Original article

Early mycorrhization of two tropical crops, papaya (Carica papaya L.) and pineapple [Ananas comosus (L.) Merr.], reduces the necessity of P fertilization during the nursery stage

La mycorhization précoce de deux cultures tropicales, papayer (Carica papaya L.) et ananas [Ananas comosus (L.) Merr.], diminue la fertilisation en phosphore au stade pépinière

La micorrización temprana reduce los aportes de fertilización fosforada durante la fase de vivero en dos cultivos tropicales, papaya (Carica papaya L.) y piña [Ananas comosus (L.) Merr.]

¹ Dep. Prot. Veg., Inst. Canar. Investig. Agrar., Apdo. 60, 38200 La Laguna, Tenerife, Spain
e-mail: arguezr@icia.es
² Dep. Microbiol., Estac. Exp. Zaidín, CSIC, Prof. Albareda, 1, 18080 Granada, Spain

^∗ Correspondence and reprints

Received: 25 February 2010
Accepted: 30 July 2010

Abstract

Introduction. The use of mycorrhizal fungi as biofertilizers can reduce chemical inputs during the nursery phase, allowing the production of high quality plant material with reduced fertilizer inputs. The lack of complete knowledge of each crop’s responsiveness to mycorrhizal symbiosis, however, is still a handicap to the routine application of this biotechnology for commercial purposes. In our work, the influence of early mycorrhization as an alternative to standard P fertilization programs for two tropical crops, papaya and pineapple, was assessed in a greenhouse experiment. Materials and methods. Papaya seedlings and pineapple planting material were inoculated with the arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) Glomus mosseae and cultured on substrates with increasing amounts of soluble P. Data concerning plant development and nutritional status were determined 5 months (papaya) and 7 months (pineapple) after inoculation. Results. For both crops, benefits derived from mycorrhization, expressed in terms of plant development and nutritional status, were significantly higher than those derived from P application. Overall, mycorrhizal papaya plants exhibited significantly higher biomass and macroelement contents in shoots than plants without mycorrhizas at any P level. Mycorrhizal effects on pineapple at the lowest P level were significant in terms of plant development and P shoot contents. Conclusions. Differential benefits derived from mycorrhization seem to be correlated to each crop’s internal P requirements. Our work highlights the potential benefits of integrating early mycorrhization at the nursery stage in order to reduce P fertilizer inputs in sustainable plant production systems.

Résumé

Introduction. L’utilisation de champignons mycorhiziens comme biofertilisants peut réduire les intrants chimiques en pépinière, ce qui permet de produire des plants de haute qualité avec moindre apport d’engrais. Le manque de connaissances approfondies sur la réactivité de chaque culture à la symbiose mycorhizienne est cependant encore un handicap pour l’application systématique de cette biotechnologie à des fins commerciales. Dans nos travaux, l’influence de la mycorhization précoce utilisée en remplacement de programmes usuels de fertilisation en phosphore a été évaluée pour deux cultures tropicales, le papayer et l’ananas, dans une expérimentation en serre. Matériel et méthodes. Des plants de papayers et des rejets d’ananas ont été inoculés avec le champignon mycorhizien à arbuscules (AMF) Glomus mosseae et cultivés sur substrats enrichis de quantités croissantes de P soluble. Des données sur le développement de la plante et son état nutritionnel ont été déterminées 5 mois (papayer) et 7 mois (ananas) après l’inoculation. Résultats. Pour les deux cultures étudiées, les bénéfices tirés de la mycorhization, exprimés en termes de développement de la plante et de son état nutritionnel, ont été significativement plus élevés que ceux découlant de l’application de P. Dans l’ensemble, quelle que soit la quantité de P ajoutée au substrat, les papayers mycorhizés ont présenté significativement des teneurs plus élevées en biomasse et en macroélément dans les tiges que les plantes sans mycorhizes. L’effet des mycorhizes sur l’ananas au plus bas niveau de P a été important vis-à-vis du développement de la plante et de la teneur en P de la tige. Conclusions. Les avantages différentiés provenant de la mycorhization semblent être corrélées aux exigences spécifiques en P de chaque culture. Notre travail met en évidence les avantages potentiels de la mycorhization précoce au stade de pépinière pour réduire les intrants en engrais phosphorés dans des systèmes durables de production végétale.

Resumen

Introducción. El uso de hongos formadores de micorrizas como biofertilizantes puede reducir los insumos químicos en vivero, permitiendo obtener plantas de alta calidad con un menor aporte de abonos. Sin embargo, una de las mayores dificultades para la aplicación sistemática de esta biotecnología reside en la ausencia de un conocimiento profundo de la respuesta a la simbiosis micorrícica de muchos cultivos. En nuestro trabajo, se evalúa el efecto de la micorrización temprana en papaya y piña, como alternativa a los programas rutinarios de fertilización fosforada durante la fase de vivero. Material y métodos. Las plántulas de papaya y los brotes de piña se inocularon con el aislado micorrícico Glomus mosseae y se cultivaron sobre sustratos enriquecidos con cantidades crecientes de P soluble. A los 5 y 7 meses después de la inoculación (papaya y piña, respectivamente), se registraron los valores correspondientes a desarrollo y estado nutricional. Resultados. Para ambos cultivos, los beneficios derivados de la micorrización tanto en desarrollo como en estado nutricional fueron significativamente superiores a los derivados de la aplicación de P soluble. Así, independientemente de la cantidad de P aplicado, las papayas micorrizadas presentaron valores de biomasa y de contenido foliar en macronutrientes significativamente mayores que las no micorrizadas. En el caso de la piña, el efecto observado al nivel más bajo de P, resultó ser de gran importancia en términos de desarrollo y contenido foliar de fósforo. Conclusión. La diferencia en magnitud de los beneficios observados parecen estar correlacionados con las exigencias específicas de P para cada cultivo. Nuestro trabajo pone de relieve las ventajas potenciales de la micorrización temprana durante la fase de vivero como alternativa sostenible para reducir el uso de abonos fosforados en los sistemas de producción vegetal.