Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol., 1(2), e345, doi: 10.51252/reacae.v1i2.345
Artículo original
Original article
Jul-Dic, 2022
https://revistas.unsm.edu.pe/index.php/reacae
e-ISSN: 2810-8817
Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia de atribución de Creative Commons, que permite el uso sin restricciones, distribución y
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Bacillus subtilis como promotor de crecimiento en el cultivo
de café (Coffea arabica)
Bacillus subtilis as a growth promoter in the cultivation of coffe (Coffea arabica)
Delgado-Torres, Noe Antonio1
Chumacero-Acosta, Julio Santiago1*
Rodriguez-Perez, Luis Eduardo1
Tuesta-Casique, Angel1
Alvarez-Arista, Yuleisdy1
1Universidad Nacional de San Martín, Tarapoto, Perú
Recibido: 14 Mar. 2022 | Aceptado: 22 Jun. 2022 | Publicado: 20 Jul. 2022
Autor de correspondencia*: jschumacero@unsm.edu.pe
Cómo citar este artículo: Delgado-Torres, N. A., Chumacero-Acosta, J. S., Rodriguez-Perez, L. E., Tuesta-Casique, A. & Alvarez-
Arista, Y. (2022). Bacillus subtilis como promotor de crecimiento en el cultivo de café (Coffea arabica). Revista Amazónica de
Ciencias Ambientales y Ecológicas, 1(2), e345. https://doi.org/10.51252/reacae.v1i2.345
RESUMEN
El estudio buscó analizar la aplicación de Bacillus subtilis como promotor de crecimiento del café (Coffea arabica)
en el distrito de Soritor, provincia Moyobamba, región San Martín. Se implementó un diseño de dos parcelas, T0
fue la parcela testigo y en T1 se aplicó 0,18 g de Bacillus subtillus; se realizaron mediciones del tallo y conteo de
hojas, así como el análisis foliar y de suelo en las parcelas antes y tres meses después de aplicación del
tratamiento. Se usó la Prueba U de Mann Whitney para determinar si existía diferencia significativa entre T0 y
T1. La altura y el número de hojas se incrementó un 19,76% y 24,27% comparado con T0; obteniendo una
diferencia entre los promedios de altura de planta de T0 y T1 de 3,7 cm y número de hojas de 2,5 cm. Las plantas
de café con la aplicación de Bacillus subtilis como promotor de crecimiento registraron un mayor número de
hojas y altura comparado con el T0. El nitrógeno en la parcela T1 disminuyó de 0,24% a 0,21% en el suelo,
contrastando un aumento de 3,52% a 3,78% en el análisis foliar por la acción solubilizadora de Bacillus subtilis.
Palabras clave: análisis foliar; conteo de hojas; parcelas; tratamientos
ABSTRACT
The study sought to analyze the application of Bacillus subtilis as a growth promoter for coffee (Coffea arabica)
in the Soritor district, Moyobamba province, San Martín region. A design of two plots was implemented, T0 was
the control plot and in T1 0.18 g of Bacillus subtillus was applied; measurements of the stem and leaf count were
made, as well as the foliar and soil analysis in the plots before and three months after the application of the
treatment. The Mann Whitney U Test was used to determine if there was a significant difference between T0 and
T1. The height and the number of leaves increased by 19.76% and 24.27% compared to T0; obtaining a difference
between the averages of plant height of T0 and T1 of 3.7 cm and number of leaves of 2.5 cm. The coffee plants
with the application of Bacillus subtilis as a growth promoter registered a greater number of leaves and height
compared to T0. Nitrogen in plot T1 decreased from 0.24% to 0.21% in the soil, contrasting with an increase
from 3.52% to 3.78% in the foliar analysis due to the solubilizing action of Bacillus subtilis.
Keywords: foliar analysis; sheet count; plots; treatments
Delgado-Torres, N. A. et al.
2 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 1(2): e345; (jul-dic, 2022). e-ISSN: 2810-8817
1. INTRODUCCIÓN
El café peruano es una de las materias primas comercializadas a nivel mundial, con un lugar importante de
comercialización después del petróleo (SCAN, 2017). El mismo que fue distribuido en más de 40 países
entre enero y julio de 2021. EE. UU. lideró la lista con un 25.9% del total exportado, Alemania, Colombia,
Canadá y Bélgica el 67.8% del mercado total de exportaciones (Comexperú, 2021).
Perú produce café exclusivamente de la especie arábica, siendo la recolección de cerezas totalmente
manual y luego secadas al sol, convirtiéndose en un proceso de post cosecha artesanal (SCAN, 2017). Esta
producción se expande en 350 000 hectáreas, representando a 210 distritos rurales ubicados en 10
departamentos de la vertiente oriental de los andes, siendo las regiones de Amazonas, San Martín y
Chanchamayo las tres principales (Junta Nacional del Café, 2020).
El desempeño de la exportación de café peruano registra una desaceleración que data de hace una década,
por el agotamiento de las plantaciones, las alteraciones climatológicas y la presencia de la roya amarilla
(Comexperú, 2021). En ese sentido, uno de los principales objetivos de las entidades cafetaleras peruanas
es asegurar la producción en aras de la sostenibilidad y la diferenciación (Junta Nacional del Café, 2020).
Uno de los factores de sostenibilidad que permiten alcanzar mayor competitividad en el mercado mundial
es la reducción del uso de agroquímicos, cuyo costo depende en gran medida del precio del petróleo y cuyo
efecto puede tener impactos nocivos sobre el ambiente principalmente en la comunidad microbiana
(Pedraza et al., 2010). La asociación de la planta con la comunidad microbiana, se conoce como el segundo
genoma de la planta, porque es elemental para la sanidad (Berendsen et al., 2012).
Dentro de las nuevas estrategias amigables con el ambiente se encuentran los productos biológicos (Bashan
et al., 2014). Los principales grupos de microorganismos utilizados con este fin son los microorganismos
promotores del crecimiento vegetal (Rives et al., 2007). Un grupo de diferentes especies que incrementan
el crecimiento y productividad en las plantas (Chanway et al. 1889). Entre estos se encuentran bacterias,
hongos y protozoos (Johansson et al., 2004). Debido a su capacidad para estimular directamente el
crecimiento de las plantas, a través de diversos mecanismos, como el aporte de nitrógeno por el proceso
de fijación biológica de nitrógeno atmosférico (Dobereiner et al., 1995), producción de sustancias
reguladoras del crecimiento (Arshad & Frankenberger, 1997), solubilización de minerales y nutrimentos
(Crowley et al., 1991), incremento en el volumen de la raíz (Bowen & Rovira, 1999), inducción de
resistencia sistémica a patógenos (Peer et al., 1991), inhibición del crecimiento de organismos antagónicos
(Utkhede & Koch, 1999) e interacción sinérgica con otros microorganismos del suelo (Bashan et al., 1998).
Estos microorganismos son capaces de asimilar formas no disponibles para la planta y transformarlas,
hasta la obtención de formas asimilables para las células vegetales (Camelo et al., 2011).
Entre los géneros que destacan, están las especies del género Bacillus que promueven el crecimiento
vegetal (Tejera-Hernández & Rojas-Badía, 2011). Resaltando Bacillus subtilis por la producción de
metabolitos como auxinas, sideróforos, citoquinas, ácidos orgánicos y antibióticos (Anguiano-Cabello et al.,
2019). Las citoquininas pueden ser producidas endógenamente por la planta, pero la adición exógena de
citoquininas aumenta el proceso de crecimiento (Arkhipova et al., 2005) que tienen efectos considerables
en la planta tanto a nivel fisiológico como molecular (Pii et al., 2015).
Se conoce que las cepas de Bacillus subtilis tienen el mismo efecto promotor de crecimiento, aun cuando
pudieran producir distintas concentraciones de metabolitos para este fin. Por lo que abre las perspectivas
de su utilización en la agricultura sostenible para preservar el medio ambiente (Pedraza et al., 2010).
El objetivo del presente estudio consistió en analizar la aplicación de Bacillus subtilis cepa BS290 como
promotor de crecimiento del café (Coffea arabica) en el distrito de Soritor, provincia Moyobamba, región
San Martín.
Delgado-Torres, N. A. et al.
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2. MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación se desarrolló en el fundo “El Tornillal” de José Santos Delgado Días, ubicado en el distrito
de Soritor, provincia Moyobamba, región San Martín.
Se implementó un diseño de dos parcelas (T0 y T1), cada una se dividió en cuatro subparcelas con 10
plantones de café. T0 fue considerada la parcela testigo en la que no se aplicó tratamiento. En T1 se aplicó
0,18 g de Bacillus subtillus diluida en 1,8 litros de agua, está solución fue aplicada por la técnica de
aspersión para cada plantón.
Para determinar el nivel de crecimiento del café se realizaron mediciones del tallo y conteo de hojas en las
parcelas antes y tres meses después de aplicación del tratamiento. La altura de las plantas se midió desde
la salida del tallo del suelo hasta la yema terminal, con ayuda de una wincha; se realizó el conteo de número
de hojas en cada uno de los plantones; estos valores se anotaron en el formato de registro de datos.
Para complementar la investigación se realizaron análisis foliares (nitrógeno, fósforo, azufre, potasio,
calcio, magnesio, sodio, zinc, cobre, manganeso, hierro, boro, materia seca) mediante el sorteo al azar de
todas las plantas de cada parcela estudiada, recolectando un total 40 hojas. Adicionalmente se realizaron
análisis de suelo (pH, conducción eléctrica, carbonatos, fósforo disponible, potasio y sodio intercambiable,
materia orgánica). Ambos análisis también fueron realizados antes de la aplicación de Bacillus subtillus y
se repitieron luego de tres meses de la aplicación.
Previo al análisis estadístico se realizaron pruebas de normalidad y homocedasticidad para valores
originales y valores transformados, por lo que se determinó usar U de Mann Whitney, prueba
independiente no paramétrica de comparación de medias de dos grupos.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Resultados
Pre tratamiento altura de los plantones de café
De acuerdo a la Figura 1, en la parcela T0 de una población de 40 plantones el promedio de la altura fue
10,04 cm; la moda fue 10,00 cm; la altura mínima 8,00 cm y la máxima 13,00 cm; la desviación estándar
1,02 y varianza de 1,03. En T1 se calculó un promedio de 10,94 cm; la moda 10,00; la altura mínima 8,00
cm y la máxima 14,00 cm; la desviación estándar y varianza fue 1,52 cm y 2,29 cm respectivamente.
Figura 1. Promedio de altura de plantones por Subparcelas-Parcela T0 y T1 pre tratamiento
Pre tratamiento número de hojas de plantones de café
La Figura 2, demuestra que en T0 el promedio de hojas fue 3,80 cm; la moda 3 hojas; el menor número de
hojas 2 y el máximo 5; la desviación estándar y varianza 0,94 y 0,88 respectivamente. En T1 el promedio
Delgado-Torres, N. A. et al.
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de hojas registrado fue 3,95 hojas; la moda 4 hojas; el número de hojas mínimo 2 y el máximo 6, la
desviación estándar y varianza 1,01 y 1,02 respectivamente
Figura 2. Promedio de numero de hojas de plantones por Subparcelas-Parcela T0 y T1 pre tratamiento
Pre tratamiento caracterización foliar
Los valores establecidos para bajo, suficiente y alto por cada parámetro fueron los determinados por Gloria
y Molina (2002) (Tabla 1).
Tabla 1. Promedio de altura de plantones por Subparcelas-Parcela T0 y T1pre tratamiento
Parámetros
T0
T1
Concentración foliar adecuada
Bajo
Suficiente
Alto
N (%)
4,31
3,52
< 2,3
2,3-2,8
> 2,8
P (%)
0,14
0,13
< 0,12
0,12-0,20
> 0,20
(%)
0,20
0,16
< 0,2
0,2-0,3
> 0,3
K (%)
2,29
2,37
< 1,7
1,7-2,7
> 2,7
Ca (%)
0,81
0,89
< 1,1
1,1-1,7
> 1,7
Mg (%)
0,25
0,25
< 0,2
0,2-0,35
> 0,35
Na (%)
< 0,1
< 0,1
-
-
-
Zn (ppm)
4,55
6,45
< 15
15-30
> 30
Cu (ppm)
12,12
12,90
< 6
6_12
> 12
Mn (ppm)
724,24
690,32
< 50
50-150
> 150
Fe (ppm)
557,58
412,90
< 75
75-275
> 275
B (ppm)
11,82
14,52
< 60
60-100
> 100
Materia seca (%)
56,13
56,23
-
-
-
Pre tratamiento caracterización de suelo
Según la Tabla 2, el pH registrado en ambas parcelas es clasificado como fuertemente ácido; el valor de la
conductividad eléctrica corresponde a suelos no salinos; el carbonato de calcio < 0,3% inferior a lo normal;
materia orgánica alta (> 4%); el % de nitrógeno superior a lo referencial (0,1%-0,2%); fósforo disponible
alto (> 14,0 ppm) y potasio disponible bajo (< 100 ppm) en ambas parcelas de tratamiento.
Tabla 2. Caracterización foliar pre tratamiento
Parámetros
T0
T1
pH1
3,34
3,34
C.E1 dS/m
0,13
0,13
CaCO3 2 (%)
< 0,3
< 0,3
M.O1 (%)
5,37
5,37
N2 (%)
0,24
0,24
P1 (ppm)
28,20
28,60
K1 (ppm)
66
52
Delgado-Torres, N. A. et al.
5 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 1(2): e345; (jul-dic, 2022). e-ISSN: 2810-8817
Post aplicación altura de plantones de café
Según la Figura 3, para T0 el promedio de altura fue 15,03 cm; la moda 16,00 cm; la altura mínima 12,00
cm y la máxima 17,00 cm; la desviación estándar y varianza 1,21 cm y 1,46 cm respectivamente. En T1 el
promedio de altura 18,73 cm; la moda 19,00 cm; la altura mínima 16,00 cm y la máxima 23,00 cm; la
desviación estándar y varianza 1,55 cm y 2,41 cm respectivamente.
Figura 3. Promedio altura de plantones por (SubP) Subparcelas-Parcela T0 y T1 post tratamiento
Post aplicación número de hojas de plantones de café
De acuerdo a la Figura 4, en T0 el promedio de hojas fue de 7,83; la moda 9 hojas; el número de hojas
mínimo 6 y el máximo 10, la desviación estándar y varianza 1,17 y 1,38 respectivamente. Para T1 el
promedio de hojas fue de 10,3; la moda 9 hojas; el número de hojas mínimo 9 y el máximo de 12, la
desviación estándar y varianza 1,09 y 1,19 respectivamente.
Figura 4. Promedio de número de hojas de plantones por (SubP) Subparcelas-Parcela T0 y T1 post tratamiento
Post tratamiento caracterización foliar
Los valores establecidos para bajo, suficiente y alto por cada parámetro fueron los determinados por Gloria
y Molina (2002) (Tabla 3).
Tabla 3. Caracterización foliar post tratamiento
Parámetros
T0
T1
Concentración foliar adecuada
Bajo
Suficiente
Alto
N (%)
3,23
3,78
< 2,3
2,3-2,8
> 2,8
P (%)
0,12
0,11
< 0,12
0,12-0,20
> 0,20
0,16
0,14
< 0,2
0,2-0,3
> 0,3
K (%)
1,75
1,92
< 1,7
1,7-2,7
> 2,7
Ca (%)
0,73
0,71
< 1,1
1,1-1,7
> 1,7
Mg (%)
0,25
0,20
< 0,2
0,2-0,35
> 0,35
Na (%)
0,00
0,00
-
-
-
(%)
Delgado-Torres, N. A. et al.
6 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 1(2): e345; (jul-dic, 2022). e-ISSN: 2810-8817
Zn (ppm)
13,89
17,95
< 15
15-30
> 30
Cu (ppm)
25,00
20,51
< 6
6_12
> 12
Mn (ppm)
690,28
680,77
< 50
50-150
> 150
Fe (ppm)
180,56
196,15
< 75
75-275
> 275
B (ppm)
16,10
18,23
< 60
60-100
> 100
Materia seca (%)
35,40
20,66
-
-
-
Caracterización del suelo
Según la Tabla 4, el pH para T0 y T1 se clasifica como fuertemente ácido, los valores obtenidos para
conductividad eléctrica corresponden a suelos no salinos; el carbonato de calcio < 0,3% inferior a lo
normal; materia orgánica alta (> 4%); % de nitrógeno superior a lo referencial; potasio disponible bajo (<
100 ppm) en ambas parcelas de tratamiento y fosforo disponible alto en T0 y medio en T1.
Tabla 4. Caracterización foliar post tratamiento
Parámetros
T0
T1
pH1
4,69
4,95
C.E1 dS/m
0,12
0,1
CaCO3 2 (%)
< 0,3
< 0,3
M.O1 (%)
4,72
4,69
N2 (%)
0,21
0,21
P1 (ppm)
17,00
14,00
K1 (ppm)
65
64
Prueba de U de Mann Whitney
Se procesaron los datos de altura de la planta y número de hojas de T0 y T1, determinando lo siguiente: La
significancia asintótica (bilateral) tanto para altura y número de hojas fue igual a p=0,000, cuando p>0,05
se acepta H0 y cuando p<0,05 se acepta H1; de lo que se aceptó H1: Si existe diferencias significativas en la
altura y número de hojas de las plantas entre los tratamientos.
3.2. Discusión
Higuita et al. (2019) desarrollaron un bioinsumo agrícola en base a un consorcio de Bacillus Subtilis y
Pseudomonas Sp. aislados a nivel de invernadero de plantas de banano, en donde solubilizaron fosfatos y
fijaron nitrógeno, mecanismos por los cuales los microorganismos mejoran el crecimiento vegetal y/o
sanidad de las plantas. En otro estudio realizado por Ávila Martinez et al. (2015), Pseudomonas fluorescens
y Bacillus Subtilis activaron el fósforo insoluble en el suelo, y lo convirtieron en formas disponibles para las
plantas, la acción solubilizadora de los microorganismos permite una mejora en la disponibilidad, y por
tanto en la absorción y transporte de N y otros nutrientes en la hoja. Concordando con los resultados en el
presente estudio, pues él % nitrógeno del suelo en la parcela T1 disminuyó de 0,24 a 0,21; y se detectó el
aumento del % de nitrógeno en las hojas de 3,52 a 3,78; el fósforo en el suelo registró una disminución de
28,60 a 14,00 ppm. Estos datos son evidencia de la acción de los microorganismos utilizados por su función
de promoción de crecimiento basada en la producción de fitohormonas y en la solubilización de nutrientes
(Santos et al., 2020).
Gutierrez (2020) en su estudio aplicó tratamientos de Bacillus subtilis, Trichoderma spp., Paecilomyces lila-
cinus + Arthrobotrys spp. y Beauveria bassiana, en café Catimor; para Bacillus subtilis a los 75 días después
del tratamiento las diferencias fueron significativas en comparación con el testigo, la altura de plantas de
café variedad Catimor el incremento en la altura de plantas que alcanzó hasta en un 19,3% comparado con
el tratamiento testigo. A partir del día 60 después del tratamiento las diferencias resultaron
estadísticamente significativas para el número de hojas.
En el presente estudio 30 días después de la aplicación del tratamiento la altura para T0 fue de 15,03 cm y
para T1 18,73 cm, incrementándose 19,76% comparado con T0; el número de hojas promedio post
Delgado-Torres, N. A. et al.
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tratamiento para T0 7,8 y T1 10,3; existiendo diferencias significativas para la altura y el número de hojas
por planta entre los tratamientos T0 y T1. Ya que, a mayor número de par de hojas, se espera una mayor
área foliar y esta se relaciona directa o indirectamente con los procesos de crecimiento vegetativo, la tasa
de desarrollo, la eficiencia fotosintética, la evapotranspiración, el uso de nutrientes y agua (Blanco &
Folegatti, 2005).
En el cultivo del café, el futuro proceso de producción de la planta, descansa en el área foliar y está
relacionado con el número de par de hojas que guarda una relación muy estrecha con la asimilación del
carbono durante su ciclo de vida. De manera que el área foliar, así como el número de par de hojas, son
considerados un indicador de productividad (Favarin et al., 2002) coincidiendo así, con los resultados del
presente estudio.
4. CONCLUSIONES
Las plantas de café con la aplicación de Bacillus subtilis como promotor de crecimiento evaluadas en el
distrito de Soritor registraron un mayor número de hojas y altura comparado con el tratamiento testigo,
siendo 19,76% y 24,27% mayor; la diferencia entre los promedios de altura de planta de T0 y T1 fue de 3,7
cm y número de hojas de 2,5 cm, diferencias que fueron significativas.
El nitrógeno en la parcela T1 disminuyó de 0,24% a 0,21% en el suelo, contrastando con un aumento de
3,52% a 3,78% en el análisis foliar por la acción solubilizadora de Bacillus subtilis que permite una mejora
en la disponibilidad, absorción y transporte de N en la hoja. La fijación de nitrógeno es un mecanismo por
el cual los microorganismos mejoran el crecimiento vegetal y/o sanidad de las plantas.
FINANCIAMIENTO
La Universidad Nacional de San Martín financió la ejecución del proyecto mediante el concurso de trabajos
de investigación y proyectos de tesis de pregrado, resolución N° 812-2020-UNSM/CU-R.
CONFLICTO DE INTERESES
No existe ningún tipo de conflicto de interés relacionado con la materia del trabajo.
CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Conceptualización: Delgado-Torres, N. A.; Chumacero-Acosta, J. S.
Curación de datos: Delgado-Torres, N. A.; Rodriguez-Perez, L. E.; Tuesta-Casique, A.
Análisis formal: Alvarez-Arista, Y.; Chumacero-Acosta, J. S.
Investigación: Delgado-Torres, N. A.; Chumacero-Acosta, J. S.
Metodología: Delgado-Torres, N. A.; Rodriguez-Perez, L. E.
Supervisión: Chumacero-Acosta, J. S.; Tuesta-Casique, A.
Redacción - borrador original: Delgado-Torres, N. A.; Chumacero-Acosta, J. S.; Alvarez-Arista, Y.
Redacción - revisión y edición: Delgado-Torres, N. A.; Chumacero-Acosta, J. S.; Alvarez-Arista, Y.
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