distintas. Esto explica
por qué la elongación, la acumulación de masa fresca y la masa seca
responden de forma diferenciada.
Asimismo, bacterias como Azospirillum brasilense contribuyen al crecimiento mediante fijación de nitrógeno, producción de fitohormonas y mejora en la absorción de nutrientes (Sangoquiza-Caiza et al., 2024Sangoquiza-Caiza, C., Borgues-García, M., & Cho, K. J. (2024). Respuesta del maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) a la inoculación de Azospirillum y Pseudomonas. La Granja. Revista de Ciencias de la Vida, 39(1), 150-159. https://doi.org/10.17163/lgr.n39.2024.09
). Por su parte, Azotobacter es otro
género reconocido por su capacidad de fijar nitrógeno y producir
sustancias promotoras del crecimiento (Sánchez-López et al., 2018Sánchez-López,
D. B., Pérez-Pazos, J. V., Luna-Castellanos, L. L., García-Peña, J. A.,
& Espitia-Montes, A. A. (2018). Evaluación de Azotobacter vinelandii y Pseudomonas denitrificans en Dioscorea rotundata en condiciones de campo. Fave. Sección Ciencias Agrarias, 17(1), 35-43. https://www.scielo.org.ar/scielo.php?pid=S1666-77192018000100003&script=sci_arttext
).
Conclusiones
⌅La concentración de microorganismos eficientes al 6% fue la más efectiva, mejorando significativamente tanto el porcentaje como la velocidad de germinación en plántulas de habichuela (Vigna sesquipedalis) cv. Cantón 1.
Estos hallazgos sugieren que la aplicación de ME, particularmente a una concentración del 6%, representa una estrategia prometedora para optimizar la germinación y el desarrollo inicial de la habichuela en sistemas de producción sostenible, contribuyendo a la seguridad alimentaria. Futuras investigaciones podrían enfocarse en la evaluación a largo plazo de estas concentraciones en condiciones de campo y en la identificación de las cepas microbianas específicas responsables de los efectos diferenciados en el crecimiento.