Los bioestimulantes basados en la combinación de aminoácidos y rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, representan una innovación biotecnológica que optimiza los procesos fisiológicos y nutricionales de las plantas. Estos insumos biológicos fortalecen la relación suelo-planta al regular la producción endógena de fitohormonas como auxinas, giberelinas y citoquininas, además de potenciar la solubilización de fosfatos y la movilización de nutrientes.

El frijol (Phaseolus vulgaris L.) constituye un pilar fundamental en la seguridad alimentaria y la economía de los pequeños productores en Nicaragua. La producción nacional es limitada por factores abióticos como la sequía y las deficiencias nutricionales, así como por la alta dependencia de insumos sintéticos que incrementan los costos de producción y aceleran la degradación edáfica.

Los sistemas agrícolas en su mayoría se caracterizan por una alta dependencia de fertilizantes sintéticos, inadecuadas prácticas de nutrición y suelos con poblaciones microbianas nativas poco eficientes que elevan los costos y aceleran la degradación edáfica.

Los productos biológicos que incluyen el uso de Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens y Pseudomonas lindbergii, constituyen una alternativa a los productos sintéticos que contribuyen al incremento de los rendimientos; así lo afirman García‐Bernal et al. (2022); Hurtado et al. (2023) quienes explican que estas tecnologías potencian la biomasa vegetal y mejora la resiliencia del cultivo ante condiciones de estrés ambiental.

Liu et al. (2025) indican que la coinoculación y la aplicación de bioestimulantes en frijol derivan en incrementos significativos en el contenido de clorofila, la eficiencia hídrica y, finalmente, en el rendimiento del grano. Sin embargo, la adopción de estas tecnologías en Nicaragua sigue siendo limitada por la falta de validaciones locales que demuestren su compatibilidad varietal y su eficacia en esquemas de manejo integrado (Tzeuton et al., 2024).

Considerando la necesidad de transitar hacia una agricultura más resiliente y menos dependiente de insumos sintéticos, el objetivo de esta investigación es determinar el efecto de un bioestimulante a base de aminoácidos y rizobacterias sobre el crecimiento y el rendimiento del cultivo de frijol.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación y condiciones del área experimental

El estudio se estableció en la comunidad Santa Cruz en el departamento de Estelí en la finca La Bonita, propiedad del protagonista Erasmo Tenorio, ubicada aproximadamente a 140 km al Norte de Managua, capital de Nicaragua; se localiza en las coordenadas 12.9999606 de latitud Norte y 86.3036673 de longitud Oeste (grados decimales), altitud entre 800 msnm y 1 000 msnm, temperatura promedio anual de 23 °C, precipitación promedio anual de 1 200 mm y de 38 % a 73 % de humedad relativa.

Diseño experimental

Su utilizó un arreglo unifactorial en diseño de bloques completos al azar (BCA), que incluyó tres dosis (600 g, 800 g y 1 000 g) de un bioestimulante comercial (Robust 9WP^®) por cada 100 kg de semilla de la variedad INTA Rojo, además de un tratamiento testigo (sin aplicación de producto). La aplicación del bioestimulante se realizo mediante la técnica de mezclado en bolsa al momento de la siembra. Se seleccionó este insumo por su contenido de aminoácidos naturales, derivados de la extracción de proteínas vegetales y subproductos de fermentación, así como por la presencia de las rizobacterias Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis, sin modificaciones genéticas. El ensayo consistió en cuatro repeticiones, totalizando 16 unidades experimentales de 20 m² (4 m de ancho por 5 m de largo).

Manejo agronómico del experimento

En todas las unidades experimentales para el manejo fitosanitario se aplicaron productos sintéticos como Imidacloprid y Thiodicard para insectos como Bemisia tabaci y Diabrotica spp, y para el manejo de hongos como antracnosis (Colletotricum spp) y mancha angular (Phaseisariopsis griseola Sacc. y Ferraris), productos a base de Azoxystrobina + Difeconazole.

Variables evaluadas

Variables de crecimiento. El diámetro de tallo y la altura de planta se registraron a los 14, 21 y 28 días después de la siembra. En estas variables, al igual que en el resto relacionadas al crecimiento, las mediciones se realizaron en cinco plantas seleccionadas al azar dentro de la parcela útil. Los índices de esbeltez, tallo – raíz, calidad de Dickson y número de nódulos, se determinaron a los 28 días después de la siembra.

Porcentaje de germinación y sobrevivencia. La germinación se evaluó a los 14 días después de la siembra (dds) y la sobrevivencia a los 21 y 28 dds, seleccionando cinco plantas al azar en un metro lineal repetido cinco veces por unidad experimental. El porcentaje de germinación se determinó de acuerdo con la fórmula propuesta por García-López et al. (2016).

Diámetro de tallo (mm) y altura de planta (cm). El diámetro del tallo se midió en la parte media de la planta utilizando un vernier, mientras que la altura se registró desde la base del tallo (superficie del suelo) hasta la terminación del tallo (yema terminal) utilizando una regla graduada en centímetros.

Longitud de raíz (cm) y nódulos radicales. Ambas variables se midieron a los 28 días después de la siembra. La longitud de raíz, desde la base del tallo hasta el ápice de la raíz principal; en el caso de los nódulos radicales, se contabilizó el total de nódulos por planta.

Índice de esbeltez (IE). Esta variable establece la relación entre la altura y el diámetro del tallo, y se utiliza para valorar la robustez, el vigor y la resistencia de la planta al acame. Para su determinación Villalón et al. (2016) proponen la siguiente fórmula:

Índice tallo – raíz (ITR). Establece la relación entre el peso seco en gramos de la parte aérea (tallo y hojas) y el peso seco de la raíz. Para su determinación Villalón et al. (2016) proponen la siguiente fórmula:

Calidad de plantas. Se determinó a través del índice de calidad de Dickson (ICD). Fonseca et al. (2002) explican que “este índice integra la relación entre la masa seca total de la planta (g) y la suma del índice de esbeltez (IE) con la relación de la parte seca aérea / parte seca radical o índice de tallo-raíz (ITR)” (p. 12).

“Este índice (IDC) expresa el equilibrio de la distribución de la masa y la robustez, para seleccionar plantas de calidad y seleccionar plantas de menor altura, pero con mayor vigor” Villalón et al. (2016, p. 10), este mismo autor propone que la calidad de planta a través del índice de calidad de Dickson es igual a:

Para calcular el índice tallo-raíz y el índice de calidad Dickson, las cinco plantas se separaron en dos porciones, parte aérea (hojas y tallo) y raíces, secadas en un horno a 70 °C durante 72 horas, para luego determinar su peso en gramos con una balanza analítica. Los datos fueron registrados a los 28 días después de la siembra.

Rendimiento (kg ha^-1). Se registró al momento de la cosecha, seleccionando el total de plantas en la parcela útil para luego expresar ese rendimiento en kg ha^-1. Se utilizó una balanza de dos decimales (0.01 g) marca Ohaus Pro y margen de error ±0.02 a ±0.05 g. El rendimiento fue ajustado a un 14 % de humedad mediante la fórmula propuesta por Aguirre y Peske (1988) quienes plantea que:

P_I (100-H_I) = P_F (100-HF)

P_F = P_I (100-H_I) / (100-HF)

Donde:

P_I = Peso inicial del grano

H_I= Humedad inicial del grano

P_F = Peso final del grano

H_F = Humedad final al 14 %

Análisis estadístico

Se realizó un análisis de varianza luego de comprobar los supuestos del ANDEVA, y al determinar diferencias significativas, separación de medias por Tukey con 5 % de margen de error. El programa estadístico utilizado fue INFOSTAT versión profesional 2020.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Porcentaje de germinación

No se registran diferencias significativas entre las dosis del bioestimulante, pero éstas son superiores respecto al testigo (p = 0.0001), el que obtuvo 69 % de germinación; esto indica, que el bioestimulante favorece este proceso (Figura 1).

Figura 1.
Porcentaje de germinación a los 14 días y sobrevivencia a los 21 y 28 días después de la aplicación por efecto de los tratamientos.

El mayor porcentaje de germinación puede ocurrir debido a la acción de los microorganismos presentes en el bioestimulantes que inhiben la actividad fitopatógena de microorganismos del suelo. Castellanos et al. (2004) reportan que Bacillus subtilis inhibe el crecimiento de más de 20 especies de hongos pertenecientes a 17 géneros y ayuda a reducir los daños en las semillas causadas por nematodos, hongos del suelo y fitopatógenos, lo que contribuye con la obtención de un alto porcentaje de germinación en el campo; también, la colonización de la espermósfera por estos consorcios microbianos favorece una germinación acelerada al modificar el microambiente radicular, lo que permite mayor eficiencia en la absorción de nutrientes incluso bajo condiciones de fertilización reducida (Rodríguez Aristizabal y Lugo Ramírez, 2023).

Hernández et al. (2017), quienes utilizaron productos a base de Bacillus subtilis y Pseudomonas fluorescens aplicados a semillas de frijol, reportan reducción del daño por enfermedades, por lo que su uso se constituye en una tecnología para la protección de plantas y el manejo agroecológico del cultivo. Esta mejora en la viabilidad y emergencia inicial, mediada por la estimulación del crecimiento radical, evidencia la eficacia de la inoculación microbiana para optimizar el establecimiento del cultivo frente a condiciones bióticas adversas (Buchelt et al., 2019; Ramos et al., 2022).

Aguado (2012) reporta que las bacterias del género Rhizobium y Azotobacter y bioestimulantes a base de Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis tienen la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico y lo convierten en sustancias nitrogenadas como el amonio, en beneficio de las plantas a través del proceso de fijación biológica de nitrógeno; por tanto, la aplicación del bioestimulante a base de aminoácidos más rhizobacterias (ROBUST^® 9 WP) en la semilla del frijol, mejora el porcentaje de germinación y la sobrevivencia en campo.

Adicionalmente, estos consorcios bacterianos facilitan la solubilización de fosfatos y la producción de fitohormonas, mecanismos que, junto con la provisión de metabolitos esenciales, optimizan la tasa de emergencia y el vigor inicial de las plántulas frente a diversos factores ambientales estresantes (Rodríguez Aristizabal y Lugo Ramírez, 2023; Canizalez-Silva et al., 2024; Hellequin et al., 2020). Estos beneficios fisiológicos se complementan con la capacidad protectora de las rizobacterias, las cuales mejoran la arquitectura radicular y potencian la absorción de recursos necesarios para el vigor después de la germinación (Alves et al., 2021; Romagna et al., 2019).

Diámetro del tallo (mm)

No se registran diferencias entre las dosis del bioestimulante, sin embargo, todas las dosis superan al tratamiento sin aplicación (p=0.0001), en todos los momentos de muestreo (Figura 2). Este parámetro es un indicador crítico de la capacidad de sostén de la planta, necesario para soportar una mayor producción de vainas. Gothandapani et al. (2017) mencionan que las bacterias como Azotobacter, así como Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis, contribuyen con el crecimiento vegetal mediante la producción de ácido indolacético o giberelinas; Jiménez-Mariña et al. (2019) agrega que el ácido indolacético es una auxina que regula la dominancia apical, los procesos rizogénicos y el crecimiento.

Figura 2.
Diámetro del tallo a los 14, 21y 28 días después de la siembra según tratamientos

Al promover el desarrollo del sistema radicular, se incrementa el área de exploración radical, optimizando la absorción de agua y nutrientes, lo que contribuye directamente al aumento del diámetro del tallo y a una mayor robustez. Esta actividad hormonal favorece la elongación celular y la división de los tejidos meristemáticos, traduciéndose en un incremento en las dimensiones morfológicas (Ceiro-Catasú et al., 2023), en comparación con el grupo no tratado. Asimismo, el vigor obtenido tras la inoculación favorece el desarrollo de una arquitectura foliar más eficiente, lo que concuerda con las mejoras en el rendimiento reportadas en estudios sobre bioestimulantes en etapas reproductivas (Silva et al., 2020). De manera similar, se ha observado que la bioinoculación con rizobacterias y el uso de extractos promotores en frijol favorecen un mayor diámetro de tallo frente a las plantas no tratadas, validando el efecto positivo de estos insumos sobre el desarrollo vegetativo inicial (Pereyra Tamayo et al., 2024).

Altura de la planta (cm)

No se registran diferencias significativas entre las dosis del bioestimulante, sin embargo, todas las dosis del bioestimulante superan al tratamiento testigo (p=0.0001) en los tres momentos de evaluación (Figura 3).

Figura 3.
Altura de planta según momento de muestreo y tratamiento.

Este incremento en el desarrollo vegetativo es consistente con la acción de las rizobacterias presentes en el producto, como Pseudomonas spp. y Bacillus subtilis, reconocidas como promotoras del crecimiento vegetal (Rodulfo-Acuña et al., 2025). Estas bacterias favorecen la altura de la planta mediante la síntesis de fitohormonas, como auxinas y giberelinas, además de mejorar la solubilización y disponibilidad de nutrientes en la rizosfera (Gai y Wang, 2024; Rodulfo-Acuña et al., 2025); también, el aporte de aminoácidos del bioestimulante contribuye a optimizar el metabolismo vegetal, facilitando un mejor aprovechamiento de los recursos y estimulando el crecimiento bajo diversas condiciones.

Alfonso y Leyva (2006) mencionan que el efecto de las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal se produce de manera más rápida y evidente a partir de los 17 días después de la aplicación (siembra), y que la altura de planta está determinada por la elongación del tallo debido a la acumulación de nutrientes producto de la fotosíntesis y absorción de nutrientes.

Longitud de raíces (cm)

Al igual que en las variables anteriores, el testigo es superado por las dosis del bioestimulante (p=0.0001), (Figura 4).

Este efecto puede atribuirse a la acción de las rizobacterias constituyentes del producto, como Pseudomonas spp. y Bacillus subtilis, las que, mediante la síntesis de fitohormonas y la mejora en la absorción de nutrientes, optimizan la arquitectura radicular y la capacidad de exploración del suelo por parte de las plántulas, un beneficio promotor de crecimiento asociado al uso de Bacillus subtilis (De Oliveira et al., 2024).

Las raíces cumplen funciones esenciales de anclaje y absorción de agua y nutrientes, lo que influye en la tolerancia de las plantas a condiciones de sequía y estrés mecánico (Taiz et al., 2015).

Figura 4.
Longitud de raíces a los 28 dda según tratamientos.

Este bioestimulante posee moléculas antifúngicas y promotoras de crecimiento de raíces, esto crea una estimulación y capa de protección favoreciendo la colonización de raíces y tolerancia al daño (Soil technologies Corp. s.f).

De-Bashan et al. (2007) y Desai et al. (2012), indican que las bacterias promotoras de crecimiento y los bioestimulantes en plantas, pueden incrementar la productividad vegetal, siendo principalmente las especies pertenecientes a los géneros Bacillus, Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens, las que liberan compuestos al medio que permiten incrementar la disponibilidad de nutrientes para las plantas, mediante proceso de solubilización de fosfatos, producción de hormonas y fijación de nitrógeno atmosférico; además pueden actuar directamente sobre el metabolismo de la planta, mejorando la capacidad de absorción de agua y nutrientes, favoreciendo su desarrollo radicular y la actividad enzimática.

Número de nódulos

Una vez más el bioestimulante supera al tratamiento sin aplicación (p=0.0001), como se observa en la Figura 5.

Tejera-Hernández et al. (2011) mencionan que los microorganismos rizosféricos tienen efecto en una gran diversidad de organismos fitopatógenos, siendo la rizósfera la primera línea de defensa de la planta contra este tipo de organismos, reduciendo el daño en la raíz.

Figura 5.
Número de nódulos por planta según tratamientos

La inoculación bacteriana promueve el desarrollo radicular y mejora la absorción de nutrientes, lo cual incrementa el vigor temprano del cultivo bajo condiciones de campo (Hurtado et al., 2023).

El uso de este bioestimulante mejora la formación de nódulos en el frijol, apoyándose en la capacidad del género Bacillus para producir antibióticos y metabolitos antimicrobianos y antifúngicos (Granda-Mora et al., 2024). Esta capacidad metabólica de este tipo de microorganismos permite alterar favorablemente el metabolismo vegetal, optimizando la respuesta fisiológica del cultivar ante condiciones edafoclimáticas variables (Hurtado et al., 2019).

Layton et al. (2011) mencionan que, el género Bacillus y Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens poseen diferentes mecanismos como la excreción de antibióticos, sideróforos, enzimas líticas y toxinas que inducen a la resistencia sistémica de la planta y evitan el establecimiento y desarrollo de organismos fitopatógenos. Además, la acción sinérgica de estas rizobacterias estimula la arquitectura radicular, lo que facilita una mayor exploración del suelo para la captación de elementos esenciales (Granda-Mora et al., 2024).

Índice de esbeltez e índice de tallo-raíz

Ambos índices fueron superiores en las plantas sin aplicación del bioestimulante (Figura 6), lo que indica que el bioestimulante favorece el desarrollo de plantas con mejor robustez, vigor y resistencia al acame.

Figura 6.
Índice de esbeltez (IE) e índice de tallo-raíz (ITR) según tratamiento.

Villalón et al. (2016), afirman que plantas con índice de esbeltez entre 5 y 10 presentan mayor calidad y resistencia a factores climáticos, mientras que un valor igual o mayor a 10 corresponden a plantas menos robustas y con desproporción entre altura y diámetro. A partir de esto, Ramos et al. (2022) plantean que los bioestimulantes influyen en el desarrollo morfológico y optimizan el crecimiento del sistema radicular y la arquitectura de la parte aérea.

El uso de bioestimulantes microbianos modulan la producción de biomasa y el fortalecimiento de la estructura radicular, optimizando la tolerancia a factores abióticos. Díaz-Chuquizuta et al. (2025); Ledea-Rodríguez et al. (2020), afirman que el incremento en la biomasa radicular es promovido por el uso de este tipo de microorganismos que favorecen una absorción eficiente de agua.

Los aminoácidos naturales derivados de proteínas vegetales y subproductos de fermentación, junto con rizobacterias como Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis, colonizan el sistema radicular y establecen una relación simbiótica con la planta, produciendo sustancias que incrementan su vigor y compuestos que la protegen contra patógenos (Eurofertil, s.f.).

Índice de calidad de Dickson (ICD)

No se registran diferencias significativas entre las dosis del bioestimulante, pero éstas son superiores con respecto al testigo (p=0.0001), el que obtuvo un índice de 0.30 (Figura 7).

Figura 7.
Índice de calidad de Dickson según tratamientos.

El índice de calidad de Dickson expresa el equilibrio de la distribución de la masa y la robustez de la planta, un valor inferior a 0.20 se considera el mínimo permisible, indicando problemas en el establecimiento de una plantación (Bergamo Fenilli et al., 2010; Ledea-Rodríguez et al., 2020). Sáenz et al. (2010) señalan que valores menores a 0.20 son considerados de calidad baja, entre 0.20 y 0.49 de calidad media y mayores o iguales a 0.50 de calidad alta. En cambio, Villalón et al. (2016), afirman que valores inferiores a 0.15, se traduce en problemas en el establecimiento de una plantación.

La aplicación del bioestimulante permitió obtener plántulas con una calidad superior (Figura 7), estos valores, según Díaz-Chuquizuta et al. (2025) pueden interpretarse como un predictor para el éxito del establecimiento del cultivo.

Aunque el índice de calidad de Dickson es un indicador robusto, su valor puede estar influenciado por diversos factores, como la especie, el manejo en vivero y las condiciones experimentales. La superioridad de los tratamientos con bioestimulante respecto al testigo, sugiere una respuesta positiva derivada de la actividad metabólica de los microorganismos presentes en el producto (Pseudomonas linbergii, Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis). Este consorcio de microorganismos favorece la biodisponibilidad de nutrientes y estimulan el desarrollo radicular, lo que se traduce en una mayor acumulación de biomasa y un mejor equilibrio morfofisiológico.

La ausencia de diferencias significativas entre las dosis evaluadas podría indicar que, bajo las condiciones experimentales del estudio, se alcanzó un efecto de saturación en la respuesta de las plántulas; en este sentido, la dosis mínima probada resultó suficiente para potenciar el crecimiento, sin que un incremento adicional en la concentración de inóculo produjera una ventaja morfológica extra. Estos resultados refuerzan la utilidad del índice de calidad de Dickson como predictor de calidad en vivero, dado que el equilibrio en la distribución de la masa, mejorado mediante la aplicación del bioestimulante, permitiría asegurar la supervivencia después del trasplante, alineándose con las tendencias donde la optimización de biomasa seca es clave para el éxito del establecimiento del cultivo (Díaz-Chuquizuta et al., 2025). No obstante, es imperativo considerar que la interpretación de estos valores debe realizarse con cautela, reconociendo que factores extrínsecos como el manejo y la propia especie influyen significativamente en la respuesta final de la planta (Ledea-Rodríguez et al., 2020).

Rendimiento (kg ha^-1)

El mayor rendimiento se registró con la dosis más alta del bioestimulante (p=0.0001), mientras que el testigo obtuvo el valor más bajo (Figura 8), lo que respalda la eficacia de la inoculación.

Figura 8.
Rendimiento del frijol (kg ha-1)según tratamientos

El uso de bacterias como Bacillus, Pseudomonas linbergii y Pseudomonas fluorescens mejoran la disponibilidad del fósforo en el suelo, por lo que su empleo en diversos cultivos favorece el rendimiento y mejora la fertilidad del suelo (Khan et al., 2007; Zaidi et al., 2009).

Los microorganismos inoculados favorecen la solubilización del fósforo a partir de la descomposición del fitato o ácido fítico (separación de grupos fosfatos que liberan fósforo); este efecto potencia la síntesis endógena de reguladores de crecimiento por parte de las rizobacterias, facilita el desarrollo radical y la expansión de la biomasa aérea, mecanismo que incrementa el rendimiento y optimizar la productividad del cultivo (Hurtado et al., 2022).

Considerando que el frijol posee un ciclo vegetativo relativamente corto, la aplicación del bioestimulante al momento de la siembra provee una ventaja temprana, facilitando la absorción de nutrientes desde las etapas iniciales del desarrollo, lo que incrementa la producción final, esta capacidad de los consorcios microbianos para movilizar formas insolubles de fósforo, complementada por la acción de los aminoácidos, optimiza la dinámica nutricional del suelo y maximiza la eficiencia biológica del cultivo (Jiménez-Tobón et al., 2023; Corrales Ramírez et al., 2017).

Richardson (2001) plantea que, la inoculación de microorganismos bioestimulantes con función fitasa (enzima que descompone el ácido fítico) incrementan el fósforo suministrado por el fitato, haciéndolo más soluble para su absorción, mejorando la nutrición y el rendimiento de los cultivos.

CONCLUSIÓN

La dosis de 600 gramos del bioestimulante a base de aminoácidos y rizobacterias por cada 100 kg de semilla, permite obtener plantas de alta calidad con mayor capacidad de germinación y sobrevivencia, representada por mejor robustez, vigor y resistencia al acame, lo que confiere a las plantas de frijol mejor capacidad para enfrentar efectos adversos provocados por factores bióticos y abióticos; sin embargo, los mayores rendimientos se obtienen con la dosis de 1 000 gramos del bioestimulante.

Agradecimientos

Al productor Erasmo Tenorio, propietario del sistema de producción en el que desarrolló la investigación, por su contribución durante la fase de campo.

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