Efectividad de vermicomposta en el cultivo de maíz y susceptibilidad de metarhizium anisopliae en phyllophaga sp.

RESUMEN GENERAL El maíz, Zea mays (L.), es uno de los granos alimenticios más antiguos que se conocen, y debido a sus propiedades nutritivas para la producción de proteína animal, el consumo humano y el uso industrial, se ha convertido en uno de los productos más importantes en los mercados internacionales. Alrededor del 24% de las hectáreas sembradas en México se destina en la siembra de maíz blanco, con una producción anual de 21.1 millones de toneladas. En el 2015 en Morelos se sembraron 31,249 ha y se obtuvo un rendimiento promedio de 2.92 t∙ha-1. (SAGARPA-INEGI 2016). Sin embargo, las prácticas convencionales empleadas en este cultivo, basadas en el uso de fertilizantes e insecticidas, han contribuido al deterioro de la estructura y agotamiento de los nutrientes del suelo, ocasionando además resistencia en los insectos, contaminación en el ambiente y daños a la salud de la población. Ante esta problemática, es necesaria la aplicación de técnicas que eviten estos efectos adversos, por lo que el objetivo de este trabajo fue: evaluar los efectos de la aplicación de vermicomposta de residuos vegetales del mercado sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz, así como la susceptibilidad de las larvas de tercer estadio de Phyllophaga sp. a dos aislamientos nativos de Metarhizium anisopliae. Para ello se llevaron a cabo tres experimentos, el primero consistió en evaluar en macetas el efecto de la aplicación de cinco dosis de vermicomposta sobre doce variables del cultivo de maíz en suelo arcilloso y franco en el ciclo agrícola de otoño-invierno 2013/14 en Ayala Morelos, México. El experimento se estableció en un diseño de bloques completos al azar con un arreglo de parcelas subdivididas en tres repeticiones. Los resultados indicaron que en la etapa reproductiva dos (R2), la altura de planta en los tratamientos con vermicomposta igualaron al tratamiento de fertilización inorgánica. Las dosis de 5 y 10 t∙ha-1 de vermicomposta junto con la fertilización inorgánica produjeron las mazorcas de mayor diámetro, peso y rendimiento de grano. Se detectó para el rendimiento de grano un efecto vii significativo en la triple interacción entre los factores estudiados (suelo, variedad, dosis de fertilización), y entre los factores de tipo de suelo y la dosis de fertilización. Tomando como dosis de aplicación 5 t∙ha-1, se evaluó el efecto de los factores ciclos agrícolas y tipo de fertilizaciópn sobre características cuantitativas de germoplasma de maíz, se determinó la presencia de interacciones entre ciclos agrícolas, tipo de fertilización y variedades de maíz y se comprobó si la fertilización con vermicomposta aplicada sola o en combinación con fertilizante inorgánicos pueden sustituir o disminuir el uso de fertilizantes orgánicos, durante los ciclos agrícolas otoño-invierno 2014/15 y primavera-verano 2015, en un arreglo de tratamientos de parcelas subdivididas, bajo un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Los resultados mostraron que la mayor altura de la planta y de diámetro de tallo se presentaron con la fertilización inorgánica y la fertilización integrada de vermicomposta y fertilizante mineral, y que los genotipos evaluados respondieron de manera distinta a estos mismos tratamientos, siendo las variedades H-515 y UAEM-BD1 las que presentaron rendimientos más altos. El efecto positivo de la vemicomposta dependió más del genotipo que del ciclo agrícola de aplicación, y aun cuando el tratamiento con vermicomposta no reportó los rendimientos más altos, el tratamiento combinado podría ser una alternativa en el corto y mediano plazo, ya que se reducirían los costos por el uso de fertilizantes químicos y se mejorarían las características físicas, químicas y biológicas del suelo, además de que se aprovecharían residuos que ocasionan un gran problema ambiental en la zona. Por otra parte, el experimento tres consistió en determinar la patogenicidad, virulencia y la interacción entre cepas nativas de Metarhizium anisopliae y Beauveria bassiana del estado de Morelos contra P. vetula. El aislamiento de M. anisopliae fue más patogénico que el de B. bassiana. M. anisopliae aislado del hospedero Phyllophaga sp. fue más patogénico (46.66 a 73.33%) que el que se aisló del insecto trampa G. mellonella (00.00 a 20%). La mortalidad causada por el aislamiento de M. anisopliae, con mayor patogenicidad, HI-019 (86.06%),disminuyó significativamente (P ˂ 0.05) cuando se inoculó simultáneamente con B. bassiana HI-113 (61.06%), pero estadísticamente fue la misma que cuando las larvas fueron inoculadas solo con B. bassiana (52.73%). Los valores estimados de las CL50 de los aislamientos de M. anisopliae Ma17 y Ma19 contra las larvas de P. vetula fueron de 4.749 × 107 conidios/mL y 7.684 × 108 conidios/mL, respectivamente, siendo iguales estadísticamente.

GENERAL SUMMARY Maiz, Zea mays (L.), is one of the oldest food grains known, and due to its nutritional properties for the production of animal protein, human consumption and industrial use, it has become one of the most important products in international markets. About 24% of the hectares planted in Mexico are destined for the sowing of white corn, with an annual production of 21.1 million tons. In 2015 in Morelos, 31,249 ha were sown and an average yield of 2.92 t∙ha-1 was obtained. (SAGARPA-INEGI 2016). However, the conventional practices used in this crop, based on the use of fertilizers and insecticides, have contributed to the deterioration of the structure and depletion of soil nutrients, causing also insect resistance, environmental contamination and damage to the environment. health of the population. Faced with this problem, it is necessary to apply techniques that avoid these adverse effects, so the purpose of this work was: to evaluate the effects of the application of vermicompost of vegetable waste from the market on the growth and yield of the maize crop, as well as as the susceptibility of the third stage larvae of Phyllophaga sp. to two native isolates of Metarhizium anisopliae. For this, three experiments were carried out, the first consisted of evaluating in pots the effect of the application of five doses of vermicompost on twelve variables of the cultivation of maize in clay soil and loam in the agricultural cycle of autumn-winter 2013/14 in Ayala Morelos, Mexico. The experiment was established in a randomized complete block design with an arrangement of plots subdivided into three repetitions. The results indicated that in the reproductive stage two (R2), the plant height in the treatments with vermicompost equaled the treatment of inorganic fertilization. The doses of 5 and 10 t∙ha-1 of vermicompost along with the inorganic fertilization produced the ears of greater diameter, weight and grain yield. A significant effect was detected for the grain yield in the triple interaction between the studied factors (soil, variety, fertilization dose), and between the soil type factors and the fertilization dose. Taking as application dose x 5 t∙ha-1, the effect of agricultural cycle factors and type of fertilization on quantitative characteristics of corn germplasm was evaluated, the presence of interactions between agricultural cycles, type of fertilization and corn varieties was determined and it was verified whether vermicompost fertilization applied alone or in combination with inorganic fertilizers can substitute or reduce the use of organic fertilizers, during the autumn-winter 2014/15 and spring-summer 2015 agricultural cycles, in a treatment arrangement of subdivided plots , under an experimental design of randomized complete blocks with four repetitions. The results showed that the highest height of the plant and stem diameter were presented with inorganic fertilization and integrated fertilization of vermicompost and mineral fertilizer, and that the genotypes evaluated responded differently to these same treatments, being the varieties H- 515 and UAEM-BD1 those that presented higher yields. The positive effect of the vemicomposta depended more on the genotype than on the agricultural cycle of application, and even when the treatment with vermicompost did not report the highest yields, the combined treatment could be an alternative in the short and medium term, since it would reduce the costs for the use of chemical fertilizers and the physical, chemical and biological characteristics of the soil would be improved, as well as waste that would cause a great environmental problem in the area. On the other hand, experiment three consisted of determining the pathogenicity, virulence and interaction between native strains of Metarhizium anisopliae and Beauveria bassiana of the state of Morelos against P. vetula. The isolation of M. anisopliae was more pathogenic than that of B. bassiana. M. anisopliae isolated from the host Phyllophaga sp. was more pathogenic (46.66 to 73.33%) than the one that was isolated from the trap insect G. mellonella (00.00 to 20%). The mortality caused by the isolation of M. anisopliae, with higher pathogenicity, HI-019 (86.06%), decreased significantly (P ˂ 0.05) when inoculated simultaneously with B. bassiana HI-113 (61.06%), but statistically it was the same as when the larvae were inoculated only with B. bassiana (52.73%). The estimated values of the LC50 of the isolates of M. anisopliae Ma17 and Ma19 against the larvae of P. vetula were 4,749 × 107 conidia / mL and 7,684 × 108 conidia / mL, respectively, being statistically equal.