Artículo cientíﬁco / Scientiﬁc paper

BIOTECNOLOGÍA

pISSN:1390-3799; eISSN:1390-8596

http://doi.org/10.17163/lgr.n39.2024.09

RESPUESTA DEL MAÍZ HARINOSO (Zea mays L. var. Amylacea)A LA

INOCULACIÓN DE Azospirillum YPseudomonas

RESPONSE OF FLOUR CORN (Zea mays L. var. Amylacea)TO THE INOCULATION

OF Azospirillum AND Pseudomonas

Carlos Sangoquiza-Caiza1, Jose Zambrano-Mendoza*2, Misterbino

Borgues-García3y Kang J. Cho1

1Korea Program on International Agriculture (KOPIA), Ecuador. Mejía, Ecuador.

2Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP). Estación Experimental Santa Catalina, Mejía, Ecuador.

3Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal. Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de Granma, Bayamo, Cuba.

*Autor para correspondencia: jose.zambrano@iniap.gob.ec

Manuscrito recibido el 06 de junio de 2020. Aceptado, tras revisión, el 07 de septiembre de 2021. Publicado el 1 de marzo de 2024.

Resumen

Las bacterias benéﬁcas que habitan la rizósfera de las plantas son de gran interés agrícola debido a su capacidad pa-

ra producir ﬁtohormonas durante la colonización radicular. Estas ﬁtohormonas producen cambios ﬁsiológicos en la

planta que favorecen una mayor absorción de nutrientes que provocan un rápido crecimiento vegetativo y una mayor

producción. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de la inoculación de dos de estas bacterias, Azos-

pirillum sp. y Pseudomonas ﬂuorescens en el cultivo de maíz harinoso bajo condiciones de campo típicas de la región

alto andina. El experimento se realizó utilizando semilla de maíz harinoso de la variedad INIAP-101 con un diseño de

bloques completos al azar y seis repeticiones. Los tratamientos correspondieron a: T1 (Azospirillum sp.), T2 (P. ﬂuores-

cens), T3 (Azospirillum sp. y P. ﬂuorescens), T4 (testigo con fertilización química convencional) y T5 (testigo absoluto).

La aplicación de estas bacterias incrementó de manera signiﬁcativa (p<0,05) la longitud de raíz, el diámetro de la

mazorca y el rendimiento del maíz tierno (elotes o choclos). La inoculación combinada de estas bacterias (T3) obtuvo

el mayor rendimiento con 19,70 t ha−1de choclos, mientras que el testigo químico y el testigo absoluto obtuvieron

17,12 y 13,58 t ha−1de choclos, respectivamente. El análisis económico de T3 reportó un coste/beneﬁcio de 1,35, lo

cual indicó que el sinergismo de estos dos géneros podría ser una estrategia sostenible para mejorar los rendimientos

y reducir el uso de fertilizantes químicos en el cultivo de maíz de la región Andina.

Palabras clave: biofertilizantes, bioinoculantes, choclo, producción sustentable.

150 LAGRANJA:Revista de Ciencias de la Vida 39(1) 2024:150-159.

Respuesta del maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) a la inoculación de Azospirillum y Pseudomonas

Abstract

Plant growth-promoting bacteria (PGPB) that inhabit root rhizosphere of plants are of great agricultural importance

due to their ability to produce phytohormones during root colonization. These phytohormones produce physiologi-

cal changes in the plant that favor a greater absorption of nutrients, promote growth and increase production. This

study analyzed the effect of inoculation of two of these bacteria, Azospirillum sp. and Pseudomonas ﬂuorescens, under

ﬁeld conditions representative of the Andean Highlands. The experiment was carried out using ﬂour corn seed of the

INIAP-101 variety in a randomized complete block design with six repetitions. The treatments corresponded to: T1

(Azospirillum sp.), T2 (P. ﬂuorescens), T3 (Azospirillum sp. and P. ﬂuorescens), T4 (control, conventional chemical fertili-

zation) and T5 (absolute control). The application of these bacteria signiﬁcantly increased (p<0.05) the root length, the

diameter of the cob, and the yield of fresh corn (“elotes” or “choclos”). The combined inoculation of these bacteria

(T3) obtained the highest yield, with 19.70 t ha−1of fresh corn; while the chemical control and the absolute control got

17.12 and 13.58 t ha−1of fresh corn, respectively. The economic analysis of T3 reported a beneﬁt/cost of 1.35, which

indicates that the synergism of these two bacteria could be a sustainable strategy to improve yields and reduce the

use of chemical fertilizers for corn production in the Andean region.

Keywords: biofertilizers, bioinoculants, fresh corn, sustainable production.

Forma sugerida de citar: Sangoquiza-Caiza, C., Zambrano-Mendoza, J., Borgues-García, M. y Choi, K. (2024).

Respuesta del maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) a la inoculación de Azospi-

rillum y Pseudomonas. La Granja: Revista de Ciencias de la Vida. Vol. 39(1):150-159.

http://doi.org/10.17163/lgr.n39.2024.09.

IDs Orcid:

Carlos Sangoquiza-Caiza: http://orcid.org/0000-0003-1566-9463

Jose Zambrano-Mendoza: http://orcid.org/0000-0001-7206-1863

Misterbino Borgues-García: http://orcid.org/0000-0002-2052-7294

Kang J. Cho: http://orcid.org/0000-0001-7438-376X

LAGRANJA:Revista de Ciencias de la Vida 39(1) 2024:150-159.

Artículo cientíﬁco/Scientiﬁc paper

BIOTECNOLOGÍA Sangoquiza-Caiza, C., Zambrano-Mendoza, J., Borgues-García, M. y Choi, K.

1 Introducción

El maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) es uno

de los cultivos más importantes de la sierra ecuato-

riana, debido a la gran cantidad de superﬁcie que se

destina a su producción y a su papel en la dieta bási-

ca de la población (Yánez y col., 2013). Anualmente

se cultivan alrededor de 62 581 ha de este cereal,

duplicando la superﬁcie sembrada con otros culti-

vos importantes en la sierra como la papa, el fríjol,

el trigo y la cebada (Encuesta de Superﬁcies y Pro-

ducción Agropecuarias Continua) (ESPAC, 2018).

Lamentablemente, el rendimiento de este tipo de

maíz alcanza hasta 0,93 t ha−1para el grano seco, y

3,75 t ha−1para el maíz fresco, colocando al Ecua-

dor entre los niveles de productividad más bajos de

maíz harinero en Sudamérica (Boada y Espinosa,

2016).

El maíz harinoso normalmente se siembra en

pequeños lotes de hasta una hectárea, y una gran

proporción de estos lotes se encuentran en suelos

pobres que incluyen zonas de ladera, con suelos

expuestos a la erosión y sin instalaciones de riego.

Además, la mayoría de los agricultores utilizan se-

millas no certiﬁcadas y variedades autóctonas no

mejoradas. Todos estos y otros factores socioeconó-

micos hacen que el rendimiento del maíz sea muy

bajo, lo que limita el poder adquisitivo de los agri-

cultores y restringe el uso de insumos, como los

fertilizantes.

El rendimiento del maíz está estrechamente re-

lacionado con la disponibilidad de nutrientes del

suelo. Para el maíz cultivado en el altiplano se re-

comienda aplicar 80 kg ha−1de nitrógeno y 40 kg

ha−1de fósforo en suelos de mediana fertilidad (Yá-

nez y col., 2013). Después del nitrógeno, el fósfo-

ro es uno de los elementos más importantes en las

primeras etapas del desarrollo de la planta, y una

deﬁciencia de estos elementos en el cultivo puede

provocar un crecimiento lento, poco desarrollo del

sistema radicular y por lo tanto un bajo rendimien-

to de la cosecha (Guzmán, 2012). Las bacterias pro-

motoras del crecimiento vegetal (PGPB) facilitan el

crecimiento de las plantas, aportando nitrógeno o

fósforo ﬁjado, e inducen la producción de ﬁtohor-

monas durante la colonización de las raíces. Estas

ﬁtohormonas producen cambios ﬁsiológicos en la

planta que favorecen una mayor absorción de nu-

trientes, promueven el crecimiento y aumentan la

producción (Glick, 2012; Santoyo y col., 2016).

Actualmente es necesario investigar la microbio-

ta del suelo para obtener estrategias para mejorar la

productividad agrícola. Una de estas estrategias es

la aplicación de bioinoculantes con microorganis-

mos que una vez aplicados al suelo o a la semilla

generan un impacto positivo en la nutrición y en el

rendimiento de las plantas (Glick, 2012; Díaz-Blanco

y Márquez-Reina, 2011). El uso de bioinoculantes

elaborados a partir de microorganismos benéﬁcos,

como Azospirillum sp. y Pseudomonas ﬂuorescens, que

viven asociados o en simbiosis con las raíces del

maíz, puede contribuir a la ﬁjación de nitrógeno,

solubilización de fósforo y fertilidad natural del

suelo, proporcionando un efecto agrobiológico po-

sitivo que constituye una alternativa importante

para la reducción o sustitución parcial de los fer-

tilizantes minerales (Grageda y col., 2012; Pereira

y col., 2020).

El estudio y manejo de los microorganismos be-

néﬁcos ha ido incrementando. La producción y co-

mercialización de bioinoculantes tiene como obje-

tivo fortalecer un sistema de producción sostenible

con un equilibrio ecológico del suelo (Ruiz, 2015;

Urrutia, 2019). Varios estudios han demostrado los

beneﬁcios del uso de bioinoculantes o biofertilizan-

tes en maíz dentado y ﬂint en tierras bajas, incre-

mentando el rendimiento y la rentabilidad para los

agricultores, pero los reportes acerca del maíz hari-

noso en tierras altas son escasos. En México, García,

Mendoza-Herrera y Mayek-Pérez (2012) mostraron

que la inoculación con A. brasilense aumentó el ren-

dimiento del grano en comparación con el control

no fertilizado y no inoculado, aumentando el cos-

te/beneﬁcio en un 56% aproximadamente. Poste-

riormente, Martínez-Reyes y col. (2018) reportaron

que el uso de un biofertilizante con A. brasilense

incrementó el rendimiento de grano hasta en un

28,0% (1,67 t ha−1) con respecto al control absoluto,

logrando un mayor beneﬁcio neto que el uso de la

fertilización química convencional. En Brasil, Perei-

ra y col. (2020) reportaron que el uso de bioinocu-

lantes incrementó el rendimiento de grano hasta un

39,5 y 34,7% cuando la semilla de maíz se inoculó

con Bacillus subtillis yA. brasilense, respectivamente.

El Instituto Nacional de Investigaciones

Agropecuarias-INIAP cuenta con una colección de

cepas de Azospirillum sp. y P. ﬂuorescens aisladas de

la rizosfera de plantas de maíz, recolectadas a lo

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Respuesta del maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) a la inoculación de Azospirillum y Pseudomonas

largo de la sierra ecuatoriana. Estas cepas han sido

caracterizadas y evaluadas, y como resultados la

cepa C2 de Azospirillum sp. y la cepa nI5 de P. ﬂuo-

rescens con una concentración de 1×109ufc mL−1

han mostrado los mejores resultados en estudios

preliminares (Rivadeneira, 2012; Pincay, 2014; San-

goquiza, Yánez y Borges, 2019). Los objetivos de

esta investigación fueron evaluar el efecto de es-

tas cepas nativas andinas en la producción de maíz

harinoso fresco (“elotes” o “choclos”) y estimar el

coste/beneﬁcio de la inoculación.

2 Materiales y Métodos

2.1 Área de estudio

El experimento se llevó a cabo en un campo de pro-

ducción comercial de maíz ubicado en la provincia

de Pichincha, Ecuador, en la parroquia de Amagua-

ña (0◦23’9.87” S y 78◦30’3.4” O), a una altura de 2

675 msnm, durante el ciclo 2017-2018. La tempera-

tura media de Amaguaña es de 17◦C con una preci-

pitación media de 960 mm (Bastidas, 2016).

2.2 Cepas bacterianas y bioinoculante

El inóculo se desarrolló a partir de la cepa lioﬁliza-

da C2 de Azospirillum sp., aislada de ’Laguacoto’,

parroquia Veintimilla, cantón Guaranda, provincia

de Bolívar, y la cepa nl5 de P. ﬂuorescens aislada de

’Tunibamba’ de la parroquia ’El Sagrario’ cantón

Cotacachi, provincia de Imbabura. Las cepas fueron

recolectadas de la rizosfera de plantas de maíz culti-

vadas en la sierra de Ecuador (Carrera, 2012; Pincay,

2014). Las cepas se conservan en el laboratorio del

Programa de Maíz de la Estación Experimental San-

ta Catalina del INIAP. El inóculo y la inoculación de

las semillas se realizaron según lo reportado por

Sangoquiza, Yánez y Borges (2019). Brevemente, se

colocaron 1000 µL de peptona al 1% en los tubos

Eppendorf, agitando hasta homogeneizar la mezcla

con la ayuda del vortex. Posteriormente, se tomaron

50 µL del inóculo y se colocaron en placas de Petri

con el medio de cultivo rojo Congo de ácido málico

sólido para el caso de Azospirillum sp. y King B para

P. ﬂuorescens. Posteriormente, el inóculo se colocó

en una incubadora a 30◦C durante 7 días. Transcu-

rrido este tiempo, se tomaron secciones puras de las

bacterias y se colocaron en placas de Petri con los

medios de crecimiento especíﬁcos.

El bioinoculante se realizó en un soporte líqui-

do con 2% de melaza con agua destilada estéril,

pH 7, a una concentración bacteriana de 1×109ufc

mL−1. En 300 mL de la solución de bioinoculante,

280 mL correspondieron al soporte líquido y 20 mL

a las bacterias (10 mL de Azospirillum sp. y 10 mL

de P. ﬂuorescens). La concentración de bacterias se

midió con un espectrofotómetro (Thermo Scienti-

ﬁc, GENESYS), y se obtuvo al alcanzar el valor de

1 en la absorbancia, lo que se conﬁrmó mediante

pruebas de crecimiento por dispersión en una pla-

ca. El recuento de ufc se realizó mediante diluciones

seriadas. El bioinoculante se aplicó directamente a

la semilla en el momento de la siembra, tal y co-

mo indican Yánez, Clavijo y Cool Zambrano (2010).

Brevemente, se colocaron 420 semillas de maíz en

un recipiente de plástico con una capacidad de 5 L.

Luego, se aplicaron 200 mL del bioinoculante a la

semilla, mezclándolo uniformemente para asegurar

el contacto con la superﬁcie de la semilla. Tras la

inoculación, la semilla se dejó reposar a la sombra

durante una hora, antes de utilizarla para la siem-

bra.

La prueba de viabilidad de las bacterias se reali-

zó con los 100 mL restantes del bioinoculante. La

evaluación de la viabilidad se realizó tomando una

muestra del bioinoculante en la que se hicieron dilu-

ciones seriadas, tomando 0,1 mL de cada dilución y

sembrando en placas de Petri con el medio de culti-

vo especíﬁco para cada bacteria. Estas se incubaron

a 30◦C durante 7 días. La presencia de bacterias se

determinó por recuento en placa.

2.3 Diseño experimental

La siembra se realizó en un suelo franco arenoso al

inicio de la temporada de lluvias en el mes de no-

viembre, con la variedad de maíz harinoso INIAP-

101 (Caviedes, 2013). Los tratamientos correspon-

dieron a: T1 (Azospirillum sp; 1×109ufc mL−1), T2

(P. ﬂuorescens; 1×109ufc mL−1), T3 (Azospirillum sp.

yP. ﬂuorescens; 1×109ufc mL−1), T4 (control, ferti-

lización química convencional) y T5 (control abso-

luto). La fertilización química se aplicó únicamente

en las parcelas correspondientes al tratamiento T4.

La fertilización en base a los resultados del análi-

sis de suelo (Tabla 1) fue de 57 kg de Nha−1, 57 kg

de P2O5ha−1, 10 kg K2Oha−1, 25 kg Sha−1, y 10 kg

de Mg ha−1, distribuyendo equitativamente el nitró-

geno entre la siembra y la cuesta, que se realizó 45

LAGRANJA:Revista de Ciencias de la Vida 39(1) 2024:150-159.

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BIOTECNOLOGÍA Sangoquiza-Caiza, C., Zambrano-Mendoza, J., Borgues-García, M. y Choi, K.

días después de la siembra. Los demás nutrientes

se aplicaron en el momento de la siembra. El tama-

ño de cada parcela fue de cuatro surcos de 5,00 m

de largo y 3,20 m de ancho, con 80 plantas en cada

parcela. La distancia de plantación fue de 0,80 m en-

tre hileras y 0,25 m entre plantas, con una densidad

de 50 000 plantas ha−1. El contenido nutricional del

suelo donde se plantó el experimento que se analizó

en el Departamento de Suelos de la Estación Expe-

rimental Santa Catalina, se presenta en la Tabla 1.

Tabla 1. Valores nutricionales del suelo de Amaguaña donde se

evaluó el efecto de la inoculación de Azospirillum yPseudomo-

nas en maíz harinoso.

Nutrientes Valor Unidad

N 57,0 ppm

P 11,0 ppm

S 4,70 ppm

K 0,59 meq 100 mL−1

Ca 5,90 meq 100 mL−1

Mg 1,90 meq 100 mL−1

Zn 0,90 ppm

Cu 7,60 ppm

Fe 350 ppm

Mn 3,40 ppm

B 0,30 ppm

MO 4,40 %

pH 6,36

Las prácticas agronómicas del cultivo se reali-

zaron siguiendo las recomendaciones dadas a los

pequeños agricultores (Yánez y col., 2013). En re-

sumen, se realizó un pase de arado y un pase de

rastra para incorporar los restos del cultivo anterior

(maíz). Durante el desarrollo del cultivo se elimina-

ron manualmente las malezas y se controlaron las

plagas de insectos con dos aplicaciones de insectici-

das (Cipermetrina y Clorpirifos) a los 60 y 120 días,

con a dosis de 1 L ha−1. El cultivo se cosechó y eva-

luó en estado fresco (maíz fresco), en el estado de

crecimiento R3 (estado lechoso), a los 150 días de la

siembra (Yánez y col., 2013).

2.4 Variables evaluadas

La evaluación agronómica se llevó a cabo en la co-

secha, según los procedimientos del Centro Interna-

cional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)

para ensayos internacionales (CIMMYT, 1999). A

continuación se detalla la evaluación de las varia-

bles:

•Altura de la planta: se midió la longitud des-

de la base de la planta hasta el punto en que

la panícula comienza a dividirse, en diez plan-

tas seleccionadas al azar en los surcos centra-

les de cada parcela. Esta variable se registró en

m utilizando un medidor de altura en la cose-

cha.

•Longitud de la raíz: se tomaron 10 plantas al

azar de los surcos centrales de la parcela en el

momento de la cosecha. Se separó la parte aé-

rea de las plantas y se midió la longitud de la

raíz desde la base de la planta hasta la punta

de la raíz más larga con la ayuda de un metro.

Esto se midió en cm.

•Longitud de la mazorca: se midieron diez ma-

zorcas con brácteas tomadas al azar en los sur-

cos centrales de cada parcela desde la base

hasta la punta de la mazorca con la ayuda de

una cinta métrica. Se midió en cm.

•Diámetro de la mazorca: se midió con un ca-

libre el punto central de 10 mazorcas elegidas

al azar de los surcos centrales con brácteas de

cada tratamiento, los datos se expresaron en

cm.

•Rendimiento: se cosecharon mazorcas con

brácteas, aptas para el consumo en fresco en

la etapa R2-3 (“elote”, “choclo”), de los dos

surcos centrales (40 plantas) de cada parcela

experimental. El rendimiento de maíz fresco

se registró en kg, pero los datos se muestran

como t ha−1.

•Índice de efectividad de la inoculación (IEI):

se calculó en porcentaje utilizando la Ecuación

1 (Escobar y col., 2011).

•Coste/beneﬁcio: se estimó a partir de los in-

gresos por la venta del maíz fresco cosecha-

do y el coste de producción (insumos, mano

de obra, preparación del suelo y costes indi-

rectos) de cada tratamiento. El ingreso bruto

(USD ha−1) se estimó multiplicando el rendi-

miento de maíz fresco (t ha−1) por su valor co-

mercial (USD t−1). El beneﬁcio neto por hectá-

rea se estimó por la diferencia entre el ingreso

bruto en dólares y el coste de producción. El

coste por cada dólar obtenido (CU) se calculó

dividiendo el coste de producción (USD ha−1)

por el ingreso bruto (USD ha−1), y la relación

coste-beneﬁcio (C/B) se estimó dividiendo el

beneﬁcio neto (USD ha−1) por el coste de pro-

ducción (USD ha−1).

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Respuesta del maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) a la inoculación de Azospirillum y Pseudomonas

IEI (%) = (rendimiento del tratamiento inoculado−rendimiento del control absoluto)

(rendimiento del control absoluto)×100 (1)

2.5 Análisis estadístico

Se utilizó un diseño de bloques completamente al

azar con seis repeticiones para evaluar el efecto de

tres bioinoculantes (T1, T2 y T3) y dos controles

(T5 y T6). Los resultados se sometieron a una prue-

ba de normalidad modiﬁcada de Shapiro-Wilks, y

a continuación se realizó un análisis de la varian-

za y una prueba de comparación múltiple de Tukey

(p<0,05) para todos los rasgos agronómicos. Para

el análisis se utilizó el programa estadístico INFOS-

TAT.

3 Resultados

La Tabla 2 muestra los resultados de los rasgos agro-

nómicos evaluados en los diferentes tratamientos.

Se observaron diferencias estadísticas signiﬁcati-

vas (p<0,05) entre los tratamientos para todas las

características. El control absoluto, como era de es-

perar, mostró los valores más bajos y la clasiﬁcación

más baja de la prueba de Tukey, lo que signiﬁca el

peor rendimiento agronómico. El uso de la fertili-

zación química convencional (T4) mostró la mayor

altura de la planta con 2,44 m, y aunque no se dife-

renció estadísticamente de los tratamientos inocu-

lados (T1, T2 y T3), sí lo hizo del testigo absoluto

(T5), que obtuvo las plantas más cortas con 2,20 m.

El rendimiento de maíz fresco obtenido con el

uso de bioinoculantes (T1, T2 y T3) no diﬁrió esta-

dísticamente del rendimiento obtenido con la fer-

tilización química (T4), según la prueba de Tukey

(p<0,05). Esto fue consistente con el rendimien-

to observado en la altura de la planta, la longitud

de la mazorca y la longitud de la raíz. El IEI de la

inoculación con Azospirillum sp. y P. ﬂuorescens (T3)

fue de 46,58%, casi el doble que cuando se realizó

solamente con la bacteria (T1 o T2) (Tabla 2). El uso

del bioinoculante con ambos aislados (T3, Azospiri-

llum sp. y P. ﬂuorescens) mostró el mejor rendimien-

to agronómico para el diámetro de la mazorca, el

rendimiento y el IEI (Tabla 2). No hubo diferencias

signiﬁcativas (p>0,05) entre el T3 y el control de

fertilización química convencional (T4) para nin-

guno de las características evaluados, excepto para

el diámetro de la mazorca, donde T3 obtuvo mazor-

cas más gruesas que T4, con 21,47 cm y 20,13 cm,

respectivamente.

La evaluación económica mostró el cos-

te/beneﬁcio de la aplicación de estos bioinoculantes

en el maíz harinoso (Tabla 3). La inoculación de las

semillas realizada con el biofertilizante combinado

T3 (Azospirillum sp. y P. ﬂuorescens) obtuvo el mayor

beneﬁcio neto 3546,00 USD ha−1, y la mayor rela-

ción C/B1,35. Aunque el coste de producción del

bioinoculante combinado (T3) fue mayor que el de

los bioinoculantes con un solo aislado (T1 y T2), el

ingreso bruto de T3 fue mayor debido al incremen-

to de rendimiento obtenido al inocular con ambos

aislados (Tabla 2).

Tabla 2. Efecto de la aplicación de bioinoculantes en las características agronómicas del cultivo de maíz harinoso INIAP 101.

Tratamientos: T1 (Azospirillum sp.), T2 (P. ﬂuorescens), T3 (Azospirillum sp. y P. ﬂuorescens), T4 (control, fertilización química

convencional) y T5 (control absoluto).

Tratamiento Altura de la

planta (m)

Longitud de

la mazorca (cm)

Diámetro de

la mazorca (cm)

Longitud de

la raíz (cm)

Rendimiento del

maíz fresco (t ha−1)IEI (%)

T1 2,37 ab* 38,33 a 21,20 a 38,67 a 16,72 b 22,68 b

T2 2,42ab 35,83 ab 21,00 a 32,67 bc 17,05 b 23,68 b

T3 2,33 ab 37,50 ab 21,47 a 37,00 ab 19,70 a 46,58 a

T4 2,44 a 36,33 ab 20,13 b 34,17 abc 17,12 ab -

T5 2,20 b 32,33 b 18,47 c 31,00 c 13,58 c 0,00 c

IEI = Índice de eﬁcacia de la inoculación. *Las letras minúsculas diferentes signiﬁcan una diferencia estadística signiﬁcativa según el test

de Tukey (p<0,05).

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4 Discusión

4.1 Efecto de la aplicación de bioinoculan-

tes en las características agronómicas

del maíz

El uso de bioinoculantes con Azospirillum sp. y P.

ﬂuorescens en maíz de harina fresca mostró el mis-

mo rendimiento agronómico que el uso de la ferti-

lización química convencional (Tabla 2). Los resul-

tados obtenidos en este estudio podrían atribuirse

a que estas bacterias tienen la capacidad de ﬁjar

nitrógeno, solubilizar fósforo y producir compues-

tos que estimulan el crecimiento vegetal (Aguirre

y Espinosa Moreno, 2016; Rueda y col., 2016). Estas

bacterias promovieron el crecimiento y desarrollo

de las plantas de maíz harinoso, mostrando raí-

ces más largas, plantas más altas y mazorcas más

gruesas que el control absoluto (T5). Los cereales

inoculados con estas bacterias han mostrado una

mayor capacidad de absorción eﬁciente de agua y

nutrientes del suelo (Sala y col., 2005; Oliveira y col.,

2018; Pereira y col., 2020).

Los bioinoculantes basados en cepas de Azospi-

rillum yPseudomonas tienen una alta capacidad de

producir ácido indolacético (AIA) provocando el

desarrollo de las raíces y la elongación celular. Exis-

ten estudios que muestran la inﬂuencia de Azospiri-

llum en la formación de raíces laterales debido a la

secreción de nitritos (Camelo, Vera y Bonilla, 2011;

Bécquer y col., 2012). La producción de AIA y la

alta sensibilidad de las raíces a esta hormona son

fundamentales para la respuesta a la inoculación de

Azospirillum yPseudomonas, donde frecuentemente

se observa un mayor desarrollo radical, lo que se

traduce en una mayor superﬁcie de absorción de

nutrientes, y, por tanto, un mayor desarrollo de la

parte aérea de la planta (García y col., 2007).

El maíz harinoso INIAP 101 mostró un incre-

mento en la altura de la planta, la longitud de la

mazorca y el diámetro de las plantas inoculadas, en

comparación con el control absoluto (Tabla 2). Estos

resultados concuerdan con Piscoya y Ugaz (2016),

quienes señalaron que las especies de Azospirillum

presentaron un incremento en la altura, número de

hojas y diámetro de tallos en el cultivo de maíz du-

ro, mientras que Piromyou y col. (2011) demostra-

ron la acción benéﬁca de la inoculación individual

y mixta de microorganismos benéﬁcos en el culti-

vo de maíz dentado, al mejorar su funcionamiento

radical en la absorción del nitrógeno e invadir ex-

ternamente la raíz del maíz, favoreciéndolo con la

síntesis de sustancias promotoras del crecimiento

vegetal.

La cepa C2 de Azospirillum sp. y la cepa nl5 de P.

ﬂuorescens utilizadas en este estudio han demostra-

do su capacidad de promover la absorción de nitró-

geno y fósforo. Sangoquiza, Yánez y Borges (2019)

reportaron un mayor porcentaje de acumulación de

nitrógeno y fósforo en el tejido de las hojas de las

plantas INIAP-101 inoculadas con estos aislamien-

tos. Estudios similares sobre el efecto de Azospiri-

llum sp. mostraron un mayor porcentaje de nitró-

geno en el tejido foliar del maíz (Ortíz, 2010), mien-

tras que la inoculación de A. brasilense yP. ﬂuores-

cens aumentó el contenido de fósforo total en 187 kg

ha−1(Faggioli y col., 2003).

Tabla 3. Evaluación económica de la aplicación de bioinoculantes en el maíz harinoso INIAP 101 en la sierra del Ecuador.

Tratamiento

Costo de

producción

(USD ha−1)

Ingreso

bruto

(USD ha−1)

Beneﬁcio

neto

(USD ha−1)

CU*

(USD)

Coste/beneﬁcio

(USD)

T1 Azospirillum sp. 1505,74 3009,60 1503,86 0,50 1,00

T2 P. ﬂuorescens 1505,74 3069,00 1563,26 0,49 1,04

T3 Azospirillum sp.

+P. ﬂuorescens 1511,74 3546,00 2034,26 0,43 1,35

T4 Control, fertilización

química 1792,86 3081,60 1288,74 0,58 0,72

T5 Control absoluto 1491,86 2444,40 952,54 0,61 0,64

*CU = Costo por cada dólar obtenido

156 LAGRANJA:Revista de Ciencias de la Vida 39(1) 2024:150-159.

Respuesta del maíz harinoso (Zea mays L. var. Amylacea) a la inoculación de Azospirillum y Pseudomonas

4.2 Índice de efectividad de la inoculación

(IEI) de los bioinoculantes

Para el IEI, el tratamiento T3 mostró diferencias

estadísticamente signiﬁcativas con los tratamientos

T1 y T2 según la prueba de Tukey (p<0,05) (Ta-

bla 2). Estos resultados indicaron que la combina-

ción de Azospirillum y P. ﬂuorescens favoreció el

rendimiento del maíz, lo que sugiere una simbiosis

asociativa que puede mejorar la morfología y ﬁsio-

logía de las raíces, logrando un mejor aprovecha-

miento del agua y de nutrientes como el nitrógeno

y el fósforo, generando una mejor calidad y desa-

rrollo del grano (Gálvez, Magallón y Torres, 2014).

Martins y col. (2018) señalaron que los efectos de es-

tos microorganismos en el desarrollo de las plantas

han favorecido el rendimiento de diversos cultivos

cuando se aplican solos o en combinación, logrando

una mayor colonización y aumentando la produc-

ción. Una revisión más detallada de los beneﬁcios

de los biofertilizantes fue publicada recientemente

por Zambrano-Mendoza y col. (2021).

4.3 Evaluación económica del uso de los

bioinoculantes

El análisis de los parámetros económicos mostró la

ventaja de aplicar estos bioinoculantes al promover

un buen desarrollo de las plantas inoculadas y un

mayor rendimiento económico (Tabla 3). El mayor

coste de producción se obtuvo con el T4 (control de

fertilización química convencional), mientras que

el menor coste de producción se obtuvo con el T5

(control absoluto), donde no se aplicó ninguna fer-

tilización ni bioinoculante. La principal diferencia

entre los costos de producción de cada tratamiento

se debió al valor del fertilizante químico y el coste

de su aplicación. En relación con la recomendación

química convencional (T4), el uso del bioinoculante

T3 (Azospirillum yP. ﬂuorescens) permitió un ahorro

de 281,12 USD ha−1, lo que representa una dismi-

nución de aproximadamente 16% en el costo de

producción, sin afectar signiﬁcativamente el ren-

dimiento (Tabla 2). Esto demuestra que es posible

sustituir el uso de fertilizantes químicos por bioino-

culantes sin afectar la producción de maíz, abriendo

la oportunidad a sistemas de producción más sus-

tentables y amigables con el medio ambiente.

Muchos productores de maíz de la sierra no uti-

lizan fertilizantes químicos, asemejándose al trata-

miento T5 (control absoluto). Con el uso de Azospi-

rillum yP. ﬂuorescens, los agricultores pueden dupli-

car su beneﬁcio neto de 952,54 USD ha−1a 2034,26

USD ha−1con una inversión adicional de aproxi-

madamente 20,0 USD ha−1(Tabla 3). Otros estudios

llevados a cabo en diversas condiciones ambienta-

les podrían aclarar esta posibilidad.

El C/Bde la producción de maíz fresco utilizan-

do el bioinoculante T3 (Azospirillum yP. ﬂuorescens)

aumentó en un 87,5% en relación con la fertiliza-

ción química convencional (T4) (Tabla 3). Este valor

es superior al incremento de 56,0% reportado por

García, Mendoza-Herrera y Mayek-Pérez (2012), y

al incremento de 36,0% reportado por García y col.

(2007), cuando evaluaron el efecto de la aplicación

de A. brasilense en maíz dentado en el norte de

México. En términos económicos, estos resultados

mostraron que la inoculación con bacterias promo-

toras del crecimiento vegetal (Azospirillum sp. y P.

ﬂuorescens) incrementó el beneﬁcio neto y la rela-

ción C/Bdel cultivo de maíz; por lo tanto, el uso de

estos bioinoculantes podría generar una tecnología

económicamente viable para la producción de maíz

harinoso en la Región Andina.

5 Conclusiones

La inoculación con Azospirillum sp. mejoró el ren-

dimiento de maíz fresco (“choclo”), aumentó el de-

sarrollo de la raíz, y el diámetro y la longitud de

la mazorca en comparación con el testigo. La ino-

culación con P. ﬂuorescens mostró un mayor rendi-

miento y diámetro de la mazorca en comparación

al control. La combinación entre Azospirillum sp. y

P. ﬂuorescens aumentó signiﬁcativamente el rendi-

miento de maíz fresco en un 46,58% con relación al

control sin fertilización. El rendimiento de las plan-

tas tratadas con fertilizante químico fue similar al

obtenido con las plantas inoculadas con estos mi-

croorganismos. La combinación de Azospirillum sp.

yP. ﬂuorescens produjo la mayor ganancia neta y

relación C/B, aumentando en un 87,5% el C/B de

la fertilización química convencional.

Azospirillum sp. y P. ﬂuorescens redujeron el uso

de fertilizantes sintéticos en aproximadamente un

50%, reduciendo el coste de producción. Esto de-

mostró que es factible sustituir el uso de fertilizan-

tes sintéticos por biofertilizantes, abriendo la posibi-

LAGRANJA:Revista de Ciencias de la Vida 39(1) 2024:150-159.

Artículo cientíﬁco/Scientiﬁc paper

BIOTECNOLOGÍA Sangoquiza-Caiza, C., Zambrano-Mendoza, J., Borgues-García, M. y Choi, K.

lidad de un sistema de producción de maíz sosteni-

ble y respetuoso con el medio ambiente en la sierra

ecuatoriana.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Programa Coreano de

Agricultura Internacional -KOPIA- y al proyecto

“Desarrollo de tecnologías de cultivo de maíz y

maíz utilizando biofertilizantes en la Sierra del

Ecuador”, por ﬁnanciar la evaluación del bioinocu-

lante.

Contribución de los autores

CASC; Investigación, Escritura. JLZM; Escritura, re-

visión y edición. MBG; Conceptualización. KJC; Va-

lidación.

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