UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
COMISION DE ESTUDIOS DE POSTGRADO
DOCTORADO EN CIENCIAS AGRÍCOLAS
MARACAY
TESIS DOCTORAL
EVALUACIÓN DE RESPUESTAS FISIOLÓGICAS EN MAÍZ (Zea
mays L.) Y BERENJENA (Solanum melongena L.) A APLICACIONES
DE FOSFITO BAJO CONDICIONES DE DEFICIENCIA DE
FÓSFORO
José Ángel López Flores
Tutora: Dra. Jocelyne Ascencio
Maracay, Noviembre 2013.
i
Tesis Doctoral presentada como requisito final para optar al Título de Doctor en Ciencias
Agrícolas.
Comité Consejero
Dra. Jocelyne Ascencio
Tutora
Dra. Nellys Sanabria
Asesor
i
ii
iii
DEDICATORIA
A LENIS, mi gran Amor de siempre
A ANGELICA y JOSE ANGEL, mis consentidos
A mis Padres con gran afecto
A toda mi familia
A la memoria de Ángela López†, Cecilia Flores† y Manuel Sifontes†
A los que creen en un mejor porvenir
iv
AGRADECIMIENTOS
El Autor desea expresar su agradecimiento:
A Dios, el que para mí existe, los ángeles y santos de mi guarda.
A LENIS, mi fuente de amor, inspiración y fortaleza por apoyarme en mis decisiones,
incluso cuando no estabas de acuerdo con ellas. Pero sin tu compañía no lo hubiese
logrado.
A Angélica María y José Ángel por su ayuda en el trabajo previo y ser fuente de mi
alegría para este logro.
A mis padres y hermanos por confiar en mí.
A mi tutora Dra. Jocelyne Ascencio, pilar fundamental para este logro, por sus
enseñanzas, orientaciones y ser fuente de inspiración para la disciplina, rectitud, orden y
amor al trabajo; por su dedicación y esmero en la revisión del trabajo y por la enseñanza
que deja en mí. Mil Gracias por haberme dado la maravillosa oportunidad de trabajar bajo
su tutoría y por ser la mejor tutora del mundo.
Al Dr. Ganimedes Cabrera, un padre y amigo, quién me apoyó desinteresadamente en mi
estadía en esta ciudad y en muchas etapas importantes de este gran logro, y por sus
acertadas sugerencias y recomendaciones. Gracias Prof. Ganimedes.
Al Dr. José Vicente Lazo, por sus acertados y buenos consejos, enseñanzas, disciplina y
estímulo al trabajo constante y por la donación del hibrido H2020. Mil gracias Prof. Lazo.
A la Dra. Nellys Sanabria por toda su colaboración y apoyo.
A mi amiga y compañera Profesora Giovanna Santana por su afecto, ayuda y
colaboración en el Laboratorio.
A mí también amiga y compañera Profesora Dayana Pérez por todo su afecto, apoyo y
colaboración en el Laboratorio.
Al Ingº Jorge Ugarte, excelente amigo por toda su colaboración en la búsqueda de los
recipientes para ensayo en soluciones nutritivas y su apoyo en el Laboratorio.
Al Laboratorio de Metabolismo y Fisiología de Cultivos y Malezas Tropicales de la
Facultad de Agronomía, punto de apoyo en esta investigación.
A mi distinguido y excelente amigo Héctor verde por su ayuda incondicional en la
preparación del suelo, gracias VERDE ¡¡siempre estaré en deuda contigo¡¡¡¡.
v
A mi otro padre y amigo Eduardo Gómez Rivas “El Pelón” por toda su ayuda,
colaboración y amistad. Gracias Pelón¡¡¡¡
A mi otro hermano Ingº Carlos Marín, por todo su desinteresado apoyo y asesorías en la
parte estadística. Gracias Carlos¡¡¡
Al Profesor AOIUW por su ayuda en la parte estadística.
A mi pana Jesús Méndez por su ayuda incondicional en la parte estadística. Gracias mi
pana.
A todos los Profesores del Doctorado en Ciencias agrícolas de la UCV por sus
enseñanzas, estímulo y amistad.
A mi excelente amigo Félix Manrique, otro hermano por toda su ayuda, apoyo,
colaboración y solidaridad.
Al Profesor Jesús Mosqueda por todo su apoyo y colaboración.
A los Profesores Fabio Quijada y Gerardo Núñez por la colaboración en la donación de
algunos reactivos.
A la profesora Zenaida Lozano por las sugerencias en el manejo de la fertilización del
suelo.
A mi excelente amiga Idaima, secretaria del Doctorado por sus buenas orientaciones,
ayuda incondicional y bella amistad.
A mis excelentes amigas Catearis, Jackeline y Karina, del Doctorado y de Control de
Estudios del Postgrado por sus orientaciones, apoyo y amistad.
A Zuly y Adolfo del Postgrado en Agronomía por sus orientaciones, apoyo y bella
amistad.
A mi excelente amiga Yirda Cedeño por su colaboración en la paginación del trabajo.
A la Profesora Marina García por el apoyo con material bibliográfico.
Al Profesor Orlando Guenni y la Sra. Yajaira por la colaboración con el medidor de área
foliar en el Laboratorio de Ecología.
Al Profesor Luis Subero, excelente amigo y profesor por todo su apoyo.¡¡¡al menos lo
intentamos con la phytophtora¡¡¡
A los Profesores Jesús Abreu y Luis José Marcano del IUT Tucupita por su apoyo y
solidaridad.
Al Ingº Gregory Garnier por la extracción y traslado del suelo desde Tucupita hasta
Maracay
vi
A Yosmar Moreno y a los amigos choferes del IUT Tucupita por el traslado del suelo
desde Tucupita a Maracay.
A Enyervet Enrique por su ayuda.
Al Prof. José Medrano por su solidaridad.
A la Universidad Central de Venezuela (UCV) “la casa que vence las sombras” por darme
la oportunidad y el apoyo.
Al Instituto Universitario de Tecnología “Dr. Delfín Mendoza” de Tucupita por el apoyo
y oportunidad.
Fueron tantos los que me ayudaron y colaboraron en la realización de este trabajo que
pido perdón por si alguien quedo fuera de esta lista.
A TODOS MIL GRACIAS¡¡¡¡¡.
.
vii
RESUMEN
Los derivados del ácido fosforoso (fosfitos) pueden ser utilizados como fertilizantes
fosforados alternativos que complementarían su uso como fungicida; sin embargo, bajo
condiciones de deficiencia de fósforo el fosfito produce una alteración de las respuestas
fisiológicas asociadas al síndrome por deficiencia de fósforo, lo cual limitaría el uso como
fungicida a condiciones de suficiencia. En el presente trabajo se evaluó el desarrollo de
plantas de maíz (Zea mays L.) hibrido H2020 y berenjena (Solanum melongena L. var.
“Negra Larga”) en condiciones de deficiencia de fósforo en presencia de fosfatos
(KH2PO4) y fosfitos (KH2PO3), así como algunas de las respuestas a la aplicación de
fertilizantes/fungicidas (fosetyl-Al) bajo condiciones de suplencia limitada de fósforo. En
un primer experimento en soluciones nutritivas y en un segundo experimento en bolsas
con suelo se determinó la acumulación de biomasa, área foliar; clorofila foliar; eficiencia
de fósforo, y adicionalmente en el primer experimento el P inorgánico (raíces y hojas),
longitud total de raíces (LR), actividad de fosfatasa ácida (AFA) y fitasa (FI). En el
primer caso se utilizó un diseño completamente aleatorizado en arreglo factorial 2x2 con
2 tratamientos (fosfato o fosfito) y uno de recuperación con aspersiones de fosetyl-Al a
plantas en –P (KH2PO4) y fosfito. Las plantas se trasplantaron a los 12 días (maíz) y 18
días (berenjena) a recipientes de 8 litros con soluciones nutritivas. A los 24 y 54 días
(maíz y berenjena) respectivamente se hizo el muestreo y después de la recuperación otro
a los 14 y 10 días. El segundo experimento (suelo) fue bajo un diseño completamente
aleatorizado factorial mixto 2x3 con aplicaciones foliares de agua destilada, fosfato y
fosetyl-Al. El maíz fue sembrado directamente en bolsas con suelo y la berenjena se
trasplantó a los 18 días. A los 31 y 57 días (maíz y berenjena) se hizo un muestreo antes
de asperjar y otro a los 14 y 12 días respectivamente después. Los resultados indican que
tanto en maíz como en berenjena la presencia de fosfito no produjo incrementos en el
crecimiento de la planta sino que por el contrario, a pesar de no observarse síntomas
visuales de deficiencia de P, hubo una reducción en biomasa seca (42%), área foliar
(65%), clorofila foliar (44%), LR (>48%), P total (>50%) y Pi soluble foliar y radical
(>70%) y en la eficiencia de absorción de fósforo (EAP), pero aumentó la LR y la
eficiencia de uso de fósforo (EUP), características asociadas con la respuesta de la
deficiencia de P en la planta y además se produjo inducción de AFA pero no de FI. Las
aspersiones foliares con fosetyl-Al en plantas en –P fosfato y fosfito, no hizo posible la
recuperación de la deficiencia, aun cuando el contenido de P total y soluble en hojas y
raíces fue mayor. Estos resultados se reflejaron en el experimento con suelo, ya que las
aspersiones con fosetyl-Al no produjeron un aumento en el crecimiento, área foliar,
clorofila total, P total, la EUP y EAP, por lo que el fosfito y las aspersiones foliares con
fosetyl-Al tanto en soluciones nutritivas –P fosfato y fosfito como en suelo con suplencia
limitada de fósforo, no favorecieron el crecimiento de las plantas, observándose además
un retardo por la presencia de fosfito (en las soluciones nutritivas) y por aspersiones de
fosetyl-Al. En algunos casos el fosetyl-Al afectó el crecimiento y desarrollo de ambas
especies en suelo fertilizado con fosfato, por lo que no debería ser usado en estas especies
como fertilizantes fosforados alternativos cuando las plantas estén en condiciones de –P,
dado que las aspersiones con fosetyl-Al en –P acentuaron la deficiencia, sin que se
observaran síntomas visuales en las plantas y tampoco muerte de las plantas tal como ha
sido observado cuando plantas se desarrollan en soluciones nutritivas sin fósforo.
Palabras claves: Berenjena, deficiencia de fósforo fitasa, fosfatasa ácida, fosfito, fósforo,
fosfato, fosetyl-Al, maíz
viii
ABSTRACT
With the objective of searching phosphite role either as a fertilizer, growth parameters
were evaluated in maize (Zea mays L. hybrid H2020) and eggplant (Solanum melongena
L. var. Negra Larga) grown under P-deficient conditions in nutrient solutions with
KH2PO4 (phosphate) or KH2PO3 (phosphite). The rationale behind this experiment was
that under P-deficient conditions plant P metabolism is impaired and visual deficiency
symptoms masked; thus phosphite utilization might be restricted to plant under Psufficiency. However phosphite is often recommended as a fertilizer, so in order to find
out plant responses to phosphite under P-deficient conditions and the recovery of plants
by means of foliar phosphite applications as fosetyl-A, biomass accumulation, total leaf
area, leaf chlorophyll, P-efficiency (absorption and use), total root length and root
secreted acid phosphatase and phytase activities, were determined in a first experiment
for plants grown in nutrient solutions and for a second experiment in low-P soils. A
factorial 2x2 experimental design with 2 treatments (phosphate and phosphite) and
another for the recovery after plants were sprayed with fosetyl-Al was used for the first
experiment and for the second experiment, under low phosphorus soil, a random mixed
factorial 2x3 with 3 treatments: water, phosphate and fosetyl-Al (sprayed to the plants).
Maize and eggplant plants were sampled 31 and 57 days after transplanting at which date
treatments were applied and a final harvest performed at 14 and 12 days respectively.
Results showed that for maize, phosphite reduced dry biomass (42%), leaf area (65%),
leaf chlorophyll (44%), total root length (>48%), total-P (>50%), soluble Pi in roots and
leaves (>70%). However, total root length, root secreted acid phosphatase activity and Puse efficiency, were increased associated to P-deficiency responses; induction of root
secreted phytase activity was not observed in either of the two species. Plant recovery
from P-deficiency was not observed after spraying with fosetyl-Al; and growth, total leaf
area, total chlorophyll, total-P and P-efficiency were reduced. From the results of this
study it is concluded that phosphite is not an alternative to phosphate fertilization under
the conditions of these experiments for maize and eggplant, more over under P-deficiency
the application of fosetyl-Al accentuated P-deficiency while visual symptoms commonly
associated to P-deficiency were not observed, even though plant growth was not impaired
as shown in plant grown under –P nutrient solutions
Key words: acid phosphatase, eggplant, fosetyl-Al, maize, P-deficiency, phosphate,
phosphite.
ix
TABLA DE CONTENIDO
DEDICATORIA………………………………………………………………………
iv
AGRADECIMIENTO………………………………………………………………..
v
RESUMEN……………………………………………………………………………..
viii
ABSTRACT……………………………………………………………………………
ix
ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………………………..
xiii
ÍNDICE DE CUADROS………………………………………………………………
xviii
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………
1
JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………….
5
HIPÓTESIS………………………………………………………………………........
6
OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………........
6
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA………………………………………………………
7
El síndrome de estrés por deficiencia de fósforo…………………………………
7
Desarrollo de la planta bajo condiciones de deficiencia de fósforo………………
8
Acumulación de biomasa y área foliar………………………………………
9
Sistema radical: desarrollo, morfología cuantitativa y arquitectura…………
13
Relación vástago/raíz…………………………………………………............
18
Relación desarrollo vegetativo/desarrollo vegetativo………………………...
20
Fisiología y metabolismo……………………………………………………..
21
Rutas metabólicas y enzimas asociadas a la deficiencia de fósforo en la
planta……………………………………………………………………………………
24
Interacción suelo-planta en la expresión y corrección de la deficiencia de
fósforo en los cultivos…………………………………………………………………..
34
El suelo como sustrato para el suministro de fósforo a las raíces………………..
35
CAPITULO I. ENSAYOS EN SOLUCIONES NUTRITIVAS……………………
47
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………..
47
OBJETIVO GENERAL………………………………………………………………….....
49
OBJETIVOS ESPECÍFICOS…………………………………………………………………..
49
MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………………………..
50
Localización de los experimentos………………………………………………….
50
x
Material vegetal………………………………………………………………..
50
Cultivo de las plantas en soluciones nutritivas………………………………..
51
Preparación de las soluciones nutritivas……………………………………….
53
Diseño experimental…………………………………………………………...
54
Muestreo de las plantas………………………………………………………..
55
VARIABLES MEDIDAS (Primera parte: Maíz)
Biomasa total y por órganos…………………………………………………...
56
Área foliar total por planta……………………………………………………
56
Concentración de clorofila total en hojas……………………………………..
57
Longitud total de raíces……………………………………………………….
57
Determinación del contenido de fósforo total en la biomasa seca…………….
58
Determinación del fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces…………
58
Determinación de la actividad de fosfatasa ácida……………………………
59
Recolección in vivo de la secreción radical…………………………………..
59
Actividad de la fosfatasa ácida………………………………………………
60
Actividad de la enzima fitasa…………………………………………………
60
Índices de eficiencia de fósforo……………………………………………….
63
ANÁLISIS ESTADISTICOS DE LOS RESULTADOS……………………………………………
64
VARIABLES MEDIDAS (Segunda parte: Berenjena)
Biomasa seca por órganos y total……………………………………………..
56
Área foliar total por planta…………………………………………………….
56
Concentración de clorofila total en hojas……………………………………..
57
Longitud total de raíces………………………………………………………..
57
Determinación del contenido de fósforo total en la biomasa seca…………….
58
Determinación del fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces…………
58
Determinación de la actividad de fosfatasa ácida……………………………
59
Recolección in vivo de la secreción radical…………………………………..
59
Actividad de la fosfatasa ácida………………………………………………
60
Actividad de la enzima fitasa…………………………………………………
60
Índices de eficiencia de fósforo……………………………………………….
63
ANÁLISIS ESTADISTICOS DE LOS RESULTADOS.........................................................
64
RESULTADOS……………………………………………………………………………
66
xi
Ensayo preliminar………………………………………………………………
66
Primer parte: CRECIMIENTO DE MAÍZ (Zea mays L.) Y ACTIVIDAD DE FOSFATASA
ÁCIDA Y FITASA, EN SOLUCIONES NUTRITIVAS CON FOSFATOS Y FOSFITOS ANTES Y
DESPUÉS DE UN PERÍODO DE RECUPERACIÓN………………………………………………….
73
Segunda parte: CRECIMIENTO DE BERENJENA (Solanum melongena L.) Y ACTIVIDAD DE
FOSFATASA ÁCIDA Y FITASA, EN SOLUCIONES NUTRITIVAS CON FOSFATOS Y
FOSFITOS
ANTES
Y
DESPUÉS
DE
UN
PERÍODO
DE
RECUPERACIÓN………………………………………………………………………………………..
101
129
DISCUSIÓN…………………………………………………………………………….
CAPÍTULO II. ENSAYOS EN SUELOS.....................................................................
150
INTRDUCCION…………………………………………………………………..……
150
OBJETIVO GENERAL...……………………………………………………………
154
OBJETIVOS ESPECIFÍCOS………………………………………………………...
154
MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………………..
155
Manejo del suelo y fertilización…………………………………………………..
155
Diseño experimental…………………………………………………………........
156
Manejo de las plantas……………………………………………………………...
157
Muestreo de las plantas……………………………………………………………
159
VARIABLES MEDIDAS…………………………………………………………………...
159
Biomasa seca total y por órganos…………………………...(Ver Cap. I. Pág.56)
Área foliar total por planta…………………………………(Ver Cap. I. Pág. 56)
Concentración de clorofila total en hojas……………………(Ver Cap. I. Pág. 57)
Contenido de fósforo total en la biomasa seca total y por órganos (Cap. I Pág. 58)
Índices de eficiencia de fósforo……………………………...(Ver Cap. I. Pág. 63)
ANÁLISIS ESTADISTICOS DE LOS RESULTADOS……………………………………………….
160
RESULTADOS …………………………………………………………………………………………..
162
Primera parte: Maíz…………………………………………………………………..
162
Segunda parte: Berenjena…………………………………………………………….
175
DISCUSIÓN…………………………………………………………………………….
188
DISCUSION INTEGRAL DE LA INVESTIGACION……………………………..
200
CONCLUSIONES………………………………………………………………………
210
BIBLIOGRAFÍA. ………………………………………………………………………
214
ANEXOS………………………………………………………………………………… 233
xii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura
Pág.
1
Adquisición del P del suelo por la planta……………………………….
2
Establecimiento de las clases de disponibilidad de fósforo con relación
37
al rendimiento relativo de los cultivos y dosis a ser aplicadas para
maximizar la producción………………………………………………..
3
Plantas
de
maíz
(Zea
mays
L)
cultivadas
en
soluciones
nutritivas…………………………………………………………..……
4
52
Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) cultivadas en soluciones
nutritivas.…………………………………………………...………..…
5
41
52
Aspecto general de plantas de maíz (Zea mays L) y berenjena
(Solanum melongena L.) creciendo en soluciones nutritivas con +P y –
P fosfato y fosfito; en ambiente de laboratorio para la recolección de
fosfatasa ácida y fitasa …………………………………………………
6
62
Aspecto general de plantas de maíz y berenjena de 15 y 20 días
después de la siembra (dds), en soluciones nutritivas, arena regada con
soluciones nutritivas +P y –P y en macetas con suelo, en condiciones
de cobertizo y en cantero con suelo……………………………………
7
67
Radiación fotosintéticamente activa (RFA) en µmol. m-2 s-1 promedio
diario de maíz (Zea mays L.), en soluciones nutritivas, durante el
desarrollo vegetativo……………………………………………………
8
73
Variación del potencial osmótico de las soluciones nutritivas de maíz
(Zea mays L.), en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo y después del período de recuperación a la deficiencia de
fósforo……………………………………………………………….…
9
74
Fluctuaciones diarias de temperatura en las soluciones nutritivas en
xiii
contacto con las raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) antes del
75
período de recuperación………………………………………….……
10
Fluctuaciones diarias promedio de temperatura en las soluciones
nutritivas en contacto con las raíces de plantas de maíz (Zea mays L.)
durante el período de recuperación……………………………………..
11
76
Variación del pH (promedio cada 3 días) en la solución nutritiva en los
cuatro tratamientos, en el experimento de maíz (Zea mays L.) en
condiciones de cobertizo………………………………………………
12
78
Variación del pH (promedio cada 2 días) de la solución nutritiva
durante el experimento de plantas de maíz (Zea mays L.) en
recuperación en condiciones de cobertizo…………………………..…
13
78
Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, cultivadas en soluciones
nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo (fosfato y
fosfito), durante el desarrollo vegetativo………………………………
14
82
Plantas de maíz durante el desarrollo vegetativo, bajo condiciones de
deficiencia (–P) de fósforo (fosfato y fosfito) (T3 y T4) y después de la
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días, mediante
aspersiones con fosetyl-Al (T3R y T4R)……………………………….
15
82
Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo, durante el desarrollo
vegetativo…………………………………………………………….…
16
86
Hojas de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) de fósforo con fosfato y fosfito (a) y en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (b),
durante el desarrollo vegetativo…………………………………………
17
88
Raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo (fosfato y fosfito), durante
xiv
el desarrollo vegetativo.………………………………………………...
18
90
Raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 38 días, en condiciones de
deficiencia (T3) de fósforo con fosfato y recuperación de la deficiencia
de fósforo por aspersiones con fosetyl-Al (T3R) a los 14 días, durante el
desarrollo vegetativo………………………………………………….…
19
90
Raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 38 días, en condiciones de
deficiencia (T4) de fósforo con fosfito y recuperación de la deficiencia
de fósforo por aspersiones de fosetyl-Al (T4R) a los 14 días, durante el
desarrollo vegetativo…………………………………………………….
20
90
Radiación fotosintéticamente activa (RFA) (µmol.m-2s-1) promedio
diaria de berenjena (Solanum melongena L.), en soluciones nutritivas,
durante el desarrollo vegetativo…………………………………………
21
100
Variación del potencial osmótico (miliOsmoles) de las soluciones
nutritivas durante el desarrollo vegetativo de berenjena (Solanum
melongena L.), en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo y después del período de recuperación a la deficiencia de
fósforo…………………………………………………………………...
22
101
Fluctuaciones diarias de temperatura en las soluciones nutritivas en
contacto con las raíces de plantas de berenjena en condiciones de
suficiencia y deficiencia de fósforo durante el primer muestreo, antes del
período de recuperación…………………………………………………
23
102
Fluctuaciones diarias de temperatura en las soluciones nutritivas en
contacto con las raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.),
en condiciones de deficiencia de fósforo durante el período de
recuperación…………………………………………………………..…
24
103
Variación del pH de la solución nutritiva con berenjena (Solanum
melongena L.), en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito, después del trasplante y hasta el primer
xv
muestreo a los 54 días de edad………………………………….……..…
25
104
Variación del pH de la solución nutritiva con berenjena (Solanum
melongena L.), en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con fosfato
y fosfito, a los 10 días de la recuperación a la deficiencia de P mediante
aspersiones con fosetyl-Al, durante el desarrollo vegetativo. ……...……
26
105
Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, cultivadas
en soluciones nutritivas con +P fosfato y fosfito (A) y –P fosfato y
fosfito (B), durante el desarrollo vegetativo………………………….…
27
108
Desarrollo de raíces de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días,
en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo
(fosfato), durante el desarrollo vegetativo……………………..…………
28
111
Desarrollo de raíces de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días
de edad, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo
(fosfito)………………………………………….…………………….…
29
111
Desarrollo de las hojas de plantas de berenjena (Solanum melongena L.)
a los 54 días de edad, en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo con
fosfato y fosfito…………………………………………………………
30
114
Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
soluciones nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo con
fosfato y fosfito, durante el desarrollo vegetativo………………………
31
117
Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
soluciones nutritivas, en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con
fosfato y fosfito, durante el desarrollo vegetativo………………………
32
117
Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 64 dds, en
soluciones nutritivas, en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con
fosfato y fosfito sin aspersiones con fosetyl-Al (T3 y T4)…………….....
117
xvi
33
Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 64 dds, en
soluciones nutritivas, en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo
después del período de recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10
días mediante aspersiones con fosetyl-Al. T3R (–P fosfato asperjadas
con fosetyl-Al); T4R (–P fosfito asperjadas con fosetyl-Al)…………….
34
Plantas de maíz (Zea mays L.) en bolsas con suelo fertilizado y sin
fertilizar, en condiciones de cobertizo……………………………..…….
35
157
Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) en bolsas con suelo
fertilizado y sin fertilizar, en condiciones de cobertizo…………………..
36
118
157
Radiación fotosintéticamente activa (RFA) (µmol. m-2. s-1) promedio
diaria de maíz y berenjena, cultivadas en bolsas con suelo fertilizado y
sin fertilizar y con aspersiones foliares de agua, fosfato y fosetyl,
durante
el
desarrollo
vegetativo,
en
condiciones
de
invernadero……………………...............................................................
37
Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días, creciendo en bolsas con
suelo
fertilizado
y
sin
fertilizar,
durante
el
desarrollo
vegetativo…………………………………………………………..……
38
161
164
Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 45 días, creciendo en bolsas con
suelo fertilizado (a) y sin fertilizar (b), asperjadas con agua, fosfato y
fosetyl-Al, durante el desarrollo vegetativo………………………………
39
164
Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 57 días, creciendo en
bolsas con suelo fertilizado y sin fertilizar, durante el desarrollo
vegetativo…………………………………………………………………
40
176
Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 69 días, creciendo en
bolsas con suelo fertilizado (SF) y suelo sin fertilizar (SSF), después de
las aspersiones foliares con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3)…...
176
xvii
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro
Pág.
1
Composición química de la solución nutritiva (Hoagland I)…………...
53
2
Soluciones madres para la preparación de la solución nutritiva………...
54
3
Desarrollo de plantas de maíz (Zea mays L.) y berenjena (Solanum
melongena L.) en distintos medios de crecimiento……………………
4
70
Longitud radical total (m) de plantas de maíz y berenjena de 32 y 39
días después de la siembra con –P y +P en dos medios de
crecimiento……………………………………………………………...
5
72
Biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total de plantas de maíz (Zea mays
L.) a los 24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 14 días por aplicaciones foliares de fosetyl-Al……………
6
Relaciones
sistema
radical/sistema
aéreo
(SR/SA)
y
81
sistema
radical/peso seco total (SR/ST) de plantas de maíz (Zea mays L.) a los
24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 14 días por aplicaciones foliares de fosetyl-Al……………
7
84
Área foliar total de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de
la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días con
aplicaciones foliares de fosetyl-Al……………………………………...
8
85
Concentración de clorofila en hojas, clorofila total/cm2 de área foliar y
unidades Spad de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 dds, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con
fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14
días por aplicaciones foliares de fosetyl-Al…………………………….
87
xviii
9
Longitud radical total de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días,
en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con
fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14
días por aplicaciones foliares de fosetyl-Al (38 dds)……………………
10
89
Contenido de fósforo total (mg.g-1) en raíz, tallo, hoja y planta entera
de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en soluciones nutritivas en
condiciones de +P y –P (fosfato y fosfito) y después de la recuperación
92
a la deficiencia de fósforo a los 14 días (38 dds)…………………..….
11
Fósforo soluble inorgánico en hojas y raíces de plantas de maíz (Zea
mays L.) a los 24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia
(–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la
deficiencia de fósforo a los 14 días por aplicaciones foliares de fosetyl94
Al (38 dds)…………………………………………………………..
12
Actividad de la fosfatasa ácida en la secreción de raíces de plantas de
maíz (Zea mays L.) de 14 días de edad, en condiciones de suficiencia
(+P)
y
deficiencia
(–P)
de
fósforo
con
fosfato
y
fosfito……………………………………………………………......
13
95
Actividad de la enzima fitasa en la secreción de raíces de plantas de
maíz (Zea mays L.) de 14 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito……………………..
14
96
Índices de eficiencia de fósforo de plantas de maíz (Zea mays L.) a los
24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 14 días por aplicaciones foliares de fosetyl-Al (38 dds)…
15
99
Biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total (planta entera) de berenjena
(Solanum melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia
(+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante
xix
aplicaciones foliares de fosetyl-Al (64 dds)…………………………...
16
Relaciones
sistema
radical/sistema
aéreo
(SR/SA)
y
107
sistema
radical/peso seco total (SR/ST) de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a
la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante aplicaciones foliares de
fosetyl-Al (64 dds)…………………………………………………….
17
110
Área foliar total de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los
54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 10 días mediante aplicaciones foliares de fosetyl-Al (64
dds)……………………………………………………………………..
18
113
Concentración de clorofila en hojas de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a
la deficiencia de fósforo a los 10 días por aplicaciones foliares de
fosetyl-Al (64 dds)…………………………………………………….
19
115
Longitud radical total de plantas de berenjena (Solanum melongena L.)
a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 10 días por aplicaciones foliares con fosetylAl………………………………………………………………………
20
116
Contenido de fósforo total (mg.g-1) en raíz, tallo, hoja y planta entera
(total) de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días,
en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con
fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10
días por aplicaciones foliares de fosetyl-Al (64 dds)…………………
21
120
Contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi), en hojas y raíces de
xx
plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con
fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10
días, mediante aplicaciones foliares de fosetyl-Al (64 dds)…………….
22
122
Actividad de la fosfatasa ácida de la secreción de raíces de plantas de
berenjena (Solanum melongena L.) a los 25 días y 9 días después del
trasplante a las soluciones nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito.…………………….
23
123
Actividad de la enzima fitasa en la secreción de raíces de plantas de
berenjena (Solanum melongena L.) a los 25 días y 9 días después del
trasplante a las soluciones nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito………....................
24
124
Índices de eficiencia de fósforo de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a
la deficiencia de fósforo a los 10 días por aplicaciones foliares con
fosetyl-Al (64 dds)…………………………………………………….
127
25
Análisis del suelo……………………………………………………….
154
26
Biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total de plantas de maíz (Zea mays
L.) a los 31 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar y después de 14
días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días
después de la siembra)………………………………………………….
27
163
Relaciones del crecimiento sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y
sistema radical/peso seco total (SR/ST) de plantas de maíz (Zea mays
L.) a los 31 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 14
días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días
después de la siembra)…………………………………………………..
165
xxi
28
Área foliar total de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días, en
suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 14 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la
siembra)…………...................................................................................
29
167
Concentración de clorofila en hojas de maíz (Zea mays L.) a los 31
días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 14 días de las
aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días después de
la siembra)………………………………………………………………
30
169
Contenido de fósforo total en mg.g-1 de biomasa de plantas de maíz
(Zea mays L.) a los 31 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y
después de 14 días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y
fosetyl-Al (45 días después de la siembra)……………………………...
31
171
Eficiencia de uso de fósforo (EUP), Índice de acumulación de fósforo
(IAP) en raíz, tallo y hoja y eficiencia de absorción de fósforo (EAP) de
plantas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días, en suelo fertilizado y sin
fertilizar, y después de 14 días de las aspersiones foliares con agua,
fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la siembra)…………………..
32
173
Biomasa seca total y por órgano de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 57 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y
después de 12 días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y
fosetyl-Al (69 días después de la siembra)…………………………….
33
175
Relaciones del crecimiento, sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y
sistema radical/peso seco total (SR/ST) de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 57 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y
después de 12 días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y
fosetyl-Al (69 días después de la siembra)…………………………….
178
xxii
34
Área foliar total de berenjena (Solanum melongena L.) a los 57 días, en
suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 12 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la
siembra)………………………………………………………………….
35
180
Concentración de clorofila en hojas de berenjena (Solanum melongena
L.) a los 57 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después 12 días
de las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días
después de la siembra)…………………………………………………
36
182
Contenido de fósforo total en raíces, tallos, hojas y planta entera (total)
de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en suelo fertilizado
y sin fertilizar, y después de 12 días de las aspersiones foliares con
agua,
fosfato
y
fosetyl-Al
(69
días
después
de
la
siembra)………………………………………………………………..
37
184
Eficiencia de uso de fósforo (EUP), Índice de acumulación de fósforo
(IAP) en raíces, tallos y hojas y eficiencia de absorción de fósforo
(EAP) de berenjena (Solanum melongena L.) a los 57 días, en suelo
fertilizado y sin fertilizar, y después de 12 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la
siembra)………………………………………………………………….
186
xxiii
INTRODUCCIÓN
El fósforo (P) un elemento esencial para la nutrición de las plantas, ya que
desempeña un papel central en la conservación y transferencia de energía en el
metabolismo celular; sin embargo, la disponibilidad de fósforo probablemente es la más
limitante entre los minerales en los ecosistemas naturales. La agricultura a gran escala ha
devenido en un deterioro creciente de los suelos, tanto en las propiedades físicas
(compactación) como químicas (nutrientes en la solución del suelo), lo cual ha
incrementado aún más la limitación y disponibilidad natural de nutrimentos para los
cultivos.
La disponibilidad de P en el suelo para las plantas, comparada a los otros
nutrimentos, es relativamente complicada, ya que es poco móvil en este medio, por lo
que algunos tipos de suelo requieren concentraciones más altas de P en la solución del
suelo para producir altos rendimientos, dado que otros minerales presentes en la fracción
inorgánica del suelo como el calcio, magnesio y hierro retienen fuertemente el P de la
solución del suelo, haciéndolo no disponibles para las plantas.
Para solventar estas limitaciones de P en el suelo, la alternativa de manejo más
inmediata que se ha utilizado es el uso de fertilizantes fosforados, pero esta práctica ha
significado un costo de producción elevado que ha generado además un alto grado de
contaminación, por procesos de escorrentía (Casanova, 2005). En tal sentido, Bates y
Lynch (2000) indicaron que para incrementar la disponibilidad de fosfato inorgánico (Pi)
se recomienda el uso de fertilizantes fosforados; sin embargo, además de su alto costo, la
eficiencia de su uso es afectada por la facilidad con que el ion fosfato se transforma en
complejos no aprovechables, tales como fosfatos de calcio en suelos alcalinos y fosfatos
de hierro y aluminio en suelos ácidos.
Todo lo anterior lleva a plantear la necesidad que existe de entender la
adaptación de especies vegetales a la limitada suplencia de P, lo cual implicaría un uso
extensivo de estas especies y una menor aplicación de fertilizantes, en el entendido de
disminuir los costos de producción y el daño al ambiente, minimizando los riesgos de
contaminación. Sin embargo, es importante considerar que no todas las especies de
plantas responden de la misma manera ante factores estresantes del medio; existen por
1
consiguiente diferencias genéticas propias de cada especie a la tolerancia a condiciones
de baja fertilidad de los suelos y en su capacidad para producir óptimos rendimientos
bajo estas condiciones.
Se ha podido demostrar que los diferentes cultivos, y aún genotipos de una
misma especie, responden de manera diferencial ante la deficiencia de fósforo, Parra et
al. (2004) con el fin de analizar algunas respuestas a la deficiencia de fósforo estudiaron
en invernadero dos genotipos de frijol (Phaseolus vulgaris Var. MAR1 y Canario 60)
contrastantes en su capacidad de tolerar la deficiencia de fósforo. Los resultados
indicaron que en Canario 60 no se modificó la estructura de la raíz, no se incrementó la
actividad de enzimas fosfatasas ácidas que se secretan al medio extracelular y la
absorción de fósforo tuvo un limitado aumento. En contraste, en MAR1 todas estas
respuestas, aumentaron considerablemente, lo cual sugiere una menor capacidad de
respuesta a la deficiencia de fósforo en C60 en comparación con MAR1.
El maíz (Zea mays L.) aunque puede desarrollarse en una variedad de suelos,
para lograr altos rendimientos requiere de suelos de buen drenaje, sueltos, profundos y
de elevada fertilidad (Guzmán, 1991). Sin embargo, existe abundante evidencia de que
algunos genotipos de maíz exhiben un crecimiento diferencial del sistema radical como
uno de los mecanismos de respuesta ante la deficiencia de fósforo (Carvalho et al.
2002). Esto fue corroborado por Zoysa et al. (1997) y Hanafi y Leslee (1996) quiénes
indicaron que existen evidencias de que algunos cultivares de maíz, pueden ser más
eficientes en la absorción y utilización de fósforo. En algunos casos, esta mayor
eficiencia se debe a cambios en la rizósfera en condiciones de bajo contenido de fósforo
en el suelo.
Ascencio (2000) indicó que, dada la importancia indiscutible del cultivo de maíz,
éste ha sido objeto de múltiples estudios que incluyen mejoramiento a través de
selecciones rigurosas; sin embargo, el progreso en la selección de caracteres fisiológicos
y bioquímicos directamente asociados con la maquinaria bioproductiva de la planta y el
rendimiento del cultivo, no ha sido tan exitoso.
Por su parte, la Berenjena (Solanum melongena L.) es una solanácea
ampliamente cultivada en Venezuela, siendo el P es uno de los elementos que con mayor
frecuencia aumenta la producción del cultivo. Aunque este elemento es de mucha
2
importancia en el desarrollo de cultivos de solanáceas, lo requieren en cantidades
menores en comparación con otros cultivos, y su efecto permite un crecimiento rápido,
tanto de la parte aérea como de las raíces, por lo que se requiere desde el establecimiento
del cultivo (Fusagri, 1983).
Recientemente ha habido especial interés en estudiar el uso de compuestos
fertilizantes derivados del ácido fosforoso (H3PO3) en la forma de fosfitos que son sales
inorgánicas alcalinas del ácido fosforoso (como por ejemplo el fosfito de potasio) y se
utilizan como fungicidas para controlar algunas enfermedades producidas por hongos,
particularmente aquellas causadas por Phytophthora spp. (Fenn y Coffey, 1984),
Phitium y los causantes de mildiú (Schilder, 2005).
Entre otras denominaciones comerciales del fosfito, el fosetyl-Al (Etil fosfito de
Aluminio) es el ingrediente activo del Aliette® y Rabión®, y es un ejemplo de este tipo
de fungicidas, registrados en muchas partes del mundo para el control de Phytophthora
spp. en diversos cultivos, ya que fue uno de los primeros fungicidas derivados del ácido
fosforoso y que además puede moverse dentro de la planta tanto por el xilema como por
el floema. Una vez dentro de la planta es transformado rápidamente en ácido fosforoso
(HPO3-2), el cual es estable, soluble en agua y tóxico para muchas especies de
Phytophthora. Este tipo de fungicida actúa en dos vías: (1) directamente sobre el hongo
invasor para detener su crecimiento y esporulación y (2) indirectamente estimulando a la
planta para activar su propio sistema de defensa (Guest y Bompeix, 1984).
En cuanto al efecto como fertilizante, el fosfito podría ser usado por la planta
como fuente de fósforo ya que existe la posibilidad de que al ser aplicado al sistema
radical o en el suelo, los microorganismos pudieran convertirlo a fosfato, el cual es
fácilmente aprovechado por las plantas. Sin embargo, este es un proceso muy lento y la
cantidad de fosfato producido podría ser insuficiente, en el corto plazo, para satisfacer
los requerimientos de fósforo de las plantas. Lo que resulta más interesante es que existe
evidencia de que los fosfitos podrían actuar enmascarando los síntomas de la deficiencia
de fósforo, alterando los sensores de las células para indicar que la concentración interna
de fósforo en la planta es suficiente, cuando en realidad el contenido de fósforo celular
es extremadamente bajo. Por lo tanto, las respuestas de las plantas a la aplicación de
H3PO3 o fosfitos son muy diferentes si el cultivo está bajo condiciones de deficiencia o
3
suficiencia de P, y se recomienda verificar que la planta no esté deficiente en fósforo
antes de usar un fungicida derivado del ácido fosforoso como el Fosetyl-Al (Celetti,
2006).
Por lo anteriormente expuesto, es importante conocer la fisiología de las plantas
en condiciones de suficiencia y deficiencia de fósforo en presencia de distintas fuentes
de fósforo, asociadas a la formulación de fertilizantes/fungicidas derivados fosfonato de
hidrogeno (fosfito) bajo condiciones de suplencia limitada de fósforo y producir
información acerca de la conveniencia de utilizar el ácido fosforoso (H3PO3) y sus sales
(fosfito) como fuente de fósforo en el crecimiento de las plantas.
4
JUSTIFICACIÓN
En el presente trabajo, se realizaron ensayos con soluciones nutritivas y ensayos
con suelo con suplencia limitada de fósforo.
El crecimiento de plantas en soluciones nutritivas es importante dado que pueden
considerarse como sistemas cerrados (recipientes con soluciones nutritivas estáticas) o
abiertos (recirculante) para tener un medio controlado y evitar enfermedades en las
raíces de plantas por hongos comunes en el suelo e interacciones con factores propios
de la complejidad del suelo (Stanghellini y Rasmussen, 1994). A este respecto, Forde et
al. (2004) indicaron que muchas prácticas de manejo de la nutrición de las plantas en el
campo se derivan de resultados previos obtenidos con soluciones nutritivas.
El cultivo de plantas en soluciones nutritivas permite estudiar con mayor
rigurosidad algunos procesos fisiológicos, especialmente aquellos asociados con el
desarrollo de las raíces, como en el presente donde el establecimiento de la
concentración de nutrimentos debe ser conocida para explicar el efecto del fosfito como
fuente alterna de fósforo a la fertilización ya que con fosfato se puede determinar con
mayor precisión el efecto directo del nutrimento sobre el sistema raíz-vástago, actividad
de enzimas, producción de exudados radicales, etc.
En todo caso, estos estudios con fines agronómicos es necesario contrastarlos
con ensayos en el campo, dado que esta información podría explicar e interpretar las
razones fisiológicas del comportamiento del cultivo.
En el caso de investigaciones de las respuestas del fósforo como la que se
propone en esta investigación proveen a las raíces de las plantas en soluciones nutritivas
con características definidas en los objetivos del ensayo; además, las soluciones
nutritivas tienen
poblaciones menos diversas
y probablemente
menores
de
microorganismos en comparación con el sistema suelo (Stanghellini y Rasmussen,
1994). Esto puede reducir la potencial oxidación microbiana de compuestos del ácido
fosforoso a ácido fosfórico.
5
HIPÓTESIS
Los derivados del ácido fosforoso (fosfitos) pueden ser utilizados como
fertilizantes fosforados alternativos que complementarían su uso como fungicida; pero,
bajo condiciones de deficiencia de fósforo el fosfito produce una alteración de las
respuestas fisiológicas asociadas al síndrome por deficiencia de fósforo, lo cual limitaría
el uso del fungicida a condiciones de suficiencia.
OBJETIVO GENERAL
El presente trabajo tiene por objeto el desarrollo de plantas de maíz y berenjena
en condiciones de suficiencia y deficiencia de fósforo en presencia de fosfatos (KH2PO4)
y fosfitos (KH2PO3), así como evaluar algunas de las respuestas a la aplicación de
fertilizantes/fungicidas (fosetyl-Al) bajo condiciones de suplencia limitada de fósforo y
producir información acerca de la conveniencia de utilizar las sales de ácido fosforoso
como fuente de fósforo en las especies antes mencionadas, y su posible efecto
estimulante sobre el crecimiento.
6
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
El síndrome de estrés por deficiencia de fósforo
En virtud de los beneficios de un cultivo, el fin principal es lograr los mayores
rendimientos, lo cual depende del desarrollo normal de las plantas; sin embargo, y para
lograrlo, es necesario conocer los factores que afectan el crecimiento de éstas.
Dentro de los factores ambientales que afectan el desarrollo de las plantas se
encuentra la disponibilidad de nutrimentos en el suelo. En este sentido, Ascencio (1996)
indicó que la tasa de movilización de nutrimentos desde el suelo hasta la superficie de la
raíz, por flujo masal o por difusión, depende del grado de movilización o de fijación del
elemento en el suelo, factor que controla en primer lugar la capacidad potencial de
absorción de nutrimentos por las raíces. El efecto de un nutrimento sobre el desarrollo se
manifiesta una vez que este entra a la planta por lo que la tasa de absorción por las raíces
dependerá tanto del suministro por parte del suelo como de las características
morfológicas y fisiológicas de las raíces. El desarrollo produce a su vez modificaciones
en el patrón de demanda de nutrimentos, ya que el metabolismo ejerce control sobre los
procesos de desarrollo de la raíz y de la parte aérea.
A causa de que muchas funciones vitales de las plantas son influenciadas por el
fósforo, una baja suplencia de este puede resultar en problemas relacionados al
desarrollo de la planta o de otras funciones. Esta ocurrencia puede resultar en la
aparición de síntomas de deficiencia, los cuales pueden ser visibles (Dullam, 2005).
En el caso del P, su limitación ejerce un efecto especial sobre las plantas que
dependen de la fijación simbiótica del nitrógeno para su crecimiento, debido a que
cuando se nutren de nitrógeno por esta vía requieren más altas dosis de fertilizantes
fosfóricos que cuando reciben nitrógeno en forma mineral (Israel, 1987).
Cuando las plantas sufren deficiencia de elementos nutritivos, manifiestan un
desarrollo anormal que permite apreciar ciertos signos característicos de la falta de un
nutrimento en particular. Actualmente se conocen los síntomas de deficiencia en una
gran variedad de cultivos, lo cual lleva a los agricultores a inferir acerca de la
7
sintomatología visual asociada a las necesidades nutricionales de las plantas, para
corregir cualquier deficiencia ante una inminente disminución del rendimiento.
En el caso del fósforo, el primer síntoma visible en plantas sometidas a déficit de
P es una reducción del crecimiento, siendo común la aparición de un color verde oscuro
o coloración púrpura en las hojas (Marschner, 1995), retardo en el crecimiento (Fredeen
et al. 1989; Celetti, 2006) y poca expansión foliar (Fredeen et al., 1989), retraso en la
maduración y pobre desarrollo de frutos y semillas (Dullam, 2005). La deficiencia de P
se ha señalado como la posible causa de reducción del área foliar, debido a una
disminución en la expansión de las células epidérmicas foliares (Fredeen et al. 1989).
Así mismo, la disminución del crecimiento foliar debido a las deficiencias de fósforo en
especies de monocotiledóneas, tales como Zea mays y Lolium perenne fue señalada por
Assuero et al. (2004) y Kavanová et al. (2006), quiénes argumentaron que tales
disminuciones son el resultado de una alteración de la división y elongación celular. Por
su parte, Bernal et al. (2007) reportaron que la reducción del crecimiento de la parte
aérea de plantas de caraota variedad C60 se debió parcialmente a la disminución del
contenido de P soluble disponible para los procesos celulares. En tal sentido Marschner,
(1995) aseguró que el P afecta el crecimiento porque está involucrado en una gran
cantidad de procesos metabólicos y es un componente integral de intermediarios de la
respiración y la fotosíntesis; y además, tiene un papel regulatorio en la formación y
transporte de azúcares y almidón en las plantas.
Desarrollo de la planta.
Muchas especies de plantas tales como frijol, tomate, pimentón, maíz, girasol,
trigo, entre otras, han sido utilizadas para estudiar los efectos de la carencia de fósforo
sobre su crecimiento y desarrollo (Freeden et al., 1989; Celetti, 2006; Marschner, 1995;
Ascencio, 1996; Ascencio y Lazo, 1997; Kavanová et al., 2006; Assuero et al., 2004;
Bernal et al., 2007; entre otros), algunas exhiben respuestas rápidas, (Arnuade, 1994) lo
que ha permitido caracterizarlas.
8
Acumulación de Biomasa y Área Foliar
La supervivencia y crecimiento de las plantas está ampliamente relacionada con
su capacidad de absorber nutrimentos del ambiente donde se desarrollan (Aerts, 1990).
La optimización de este proceso está relacionada también con los patrones de
distribución de la biomasa y el uso de nutrimentos, lo que entraña diferencias entre
especies (Abrahamson y Carswell, 1982). En este sentido, Narang et al. (2000) indicaron
que una fuente adecuada de fosfato inorgánico aumenta perceptiblemente la formación
de la materia seca del tallo de las plantas. Por su parte, Belami (2009) encontró que la
baja suplencia de P redujo la biomasa seca de tallos, la tasa de crecimiento relativo, el
número de hojas, el área foliar total por planta y la altura de la planta en genotipos de
papa (Solanum tuberosum L.) ineficientes bajo condiciones de deficiencia de P, más que
en aquellos eficientes. De igual forma, Shahbaz et al. (2006) encontraron que la
deficiencia de fósforo redujo marcadamente la biomasa seca de tallo, así como la
biomasa seca de raíces de diez cultivares de Brassica estudiados.
Por su lado, Santana (2010) encontró importantes reducciones en el vástago de
Crotalaria juncea a distintas edades, creciendo hidropónicamente en condiciones de
deficiencia de fósforo.
Pérez-Corona y Verhoeven (1999) estudiaron la distribución de la biomasa de
tres especies del género Carex (Cyperaceae) cultivadas en suelo con diferentes
contenido de fósforo y encontraron interacciones significativas entre la distribución de la
biomasa y el contenido de fósforo en la planta en relación con el estatus de fósforo en el
suelo.
Chaudhary y Fujita (1988) observaron una reducción severa del área foliar en
tres especies de leguminosas sometidas a la deficiencia de fósforo. Resultados similares
reportan Cordero et al. (2005) en plantas de Crotalaria spectabilis creciendo en +P y –P,
indicando que la deficiencia de fósforo estuvo asociada a una marcada reducción del
área foliar.
Por su parte, Ascencio (1996) en un trabajo sobre identificación de algunos
marcadores fisiológicos de las plantas en condiciones de deficiencia de fósforo, reportó
una reducción en la biomasa total y área foliar de especies silvestres y cultivadas con
9
bajos niveles de fósforo, encontrando que la especie Ruellia tuberosa fue la más
afectada bajo las condiciones de estudio.
Fernández (1990) encontró reducciones significativas en la materia seca en
plantas de frijol (Vigna unguiculata), en condiciones de deficiencia de P, luego de 28
días de edad. De la misma forma, Lynch et al. (1991) encontraron resultados similares
pero en caraota (Phaseolus vulgaris). Rao y Terry (1989) encontraron que en Beta
vulgaris la deficiencia de fósforo redujo de manera significativa la biomasa de la planta;
sin embargo, la acumulación de materia seca en raíces fibrosas no fue afectada
significativamente.
Blanco y Ascencio (2001) estudiando el efecto de la deficiencia de P sobre los
índices de eficiencia asociados al crecimiento, partición de asimilados y utilización de
fósforo después de un período de recuperación; en Amaranthus dubius Mart. ex
Thellung encontraron una reducción de la materia seca, así como del área foliar en las
plantas bajo condiciones de deficiencia de fósforo.
Li et al. (1997) encontraron diferencias significativas en la biomasa total de
plantas de tomate en condiciones de deficiencia de fósforo. De igual manera Cordero et
al. (2005) encontraron que la materia seca total de plantas de crotalaria fue afectada por
la deficiencia de fósforo mostrando valores de 1306 mg en +P contra 608 mg en –P.
Arnuade (1994) encontró que la acumulación de biomasa disminuyó con las
dosis bajas de fósforo suministradas en el medio de crecimiento en plantas de Phaseolus
vulgaris, Vigna unguiculata, Solanum lycopersicon, Euphorbia heterophylla y
Amaranthus dubius Mart. ex Thellung; sin embargo, la especie Amaranthus dubius
Mart. ex Thellung fue la más afectada en cuanto a la acumulación de materia seca en
tallos y raíces, debido al déficit de fósforo. Así mismo, no observó crecimiento
compensatorio de raíces de Amaranthus dubius Mart. ex Thellung sino más bien una
disminución con el incremento del período de estrés por fósforo.
Qui e Israel (1992) reportaron una disminución de 82% de la materia seca en
plantas completas de Glycine max por la deficiencia de fósforo. Así mismo, Pleniscar et
al. (1994) encontraron reducciones de materia seca en hojas de plantas de Helianthus
annuus por la deficiencia de fósforo.
10
Ascencio y Lazo (1997) reportaron reducciones en la acumulación de materia
seca en las especies silvestres Euphorbia heterophylla y Ruellia tuberosa, ambas con
mecanismos fotosintéticos C3. De la misma manera, Halsted y Lynch (1996) señalaron
para especies C3 y C4 que crecieron bajo déficit de fósforo una menor biomasa, en
comparación con el control, y disminución tanto de la materia seca de la raíz como del
vástago.
Bajo deficiencia del fósforo las reducciones en área foliar de las plantas se han
atribuido a efectos directos del fósforo sobre la tasa de expansión foliar individual y una
disponibilidad reducida de asimilados para el crecimiento de la hoja. Rodríguez et al.
(1998) señalaron que la deficiencia de fósforo redujo significativamente el área de la
hoja y la producción del peso seco de la misma en plantas de trigo (Triticum aestivum
L.). También observaron que en plantas deficientes de fósforo la tasa de expansión
individual del área de la hoja durante la fase cuasi lineal de la expansión foliar, fue
reducida significativamente. Igualmente, en hojas recién expandidas, la deficiencia de
fósforo redujo la tasa fotosintética por unidad de área foliar a alta radiación.
Existen evidencias que indican una disminución en la fotosíntesis en plantas bajo
condiciones de deficiencia de fósforo (Fredeen et al., 1989; Passarinho et al., 2000;
Fujita et al., 2004; Yong-fu et al., 2006). La disminución de la tasa de fotosíntesis por
unidad de área de hoja a su vez afecta a la tasa de asimilación neta y, por lo tanto, la tasa
de crecimiento de la planta. Las respuestas podrían ser debido a la gravedad de la
deficiencia de P y a la capacidad de la planta/genotipo para hacer frente a los bajos
niveles internos de P (Kondracka y Rychter, 1997). Por lo tanto, los genotipos difieren
significativamente en la capacidad para tolerar el estrés de P y el grado en que sus
parámetros de crecimiento fisiológicos y morfológicos se ven afectados por la
deficiencia de P (Fujita et al., 2004; Yong-fu et al., 2006).
Una disminución en el número de hojas en las plantas deficientes en P se puede
atribuir a la iniciación foliar reducida y la actividad de los meristemos de los brotes
(Chiera et al., 2002). Por otra parte, el reducido tamaño de hojas individuales puede ser
debido a la reducción de la tasa de división celular (Assuero et al., 2004) o a la reducida
expansión de células epidérmicas (Belami, 2009), que en última instancia afecta la tasa
de expansión foliar. Lynch et al. (1991) y Colomb et al. (2000) observaron un menor
11
número de hojas en plantas bajo condiciones de deficiencia de P, en comparación a las
cultivadas bajo condiciones de suficiencia, lo que en última instancia afecta la superficie
foliar total de la planta.
Todo lo anterior pone en evidencia el claro efecto de la deficiencia de fósforo
sobre la acumulación de la materia seca en las plantas y confirma lo señalado por Abadia
et al. (1987), en cuanto a que el cambio fisiológico más importante en plantas de Beta
vulgaris en condiciones de deficiencia de fósforo, fue la reducción en el crecimiento
foliar que, en general, fue disminuida en un 80% en comparación con el control.
Por su parte, Ascencio y Lazo (1997) señalaron que la deficiencia de fósforo
disminuyó el peso seco y el área foliar en las especies Ruellia tuberosa y Euphorbia
heterophylla, pero el efecto fue más pronunciado en el área foliar por una progresiva
reducción tanto en el número como en el tamaño de las hojas. Esto se corresponde con lo
reportado por Dietz y Heilos (1990) quiénes encontraron una reducción en el área foliar
de hojas jóvenes de plantas de Spinacea oleracea estresadas por deficiencia de fósforo,
lo cual estuvo asociado con una reducción en el número de hojas, fenómeno que
consideraron como un claro indicador del retardo del crecimiento que experimentaron
las plantas en estas condiciones.
Lynch et al. (1991) señalaron que los tratamientos de deficiencia de fósforo en
Phaseolus vulgaris tuvieron más efecto sobre el área foliar que sobre la acumulación de
materia seca, indicando además que la deficiencia de fósforo redujo el número final de
hojas principalmente a través de una reducida ramificación y producción de nudos sobre
el tallo principal.
Fernández (1990) señaló que el parámetro de crecimiento de mayor
susceptibilidad a la deficiencia de fósforo en plantas de Phaseolus vulgaris y Vigna
unguiculata fue el área foliar. De igual manera, Jacob y Lawlor (1991) reportaron que la
deficiencia de fósforo causó una reducción en el área foliar en plantas de Helianthus
annuus, Zea mays y Triticum aestivus, lo cual estuvo asociado a una mayor cantidad de
células por unidad de área foliar en hojas deficientes de P; sin embargo, de menor
tamaño. Así mismo, Arnuade (1994) reportó una fuerte reducción en el área foliar en
plantas de Phaseolus vulgaris, Vigna unguiculata, Solanum lycopersicon, Euphorbia
heterophylla y Amaranthus dubius, Mart. ex Thellung en condiciones de deficiencia de
12
fósforo. Los mismos resultados fueron encontrados por Pleniscar et al. (1994) pero en
Helianthus annuus. De igual manera, Briceño (2001) encontró una importante reducción
del área foliar de plantas de tomate creciendo bajo condiciones de deficiencia de fósforo
al igual que Santana (2010), pero en Crotalaria juncea.
Furlani et al. (2002) estudiaron la variabilidad de germoplasma de soya en
relación a la absorción y la eficiencia de uso de P, y encontrando alta correlación entre la
materia seca de la parte aérea de las plantas y materia seca total con los niveles de P en
la parte aérea e índice de eficiencia de utilización de P, con lo cual clasificaron los
cultivares en eficientes y responsivos, eficientes no responsivos, ineficientes responsivos
e ineficientes no responsivos. Los cultivares eficientes y responsivos, mostraron los
mayores valores para materia seca en la parte aérea, materia seca total e índice de
eficiencia de acumulación de P, así como los menores niveles de P en la parte aérea.
Aziz et al. (2005) en un trabajo sobre diferenciación en la absorción, transporte y
utilización de fósforo en 20 cultivares de arroz (Oryza sativa L.), evaluaron la respuesta
del crecimiento y la eficiencia de utilización de P en plantas de arroz desarrolladas
hidropónicamente con niveles suficientes (260 µM P) y deficientes (26 µM P) de P,
encontrando diferencias significativas en la acumulación de biomasa en ambos niveles
de P. El contenido de P varió significativamente entre los cultivares también en ambos
niveles de suplencia de P. Así mismo, reportaron una correlación positiva en la
producción de la materia seca del tallo con la biomasa radical, absorción y tasa de
utilización de P, sugiriendo que estos son los principales parámetros morfológicos y
fisiológicos para maximizar la producción del vástago en arroz en condiciones de
deficiencia de fósforo.
Sistema radical: Desarrollo, morfología cuantitativa y arquitectura
Sin lugar a dudas las raíces de las plantas están sometidas constantemente a una
serie de dificultades y limitaciones lo cual les impide ejercer de manera adecuada su
función de absorción de nutrimentos, lo que consecuentemente, entraña la absorción de
fósforo desde el suelo. Es por ello que diversos autores coinciden en señalar la
13
importancia de conocer todos los aspectos relacionados al sistema radical de los cultivos
en relación a su desarrollo, morfología cuantitativa y su arquitectura.
Bolan (1991) indicó que el principal mecanismo por el cual algunos iones de la
solución del suelo llegan a la interfase suelo – raíz es el flujo masal a través del agua y
posteriormente se movilizan hacia dicho órgano mediante la difusión. La absorción de
iones por las raíces ocurre desde el suelo que circunda la raíz a lo largo de los primeros
centímetros desde el ápice. Por ser la raíz el órgano de la planta que está en estrecho
contacto con el suelo, la suplencia de un ion en particular dependerá de tres procesos
básicos; en primer lugar la intersección del ion por la raíz, en segundo lugar el flujo
masal y por último la difusión. Estos tres procesos son difíciles de separar, porque en
cierto sentido se complementan. Por lo tanto, en ausencia de crecimiento de la raíz, el
volumen de suelo explorado disminuye, disminuyendo también la posibilidad de que un
mayor número de iones entren en contacto con la raíz. Sin flujo masal la absorción de
agua por la raíz se restringe y por consiguiente su crecimiento es menor, afectando la
exploración de un volumen de suelo y disminuyendo las posibilidades para que ocurra la
difusión.
El crecimiento del sistema radical es afectado por un amplio rango de
propiedades del suelo. La capacidad de las raíces para crecer en profundidad tiene
muchas implicaciones por el uso del agua, aire (O2) y el ciclo biogeoquímico en los
ecosistemas, siendo afectada por factores genéticos y ambientales (Gregory, 2006).
Las raíces de las plantas son responsables de la absorción de agua y nutrición de
las plantas y proveen un soporte físico a las mismas. Casi todo el sistema radical de
muchas especies está hecho de raíces laterales que se originan postembrionicamente. El
desarrollo de raíces laterales está controlado por diferentes factores, incluyendo
concentración de nutrimentos en la planta y en el suelo (López-Bucio et al., 2003). Esta
plasticidad permite la adaptación del sistema radical a los suelos y a muchos ambientes
heterogéneos y cambiantes, siendo muy importante para la supervivencia de la planta.
En este sentido, Lynch (2007) indicó que la arquitectura radical es de creciente interés
como un criterio de selección para la adaptación de los cultivos a condiciones de
agroecosistemas con problemas tanto de suelo como de baja disponibilidad de
nutrimentos.
14
Lynch (1995), en un estudio sobre la arquitectura de las raíces y la productividad
de plantas, presentó un glosario con el fin de separar la arquitectura radical de otros
términos. Así, definió cuatro términos: a) morfología radical, referida a las
características relacionadas con el eje radial como un órgano, incluyendo características
de la epidermis tales como pelos radicales, diámetro de la raíz, cofia, los patrones de
aparición de raíces secundarias, ondulación del eje radical y senescencia de la corteza. b)
topología radical, referida a la forma en que las raíces están conectadas entre sí a través
de las ramificaciones. Como un tratamiento matemático, la topología radical es a la
deformación o rotación de los ejes y es posible determinarla en sistema de trincheras. c)
distribución del sistema radical relacionada con la presencia (más que con la
orientación) en un gradiente de posición o en una cuadrícula. Típicamente, los estudios
de distribución de raíces generalmente consideran la biomasa y la longitud del sistema
radical como una función de factores tales como profundidad en el suelo, distancia desde
el tallo y posición respecto a plantas vecinas; finalmente, d) la arquitectura, referida a la
configuración espacial del sistema radical. Usualmente los estudios de la arquitectura
radical no incluyen los detalles de las estructuras finas, tales como los pelos radicales,
pero están comprometidos con el sistema radical entero.
En maíz se han encontrado dos sistemas de raíces que son fácilmente visibles a
temprana edad. El sistema radical inicial y las raíces seminales, esto incluye la radícula y
las raíces seminales laterales. Las raíces seminales ayudan a anclar las plántulas jóvenes
y a proveer en ella los nutrimentos y el agua (Abendroth y Elmore, 2006).
Charles-Dominique et al. (2008) y Yang et al. (2004) coincidieron en señalar
que, desde el punto de vista agronómico, el conocimiento de la estructura radical de los
cultivos es importante y es necesaria la información con relación a cuatro aspectos
fundamentales del sistema radical (i) la composición cualitativa y cuantitativa del
sistema radical en detalle; (ii) validar si esto es una jerarquía en la estructura y función
de la raíz. (iii) identificar el nivel de repeticiones estructurales, lo cual podría ser usado
para simplificar las metodologías de observación en el campo y (iv) conocer las fases del
desarrollo radical.
15
La longitud radical es generalmente considerada un factor importante en la
absorción de P, pero esto no distingue si los cultivos con raíces más largas, son siempre
eficientes en la absorción de P desde el suelo bajo niveles aprovechables de P. Sin
embargo, Bates y Lynch (2001) indicaron que los rasgos arquitectónicos que pueden
mejorar la absorción de P en suelos con bajos niveles de este elemento incluyen la
longitud de la raíz y densidad de los pelos radicales.
Se ha observado, que el crecimiento relativo de la raíz aparenta disminuir con el
aumento de los niveles de P (Narang et al. 2000).
Otani y Ae (1996) realizaron un estudio sobre la sensibilidad de la absorción de
fósforo, cambios en la longitud radical y su relación con el volumen de suelo en varios
cultivos desarrollados en potes de diferentes tamaños; concluyeron que la absorción de P
por los cultivos está fuertemente correlacionada con la longitud radical en suelos donde
la disponibilidad de P es alta, pero no en suelos con baja disponibilidad de P, o donde el
volumen de suelo es limitado. Los resultados también sugirieron que los cultivos pueden
usar mecanismos superiores a la longitud radical para incrementar la absorción de P. A
este respecto, Kochian (2000) señaló que investigaciones fisiológicas recientes sostienen
que el fosfato es transportado dentro de la raíz por un mecanismo activo de alta afinidad.
Lynch (1995) indicó que la arquitectura del sistema radical es importante para la
absorción de fósforo, cuya disponibilidad en la mayoría de los suelos es espacialmente
heterogénea y además variable con la profundidad. No obstante, las plantas a lo largo de
sus complejos ciclos evolutivos han desarrollado estrategias que les permiten una
absorción eficiente de fósforo. Así, Gilroy y Jones (2000) indicaron que una mejor
absorción incluye un incremento de la superficie de la raíz mediante el incremento del
crecimiento y desarrollo de los pelos radicales. Lynch y Beebe (1995) señalaron la
síntesis y exudados de ácidos orgánicos para liberear el fósforo fijado, haciéndolo
disponible para las plantas. De la misma manera, Otani y Ae (1996) señalaron que las
modificaciones en la longitud, superficie, diámetro radical y densidad de pelos radicales
son características morfológicas que influyen significativamente en la absorción de
fósforo.
16
La cuantificación de parámetros de la raíz y su distribución son importantes para
la comprensión de los factores que afectan la absorción de nutrimentos por los cultivos
(Teo et al. 1995). Estos mismos autores estudiaron raíces de arroz (Oryiza sativa) y
suministraron información detallada sobre la morfología radical, la cual relacionaron con
su crecimiento, crecimiento del tallo y absorción de nutrimentos. Los resultados
sugirieron que los cultivares estudiados presentaron diferencias en la absorción de
nutrimentos, principalmente en la etapa de desarrollo vegetativo.
En relación a lo anterior, Lynch y Beebe (1995) encontraron variaciones
genéticas sustanciales en el crecimiento y la arquitectura de sistemas radicales de
caraota, lo cual evidenció que los genotipos eficientes en la absorción de fósforo
presentaron un sistema radical vigoroso, altamente ramificado y con muchos puntos de
activo crecimiento. En este sentido, Lambers y Shane (2007) señalaron que la
modificación en la morfología radical bajo condiciones de deficiencia de fósforo es, sin
lugar a dudas una estrategia importante para las plantas de diversas familias botánicas.
Por otro lado, Wissuwa y Ae (2001) en un estudio sobre diferencias genotípicas
de la presencia de pelos radicales en las raíces de maní (Arachis hipogaea L.) y su
significancia para la absorción de fósforo, encontraron diferencias en la cantidad de
fósforo absorbido entre genotipos, indicando dos estrategias de absorción diferentes. En
el genotipo que carecía de pelos radicales, la absorción de fósforo se mantuvo debido al
desarrollo de un sistema radical de mayor longitud; mientras que los genotipos con
raíces cubiertas densamente por pelos radicales triplicaron su eficiencia en extraer
fósforo del suelo.
En este mismo orden, Föhse et al. (1991) no encontraron correlación entre la
absorción de fósforo y el radio de la raíz, pelos radicales o balance entre cationes y
aniones en especies como caraota, rábano, trigo, espinaca, tomate y cebolla; concluyeron
que la mayor contribución de los pelos radicales a la absorción de fósforo es debida a su
área superficial, su pequeño diámetro y su crecimiento perpendicular al eje principal.
Así mismo, Otani y Ae (1996) señalaron que plantas de maní presentaron una mayor
tasa de difusión de fósforo por unidad de longitud radical en comparación con soya y
sorgo. También indicaron que la densidad de los pelos radicales está relacionada con la
función de absorción de fósforo.
17
Van Tichelen y Colpaert (2000) señalaron que la morfología y geometría de las
estructuras radicales para la absorción de fósforo son importantes, especialmente su
longitud. En consecuencia las raíces con mayor índice de superficie radical serían más
eficientes en la exploración de un mayor volumen de suelo.
Lynch y Beebe (1995) encontraron modificaciones en la curvatura de raíces de
Phaseolus vulgaris como respuesta a la baja disponibilidad de fósforo, con lo cual se
modifica el volumen de suelo explorado por la estructura de umbela formada.
Pearse et al. (2006) reportaron una disminución en el radio de la masa radical con
el incremento de la suplencia de fósforo para Triticum aestivum L., Brassica napus L.,
Cicer arietinum L. y Lens culinaris Medik. y un incremento solo para Pisum sativum L.,
mientras que las especies Lupino y Vicia faba no manifestaron respuesta.
Ferraroto (2009) en un estudio sobre la morfología radical de Crotalaria juncea,
no encontró diferencias debidas a los tratamientos de fósforo sobre la longitud radical,
sin embargo, bajo condiciones de deficiencia de fósforo (0,036 mM de P), se incrementó
la densidad de raíces laterales, lo cual generó un aporte a la longitud radical total. Más
recientemente, Santana (2010) encontró un aumento significativo de la longitud radical
total en Crotalaria juncea a los 15 y 20 días de edad creciendo en condiciones de
deficiencia de P.
Relaciones vástago/raíz
La lentitud en el suministro de algunos nutrimentos a la raíz, impuesta por la
dinámica y fisicoquímica del suelo, las plantas deben explorar continuamente un sustrato
mediante el crecimiento de las raíces. Este crecimiento debe realizarse en forma
armónica con el de la parte aérea, ya que la condición de balance de la correlación, al
menos en términos de peso seco, debe mantenerse para garantizar la sobrevivencia de la
planta (Ascencio, 1996).
Una respuesta típica fisiológica de las plantas ante la deficiencia de fósforo en el
vástago es la desviación de una mayor proporción de fotoasimilados hacia la raíz, lo cual
disminuye la proporción vástago/raíz (Marschner, 1995; Hermans et al. 2006). En tal
sentido, White y Hammond (2008) expresaron que tales respuestas conducen a un
18
aumento en la absorción de P, lo cual se logra por 2 vías: 1) al incrementar el área
superficial de las raíces se garantiza un mayor contacto entre el suelo y las raíces para
tomar el P y 2) ocurren cambios metabólicos en la raíz para movilización de P en la
rizósfera que puede entonces ser absorbido por las plantas.
Por otra parte, Poorter et al. (2012) establecieron que las acumulaciones de
biomasa son diferencialmente evidentes cuando las plantas crecen en condiciones de
deficiencia de nutrimentos, por lo que puede ocurrir un gran aumento de la biomasa de
raíz en detrimento del tallo y especialmente de la biomasa de foliar, lo que en definitiva
obedece a un equilibrio funcional, expresado en términos de relaciones del crecimiento.
Föhse et al. (1988) encontraron una disminución en la relación vástago/raíz como
resultado de la deficiencia de fósforo. Ellos observaron que la proporción de raíces en
relación con la parte aérea se incrementó en plantas de Phaseolus vulgaris, Brassica
napus, Spinacea oleracea y Solanum lycopersicon bajo condiciones de deficiencia de
fósforo, con lo que sugirieron que éste es un mecanismo de adaptación de las plantas que
le proporciona una eficiente asimilación de fósforo en condiciones de deficiencia de este
elemento.
En el mismo sentido, Khamis et al. (1990) reportaron que en plantas de maíz
bajo condiciones de deficiencia de fósforo, a pesar de que el crecimiento del vástago fue
similar al control durante los primeros 14 días, posteriormente ocurrió una fuerte
reducción del vástago, en contraste con el desarrollo de las raíces.
Fredeen et al. (1989) reportaron para plantas de soya (Glycine max) que una
deficiencia de fósforo causó una disminución significativa en la tasa de crecimiento del
vástago 7 días después de haberse iniciado los tratamientos, encontrando que la materia
seca del vástago en plantas deficientes de fósforo fue 17% menor que en las plantas
control a los 21 días después del trasplante. Contrario a esto, la materia seca de la raíz no
fue afectada por la deficiencia de fósforo sino hasta 17 días después del trasplante,
representando una reducción de solo 24% a los 21 días después del trasplante. Por su
parte, Marschner (1995) señaló que en caraota (Phaseolus vulgaris), la relación
vástago/raíz disminuye desde 5,0 en plantas bajo condiciones de suficiencia a 1,9 en
plantas deficientes de fósforo, y que esta disminución en plantas bajo condiciones de
19
deficiencia de fósforo está correlacionada con un incremento de carbohidratos hacia las
raíces y consecuentemente con el aumento de éstas.
Por otro lado, Fageria y Baligar (1997) reportaron reducciones en la relación
vástago/raíz en plantas de maíz en la medida que aumentaba la deficiencia de fósforo.
De igual manera, Kondracka y Richter (1997) encontraron una reducción de hasta un
59% en la relación vástago/raíz en plantas deficientes en fósforo, en comparación con el
control. Así mismo, Arnuade (1994) encontró que en general, la relación vástago/raíz
fue mayor en las plantas testigos que en aquellas creciendo bajo condiciones de
deficiencia de fósforo en Phaseolus vulgaris, Vigna unguiculata, Solanum lycopersicon
y Euphorbia heterophylla; sin embargo, esta tendencia no fue clara en Amaranthus
dubius.
Por su parte, Santana (2010) encontró mayor correlación vástago/raíz en plantas
de Crotalaria juncea de 15 días de edad, creciendo en condiciones de deficiencia (-P) de
fósforo en comparación a las que crecieron en el medio con suficiencia (+P) de fósforo,
sin embargo, a los 20, 25 y 30 días la relación vástago /raíz fue mayor en las plantas en
+P.
Relación desarrollo vegetativo/desarrollo reproductivo
La transición entre el desarrollo vegetativo y el reproductivo, necesariamente
implica cambios en la relación fuente-sumidero; por lo tanto el mantenimiento de
adecuados suministros de nutrimentos en las fases iniciales del crecimiento de las
plantas es fundamental para una óptima floración (Hansen y Lynch, 1998). El contenido
de P en los cultivos también se ha mencionado como un factor que afecta esta relación
dado que este elemento es requerido en casi todos los procesos metabólicos de la planta
y frecuentemente, influencia la utilización de otros nutrimentos (Dullam, 2005). En tal
sentido, Casanova (2005) aseguró que la presencia de fósforo es fundamental en los
procesos de floración y fructificación de las plantas. Un suministro suficiente de fósforo
durante el crecimiento inicial de las plantas garantizan un adecuado crecimiento relativo
de raíces, tallos y acumulación de biomasa; por el contrario, la baja disponibilidad de
fósforo incrementa la biomasa seca de raíces en detrimento de la parte aérea; lo que
20
afecta el desarrollo reproductivo de la planta (Lynch et al., 1991; Rao et al., 1993).
Lauer et al. (1989) encontraron que durante el desarrollo reproductivo de soya (Glycine
max (L.) Merr.) el fósforo de las hojas fue removilizado a las semillas y esta
removilización tuvo un efecto sobre la reserva de P inorgánico vacuolar, afectando el
crecimiento de la planta; también encontraron que bajo altos niveles de P en la solución
nutritiva, el P vacuolar fue el primero en agotarse, sugiriendo que el P de
almacenamiento es removilizado en mayor medida que el P metabólico; así mismo,
demostraron que ocurre una interrupción en el metabolismo del carbono en la fase
reproductiva asociada con la escasa nutrición de fósforo. Otros factores como el estrés
por agua puede en algunos casos favorecer el desarrollo reproductivo, induciendo
cambios en las yemas vegetativas con una consecuente transformación de estas en
yemas reproductivas. Además, el fotoperíodo y la poda se han mencionado como otros
factores que afectan esta relación.
Fisiología y metabolismo
La disponibilidad del fósforo es una de las mayores limitantes que afectan el
crecimiento de las plantas en ecosistemas naturales y agrícolas y el efecto de la
deficiencia de este elemento sobre el crecimiento vegetal ha sido ampliamente
estudiado, encontrándose que las especies de plantas pueden responder en formas
diferentes. Básicamente la respuesta general abarca diversas estrategias anatómicas,
morfológicas, fisiológicas y bioquímicas, lo cual permite a las plantas tener un mayor
grado de sobrevivencia ante el factor estresante (Ascencio, 1996).
Fotosíntesis, respiración y relación fuente sumidero.
El P inorgánico (Pi) afecta el crecimiento porque está involucrado en una gran
cantidad de procesos metabólicos y es un componente importante de intermediarios de la
respiración y la fotosíntesis (Fuentes et al., 2006; Marschner, 1995). También se ha
señalado la existencia de un sensor de la deficiencia de P, que al ser activado induce una
21
reducción en la síntesis de ácidos nucleicos con una consecuente disminución en la tasa
de crecimiento (Dietz, 1989).
Los efectos de la nutrición de fosfato inorgánico sobre la tasa fotosintética y la
partición de fotoasimilados en hojas ha sido bien documentada (Theodorou y Plaxton,
1993)
La actividad fotosintética de cualquier cultivo se ve disminuida durante el estrés
cualquiera sea su naturaleza; esto por lo tanto, afecta directamente la relación fuentesumidero y en todo caso la producción de los cultivos. El estrés por nutrimentos afecta la
tasa de crecimiento dado que la actividad fotosintética es definida como una función del
desarrollo del área de la hoja, de la tasa fotosintética y de la respuesta en la proporción
fuente-sumidero (Keig, 2003).
El rendimiento de los cultivos, desde el punto de vista tanto fisiológico como
agronómico, depende de la relación fuente-sumidero entre los diferentes órganos, lo cual
implica la dinámica de movilización de asimilados desde los órganos de producción o
fuentes (mayormente las hojas) hasta los órganos de consumo (mayormente los frutos).
En el caso del maíz, las hojas sirven a los granos de sumideros de manera que el
rendimiento del cultivo esta igualmente determinado por el tamaño de la hoja (fuente) y
la capacidad de los sumideros (mazorcas) (Ascencio, 2000). En el caso de la berenjena
su sumidero está representado por sus frutos.
De acuerdo con Marschner (1995), más del 90% de la materia seca de las plantas
consisten en compuestos orgánicos tales como celulosa, almidón, lípidos y proteínas. La
productividad biológica por lo tanto está directamente relacionada en primer lugar con la
fotosíntesis. En muchas plantas cultivadas la productividad no es solamente la
producción total de materia seca sino también la partición de los fotoasimilados y la
relación fuente-sumidero, así como sus mecanismos de control; todos ellos son de
crucial importancia en la producción de los cultivos.
En las plantas superiores el sitio principal de fotosíntesis, la fuente (hojas verdes)
y el sitio de consumo y almacenamiento, el sumidero (raíces, ápices del tallo, semillas y
frutos), están separados en partes distintas, por lo que los fotoasimilados deben ser
transportados de la fuente al sumidero. Todo este conjunto de eventos tienen especial
significación en el crecimiento y producción de las plantas (Marschner, 1995).
22
En este sentido, Ascon-Bieto y Talón (2000) y Marschner (1995) indicaron que
los mecanismos de estos eventos, de acuerdo a diversas consideraciones anatómicas es
probable que tenga lugar en la inmediata vecindad de los tubos cribosos, desde las
células de la vaina o el parénquima floemático, mediante un proceso de difusión
facilitada por la presencia de iones potasio en concentraciones relativamente bajas.
Desde el apoplasto la sacarosa se incorpora al complejo tubo criboso-célula
acompañante mediante un cotrasporte de protones.
Diversas observaciones experimentales prueban que este es un mecanismo de
carga en especies como Vicia faba, Beta vulgaris y Zea mays, en las que en el complejo
tubo criboso-célula acompañante no aparecen conexiones simplásticas y transporta
sacarosa (Taiz y Zeiger, 2002; Ascon-Bieto y Talón, 2000).
Quisenberry et al. (2003) aseguraron que los intentos para incrementar
genéticamente las tasas fotosintéticas requieren del conocimiento de la relación entre la
fotosíntesis y el estado de crecimiento directamente influenciado por el estatus
nutricional, carga en los frutos y parámetros ambientales, pero, sin embargo, la relación
fuente-sumidero está altamente influenciada por parámetros genéticos.
La capacidad de translocación de fotoasimilados desde la fuente al sumidero
juega un importante papel durante la formación y producción del grano. Cui et al. (2003)
caracterizaron las bases genéticas de rasgos representativos de la fuente, sumidero y
tejido de transporte en relación con los rasgos de producción en arroz y encontraron que
un acoplamiento pleitropico es la base genética que correlaciona estos rasgos.
La información acerca de la partición de asimilados entre los órganos que los
suministran (fuentes) y los órganos que se cosechan (sumideros), constituye un primer
paso para determinar los factores fisiológicos que limitan el rendimiento (Gifford et al.
1984; Wardlaw, 1990).
Tanaka y Fujita (1997) estudiaron la relación fuente-sumidero en dos variedades
de frijol mediante la manipulación del vigor relativo de la fuente y de la demanda, por
medio de la remoción de hojas, ramas y vainas, encontrando que el factor más limitante
del rendimiento de la semilla parece ser el tamaño de la demanda de acumulación.
Wu et al. (2004) estudiaron la deficiencia de fósforo en plántulas de árboles
forestales sobre la biosíntesis de clorofila, la fotosíntesis y la partición de la biomasa y
23
encontraron que no hubo cambios significativos en el contenido de clorofila “a” y “b” ni
en la clorofila total y carotenoides. Sin embargo, el contenido de nitrógeno en hojas y
raíces, así como el contenido de fósforo en todas las partes de las plántulas, fueron
reducidos bajo el estrés por fósforo. La reducción del contenido de nitrógeno en las
hojas indujo la reducción de la eficiencia del fotosistema II. El efecto del estrés por
fósforo sobre la biosíntesis de clorofila no afectó la fotosíntesis. Bajo estrés por fósforo,
la biomasa total en las plántulas disminuyó pero más biomasa fue repartida hacia el
interior de las raíces.
Rutas metabólicas y enzimas asociadas a la deficiencia de fósforo en la
planta
En relación a las adaptaciones bioquímicas de las plantas al déficit de fósforo, se
ha señalado extensivamente que una de las respuestas de las plantas a este evento es el
aumento de la eficacia en la absorción del fosfato celular, por la expresión de los
múltiples transportadores de fósforo en el plasmalema bajo regímenes variantes de
nutrición por fósforo (Raghothama, 1999). Otros procesos relacionados con el uso y
conservación del fosfato dentro de la planta, envuelven eventos como la disminución de
la tasa de crecimiento, incremento en el crecimiento por unidad de P absorbido,
redistribución del fosfato interno, modificación en el metabolismo del carbono y rutas
respiratorias alternas (Schachtman et al., 1998; Raghothama, 1999; Plaxton y Carswell,
1999 y Uhde-Stone et al., 2003). Otras respuestas adaptativas de las paltas a la
deficiencia prolongada de fosfato son a través de la inducción de vías alternativas de
glicólisis y transporte electrónico mitocondrial (Theodoruo y Plaxton, 1993).
Plaxton (2004) sugirió varios procesos metabólicos adaptativos que podrían
promover la supervivencia de las plantas a la deficiencia de fosfato inorgánico. Los
procesos que destacan son: la ruta alternativa de la glicólisis citosólica, el transporte de
electrones mitocondrial y el bombeo de H+ en la membrana vacuolar o tonoplasto. Estos
procesos facilitan la respiración y el mantenimiento del pH vacuolar por las células en
condiciones de deficiencia de fosfato inorgánico, dado que niegan la dependencia a los
adenilatos y al fosfato inorgánico a niveles convenientes en la planta los cuales están
24
marcadamente reprimidos durante la deficiencia severa de fosfato inorgánico. Los ácidos
orgánicos producidos por la fosfoenolpiruvato carboxilasa pueden ser también
excretados por las raíces para aumentar la disponibilidad de fosfatos fuertemente
enlazados a minerales del suelo (solubilizando fosfatos de Ca, Fe y Al). Un componente
clave de estos procesos es el papel crítico secundario desempeñado por los sistemas de
reciclaje metabólicos del fosfato inorgánico durante la privación del fosfato inorgánico.
Las enzimas que intervienen catalizando las reacciones son: 1) hexoquinasa; 2)
fructoquinasa; 3) difosfato nucleósido quinasa; 4) UDP-glucosa pirofosforilasa; 5)
fosfoglucosa isomerasa; 6) fosfoglucosa mutasa; 7) NAD deshidrogenasa dependiente de
gliceraldehido-3-fosfato y 8) la 3-fosfoglicerato quinasa.
García-Sánchez et al. (1996) en un estudio con plantas de Gracilaria (una
macroalga marina) cultivadas por 15 días en medios con dos concentraciones de Pi: 3μM
(tratamiento bajo en Pi) y 30 μM (tratamiento alto en Pi), encontraron que las cantidades
de ribulosa 1,5 difosfato carboxilasa/oxigenasa (RUBISCO), ficobiliproteínas, clorofila
“a” y de proteínas solubles totales fueron más altas en el tratamiento con alto Pi, en
comparación con el tratamiento bajo en Pi. El contenido de N total de las plantas con
menor Pi fue más bajo que en las plantas desarrolladas en altas concentraciones de Pi
mientras que la cantidad de C total fue más alta en plantas desarrolladas en bajo Pi. El
aumento del contenido de RUBISCO en el tratamiento alto en Pi fue tres veces mayor y
paralelo al aumento de la tasa fotosintética máxima que aumentó cinco veces. Esta
correspondencia también fue encontrada en el tratamiento bajo en Pi en el cual el
contenido de RUBISCO y la fotosíntesis no cambiaron significativamente a partir de los
valores iniciales. Los resultados sugirieron que las macroalgas marinas sometidas a la
deficiencia de Pi exhiben una disminución del crecimiento causado no sólo por la
implicación del Pi en transferencia de energía en la fotosíntesis y la respiración, sino
también por la disminución de la cantidad de pigmentos fotosintéticos y de RUBISCO.
González-Meler et al. (2001) investigaron si la ruta de respiración alternativa
actúa como puente de electrones en la ruta del citocromo bajo condiciones de
crecimiento con suplencia limitada de fósforo en hojas de caraota (Phaseolus vulgaris
L.), tabaco (Nicotiana tabacum L.) y Gliricidia sepium Walp. La respuesta de la
respiración a la baja suplencia de fósforo varió entre especies. El crecimiento en
25
condiciones de bajo fósforo redujo la actividad en la ruta del citocromo en caraota y
tabaco. La actividad de la ruta alternativa se incrementó solamente en hojas de caraota
en respuesta al bajo contenido de fósforo pero no en tabaco. En el caso de G. sepium, la
ruta de actividad del citocromo se mantuvo invariable mientras que la actividad de la
ruta alternativa se incrementó con la baja nutrición de fósforo. A bajos niveles de fósforo
se incrementaron los niveles de las proteínas oxidasas alternativas en hojas de caraota y
de G. sepium, pero no en tabaco, sugiriendo una dependencia de la actividad de la ruta
alternativa sobre el nivel de la proteína. Los resultados demostraron que la ruta
alternativa no actúa siempre como puente del electrón en respuesta a la restricción cuesta
abajo de la ruta del citocromo impuesto por la baja suplencia de fósforo.
Plaxton (2006) señaló que una característica extraordinaria del metabolismo de
carbohidratos en la planta es la ruta glicolítica citosólica. Por sí misma, es una compleja
red que contiene reacciones enzimáticas paralelas en el nivel de la sacarosa, fructosa-6fosfato, gliceraldehido-3-fosfato y metabolismo del fosfoenolpiruvato (PEP). En cada
puente de la reacción de la glicólisis citosólica la planta evita una reacción glicolítica
clásica, que es dependiente de un nucleótido de adenina o un ortofosfato inorgánico (Pi)
como un cosubstrato. Según lo discutido anteriormente, esta flexibilidad también
permite la utilización preferencial del pirofosfato inorgánico (PPi) como un donador de
energía, particularmente cuando el pool de ATP celular disminuye durante tensiones,
tales como anoxia y deficiencia de Pi.
La tolerancia al estrés por deficiencia de fosfato inorgánico (Pi) en las plantas,
parece depender de una combinación de adaptaciones morfológicas y metabólicas de las
especies y tejido-específicos. Los procesos accionados por el PPi pueden ser una faceta
crucial de las adaptaciones metabólicas de las especies de plantas tolerantes a ambientes
extremos ya que causan una depresión en el pool de ATP (pero no de PPi); esto es
indicado por una significativa sobrerregulación de la sacarosa sintetasa y de la
fosfofructoquinasa dependiente del PPi, producto de una severa deficiencia de Pi
(Plaxton, 1996; 2004).
El descubrimiento en 1979 de la fosfofructoquinasa dependiente del PPi (PPiPFK) estrictamente citosólica en plantas y de su potente activación por bajas
concentraciones del metabolito regulador de fructosa-2,6-bisfosfato llevó a una oleada
26
de investigación sobre el papel de PPi en el metabolismo de la planta. Es evidente ahora
que PPi-PFK es una enzima adaptativa de las plantas cuya actividad y composición de la
subunidad es dependiente de una variedad de señales ambientales, de desarrollo, de las
especies y tejidos específicos (Plaxton 1996, 2004).
Usuda y Shimogawara (1992) investigaron los efectos de bajas concentraciones
de fosfato sobre el contenido de proteínas solubles, la actividad de 12 enzimas diferentes
y la tasa de fotosíntesis y respiración en el área foliar de hojas de maíz (Zea mays L.); y
encontraron que a bajas concentraciones de fosfato ocurrió una drástica disminución de
la tasa fotosintética en un 6% de la máxima tasa observada en las plantas control 24 días
después de la siembra. Las bajas concentraciones de fosfato casi no tuvieron efecto
sobre la tasa de respiración hasta 21 días después de la siembra. Pero la tasa respiratoria
disminuyó progresivamente a cerca de 55% de la tasa observada para las plantas control.
El contenido de proteínas solubles a bajas concentraciones de fosfato decreció a 56% del
máximo contenido en las plantas control. Los cambios en las actividades de las enzimas
en concentraciones bajas de fosfato mostraron diversos y diferentes patrones. La
actividad del piruvato, ortofosfato diquinasa, 3-fosfoglicerato quinasa, fosfoenolpiruvato
carboxilasa, ribulosa 1,5-difosfato carboxilasa, fructosa 1,6-difosfato aldolasa, catalasa,
fosfohexosa
isomerasa,
fructosa
1,6-difosfatasa
cloroplástica
y
ADP-glucosa
pirofosforilasa disminuyó constantemente desde 100 a 85% de la máxima actividad
encontrada en plantas control con edades entre 18 a 21 días.
Juszczuk et al. (2001) estudiaron los síntomas del estrés oxidativo de Phaseolus
vulgaris L. durante la deficiencia de fosfato y encontraron que durante la prolongada
deficiencia de P en plantas de Phaseolus y severa disminución de la concentración de
fosfato hubo un incremento de peroxidación de lípidos y altas concentraciones de
peróxido de hidrógeno en los tejidos de las raíces. También encontraron alta actividad de
catalasa y de peroxidasa total en los extractos de raíces deficientes de fosfato en
comparación con los controles; concluyeron que la deficiencia de fosfato es un estrés
abiótico que impone un estrés oxidativo en células de raíces de Phaseolus vulgaris.
Las plantas obtienen el fósforo como ion fosfato inorgánico, el cual es tomado
desde el suelo por las raíces; sin embargo, la disponibilidad de este ion es a menudo
limitada en suelos con altos contenidos de P (Marschner, 1995; Schachtman et al. 1998).
27
Las plantas responden a los bajos niveles de fósforo con un rápido incremento en la tasa
de absorción de P y un consecuente incremento en el número de trasportadores de P (Liu
et al., 1997; Muchhal y Ragothama, 1999; Daram et al., 1998; Smith, et al., 1997). Los
niveles de otras enzimas implicadas en la movilización de P desde compuestos orgánicos
como la fosfatasa ácida también se incrementan en respuesta a los bajos niveles de P
(Tadano y Sakai, 1991; Li y Tadano, 1996; Ascencio 1997; Duff et al., 1994).
Feng et al. (2002) estudiaron las respuestas diferenciales de plantas de arroz al
estrés por bajo fósforo y su mecanismo fisiológico adaptativo e indicaron que la
eficiencia del fósforo en la planta es determinada por dos factores: la absorción de P
(eficiencia de absorción) por las raíces y utilización del fósforo absorbido dentro de la
planta (utilización eficiente). Ellos encontraron que el coeficiente de correlación entre
estos dos factores fue significativo (0.934), indicando que la absorción de P fue esencial
para la supervivencia de las plantas en condiciones de deficiencia de fósforo. Así mismo,
la movilización de P por el incremento de la exudación radical de ácidos orgánicos y la
actividad fosfatasa contribuyó a la tolerancia del estrés por deficiencia de fósforo en
plantas de arroz.
Variaciones en la eficiencia de absorción de P por diferentes especies (Hanway y
Olson, 1981), y por cultivares de una misma especie (Clark, 1983; Krannitz et al., 1991)
han sido atribuidos a diferentes mecanismos de las plantas para captar y utilizar el P en
suelos deficientes en este nutrimento. En tal sentido, Hedley et al. (1994) señalaron
cuatro mecanismos externos en la rizósfera que son determinantes en la eficiencia de
absorción de P por las plantas: a) modificación del sistema radical; b) cambios del pH en
el suelo inducido por las raíces al liberar agentes quelatantes, ácidos orgánicos y otros
compuestos, los cuales alteran la química del suelo, pudiendo ocurrir solubilización del
P-inorgánico; c) asociación de las raíces con hongos micorrízicos (Bolan et al. 1987) y
d) habilidad para utilizar el P-orgánico del suelo a través de la actividad de liberación de
enzimas fosfatasa ácidas por las raíces y microorganismos del suelo, que actúan sobre la
materia orgánica originando una mineralización netamente bioquímica (McGill y Cole,
1981).
Se considera que muchas plantas son capaces de secretar fosfatasas ácidas desde
las raíces cuando crecen bajo condiciones de deficiencia de fósforo (Tadano y Sakai,
28
1991; Ascencio, 1997; Li et al., 1997). Otras enzimas como las fitasas también pueden
ser secretadas.
La presencia de las enzimas fosfatásicas en la superficie radical ha sido asociada
con la habilidad entre especies y dentro de una misma especie o cultivar para crecer en
suelos con bajos contenidos de P (Rubio et al., 1990). La relación entre la deficiencia de
fósforo y la secreción de enzimas fosfatasas extracelulares como la fosfatasa ácida, ha
sido ampliamente considerada en los últimos años. La habilidad de secretar fosfatasa
ácida por las raíces varía no solo con la especie, sino también de acuerdo al estadio de
crecimiento y al tiempo de exposición al estrés por fósforo; así, García y Ascencio
(1992) y Briceño (2001) encontraron que en plantas de tomate (Solanum lycopersicon)
la actividad de la enzima fosfatasa ácida fue mayor cuando las plantas estuvieron más
tiempo bajo estrés. Por otro lado, Ascencio (1994) en un estudio con Vigna unguiculata,
Gossypium hirsutum y Cajanus cajan, encontró que la actividad de la fosfatasa ácida
disminuyó con la edad de las tres especies de plantas.
La fosfatasa ácida es una fosfomonoesterasa que cataliza la hidrólisis del P de
compuestos orgánicos, liberando el fósforo inorgánico. Muchos autores coinciden en
afirmar que se trata de una enzima inducible, cuya actividad aumenta significativamente
en algunas especies de plantas silvestres y cultivadas bajo condiciones de deficiencia de
P (Tadano y Sakai, 1991; Li y Tadano, 1996; Ascencio 1997; Briceño, 2001; Santana,
2010).
Wasaki et al. (1999) estudiaron la enzima fosfatasa ácida secretada libremente de
raíces de Lupino sp. y concluyeron que la actividad de la enzima se induce como
consecuencia de una baja concentración de fósforo en el medio externo y no por una
disminución en la concentración de P en los tejidos de la planta. También demostraron
que el período de inducción de la enzima in vitro estuvo alrededor de 6 horas. Sin
embargo, más recientemente Wasaki et al. (2003) sugirieron que la disminución de la
concentración de P interna estimuló tanto la expresión de la fosfatasa ácida, como la
formación de raíces proteoideas en la misma especie. En tal sentido, Wasaki et al. 2008
indicaron que la fosfatasa ácida es una enzima inducible debido a que el ARNm
LASAP2 que codifica para la enzima, se acumula por la disminución interna de fósforo
29
en los tejidos de las plantas y de esta manera se activan los mecanismos de secreción
hacia el medio externo.
Nakazato et al. (1997) encontraron que aproximadamente el 20% de la actividad
fosfatasa inducible fue recuperada de la fracción de la pared celular de Spirodela
oligorrhiza desarrollada en condiciones de deficiencia de fósforo.
Las fosfatasas ácidas inducidas por la deficiencia de fósforo en lupino blanco,
son similares a otras fosfatasas, dado que estas pueden hidrolizar formas de fósforo de
numerosos substratos. La fosfatasa ácida derivada fue una glicoproteína con una amplia
especificidad de sustrato. La síntesis y exudación de una fosfatasa ácida que puede
liberar fósforo de numerosos sustratos aparentemente es una eficiente adaptación para la
deficiencia de fósforo. Lupino blanco secretó copiosas cantidades de fosfatasa ácida
cuando creció bajo deficiencia de fósforo (Miller et al., 2001).
Sachay et al. (1991) desarrollaron plantas de maíz en soluciones nutritivas y
encontraron que para maíz es necesario un período de 5 semanas antes de que sea
posible observar diferencias entre los tratamientos con y sin fósforo. Ellos también
pudieron identificar tres patrones de respuesta al estrés por fósforo en estas plantas: 1)
las plantas de maíz cuando se desarrollan en medios de crecimiento pobres en fósforo
distribuyen una mayor cantidad de recursos para el desarrollo de las raíces; 2) las raíces
de las plantas son mucho más largas y menos ramificadas en plantas estresadas que en
las normales y 3) las raíces de plantas deficientes de fósforo secretan grades cantidades
de enzima fosfatasa ácida a partir de su superficie.
Gaume et al. (2001) investigaron algunos mecanismos, que permiten a genotipos
de maíz adaptarse a suelos con baja disponibilidad de fósforo. La producción de materia
seca, la relación tallo/raíz, la longitud radical y la exudación por la raíz de ácidos
orgánicos y fosfatasa ácida fueron investigadas en cuatro genotipos de maíz creciendo
en condiciones de deficiencia y suficiencia de fósforo en cultivos hidropónicos estériles.
En este estudio se encontró un aumentó en el desarrollo de la raíz y aumento de la
fosfatasa ácida en los exudados radicales bajo condiciones de deficiencia de P en todos
los genotipos de maíz ensayados.
Wasaki et al. (2003) encontraron secreción de fosfatasa ácida en Lupinus albus
L. cv. Kievskij mutante) cuando creció en condiciones de bajo fósforo aprovechable. Así
30
mismo observaron que en las plantas bajo estas condiciones de crecimiento se induce un
vigoroso desarrollo de raíces agrupadas. La expresión de genes de la fosfatasa ácida en
raíces agrupadas y raíces normales también fue estudiada y encontraron que la expresión
génica fue inducida por una disminución interna de la concentración de fósforo y fue
especialmente alto en raíces agrupadas formadas bajo condiciones de deficiencia de
fósforo.
Jonson et al. (1996) estudiaron el desarrollo de raíces agrupadas y la expresión
de fosfoenolpiruvato carboxilasa en raíces de Lupinus albus L. creciendo con 1 mM de
fósforo (tratamiento +P) y sin fósforo (tratamiento –P) y encontraron una más rápida
formación de raíces agrupadas en –P, así como grandes cantidades de fosfoenolpiruvato
carboxilasa, mRNA, fosfoenolpiruvato carboxilasa con actividad específica y enzimas
proteínicas. Los resultados encontrados sugirieron que lupino blanco tiene una
concertada regulación en el desarrollo de raíces agrupadas, una regulación
transcripcional de fosfoenolpiruvato carboxilasa y biosíntesis de ácidos orgánicos para la
exudación en respuesta a la deficiencia de fósforo.
Las principales enzimas responsables de la degradación del ácido fítico son las
fitasas. Las fitasas son una clase especial de fosfatasas que catalizan la hidrólisis
secuencial del ácido fítico a fosfato de inositol y, en algunos casos a inositol. Las fitasas
son encontradas en una variedad de organismos, incluyendo las plantas (Barrientos et
al., 1994).
Se ha sugerido que las fitasas son otro tipo de enzimas fosfohidrolíticas que
catalizan la hidrólisis del ácido fítico (mio-inositol hexafosfato) liberando Pi, aunque no
había sido asociada a la deficiencia de fósforo, sino al mecanismo de movilización de P
en semillas, plántulas y granos de polen. Sin embargo, Li et al. (1997) demostraron que
la deficiencia de fósforo aumentaba la secreción de fitasas de las raíces de diferentes
especies de leguminosas, así como de otras especies como gramíneas tropicales
forrajeras.
A diferencia de la fosfatasa ácida, la fitasa no siempre se induce bajo condiciones
de deficiencia de fósforo en todas las plantas, tal como lo señalaron Parra et al. (2004)
en un estudio con dos genotipos de caraota (Phaseolus vulgaris L.) creciendo bajo
condiciones de deficiencia de fósforo; observaron que la actividad fitasa aumentó en el
31
cultivar C60, mientras que disminuyó en el cultivar MAR1; esto comprobó que uno de
los factores que influye sobre la respuesta de las plantas ante las deficiencias de P es el
genotipo de la especie. De igual manera, Yadav y Tarafdar (2004) observaron una gran
variación de la actividad fitasa en la rizósfera de distintas plantas, entre ellas, cuatro
cultivares anuales, dos especies de pasto y tres especies arbóreas; lo cual también
confirma que la actividad fitasa varía con las especies vegetales.
La fitasa en el exudado radical ha sido muy poco estudiada en comparación a la
fosfatasa ácida; de esta última, existen amplias referencias de trabajos realizados en el
Laboratorio de Metabolismo y Fisiología de Cultivos y Malezas Tropicales del Instituto
de Botánica Agrícola de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de
Venezuela, en Maracay, relacionados con la actividad de la fosfatasa ácida en la
interfase suelo-raíces; así como la determinación de propiedades cinéticas de la enzima
Na-soluble asociada a paredes celulares, secretada "in vivo" por raíces de especies de
plantas silvestres y cultivadas, en condiciones de deficiencia y suficiencia de fósforo
(García y Ascencio 1992, Fernández y Asencio 1994; Ascencio 1996; Ascencio 1997;
Briceño, 2001; Santana 2010).
Aunque se conoce poco acerca del mecanismo de utilización de los fosfatos de
inositol por la raíces, la bibliografía demuestra que las fitasas podrían ser clave en el
proceso, dado que se trata de una enzima ampliamente distribuida en plantas, animales,
hongos, bacterias y otros microorganismos del suelo.
Algunos investigadores coinciden en afirmar que la enzima fitasa pudiera ser un
tipo especial de fosfatasa ácida. Generalmente, las investigaciones tradicionales la han
asociado a mecanismos de movilización de P en semillas. Recientemente, Briceño
(2001), estudiando la actividad y propiedades cinéticas de la fitasa en secreción de raíces
de tomate en condiciones de deficiencia de fósforo, encontró que la actividad de la
enzima se mantuvo elevada en condiciones de deficiencia de fósforo sugiriendo que,
probablemente, la secreción de esta enzima por las raíces de la planta está regulada por
el contenido de fósforo en la planta.
Hübel y Beck (1996) encontraron actividad de la enzima fitasa en cortes finos de
raíces de maíz. De la misma forma encontraron actividad de la fosfatasa en la estela y el
córtex de las raíces primarias y la actividad de las fitasas fue confinada a la endodermis.
32
Richardson et al. (2000) observaron que plántulas de trigo exhibieron una
habilidad diferencial para utilizar fósforo desde sustratos de fósforo orgánico cuando
crecen en cultivos de agar bajo condiciones estériles. Las plantas mostraron una limitada
habilidad para obtener fósforo desde el sustrato de hexafosfato de inositol, mientras
otros sustratos monoéster tales como la glucosa 1-fosfato fueron fuentes equivalentes de
fósforo para plantas creciendo como comparadores con fosfato inorgánico. La poca
utilización de hexafosfato de inositol fue ejemplificada para significar la baja tasa de
acumulación de materia seca y el reducido contenido de fósforo en los tejidos. La
inhabilidad de plántulas de trigo para obtener fósforo a partir de hexafosfato de inositol
fue debido a una insuficiente actividad de fitasa en las raíces o a una inapropiada
localización de fitasa dentro de los tejidos de la raíces. Estos resultados fueron
confirmados por la observación de que la habilidad de trigo para obtener fósforo a partir
de hexafosfato de inositol fue significativamente mejorada cuando las plántulas fueron
inoculadas con una bacteria del suelo (Pseudomonas sp. Cepa CCAR59), que posee
actividad fitasa.
Gilbert et al. (1999) encontraron que raíces de plantas de Lupinus desarrolladas
en condiciones de deficiencia de P (-P) tuvieron una actividad de fosfatasa ácida
significativamente más alta tanto en extractos como en exudados radicales, comparadas
con muestras de plantas en condiciones de suficiencia de P (+P) 10 días después de la
emergencia. El incremento en la actividad en plantas –P fue más pronunciado en las
regiones de raíces agrupadas. En contraste, no encontraron actividad de enzimas fitasas
en plantas –P comparadas con plantas +P. Resultados similares para la enzima fitasa
fueron reportados por Santana (2010) en Crotalaria juncea
Bosse y Köck (1998) reportaron que en plántulas de tomate (Solanum
lycopersicon Mill.), las enzimas de movilización del fosfato (fosfatasa ácida, fitasa y
ribonucleasa) respondieron a la ausencia de una fuente exógena de fosfato con un
notable aumento en sus actividades específicas.
Finalmente, los estudios de las respuestas nutricionales de las plantas a la
suplencia limitada de fósforo han revelado algunos mecanismos de adaptación que
contribuyen a la sobrevivencia en ambientes con muy poco fósforo disponible. Aunque
estas adaptaciones no son idénticas para todos los cultivos, ciertos aspectos se conservan
33
en una gran variedad de éstos creciendo en muy diversos ambientes. Las adaptaciones
bioquímicas, fisiológicas y moleculares de las plantas a la deficiencia de fosfato
proporcionan un excelente ejemplo de cómo la flexibilidad única del metabolismo de la
planta y la transducción de la energía les ayuda a hacer frente a los ambientes
estresantes. Estas adaptaciones también proporcionan un sistema útil para los estudios de
la transducción de señales y, consecuentemente, a la expresión de genes para enfrentar
tales situaciones. Las investigaciones futuras en este ámbito podrían proporcionar
nuevas vinculaciones entre el control bioquímico y molecular del metabolismo de la
planta. Una mejor comprensión del flujo de cambios a través de rutas alternativas y
expresión de enzimas para la tolerancia de las plantas al estrés serían de invalorable
interés práctico. Este conocimiento es relevante para la biotecnología agrícola a los fines
de encontrar cultivos mejorados para ambientes extremos, que incluyan no sólo la
deficiencia de fósforo sino de otros nutrimentos.
Interacción suelo-planta en la expresión y corrección de la deficiencia de
fósforo en cultivos.
Comprender las condiciones básicas que afectan el crecimiento y desarrollo de
las plantas, las cuales deben ser medidas y luego integradas para obtener un mejor
conocimiento de las condiciones que la rodean, impone hoy día un gran reto en las
investigaciones relacionadas a la interacción suelo-planta. Hasta el momento se han
identificado y cuantificado los factores que afectan el desarrollo de las plantas, pero ha
sido muy poco lo que se ha logrado en la integración de ese conocimiento. Las
características del sistema suelo-planta están reguladas por procesos físicos, químicos y
biológicos; estos procesos, en definitiva, requieren energía, la cual procede de la
fotosíntesis, de igual manera ocurren transferencias de solutos entre el xilema y el
floema hacia arriba y abajo.
Los iones se mueven hacia los sitios metabólicamente activos como meristemos
apicales, hojas jóvenes y estructuras reproductivas, pero a su vez, existen eventos
limitantes de gran importancia como la absorción de nutrimentos por las raíces, lo cual a
su vez es afectado por múltiples factores. En tal sentido, el proceso mineral-coloide34
solución-absorción-transporte-metabolismo puede ser afectado por factores implícitos en
esta relación suelo-planta.
El análisis de un proceso en el cual un elemento nutritivo es removido de su
posición en un mineral, se mueve a través del suelo y es incorporado a la planta,
demuestra que se está en presencia de un proceso complejo donde hay múltiples factores
que lo afectan.
Las plantas difieren en su habilidad para obtener nutrimentos, por lo que la idea
de desarrollo y utilización de especies y cultivares tolerantes a condiciones de estrés por
nutrimento (deficiencia o exceso) no es nueva (Lafever, 1981).
Una mejor comprensión y entendimiento de las bases moleculares y fisiológicas
de la absorción, el transporte y la utilización de P puede conducir a la formulación de
estrategias dirigidas a desarrollar mejores cultivares eficientes en el uso adecuado de P,
para lograr cultivos sostenibles con menor empleo de fertilizantes de P (Shenoy y
Kalagudi, 2005)
El suelo como sustrato para el suministro de fósforo a las raíces.
El suelo es el cuerpo natural donde se arraigan las plantas y es fuente
fundamental de los elementos nutritivos que éstas requieren para su normal desarrollo.
El suelo posee una serie de características que se agrupan en físicas, químicas, físicoquímicas y biológicas, las cuales en una forma u otra afectan el crecimiento de las
plantas, destacando en este caso su efecto sobre el aprovechamiento de los nutrimentos
del suelo.
Las características físicas textura, estructura y porosidad del suelo son
determinantes en el almacenamiento de agua y nutrimentos, movilidad de iones en la
fase liquida, y principalmente en las pérdidas de nutrimentos contenidos en el suelo. Las
características químicas están relacionadas con la naturaleza de los minerales y la
disponibilidad de nutrimentos en el suelo, tanto en forma intercambiable como en
solución. Las características físico-químicas están referidas principalmente a la
capacidad de intercambio catiónico y el pH del suelo. La materia orgánica a pesar de no
ser indispensable para los cultivos, al descomponerse en el suelo ejerce una serie de
35
efectos benéficos como la liberación de fósforo al suelo, entre otros. Aunque la cantidad
total de P en el suelo puede ser alta, está a menudo presente en formas no disponibles o
en formas que sólo están disponibles fuera de la rizósfera. Pocos suelos no fertilizados
liberan P lo suficientemente rápido para apoyar las elevadas tasas de crecimiento de
especies cultivadas (Schachtman et al., 1998). En muchos sistemas agrícolas en los
cuales la aplicación de P al suelo es necesaria para garantizar la productividad de las
plantas, la recuperación de P aplicado a las plantas cultivadas en una temporada de
crecimiento es muy baja, porque en el suelo más del 80% del P llega a ser inmóvil y no
disponible para la absorción por las plantas debido a la adsorción, precipitación o
conversión a la forma orgánica (Holford, 1997).
El P del suelo se encuentra en diferentes formas, tales como P orgánico y mineral
(Figura 1). Es importante destacar que 20 a 80% de P en los suelos se encuentra en la
forma orgánica, de la cual, el ácido fítico (inositol hexafosfato) es usualmente un
componente importante (Richardson, 1994). El resto se encuentra en la fracción
inorgánica
conteniendo
170
formas
minerales
de
P
(Holford,
1997).
Los
microorganismos del suelo liberan las formas inmóviles de P a la solución del suelo y
también son responsables de la inmovilización de P. La baja disponibilidad de P en la
mayor parte del suelo limita la absorción por las plantas. Minerales más solubles, tales
como K se desplazan a través del suelo vía flujo y difusión de masa, pero el P se mueve
principalmente por difusión. Puesto que la tasa de difusión de P es lenta (10-12 al 10-15
m2 s-1), las altas tasas de absorción por las plantas crean una zona alrededor de las raíces
lo que agota el P.
36
P orgánico
20-80% del total
Raíces proteoideas aumentan
la disponibilidad de P
Fosfato: Aprovechable
Para la planta
<10µM en la solución del suelo
Micorrizas, aumentan la
absorción de P
P en el suelo
P mineral
Aprovechable para la planta
por desorción y solubilización
Figura 1. Adquisición del P del suelo por la planta (Adaptado de Richardson, 1994).
La geometría y morfología de la raíz de la planta son importantes para maximizar
la absorción de P, porque los sistemas radicales que tienen mayores relaciones de área
superficial sobre volumen explorarán más eficientemente un mayor volumen de suelo
(Lynch, 1995). Por esta razón, las micorrizas son también importantes para la
adquisición de P por las plantas, puesto que las hifas fúngicas aumentan el volumen de
suelo que las raíces de las plantas exploran (Smith y Read, 1997). En algunas especies
de plantas, las raíces agrupadas (raíces proteoideas) se forman en respuesta a las
limitaciones de P. Estas raíces especializadas exudan grandes cantidades de ácidos
orgánicos (hasta 23% de la fotosíntesis neta), los cuales acidifican el suelo y los quelatan
cationes metálicos alrededor de las raíces, resultando en la movilización de P y algunos
micronutrimentos (Marschner, 1995).
El suelo como sistema biológico e interacción con la rizósfera.
Las raíces han sido descritas como los ingenieros del ecosistema del suelo, cuyas
actividades crean un dominio único y funcional en el suelo (Lavelle, 2002). Esta
37
terminología describe acertadamente la rizósfera. Este dominio es, en última instancia,
creado por las actividades físicas, químicas y fisiológicas de las raíces, su crecimiento a
través del suelo, su absorción de agua y nutrimentos, sus cambios de desarrollo, la
senescencia y la muerte. Su contribución de energía y carbono a la rizósfera por los
exudados y componentes estructurales de los tejidos es la fuerza motriz del metabolismo
de la comunidad interactiva y compleja de los microorganismos y la fauna que se
desarrollan allí y las cuales adicionalmente forman las propiedades de la región. La
rizósfera es el límite que fluye a través de toda el agua, nutrimentos, exudados y el
intercambio de información entre la planta y la comunidad del suelo influenciada por la
presencia de las raíces. Al igual que todos los límites el de la rizósfera es de carácter
complejo, probablemente el más complejo entorno en el suelo (Belnap et al., 2003).
A pesar de su intrínseca complejidad, el entendimiento de la rizósfera es vital si
queremos solucionar las más inminentes crisis ambientales, tales como la alimentación
sostenible, producción de fibra y energía, preservación de recursos hídricos y
biodiversidad y mitigar el cambio climático (Jones y Hinsinger, 2008)
Existe un reconocimiento creciente de que la diversidad de la vida sobre la tierra,
incluyendo la variedad de genes, especie y los ecosistemas, es una herencia natural
irreemplazable y crucial al bienestar humano y al desarrollo sostenible. El centro de este
reconocimiento es que la zona del suelo circundante a las raíces de las plantas, la
rizósfera, representa uno de los más diversos hábitats en el planeta y es el centro del
funcionamiento del ecosistema (Van der Heijden et al., 1998; Torsvik y Ovreas, 2002).
Lynch (2007) señaló que las variaciones genéticas sustanciales en la
productividad de los cultivos en suelos estériles se han conocido por más de un siglo. Se
ha desarrollado en los últimos años una mejor comprensión de los rasgos responsables
de esta variación. La arquitectura de la raíz es críticamente importante y determinante
para la exploración del suelo y por lo tanto para la adquisición de nutrimentos. Los
rasgos arquitectónicos bajo control genético incluyen gravitropismo básico de la raíz, la
formación de raíces adventicias y las ramificaciones laterales que realzan la vegetación
en el suelo son importantes para la adquisición del fósforo en suelos estériles. La
variación genética en la longitud y la densidad de los pelos radicales es importante para
la adquisición de nutrimentos inmóviles tales como fósforo y potasio. Las variaciones
38
genéticas en la formación de aerénquimas corticales en la raíz y desarrollo de raíces
secundarias, son importantes en la reducción de los costos metabólicos de crecimiento
de la raíz y de exploración del suelo. La variación genética en la modificación de la
rizósfera a través de la liberación de protones, de ácidos orgánicos y de enzimas es
importante para la movilización de nutrimentos tales como fósforo y metales de
transición así como para evitar la toxicidad por aluminio. Las variaciones genéticas de
todos estos rasgos están asociadas a aumentos sustanciales de la producción en suelos
con baja fertilidad.
Prácticas agronómicas asociadas a la corrección de la deficiencia de fósforo
en cultivos.
La nutrición de fósforo en las plantas es proporcionada por varias formas de
fosfatos. Aunque los fosfatos se encuentran naturalmente en los suelos, su poca
disponibilidad conlleva sin embargo, al uso de enmiendas del suelo con fertilizantes
fosforados para suministrar la nutrición de fósforo adecuada a los cultivos.
El fósforo orgánico puede constituir sobre el 90% del fósforo total del suelo
(Harrison, 1987). La asimilación de esos compuestos orgánicos desde el suelo es crucial
para el crecimiento de las plantas terrestres porque el fósforo es un mineral limitante
pero esencial para la síntesis de biomoléculas vitales, tales como ácidos nucléicos,
fosfolípidos y azucares fosfatados. Aunque la mayoría del fósforo de los suelos existe
como compuestos orgánicos (Turner et al., 2002; Richardson, 1994), este no puede ser
asimilado por las plantas a menos que este sea hidrolizado en fosfato inorgánico
(Raghothama, 1999).
Las plantas requieren adecuados niveles de P en los primeros estadios del
crecimiento para la óptima producción de los cultivos. La suplencia de fósforo a los
cultivos es afectada por el P del suelo, el manejo de la fertilización fosforada en el suelo
y las condiciones ambientales que influencian la fitodisponibilidad de P y el crecimiento
radical. Un sistema de producción óptimo, requiere una suplencia adecuada de fósforo
en el suelo o de adiciones de P. Cuando en los estadios tempranos de los cultivos la
suplencia de fósforo es baja, la fertilización fosforada puede mejorar la nutrición de P y
39
el potencial de los cultivos. Alternativamente, bajo condiciones de baja suplencia de
fósforo, el estímulo de asociaciones con micorrizas arbusculares podría aumentar la
absorción de P por los cultivos en las fases tempranas del crecimiento, mejorando
potencialmente la producción y sustituyendo el uso de fertilizantes fosforados al
comienzo del crecimiento (Grant et al., 2005). Por otra parte, una adecuada eficiencia de
las plantas para absorber y utilizar el fósforo en situaciones de bajo disponibilidad de
éste elemento puede contribuir a aumentar su potencial productivo (Furlani et al., 2002).
Para incrementar la producción, una gran cantidad de fertilizantes nitrogenados y
fosforados son aplicados. En los últimos años se ha prestado más atención en la
fertilización con P. Numerosos estudios han demostrado que la aplicación de altas dosis
de P no sólo incrementan el rendimiento y la calidad, sino también disminuyen el
problema de sequía mediante la promoción de un sistema radical más profundo y
extensivo (Payne et al., 1992; Rodríguez et al., 1996; Singh y Sale, 2000). Sin embargo,
la baja eficiencia de la absorción de P por las plantas es el principal problema asociado
con las aplicaciones del mismo. En regiones con suelos calcáreos, el problema se
intensifica debido a las interacciones entre el P, Ca y Mg (Hinsinger, 2001). El aumento
de la disponibilidad de P inorgánico en el suelo para la absorción de la planta es un tema
importante de investigación, así como con los aspectos prácticos (Zhang et al., 2004).
La definición de la dosis de fertilizantes fosforados que se añade al suelo
depende de la estrategia de fertilizantes utilizados. Existen básicamente dos estrategias
de fertilización: la corrección gradual y la construcción y el mantenimiento de la
fertilidad del suelo. Sin embargo, en ninguno de ellos se tiene como objetivo aumentar la
disponibilidad de fósforo, o de cualquier otro nutrimento, a partir de las dosis
recomendadas de fertilizantes. Por lo tanto, conforme sea el contenido de P en el suelo,
la dosis debe ajustarse para garantizar un adecuado suministro al cultivo y mantener los
niveles óptimos en el suelo (Rheinheimer dos Santos et al., 2008) (Figura 2).
40
(a)
Medio
Bajo
Muy bajo
Rendimiento relativo
Nivel de suficiencia
Debajo del óptimo
Alto
Óptimo
Muy alto
Sobre el óptimo
Niveles de nutrientes en el suelo
Dependiente de una buena calibración del método
Dosis de nutrientes a ser aplicada
Construcción de
los niveles
Debajo del óptimo
Nivel de suficiencia
(b)
Mantenimiento
Óptimo
Sobre el óptimo
Niveles de disponibilidad de nutrientes
Figura 2. (a) Establecimiento de las clases de disponibilidad de fósforo con relación al
rendimiento relativo de los cultivos y (b) dosis a ser aplicadas para maximizar la
producción. Adaptado de Rheinheimer dos Santos et al. (2008)
La fertilización de correctiva es una práctica habitual en los sistemas de
producción en algunos países del mundo; donde se ha adoptado la fertilización de
corrección hasta 1986 y, desde allí, se ha elegido la estrategia de la construcción gradual
de la fertilidad del suelo, básicamente, debido a las restricciones para la compra de
fertilizantes. En este caso, la dosis es definida por análisis de suelos. Sousa et al. (2002)
mencionaron que, para suelos con contenido de fósforo muy bajo, se debe adaptar a la
definición de la dosis de fosfato que se añade para la corrección total. Para otros suelos,
donde los niveles de fósforo disponible son medios, se recomienda la fertilización de
corrección.
41
Otras de las prácticas relacionadas a la corrección de la deficiencia de fósforo en
los cultivos son las que tienen que ver con la utilización de fertilizantes fosforados no
convencionales, que eventualmente se usan como fertilizantes iniciadores; esto debido a
que el fósforo puede estar presente en otras formas químicas, aunque estas son
raramente encontradas en la industria agrícola. Estas formas son básicamente derivados
del ácido fosforoso, y son llamados fosfitos. El fosfito más común es el de Potasio
(mezcla de solución de KOH con ácido fosforoso) y las plantas lo toman como ión
fosfito.
Una gran cantidad de productores en muchas partes del mundo aplican
formulaciones que contienen fosfitos y que incluyen más de 10 marcas diferentes
(Leymonie, 2007), las cuales son vendidas como fuentes superiores para la nutrición de
fósforo en los cultivos (Raghothama, 1999; Ticconi et al., 2001) y son recomendados
como fertilizantes foliares para los cultivos con ventajas ecológicas adicionales, debido a
que los fosfitos aparentemente no se acumula en el medio ambiente (Lanauskas et al.,
2006). Con esta idea se han usado para suplementar regularmente los programas de
fertilización con fósforo. Sin embargo, aún cuando numerosas publicaciones indican que
fosfito puede ser fácilmente absorbido por las hojas y raíces de las plantas (Carswell et
al., 1996, Förster et al., 1998; Schroetter et al., 2006) la literatura señala que no hay
evidencias claras documentadas que indiquen que las plantas pueden usar fosfitos como
una fuente directa de fósforo.
En este sentido, McDonald et al. (2001a) indicaron que el fosfito puede proveer
fósforo de manera indirecta a las plantas después de ser oxidado a fosfato por las
bacterias del suelo.
Recientes investigaciones han demostrado que cuando se incorpora fosfito al
suelo, la actividad microbiana (Escherichia coli, Psedomona stutzeri, Alcalinigenes
faecalis y Xanthobacter flavus) oxida el fosfito a fosfato con rapidez (White y Metcalf,
2007). Después de 16 semanas, el 99,9% del fosfito original es convertido a fosfato.
También se ha propuesto, que si se siembra un cultivo en un suelo fertilizado
previamente con fosfito, este puede crecer de manera similar a aquellos cultivos en
suelos fertilizados con fosfato (Lovatt y Mikkelsen, 2006). Sin embargo, muchas
42
investigaciones recientes revisan el problema de los fosfitos como fertilizantes (Barrett
et al., 2002).
Aunque la mayoría de las plantas absorben y traslocan fácilmente el fosfito, éste
aparentemente no es oxidado o metabolizado rápidamente en las plantas. (Carswell et al.
1996 y 1997; Guest y Grant, 1991). En cambio, el fosfito está vinculado a efectos
perjudiciales en plantas deficientes de P por la supresión de una amplia gama de
respuestas de las plantas a la deficiencia de P (Carswell et al., 1996 y 1997; Wells et al.,
2000; Ticconi et al., 2001; Varadarajan et al., 2002; Singh et al., 2003) exacerbando
consecuentemente los efectos nocivos a la deficiencia de P. Así, Ratjen y Gerendas
(2009) postularon que el efecto negativo en el crecimiento de las plantas es más fuerte
cuanto más bajo es el estado nutricional de P en las plantas.
Por otra parte, Abel et al. (2002) aseguraron que la inducción de al menos
algunos genes inducibles por las deficiencias de P está regulada por el factor PHR1 y
está influenciado por el estatus de Pi en toda la planta, posiblemente mediado por
citoquininas. Por lo tanto, abundante fosfato así como la presencia de fosfito reprimen
las respuestas morfológicas y moleculares de las plantas a la deficiencia de fósforo;
evitando la aclimatación de plantas a las deficiencias de P, suprimiendo específicamente
la expresión de los genes inducibles por la deficiencia de P (Carswell et al., 1996 y
1997; McDonald et al., 2001b; Ticconi et al., 2001; Varadarajan et al., 2002).
Así mismo, McDonald et al. (2001a) indicaron que cuando el fosfito es usado
como fuente de fósforo, éste podría enmascarar la deficiencia de P dentro de la planta,
con lo que ésta no manifiesta las típicas características por deficiencias de P y en
consecuencia se produce un pobre desarrollo, lo cual afecta el rendimiento de los
cultivos. Curiosamente, incluso las bajas concentraciones de fosfito aparentan ser
perjudiciales para las plantas en condiciones de deficiencia de P, pero no en la que los
cultivos están bajo condiciones de suficiencia de P (Ticconi et al., 2001); sin embargo,
los efectos negativos de fosfito sobre las plantas podrían ser superados por la aplicación
de fosfato (Varadarajan et al., 2002).
En un estudio realizado por Schroetter et al. (2006) con plantas de maíz, ellos
indicaron que la aplicaciones foliares de fosfito de K no mejoró el crecimiento de las
plantas en un ensayo de campo y en condiciones de suficiencia y deficiencia de P. En su
43
experimento en macetas, el crecimiento de las plantas de maíz tratadas con fosfito de
potasio como única fuente de fósforo aplicado al suelo o foliarmente, fue fuertemente
reducido.
Así mismo, cuando se aplicó fosfito foliarmente en fresa, éste no tuvo ningún
efecto sobre el crecimiento de las plantas; por otra parte, la fertilización no tuvo ninguna
ventaja en términos de incremento del rendimiento en comparación con la fertilización
tradicional con P. El sabor de las fresas fue influenciado por la fertilización foliar
adicional con fosfito haciendo los frutos más ácidos y menos dulces y los sólidos
solubles totales fueron menores (Moor et al., 2009).
Por otra parte, plantas de tomate y pimentón cultivados hidropónicamente
tratados con fosfito técnico (Preparado del ácido fosforoso y neutralizado con KOH) y
fosfito comercial, mostraron una significativa reducción del crecimiento en comparación
con plantas fertilizadas con fosfato (Förster et al., 1998; Varadarajan et al., 2002).
Sukarno et al. (1993) demostraron la inhibición del crecimiento de raíces de
Allium cepa después de ser tratadas con etil-fosfito de aluminio, sugiriendo que el fosfito
puede interferir con el metabolismo de algunas plantas.
De la misma manera, Barrett et al. (2002) demostraron que el crecimiento de
raíces y tallos de Corymbia calophylla y Banksia brownii, disminuyeron con dosis de
fosfito de 24 kg ha-1.
Un aumento en el crecimiento radical o una incrementada proporción raíz/tallo
como marcadores de la respuesta al estrés por P se encontraron fuertemente inhibidas
por fosfito en Brassica nigra (Carswell et al., 1996), tomate (Varadarajan et al., 2002),
espinaca (Spinacea oleracea) y espinaca japonesa (Brassica rapa Var. “Komatsuna”) y
célery (Apium graveolens L.) (Thao et al., 2008a,b; Thao y Yamakawa, 2008).
El crecimiento de las raíces (pelos radicales, longitud de raíces y densidad
radical) que inducen las deficiencias de P, también se redujo significativamente por los
tratamientos de fosfito en Arabidopsis. Así mismo, se reportó que la acumulación de
antocianinas y la actividad de enzimas nucleolíticas inducibles por la deficiencia de Pi
(Ribonucleasas, fosfodiesterasas y fosfatasa ácida) fueron efectivamente impedidas por
fosfito (Ticconi et al., 2001).
44
Estudios en Brassica nigra y Brassica napus por Carswell et al. (1996 y 1997)
demostraron que la inducción de fosfatasa ácida, fosfoenolpiruvato fosfatasa, pirofosfato
inorgánica dependiente, fosfofructoquinasa y transportadores de fosfato de alta afinidad
en el plasmalema por las limitaciones de Pi fueron fuertemente inhibidos en la presencia
de fosfito; ellos sugirieron que, efectivamente, el fosfito interfiere con las respuestas de
la planta a la deficiencia de P, dado que estas enzimas son consideradas como
marcadoras de la deficiencia de fósforo
Similarmente, Varadarajan et al. (2002) encontraron que la expresión de genes
inducibles por la deficiencia de fósforo tales como LePT1 y LePT2 (transportadores de
Pi de alta afinidad), LePS2 (fosfatasa ácida) y LePS3 y TPS11 (nuevos genes), fueron
suprimidos en gran medida por el tratamiento de fosfito en plantas de tomate en
condiciones de deficiencia de fosfato.
En célery (Apium graveolens L.) cultivado hidropónicamente la adición de
fosfito en rango de 0,1 a 2 mmol. l-1 en la solución nutritiva, no mejoró el crecimiento de
las plantas bajo ninguna dosis de suplencia de fosfato (baja 0,05 mmol. l-1 y alta 0,5
mmol. l-1) (Thao y Yamakawa, 2008). El crecimiento de célery (hidropónico) fertilizado
a bajo fosfato fue reducido significativamente por la aplicación de 2 mmol/l de fosfito.
En lechuga, Thao y Yamakawa (2010), reportaron que la adición de fosfito a la
solución nutritiva a diferentes rangos de dosis desde muy baja (0,05 mmol. l-1) a
relativamente alto (2 mmol. l-1) incrementó sustancialmente el P total en raíces y tallos,
pero no mejoró el crecimiento de las plantas bajo varios niveles de suplencia de fosfato.
Estos resultados dejaron de lado las afirmaciones propuestas por Förster et al.
(1998) y Young (2004) quiénes habían asegurado que las combinaciones de fosfito y
fosfato eran más eficaces en cuanto a la asimilación por las plantas que cualquiera de los
dos iones por sí solos
Más recientemente, Bachiega et al. (2011) en un estudio con 2 patrones de
cítricas creciendo en suelo arenoso y soluciones nutritivas para evaluar el crecimiento de
las plantas, las características fotosintéticas, la concentración de P total y soluble en
hojas y raíces, usando fosfato, fosfito y su combinación, encontraron que las plantas
fertilizadas con fosfato tuvieron una muy alta concentración de P total y peso seco total,
mientras que las plantas control (P0) tuvieron un bajo contenido de P total pero muy alta
45
longitud total de raíces así como una alta relación raíz/tallo. La clorofila en hojas
(medida con Spad) y la asimilación neta de CO2 de las plantas control y plantas con
fosfito fueron similarmente bajas en comparación con las plantas con fosfato y fosfato +
fosfito. Por otro lado, la respuesta del crecimiento en los tratamientos de la combinación
fosfato + fosfito fueron intermedios entre los tratamientos con fosfato y fosfito por si
solos. Adicionalmente, fosfito incrementó el fósforo total y soluble en hojas y raíces por
encima del tratamiento control, pero esto no se tradujo en un mayor crecimiento de la
planta.
Donova-Alt et al. (2008) analizaron la absorción, distribución sub-celular y
efectos metabólicos de fosfito en células in vivo de tabaco usando Resonancia Magnética
Nuclear basados en las propiedades cinéticas del transporte de fosfato en células de
tabaco; ellos demostraron que el fosfito inhibe la absorción de fosfato de manera
competitiva. Los estudios también mostraron una distintiva acumulación citoplasmática
de fosfito en células con deficiencia de Pi, mientras que la suplencia de fosfato (Pi)
resultó en una rápida salida de fosfito. El Pi celular precargado fue cambiado
directamente por fosfito dentro de la vacuola. En cambio, cuando las células están
precargadas de Pi, el fosfito se acumula casi exclusivamente en la vacuola. Basados en
estas relaciones, se cree que los diferentes elementos regulatorios son responsables del
transporte de fosfato y de fosfito desde el citoplasma hasta la vacuola. Estos
investigadores creen que mientras que la razón para la absorción vacuolar de Pi es su
almacenamiento, la razón de la absorción de fosfito pudiera estar asociada a una forma
de secuestración vacuolar de fosfito como una vía para la detoxificación de éste; sin
embargo, tal consideración no está clara.
Celetti (2006) indicó que los productos derivados del ácido fosforoso usados
como fungicidas (fosfonatos) difieren mucho en sus propiedades de los usados como
fertilizantes y en consecuencia no deben sustituirlos.
46
CAPITULO I: ENSAYO EN SOLUCIONES NUTRITIVAS
CRECIMIENTO DE MAIZ Y BERENJENA Y ACTIVIDAD DE FOSFATASA
ÁCIDA Y FITASA, EN SOLUCIONES NUTRITIVAS CON FOSFATOS Y
FOSFITOS ANTES Y DESPUÉS DE UN PERÍODO DE RECUPERACIÓN DE
LA DEFICIENCIA DE FÓSFORO
INTRODUCCIÓN
En muchos ambientes de cultivo el P es uno de los elementos nutritivos menos
disponible para las plantas.
El P en la rizósfera se mueve a la raíz por difusión y es transportado en las raíces
por procesos activos de alta afinidad. Cuando el Pi está limitado, ocurre un aumento en
la expresión de los transportadores del Pi para aumentar su absorción y disponibilidad en
la planta (Franco-Zorrilla et al. 2004; Ticconi y Abel, 2004).
Para hacer frente a la escasez de Pi las plantas reprograman su metabolismo
reestructurando su sistema radical (Ticconi y Abel, 2004; Theodoruo y Plaxton, 1993;
Raghothama, 1999; Plaxton y Carswell, 1999)
Cuando la disponibilidad de P es limitada, las plantas responden tanto en
desarrollo como metabólicamente para aumentar la adquisición del Pi. Los cambios
incluyen modificaciones en arquitectura de raíces, como aumento en el número de raíces
laterales y número y longitud de los pelos radicales, lo cual ayuda a la absorción del Pi
por aumento de la superficie de suelo explorada. Algunas especies (como Lupinus albus)
forman raíces proteoideas (raíces laterales agrupadas), que aumenta la superficie de
absorción. Otras especies forman relaciones simbióticas con hongos micorrízicos que
podrían intercambiar Pi por el carbono fijado. Las plantas también pueden exudar ácidos
orgánicos, fosfatasas, y/o nucleasas para solubilizar o para liberar el Pi de fuentes
orgánicas o de complejos con Fe, Al, o cationes de Ca y del Mg (Grennan, 2008).
La fisiología de las respuestas a la deficiencia de Pi se ha convertido en un tema
actual de la investigación de los eventos moleculares iniciales que detectan, transmiten e
integran la información sobre estado externo e interno del Pi en la planta (Ticconi y
Abel, 2004).
47
De acuerdo a Carswell et al. (1996 y 1997) se produce una inhibición del
crecimiento en plantas de Brassica nigra por fosfito y esto esta correlacionado con la
reducción interna de fosfato inorgánico por una acción competitiva de fosfito sobre la
asimilación de fosfato inorgánico como una causa para la inhibición del crecimiento.
En relación con la fosfatasa ácida y la fitasa, enzimas que hidrolizan el enlace
éster en compuestos orgánicos las cuales están presentes en el exudado y la secreción
radical de muchas especies de plantas, estas han sido muy estudiadas en lo referente a
los mecanismos de tolerancia al estrés por deficiencia de P, demostrando en lupino y
tomate gran capacidad para responder a una limitada suplencia de fósforo (Li et al.,
1997; Tadano y Sakai, 1991).
Ascencio (1997) estudio la enzima fosfatasa ácida extracelular de raíces en
diferentes especies y su relación con la deficiencia de P, demostrando la relación entre la
constantes cinéticas Km aparente (Km (app)) y Vmax de la enzima de la secreción “in
vivo” de raíces y la capacidad de respuesta en condiciones de deficiencia. Sin embargo,
las características cinéticas de la enzima fitasa en el exudado radical “in vivo” asociada
con la deficiencia de P ha sido poco estudiada.
Li et al. (1997) en un estudio sobre purificación y caracterización de las fitasas
inducidas en condiciones de deficiencia de fósforo en raíces de tomate y sobre las
características cinéticas de esta enzima purificada del extracto de raíces de tomate,
sugirieron que la fitasa podría ser un tipo especial de fosfatasa ácida. Briceño (2001)
encontró una mayor actividad de la enzima fitasa de la secreción “in vivo” de raíces de
tomate en plantas desarrolladas en soluciones nutritivas deficientes de fósforo con
respecto a las no deficientes.
Por lo antes expuesto, en esta parte del estudio se pretende evaluar el efecto de
fosfato (KH2PO4) y fosfito (KH2PO3) en condiciones de suficiencia y deficiencia en
solución nutritiva sobre algunas características fisiológicas de plantas asociadas con la
adquisición y utilización de fósforo y sobre la inducción de la actividad de enzimas
marcadoras de la deficiencia de fósforo en raíces de maíz (Zea mays L.) y berenjena
(Solanum melongena L.) antes y después de un período de recuperación, con la finalidad
de establecer las respuestas de ambas enzimas como parte del mecanismo para acceder
al P orgánico bajo condiciones de deficiencia en presencia de algunas fuentes de fósforo.
48
OBJETIVO GENERAL
Evaluar la respuesta al fosfato de potasio (KH2PO4), fosfito (KH2PO3, como producto
técnico) y Fosetyl-Al (Etil fosfito de aluminio, producto comercial) en el desarrollo del
síndrome de estrés por deficiencia de fósforo en plantas de maíz (Zea mays L.) hibrido
H2020 y berenjena (Solanum melongena L. var. “Negra Larga”), sobre el crecimiento y
la actividad de enzimas fosfatasa ácida y fitasa, en soluciones nutritivas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Determinar la cantidad de biomasa (raíz, tallo y hoja), área foliar total y longitud total
de raíces en las plantas desarrolladas bajo condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia
(-P) de fósforo en soluciones nutritivas, y después de la aplicación foliar de fosfito
(período de recuperación) durante el desarrollo vegetativo, en condiciones de cobertizo.
2. Determinar el contenido de fósforo total en la materia seca de raíces y parte aérea de
las plantas desarrolladas bajo condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (-P) de
fósforo, antes y después del período de recuperación.
3. Determinar los índices de eficiencia de uso de fósforo en las plantas desarrolladas
bajo condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (-P) de fósforo, antes y después del
período de recuperación.
4. Determinar la actividad de enzimas fosfatasa ácida y la fitasa como marcadores de la
deficiencia de fósforo en condiciones de deficiencia (-P) y suficiencia (+P) de fósforo en
la secreción de raíces “in vivo” de plantas de maíz y berenjena.
49
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización de los experimentos
Los experimentos se realizaron en el cobertizo y en el Laboratorio de
Metabolismo y Fisiología de Cultivos y Malezas Tropicales del Instituto de Botánica
Agrícola de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela, en
Maracay (Edo. Aragua, Venezuela).
Descripción del cobertizo
El cobertizo para el cultivo de las plantas está construido sobre una base de piso
de concreto y brocal de bloque de 83 cm de altura con estructura de hierro, paredes de
malla antimosquitos y techo de láminas de fibra de vidrio transparentes traslucidas. Las
dimensiones generales útiles del cobertizo son 5,80 x 9,8 m, lo que origina un área de
aproximadamente 60 m2, con una altura total desde la base de 4,03 m.
Las
condiciones
microambientales
del
cobertizo
fueron
monitoreadas
diariamente durante el transcurso del experimento, mediante mediciones de radiación
total, temperatura y humedad relativa. Las mediciones de temperatura y humedad
relativa se hicieron mediante un higrotermógrafo Weather Measure modelo H-302 con
bandas de registro semanal y la radiación total, expresada en MJ.m-2.día-1, con un
Piranómetro mecánico de cúpula Weathertrónics modelo 3010. Adicionalmente, se
realizaron mediciones instantáneas y transcursos diarios de radiación total en W.m2 y
radiación fotosintéticamente activa (RFA) expresada en µmol.m-2.s-1, utilizando un
sensor lineal de registro diario
Material Vegetal
Para este estudio se utilizaron semillas de maíz (Zea mays L.) blanco hibrido H2020 del banco de germoplasma del Laboratorio de Metabolismo y Fisiología y de
Cultivos Tropicales y berenjena (Solanum melongena L). var. “Negra Larga”, de origen
comercial Marca West Hills Seeds®, U.S.A.
50
Preparación de semilleros
Las semillas de maíz y berenjena se sembraron inicialmente en semilleros,
utilizando vasos plásticos de 650 cm3 de capacidad con arena fina lavada,
descarbonatada y desinfectada con HCl al 5%, colocando tres semillas por recipiente. El
riego se hizo con agua destilada todos los días hasta la aparición de las primeras hojas
cotiledonarias, luego alternando los días con solución nutritiva Hoagland I al 10% (sin
fósforo) hasta el trasplante a los recipientes con las soluciones nutritivas.
Cultivo de las plantas en soluciones nutritivas
De los semilleros se hizo una selección de plantas homogéneas y vigorosas,
realizándose el trasplante de las plantas de maíz a las soluciones nutritivas a los 12 días
después de la siembra y berenjena a los 18 días después de la siembra (períodos
establecidos por ensayo preliminar), a recipientes de 8 litros de capacidad, con aireación
forzada de la solución nutritiva, utilizando un sistema de mangueras de 5 mm de
diámetro y bombas de acuario marca BOYU modelo U-9900 con presión de 0,012 MPa
y salida de aire de 5 l. min-1. Se utilizó una bomba de aire por cada 4 recipientes, de
manera continua. A cada recipiente con una planta se añadió solución Hoagland I,
completa o modificada en su concentración de fósforo, según el tratamiento que
correspondía preparada con fosfato de potasio (KH2PO4) o fosfito de potasio (KH2PO3).
El pH de las soluciones nutritivas se midió cada 2 días y se ajustó a 5,5 con NaOH 0,1 N
ó H2SO4 0,1 N, según era caso. Las pérdidas de volumen en las soluciones nutritivas se
compensaron añadiendo agua destilada, en los casos requeridos. En las Figuras 3 y 4 se
muestra un detalle de las plantas en el cobertizo
51
Figura 3. Plantas de maíz (Zea mays L.) cultivadas en soluciones nutritivas bajo
cobertizo.
Figura 4. Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) cultivadas en soluciones
nutritivas bajo cobertizo.
52
Preparación de las soluciones nutritivas
Se usó como base la solución Hoagland I como solución nutritiva completa y
modificada en el contenido de fósforo (Cuadros 1 y 2), preparada a partir de sales puras
(Grado analítico). Para determinar los niveles apropiados de +P y –P (Cuadro 1), se
hicieron experimentos preliminares con soluciones nutritivas con KH2PO4 ó KH2PO3
con las dos especies bajo estudio, usando un menor número de plantas para determinar el
momento en que se producía la deficiencia visual de fósforo en la planta. Este se
consideró el nivel de deficiencia para la preparación de las soluciones nutritivas de los
diferentes ensayos.
Cuadro 1. Composición química de la solución nutritiva (Hoagland I)
Concentración.
Elemento
Suficiencia (+P)
Deficiencia (-P)
mM
mM
Nitrógeno
15,0
15,0
Fósforo como KH2PO4*
1,0
0,005
Fósforo como KH2PO3*
1,0
0,005
Potasio
6,0
6,0
Calcio
5,0
5,0
Magnesio
2,0
2,0
Azufre
2,0
2,0
Hierro
5,00 ppm ----------------- -----------------------Boro
0,50 ppm ----------------- ------------------------Manganeso
0,50 ppm ----------------- ------------------------Zinc
0,05 ppm ----------------- ------------------------Cobre
0,02 ppm ----------------- ------------------------Molibdeno
0,01 ppm ----------------- ------------------------*Dependiendo del tratamiento.
53
Cuadro 2. Soluciones madres para la preparación de la solución nutritiva
Compuesto y concentración
KNO3 1,0 M
Ca(NO3)2 . 4H2O 1,0 M
KH2PO4 1,0 M
KH2PO3 1,0 M
MgSO4 .7H2O 1,0 M
Micronutrimentos
Solución de Fe (Fe-EDTA)
Volumen (ml) para un litro de solución nutritiva.
Solución completa en P
Solución deficiente de P
(1,0 mM de P)
(0,005 mM de P)
5,0
5,0
5,0
5,0
1,0
0,005
1,0
0,005
2,0
2,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Diseño experimental
Para este ensayo se usó un diseño experimental completamente aleatorizado en
un arreglo de tratamiento factorial 2x2. Se utilizaron cuatro tratamientos de fósforo,
designados como T1 y T2: (+P), los cual contenían 1.0 mM de fósforo en la solución
nutritiva (suficiencia), cuyas fuentes de fósforo fueron fosfato de potasio (KH2PO4) y
fosfito de potasio (KH2PO3) respectivamente; T3 y T4: (-P) con 0,005 mM de fósforo en
la solución nutritiva (deficiencia), preparado con fosfato de potasio (KH2PO4) y fosfito
de potasio (KH2PO3) respectivamente. Los niveles de fósforo fueron seleccionados de
experiencias previas en este Laboratorio en varias especies de plantas (Ascencio, 1986;
García y Ascencio 1992; Arnuade, 1994; Fernández, 1990 y Briceño, 2001). Los
tratamientos fueron iniciados desde el día del trasplante y se mantuvieron invariables
durante el experimento.
Factor A: Fuente de fósforo
Fosfato de Potasio (KH2PO4)
Fosfito de Potasio (KH2PO3)
Factor B: niveles del fósforo.
Suficiencia (+P)
Deficiencia (-P)
54
Tratamientos
Los tratamientos estuvieron constituidos por:
T1: Solución nutritiva con +P preparada con KH2PO4
T2: Solución nutritiva con + P preparada con KH2PO3
T3: Solución nutritiva –P preparada con KH2PO4
T4: Solución nutritiva –P preparada con KH2PO3
Cada tratamiento se repitió 12 veces para un total de 48 plantas por especie; sin
embargo, el total de plantas usadas fue de 72 por especie, incluyendo 24 plantas para
recuperación después del período de deficiencia de fósforo usando aspersiones de
fosetyl-Al y las que pudieron dañarse en el transcurso del experimento.
Muestreo de las plantas.
Se realizó un muestreo final cuando el 50% de las plantas mostraron síntomas
visuales de la deficiencia de fósforo; en maíz a los 24 días después de la siembra (dds);
esto es, 20 días después de la emergencia (dde) y 14 días después del trasplante (ddt) y
en berenjena a los 54 dds; esto es, 45 dde y 19 ddt. Se cosecharon 6 plantas por
tratamiento y especie para las determinaciones de las variables fisiológicas y
morfológicas del crecimiento. Un segundo lote de plantas se utilizó para el período de
recuperación.
Recuperación de las plantas después del período de deficiencia de fósforo
usando aspersiones de fosetyl-Al
Muestreo de las plantas para el período de recuperación.
Las plantas del segundo lote seleccionadas después del muestreo final fueron
asperjadas usando un aspersor manual con una solución de fosetyl-Al (Rabión® 80 WP)
en la dosis recomendada en el producto comercial (6,25 g en 2,5 litros de agua). Después
de siete días de la primera aspersión se realizó una segunda aspersión y siete días
55
después se muestrearon 5 plantas de los tratamientos de –P fosfato (T3) y –P fosfito (T4)
en cada especie para las determinaciones de las variables fisiológicas y morfológicas del
crecimiento.
Volumen de descarga en las aspersiones.
Las plantas para recuperación fueron separadas del resto y con aspersor manual
de 2,5 l de capacidad fue esparcida sobre el follaje la solución de fosetyl-Al en la dosis
recomendada en el producto comercial de forma homogénea asegurando que las plantas
quedaran bien humedecidas.
Variables medidas
Biomasa total y por órganos
Las plantas se separaron cuidadosamente en raíces, tallos y hojas y fueron
llevadas a estufa a 70 °C hasta peso constante. Se utilizó una balanza electrónica
AINSWORTH Modelo 300 para determinación de peso seco y se calcularon los
siguientes componentes morfológicos del crecimiento:
- Relación peso seco del sistema radical/Peso seco del sistema aéreo (SR/SA)
- Relación peso seco del sistema radical/peso seco total (SR/PST)
Área foliar total por planta
La determinación del de hojas individuales por planta, se realizó con un medidor
de área foliar fotoeléctrico Marca Hayashi Denkoh, Modelo AAM-7. Con la sumatoria
del área foliar de hojas individuales se calculó el área foliar total por planta.
56
Concentración de clorofila en hojas
Para estimar la concentración de clorofila en hojas se utilizó un medidor portátil
de clorofila (Spad-502, marca Minolta). Para transformar las unidades Spad en mg de
clorofila se calibró con determinaciones de clorofila utilizando la metodología de Hiscox
e Israelstam (1979), la cual se basa en la extracción de clorofila con dimetil sulfóxido.
Para ello se tomaron discos de hojas de área conocida equivalentes a 100 mg de tejido
fresco, de la parte media de las hojas y se colocaron en un vial con 7 ml de dimetil
sulfóxido (grado analítico) en baño de maría a 65°C. El extracto fue transferido a un
balón aforado y se completó el volumen a 10 ml con dimetil sulfóxido.
Cálculos de la concentración de clorofilas
El extracto de clorofila en dimetil sulfóxido fue transferido a un tubo de
fotocolorímetro Spectronic 21 y se leyeron los valores de absorbancia (A) a 645 y 663
nm. El contenido de clorofila-a (Chla) y clorofila-b (Chlb) fue calculado usando las
fórmulas de Arnon (1949).
Conc. Chla = 0.0127A663 – 0.00269A645 (mg/ml).
Conc. Chlb = 0.0229A645 – 0.00468A663 (mg/ml).
La concentración de clorofila total [Chl(a+b)] se calculó sumando los valores
obtenidos para la Chla y Chlb y los resultados se expresaron en mg de clorofila por
gramo de peso fresco y por unidad de área foliar de hojas.
Longitud total de raíces
Al momento de la cosecha se tomaron 2 sistemas radicales completos de cada
tratamiento y se conservaron en etanol hasta el momento de las mediciones de longitud
radical total, las cuales se realizaron siguiendo el método de Newman (1969) modificado
por Tennant (1975), como sigue:
Las muestras radicales preservadas en etanol, se rehidrataron por transferencia a
una batería de frascos con etanol en el siguiente orden: 30,20 y 10 % durante 30 min. La
tinción de las raíces se realizó con una solución de safranina 0,05 % por 5 min., para
57
posteriormente con la ayuda de una aguja de disección y solución jabonosa, extenderlas
sobre una bandeja de vidrio colocada sobre una cuadrícula de 1x1 cm y contar las
intersecciones totales (horizontales y verticales) con un contador manual. Finalmente,
los valores obtenidos permitieron estimar la longitud radical total (L) en metros, a través
de la relación:
L = 11/14 x N° intersecciones x Unidad de cuadrícula.
Determinación del contenido de fósforo total en la biomasa seca
El contenido de P inorgánico total se determinó en la materia seca de raíces,
tallos y hojas de las 6 plantas de las dos especies estudiadas y de las mismas utilizadas
para las determinaciones de crecimiento, correspondientes a un único muestreo en la
fase vegetativa. El material seco fue finamente molido por separado en un molino
Wiley-Thomas con malla N° 40. Las determinaciones analíticas de fósforo se realizaron
en el laboratorio de química analítica del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas
(INIA) por medio del método colorimétrico amarillo de vanadato de Olsen. El contenido
de fósforo total fue expresado en mg de P/g de biomasa seca de tejido.
Determinación del fósforo soluble inorgánico en hojas y raíces
Para determinar el contenido de Pi (H2PO4-) fracción soluble, en hojas y raíces se
utilizó la metodología propuesta por Brooks (1986) con algunas modificaciones de
Blanco (1999). Se utilizaron hojas y raíces frescas previamente pesadas; las mismas
fueron maceradas en frío con ácido acético al 2% para posteriormente enrazar hasta un
volumen final de 50 ml e incubar en hielo por 30 min. La solución se centrifugó a 10000
rpm durante 4 min. a 4ºC y el sobrenadante se analizó siguiendo la metodología de Fiske
y Subarrow (1925) modificada por Cooper (1979). La concentración de fósforo
inorgánico soluble se expresó en µg Pi. g-1 de peso fresco de hoja y/o raíz.
58
Determinaciones de la actividad de fosfatasa ácida.
Para comparar la actividad de fosfatasa ácida y fitasa, en plantas bajo
condiciones de deficiencia (–P) y suficiencia (+P) de fósforo, las semillas de maíz y
berenjena se sembraron inicialmente en envases plásticos de 650 ml, tal como se
describió en la preparación de semilleros. De los semilleros se hizo una selección de
plantas homogéneas, realizándose el trasplante de las plantas de maíz a las soluciones
nutritivas a los 7 días después de la siembra y de berenjena a los 16 días después de la
siembra a recipientes de 900 ml de capacidad con los respectivos tratamientos,
sometidos a aireación forzada de la solución nutritiva utilizando un sistema de
mangueras de 5 mm de diámetro y bombas de acuario marca BOYU modelo U-9900 con
presión de 0,012 MPa. A cada recipiente con una planta se añadió solución Hoagland I,
completa o modificada en su concentración de fósforo, según el tratamiento que
correspondía preparada con fosfato de potasio (KH2PO4) o fosfito de potasio (KH2PO3).
Cada tratamiento se repitió 4 veces para un total de 16 plantas por especie.
Las plantas de maíz y berenjena fueron muestreadas a los 14 y 25 días después de
la siembra respectivamente (Figura 5-a y b), tiempo en el cual presentaron síntomas
visibles por la deficiencia de fósforo, presentándose en maíz la coloración purpura en
tallos y hojas, característica en esta especie, así como la disminución del crecimiento en
ambas especies, lo cual fue cuantificado en el trabajo preliminar.
Recolección in vivo de la secreción radical
La enzima fosfatasa ácida Na-soluble superficial de las raíces, fue colectada “in
vivo”, siguiendo la metodología de Tadano y Sakai (1991). Las raíces frescas de plantas
de maíz y berenjena de 14 y 25 días de edad bajo condiciones de +P y –P, se encerraron
individualmente y por triplicado unidas al tallo en un tubo de diálisis con capacidad de
retención de 12 kDa, de 35 mm de diámetro y 150 mm de largo, conteniendo 30 ml de
una solución de NaCl 100 mM; se ató el borde de la membrana al tallo de la planta,
utilizando hilo pabilo; posteriormente fue transferido a un envase de plástico de 3 l de
capacidad, envuelto en papel de aluminio que contenía 2,5 litros de la misma solución de
NaCl y se dejaron en iluminación y temperatura ambiente del laboratorio por 24 h
59
(Figuras 5-c y d). Posteriormente se recuperó por separado la secreción contenida en
cada membrana (Figura 5-e y f) y se centrifugó a 1000 rpm en centrífuga Hettich,
modelo D72, para obtener el sobrenadante, el cual fue usado directamente para las
determinaciones de actividad enzimática (fosfatasa ácida y fitasa). Las raíces fueron
colocadas en estufa a 70 ºC hasta peso constante con el fin de estimar su peso seco.
Reacciones de actividad enzimática
La actividad de la fosfatasa ácida (AFA) se determinó siguiendo la
metodología descrita por Ascencio (1997) y más recientemente por Briceño (2001), que
utiliza como sustrato p-nitrofenil fosfato. Después de añadir una alícuota de la secreción
radical con la enzima a la mezcla de reacción, con el sustrato p-nitrofenil fosfato, 2,5
mM en buffer acetato de sodio 50 mM pH 5,0, se incubó en baño de maría a 34 °C
durante 30 minutos. La hidrólisis enzimática se interrumpió, adicionando una solución
saturada de Na2CO3, y seguidamente se determinó el p-nitrofenol fosfato liberado a de
405 nm en un espectrofotómetro Bausch & Lomb Spectronic 21. Se preparó una curva
patrón con el p-nitrofenol fosfato (ver anexo 1) y los resultados fueron expresados en
µmol de p-nitrofenol fosfato por hora por gramo de peso seco de raíces (µmol PNP.h-1.g1
PsR).
Actividad de la enzima Fitasa
Para determinar la actividad de la enzima fitasa (FI) se siguió la metodología
descrita por Li et al. (1997) con modificaciones de Briceño (2001), la cual consiste en
medir la cantidad de fosfato inorgánico (Pi) liberado por la hidrólisis de fitato de sodio.
En este estudio se utilizó como sustrato la sal dipotásica del ácido fítico (Inositol
hexakisfosfato), debido a que es el más usado por los investigadores que trabajan en esta
área. La reacción se inició con la adición de una alícuota de la secreción radical con la
enzima a la mezcla de reacción, compuesta por 1,5 mM del sustrato en buffer acetato de
sodio 100 mM pH 5. La reacción se incubó a 37 °C durante 60 min. y la reacción se
detuvo con la adición de ácido tricloroacético (ATC) al 10%. Luego de emplear el
método de Fiske y Subarrow (1925) modificado por Cooper (1979), se determinó el Pi
liberado en espectrofotómetro Spectronic 21 a 820 nm. Se preparó una curva patrón de
60
Pi (ver anexo 2) y los resultados fueron expresados en µg de Pi por hora por gramo de
peso seco de raíces (µg Pi.h-1.g-1 PsR).
61
e
a
b
c
d
f
Figura 5. Aspecto general de plantas de maíz (a) y berenjena (b) creciendo en soluciones
nutritivas con +P y –P fosfato y fosfito; en ambiente de laboratorio (c y d) para la
recolección de fosfatasa acida y fitasa (e y f).
62
Índices de eficiencia de fósforo
Los índices de eficiencia de uso de fósforo se calcularon en base al criterio de
Gourley et al. (1993) y Ascencio y Lazo (2001), para lo cual se emplearon las siguientes
expresiones:
a) Eficiencia de uso de fósforo (EUP)
EUP
g
g
de
de materia sec a total
fósforo en la planta completa
b) Índice de acumulación de fósforo (IAP)
IAP
mg
de fósforo en el órgano
g de materia sec a total
c) Eficiencia de absorción de fósforo (EAP)
EAP
mg de fósforo en la raíz
g de materia sec a de la raíz
63
ANÁLISIS ESTADÍSTICOS DE LOS RESULTADOS
Los datos fueron analizados por análisis de la varianza; para cada una de las
variables bajo estudio se verificó el cumplimiento de los supuestos de dicho análisis
(normalidad, homogeneidad de la varianza de las observaciones, aditividad de los
efectos e independencia de los errores). También se usó la prueba de comparaciones
múltiples basado en la prueba de la diferencia mínima significativa (p<0,05) para
encontrar el mejor tratamiento en términos de variables analizadas, de forma tal de
encontrar significancia en el análisis de la varianza mencionado.
En los casos donde algunas de las condiciones referidas anteriormente no se
cumplieron se usó la prueba de Kruskal-Wallis y las comparaciones múltiples no
paramétricas. Así mismo, se empleó la estadística descriptiva para observar variabilidad
dentro de un mismo tratamiento y la prueba de t-Studen (α=0,05), para determinar
diferencias debida a los tratamientos en algunas de las variables estudiadas.
Los detalles del análisis estadístico se encuentran en el CD anexo.
Para el análisis de la varianza antes del período de recuperación (Crecimiento
de las plantas en condiciones de suficiencia y deficiencia de fósforo) el modelo lineal
aditivo fue el siguiente:
Yijk = µ + Fi + Nj + F*N(ij) + εijk con i=1,2; j=1,2; k=1,..,nij
Donde:
Yijk: Variable analizada
µ: Media general del ensayo
Fi: Efecto de la i-ésima fuente de fósforo
Nj: Efecto del j-ésimo nivel de fósforo
F*N(ij): Efecto de la i-ésima fuente de fósforo sobre el j-ésimo nivel de fósforo
εijk: Efecto del error experimental.
Para el análisis estadístico de recuperación de las plantas después del período de
deficiencia de fósforo usando aspersiones de fosetyl-Al; así como para aquellas variables
que no cumplieron con alguno de los supuestos del análisis de la varianza y fueron
64
analizadas por pruebas no paramétricas (Kruskal-Wallis), el modelo lineal aditivo usado
fue el siguiente:
Yij= µ + Ti + εij con i=1,2; j=1,2
Dónde:
Yij: Variable analizada
µ: Media general
Ti: Observación del i-ésimo tratamiento
εij: Error experimental.
65
RESULTADOS
Ensayo preliminar
Los resultados que se presentan a continuación son derivados del trabajo
preliminar de los ensayos definitivos, el cual se hizo para conocer en primer lugar, el
comportamiento en condiciones de cobertizo y en diferentes sustratos (Arena, suelo y
soluciones nutritivas) de las plantas de maíz y berenjena; y en segundo lugar, para
establecer las condiciones de manejo (establecimiento de semilleros, tiempos entre la
siembra y la emergencia, lapsos para el trasplante y observaciones de la presencia del
síndrome por deficiencia de fósforo) en las dos especies, para la realización de los
ensayos definitivos.
Este trabajo preliminar fue importante debido a las diferencias encontradas entre
los lapsos de siembra y germinación de la berenjena y el maíz, lo cual permitió
planificar los ensayos definitivos y de manera escalonada, entre la siembra y el
trasplante a las soluciones nutritivas (Capítulo I) y a las bolsas con suelo (Capitulo II).
La duración de los períodos de desarrollo se estableció en 32 días para maíz y 39 días
para berenjena.
La determinación del pH en las soluciones nutritivas Hoagland I, con suficiencia
(+P) y deficiencia(-P) de fósforo (1,0 y 0,005 mM de P respectivamente), se hizo cada 2
días desde el trasplante a las soluciones nutritivas hasta la cosecha, tanto en maíz como
berenjena; se demostró que los valores promedios de pH (n=5) fueron para maíz en +P y
–P de 5,22 ± 0,4 y 6,21 ± 0,5 respectivamente, mientras que para berenjena en las
mismas condiciones fue de 5,03 ± 0,2 y 5,99 ± 0,6; basado en esta observación, los
valores de pH en los ensayos definitivos se mantuvieron dentro de estos rangos. En la
Figura 5 se observan aspectos generales de las plantas en el cobertizo en los tres
sustratos utilizados (Arena, suelo y soluciones nutritivas) y en cantero con suelo.
66
a
b
c
d
e
f
Figura 6. Aspecto general de plantas de maíz y berenjena de 15 y 20 días después de la
siembra (dds), en soluciones nutritivas (a), arena regada con soluciones nutritivas +P y –
P (b y c), maíz y berenjena de 16 y 21 dds respectivamente en macetas con suelo (d y e),
en condiciones de cobertizo y en cantero con suelo (f).
67
Con relación al efecto de la deficiencia de fósforo sobre el desarrollo de las
plantas cultivadas en soluciones nutritivas y arena regada con soluciones nutritivas el
primer síntoma visible en las dos especies fue la disminución del crecimiento. La
cuantificación de estas diferencias, así como las diferencias observadas en las plantas
establecidas en los diferentes medios de crecimiento de los cultivos, se puede observar
en el Cuadro 3, donde se presentan los valores de peso seco total, área foliar y las
relaciones sistema aéreo/sistema radical (SA/SR) y sistema radical/peso seco total
(SR/PST) en las especies estudiadas.
Los resultados demostraron que el crecimiento de las plantas en términos de
acumulación de biomasa seca total y desarrollo del área foliar disminuyó en forma
consistente tanto en solución nutritiva como en arena regada con soluciones nutritivas en
condiciones de deficiencia de P (0,005 mM de P) en comparación con los tratamientos
en condiciones de suficiencia (1,0 mM de P). Maíz en soluciones nutritivas tuvo una
disminución de la biomasa seca y área foliar de 10,52 y 38,32 % respectivamente en
comparación con las cultivadas bajo suficiencia de P; mientras que para berenjena la
reducción fue de 77,89 y 85,1%.
Las plantas de maíz cultivadas en arena regada con soluciones nutritivas en
condiciones de deficiencia de fósforo, mostraron una disminución de la biomasa seca y
del área foliar de 39,92 y 35,02 % respectivamente, mientras que para berenjena fue de
54,02 y 62,51 %. Este resultado podría haber indicado una mayor respuesta de berenjena
que maíz a las condiciones de deficiencias de fósforo, en término de las variables antes
mencionadas.
En cuanto al balance entre el desarrollo de la parte aérea y de las raíces,
expresado en términos de biomasa seca a través de las relaciones SA/SR y SR/PST se
encontró que tanto en maíz como en berenjena hubo una mayor proporción de
fotoasimilados para el desarrollo del sistema aéreo, que para el sistema radical en
cualquiera de los medios de crecimiento; de esta manera, cuando las plantas crecieron en
soluciones nutritivas con deficiencia (–P) de fósforo, la SA/SR tanto en maíz como en
berenjena fue menor con relación a las cultivadas con suficiencia (+P) de fósforo;
mientras que la correlación SR/ST fue mayor en condiciones de deficiencia de fósforo
en comparación a las cultivadas en condiciones de suficiencia de fósforo, coincidiendo
68
con un menor peso seco total en plantas de las dos especie creciendo en soluciones
nutritivas con +P y –P. Este resultado coincide con lo reportado por Ascencio (1996)
quien encontró una alta relación SA/SR en Amarantus dubius y Ruellia tuberosa
creciendo en condiciones de +P en comparación a –P y una alta relación SR/ST en –P
respecto a +P; por otra parte, Sachay et al. (1991) encontraron que la relaciónSR/ST de
plantas de maíz cultivadas en soluciones nutritivas, se duplicó en condiciones de
deficiencia de fósforo después de un período de crecimiento de 50 días y Santana (2010)
reportó una disminución de la relación SA/SR en condiciones de suficiencia de fósforo
en la fase inicial del crecimiento (15 días) de Crotalaria juncea en soluciones nutritivas
+P y –P; sin embargo en la medida que las plantas avanzaron en edad, la relación SA/SR
se revirtió completamente. En maíz cultivado en arena regada con soluciones nutritivas,
no hubo diferencias significativas entre los promedios de ambas relaciones; esto quizás
debido a la modificación de la arquitectura radical haciendo raíces más largas pero más
delgadas en condiciones de –P, lo cual ayudo a mantener el equilibrio en ambas
relaciones; contrario al comportamiento de berenjena que mantuvo valores con
tendencias similares para ambas relaciones creciendo en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo, en soluciones nutritivas. Las diferencias entre maíz y
berenjena son atribuibles a las diferencias fisiológicas entre las especies estudiadas.
Ambos cultivos, tanto en macetas con suelo como en cantero tuvieron un mayor
desarrollo de su sistema aéreo en comparación al sistema radical, siendo maíz el más
expresivo, considerando que las condiciones de crecimiento fueron distintas y que un
gran número de raíces se pierde al momento de la cosecha de las plantas en cantero.
69
Cuadro 3. Desarrollo de plantas de maíz (Zea mays L.) y berenjena (Solanum melongena
L.) en distintos medios de crecimiento.
Medio
Peso Seco
Área Foliar
SA/SR
SR/ST
crecimiento Especie
(g)
(cm2)
Maíz
4,27 a*
0,19 b
1
4,85 a*
1313,45 a*
Berenjena
8,25 a
0,11 b
8,64 a
834,90 a
Maíz
1,55 b
0,39 a*
2
4,34 b
810,19 b
Berenjena
2,45 b
0,29 a
1,91 b
124,69 b
Maíz
1,98 a
0,34 a
3
10,22 a
1851,58 a
Berenjena
6,44 a
0,13 b
7,96 a
740,45 a
Maíz
2,05 a
0,33 a
4
6,14 b
1203,18 b
Berenjena
3,42 b
0,23 a
3,66 b
277,57 b
Maíz
2,11
0,32
5
13,41±1,2 1777,45±131,6
Berenjena 1,27±0,2
3,27
0,24
100,96±18,14
Maíz
10,31
0,09
6
20,01±1,8
3221,46±632
Berenjena 0,64±0,1
8,00
0,11
55,10±7,9
Medio de crecimiento: 1=Solución nutritiva suficiente de P (+P) (1,0 mM); 2=Solución
nutritiva deficiente de P (-P) (0,005 mM); 3=Arena regada con solución nutritiva +P;
4=Arena regada con solución nutritiva -P; 5=Macetas con suelo y 6=Suelo en cantero.
n=5. SA: Sistema aéreo; SR: Sistema radical; PST: Peso seco total.
*Diferencias significativas por especie en cada medio de crecimiento (t-Student)
(P<0,05)
En términos generales, los valores de área foliar en ambas especies bajo
condiciones de –P tuvieron promedios más bajos en comparación con las +P. Por otra
parte, maíz creciendo en cantero, fue superior cuando se comparó con las cultivadas en
macetas con suelo; sin embargo, el área foliar de berenjena en macetas con suelo fue
casi el doble comparadas con aquellas en cantero; esto se debió, probablemente, a que
maíz presenta un crecimiento más acelerado que berenjena. Esta observación fue
importante para la planificación de los ensayos definitivos.
De la misma manera, la biomasa seca total de maíz en cantero con suelo mostró
el más alto valor, seguida de las cultivadas en macetas con suelo y arena regada con
solución nutritiva +P. El menor valor correspondió a las plantas cultivadas en soluciones
nutritivas con –P.
Con relación al área foliar de berenjena, las plantas cultivadas en soluciones
nutritivas +P y arena regada con solución nutritiva +P tuvieron promedios iguales, pero
70
superiores a las plantas cultivadas en arena regada con solución nutritiva –P, soluciones
nutritivas –P, macetas con suelo y cantero con suelo.
La longitud radical total de cada muestra (2 plantas por especie en soluciones
nutritivas +P y –P y en arena regada con soluciones nutritivas +P y –P) calculada a
través de la relación: L = 11/14 x N° intersecciones x Unidad de cuadricula (Cuadro 4),
mostró que los valores tanto de las raíces de maíz como de berenjena fueron superiores
en ambos sustratos en –P (deficiencia). En plantas de maíz y berenjena cultivadas en
soluciones nutritivas (–P), hubo un aumento de la longitud radical de 22,08 y 28,47%
respectivamente, mientras que en las cultivadas en arena regada con soluciones
nutritivas (–P), el aumento fue de 48,64 y 54,69 %. Este resultado es coincidente con lo
planteado en muchos trabajos con relación al significativo aumento de la biomasa
radical en plantas creciendo en condiciones de deficiencia de P, tal como lo discutieron
García (1988), Fernández (1990), Arnuade (1994), Lynch et al. (1991) y Mollier y
Pellerin (1999), entre otros, quiénes relacionaron la longitud de las raíces con el
mecanismo de respuestas de las plantas a la deficiencia de fósforo en el medio de
crecimiento; en este caso, el mayor aumento de la longitud radical no generó mayor
acumulación de biomasa seca de raíces; lo cual se verificó en el resultado de biomasa
seca total; esto debido a que las diferencias quizás obedecieron al patrón de distribución
de la biomasa a nivel del sistema radical, generándose raíces secundarias más delgadas y
largas en –P que contribuyeron con los valores de longitud radical encontrados en ambas
especies.
71
Cuadro 4. Longitud radical total (m) de plantas de maíz (Zea mays L.) y berenjena
(Solanum melongena L.) de 32 y 39 días después de la siembra respectivamente con –P
y +P en dos medios de crecimiento (n=2).
Substrato
Especie
Nivel de P
Soluciones nutritivas
Maíz
-P
Longitud Promedio
de raíces (m)
48,66 a*
Maíz
+P
37,91 b
Berenjena
-P
102,41 a
Berenjena
+P
73,26 b
Maíz
-P
66,11 a
Maíz
+P
33,96 b
Berenjena
-P
57,55 a
Berenjena
+P
26,08 b
Arena regada con
soluciones nutritivas
+P=1,0 mM de P; –P=0,005 mM de P.
*: Letras diferentes dentro de cada especie y en cada sustrato indican promedios
estadísticamente distintos entre los promedios (p<0,05) (t-Student)
En conclusión, este trabajo permitió conocer por una parte, el comportamiento de
maíz y berenjena creciendo bajo condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo en soluciones nutritivas y arena, así como en macetas y cantero con suelo. Por
otra parte, las observaciones y el manejo de las plantas permitieron establecer los lapsos
entre la siembra y el trasplante de las especies y la aparición de los síntomas
característicos por la deficiencia de fósforo, todo lo cual permitió la planificación de los
ensayos definitivos. La cuantificación de las variables estudiadas en este trabajo previo
mostraron, para las plantas bajo estudio, una respuesta similar en condiciones de
deficiencia de fósforo, tales como disminución del crecimiento en términos de
acumulación de biomasa seca total y del desarrollo del área foliar total; aumento en la
relación SA/SR en +P; aumento de la SR/ST y de la longitud de raíces en –P, haciendo
las raíces más largas y delgadas, coincidiendo con la menor acumulación de biomasa
seca total en –P que en +P en ambas especies.
72
Primera parte: CRECIMIENTO DE MAÍZ (Zea mays L.) Y ACTIVIDAD DE
FOSFATASA ÁCIDA Y FITASA, EN SOLUCIONES NUTRITIVAS CON FOSFATOS Y
FOSFITOS ANTES Y DESPUÉS DE UN PERÍODO DE RECUPERACIÓN
Condiciones climáticas dentro del cobertizo
El registro climático durante el transcurso del experimento reflejó promedios de
radiación solar de 12,14 MJ.m-2.dia-1 y los valores promedios de temperatura máxima y
mínima fueron de 36,05 y 19,27 ºC respectivamente, con valores promedios de
humedad relativa máxima y mínima de 86,1 y 28,1 % respectivamente. Adicionalmente,
el promedio de las mediciones instantáneas de radiación total fueron de 536,7 W.m-2
mientras que la radiación fotosintéticamente activa (RFA) se muestra en la Figura 7;
estos valores se corresponden con registros de RFA obtenidos anteriormente en este
mismo cobertizo, donde los máximos en días claros y despejados se encuentran entre
400 y 450 µmol.cm-2.s-1
500
450
400
RFA (µmol.m-2.s-1)
350
300
250
200
150
100
50
0
06
07
08
09
10
11
12
13
Tiempo (horas)
14
15
16
17
18
Figura 7. Radiación fotosintéticamente activa (RFA) en µmol. m-2 s-1 promedio diaria en
el ensayo de maíz (Zea mays L.), en soluciones nutritivas, durante el desarrollo
vegetativo.
73
Variación de la concentración osmótica (MiliOsmoles) en las soluciones
nutritivas
Durante el experimento, desde la preparación de las soluciones nutritivas hasta el
muestreo de las plantas, se observaron pequeñas variaciones de la concentración
osmótica que es proporcional al potencial osmótico (Ψ) de una solución (Ψ = CRT,
donde C es la concentración osmótica, R la constante universal y T la temperatura
absoluta (ºK) en las soluciones, siendo estas de 1,67; 1,33; 1,67 y 0,67 mOsm en
aquellas con suficiencia (+P) de fosfato (T1); suficiencia (+P) de fosfito (T2);
deficiencia (–P) de fosfato (T3) y deficiencia (–P) de fosfito (T4) respectivamente
(Figura 8). Esto indica que la osmolaridad de las soluciones nutritivas preparadas para el
ensayo fue similar en los diferentes tratamientos. Los resultados obtenidos permitieron
descartar efectos diferentes a los derivados de los tratamientos, como consecuencia de
las variaciones en el potencial osmótico de las soluciones.
160
Potencial Osmótico (miliOsmoles)
140
120
100
Inicial
80
Final
60
Variación
40
20
0
T1
T2
T3
T4
Media gen
Tratamientos
Figura 8. Variación del potencial osmótico de las soluciones nutritivas de maíz (Zea
mays L.), en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo y después del
período de recuperación a la deficiencia de fósforo. T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito),
T3= (–P fosfato) y T4=(–P fosfito) (Media gen= media general)
74
Variación de la temperatura en las soluciones nutritivas
Durante el experimento (primer muestreo antes del período de recuperación por
deficiencia de fósforo), se observaron fluctuaciones de temperatura mínimas (08:30
a.m.), entre 24 y 25 ºC donde comienza un ascenso con temperaturas máxima de 31 ºC a
las 01:30 p.m. y de 27 a 32 ºC hacia las 05:30 p.m. en que se inician los descensos. Entre
01:30 y 05:30 p.m., los valores de temperaturas estuvieron en su mayoría sobre el
promedio de la temperatura interna del cobertizo (TEPC) (Figura 9). En el período a la
recuperación a la deficiencia de fósforo (Figura 10) las fluctuaciones fueron menores; no
obstante, las temperaturas mínimas a las 08:30 a.m. fueron similares a las registradas
antes de la recuperación, y comienza un ascenso hasta alcanzar temperaturas máximas
promedios de 30 ºC a la 01:30 p.m. y de 31 ºC a las 05:30 p.m.; ambas temperaturas
estuvieron por encima de la TEPC.
34
32
5:30PM
30
Temperatura ºC
1:30PM
28
TEPC
26
8:30AM
24
22
20
1
2
3
4
5
6
7
Días
8
9
10
11
12
13
Figura 9. Fluctuaciones diarias promedio de temperatura en las soluciones nutritivas en
contacto con las raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) antes del período de
recuperación. TEPC= temperatura promedio diaria interna del cobertizo.
75
32
30
5:30PM
Temperatura ºC
28
TEPC
26
1:30PM
24
8:30AM
22
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Días
Figura 10. Fluctuaciones diarias promedios de temperatura en las soluciones nutritivas
en contacto con las raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) durante el período de
recuperación TEPC= Temperatura promedio diaria interna del cobertizo.
Las variaciones observadas en la temperatura de las soluciones nutritivas cuando
se utilizan soluciones estáticas se corresponden con los valores obtenidos en otros
experimentos realizados en este mismo cobertizo y aunque podrán parecer elevados se
compensan con los bajos temperaturas nocturnas ya que no se observó necrosis en las
raíces de ninguno de los tratamientos.
Variación del pH en las soluciones nutritivas
Las variaciones de pH durante el crecimiento de las plantas bajo condiciones de
deficiencia de fósforo (Figura 11), mostraron para todos los tratamientos; con una
tendencia hacia la acidificación en la medida que las plantas avanzaban en su
crecimiento, debido probablemente a una liberación de cationes (H+) a través de las
raíces, como resultado del proceso respiratorio, encontrándose los valores más bajos
76
entre el cuarto y octavo día después del trasplante a las soluciones nutritivas;
posteriormente se observó una alcalinización de la solución nutritiva.
El pH de las soluciones nutritivas al inicio del experimento estuvo dentro del
rango de acidez (T1 > T2 > T3 > T4) siendo la media general de 6,5 al momento del
trasplantar a los diferentes tratamientos , disminuyendo a valores alrededor de 5,70 que
se mantuvo más o menos estable hasta el momento de cosechar las plantas. No se
observó tendencia a la alcalinización de las soluciones nutritivas a excepción del pH de
la solución T4 a los 4 y 7 días (Figura 11). De acuerdo con Ascencio y Lazo (2001) se
ha demostrado que el pH es una propiedad inherente a la composición de la solución
nutritiva, determinada por la concentración inicial de ácidos y bases, por lo que tal como
se observó en este trabajo cada solución tiene una tendencia de variación de pH
dependiendo de la composición. Lo importante es que las tendencias fueron similares.
La tendencia hacia la acidificación ha sido observada por los mismos autores en otras
especies cultivadas en medio líquido.
Durante el periodo de recuperación por aspersiones de fosetyl-Al de las plantas
después del periodo de deficiencia, se observaron dos picos con tendencia a la
alcalinización del pH (Figura 12) pero dentro del rango de acidez similar al del periodo
anterior de crecimiento bajo condiciones de deficiencia de fósforo. Aunque siguieron la
misma tendencia, el pH de la solución T3 fue menor que T4 al igual que durante el
periodo anterior
77
6,30
T1
T2
T3
T4
Media general
6,20
6,10
pH
6,00
5,90
5,80
5,70
5,60
5,50
5,40
5,30
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Días
Figura 11. Variación del pH en la solución nutritiva durante el crecimiento del maíz (Zea
mays L.) en condiciones de deficiencia y suficiencia de fósforo. T1 (+P fosfato), T2 (+P
fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito).
6,80
T3
6,60
T4
media gen
pH de la solución nutritiva
6,40
6,20
6,00
5,80
5,60
5,40
5,20
5,00
D1
D2
D3
D4
D5
Días en período de recuperación
D6
D7
Figura 12. Variación del pH en la solución nutritiva durante el crecimiento del maíz (Zea
mays L.) durante el período de recuperación de la deficiencia de fósforo por aspersiones
con fosetyl-Al. (T3) fosfato y (T4) fosfito.
78
Biomasa seca
Los resultados de biomasa seca de raíces, tallos, hojas y total de maíz a los 24 días,
en condiciones de suficiencia (+P), deficiencia (–P) (Cuadro 5), demostraron que las
plantas tuvieron un mayor crecimiento cuando se aplicó fosfato como fuente de fósforo.
La solución nutritiva con fosfito redujo la biomasa de raíz en 31,71% observándose
diferencias significativas sólo para el efecto individual de fuente de fósforo (P<0,05)
pero no se encontraron diferencias significativas para el efecto individual de nivel de P
ni para la interacción fuente*nivel de P.
En tallo, fosfito causó una reducción de 30,88% respecto a fosfato y la reducción en
–P fue de 58,54%, con relación a +P, observándose diferencias significativas para los
efectos individuales de fuente y nivel de P (p<0,05) pero no para la interacción
fuente*nivel de P.
Para hoja, la mayor acumulación de biomasa seca, correspondió al tratamiento con
T1 (+P fosfato). Igualmente, T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito)
disminuyeron la biomasa seca de hoja en 63,69; 57,54 y 69,83% respectivamente, con
relación a T1 (+P fosfato); mientras que T4 (–P fosfito) disminuyó en 28,95% respecto a
T3 (–P fosfato), observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05)
(Prueba de Kruskal-Wallis).
Con respecto a la acumulación de biomasa seca total, la menor acumulación
correspondió a las plantas cultivadas en soluciones nutritivas con fosfito, cuya
disminución fue de 41,76% con relación a las cultivadas en –P fosfato; mientras que la
disminución en deficiencia (–P) fue de 39,42% respecto a suficiencia (+P) de fósforo,
observándose diferencias significativas para los efectos individuales de fuente y nivel de
fósforo (p<0,05) pero no para la interacción fuente*nivel de P.
En el período de recuperación a los 14 días la biomasa seca de raíz en maíz de 38
dds en soluciones nutritivas con T3 (–P fosfato) (0,005 mM de KH2PO4) y T4 (–P
fosfito) (0,005 mM de KH2PO3), después de la aplicación foliar de fosetyl-Al (T3R y
T4R) (Cuadro 5); mostraron diferencias significativas entre los tratamientos (P<0,05).
Se encontró que los tratamientos T3 (–P fosfato sin aspersiones de fosetyl-Al) y T3R (–P
fosfato asperjadas con fosetyl-Al) redujeron la biomasa seca en 43,23 y 84,52%
79
respectivamente, con relación a T4 (–P fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al); mientras
que T3R (–P fosfato asperjado con el producto) se redujo en 78,76% respecto a T4R (–P
fosfito asperjado con fosetyl-Al); por lo que fosetyl-Al no aumentó la biomasa seca de
raíz, indistintamente de la fuente de fósforo utilizada. De igual manera la biomasa seca
de tallos, los tratamientos en T3 (–P fosfato sin aspersiones de fosetyl-Al) y T3R
(asperjados con el producto) redujeron la biomasa seca en 52,25 y 57,66%
respectivamente, con relación a T4 (–P fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al); por lo que
las aspersiones con fosetyl-Al no aumentaron la biomasa seca de tallos, observándose
diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05). Con relación a la biomasa seca
de hoja de plantas después de la recuperación no se encontraron diferencias
significativas entre los promedios de los tratamientos (p<0,05).
Estos resultados se reflejaron en la biomasa seca total; observándose diferencias
significativas entre los tratamientos (p<0,05).
De acuerdo con los resultados de crecimiento de las plantas a los 24 días, en el
tratamiento T1 (+P fosfato) siempre estuvo por encima de los demás tratamientos. Así
mismo, las aspersiones foliares de fosetyl-Al durante el período de recuperación no
produjeron cambios significativos en la acumulación de biomasa seca total en las
plantas, tal como se puede observar de manera visual en las Figuras 13 y 14 donde se
muestran plantas de maíz en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo con fosfato y
fosfito y recuperación a la deficiencia de fósforo respectivamente.
80
Cuadro 5. Biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total de plantas de maíz (Zea mays L.) a los
24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y
fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días mediante aspersiones
foliares con fosetyl-Al (38 dds).
Raíz
Tallo
Hoja(1)
Total
T1
0,87 a*
0,98 a
1,79 a
3,64 a
T2
0,55 b
0,65 b
0,65 bc
1,85 b
T3
0,77 a
0,38 a
0,76 b
1,91 a
T4
0,58 b
0,30 b
0,54 c
1,41 b
Tratamientos
Recuperación a la deficiencia de fósforo (Edad: 38 días)
T3
0,88 bc *
0,47 b *
1,18 a
2,54 bc
T4
1,55 a
1,11 a
1,42 a
4,07 a
T3R
0,75 c
0,53 b
1,02 a
2,30 c
T4R
1,13 ab
0,93 a
1,04 a
3,19 b
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medías dentro de
cada órgano y total (DMS; p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
81
Figura 13. Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, cultivadas en soluciones
nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo (fosfato y fosfito), durante el
desarrollo vegetativo
T4R 38 dds
T3R 38 dds
T3 (-P) 24 dds
T4 (-P) 24 dds
Figura 14. Plantas de maíz (Zea mays L.) durante el desarrollo vegetativo, bajo
condiciones de deficiencia (–P) de fósforo (fosfato y fosfito) (T3 y T4) y después de la
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días, mediante aspersiones con fosetylAl (T3R y T4R). Edad de las plantas: 38 días.
82
Relaciones sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco
total (SR/ST)
Los resultados obtenidos para los componentes morfológicos del crecimiento
SR/SA y SR/ST (Cuadro 6), demostraron que la relación SR/SA aumentó en 46,38% en
los tratamientos en condiciones de –P con relación a aquellos en condiciones de +P y la
SR/ST mostró una tendencia similar a la SR/SA. La relación SR/ST aumentó en 32,50%
en los tratamientos en condiciones de –P con relación a aquellos en condiciones de +P
(Cuadro 6), observándose en ambas relaciones diferencias significativas para el efecto
individual de nivel de P (p<0,05); mientras que para el efecto individual de fuente de P
ni para la interacción fuente*nivel de P no se observaron diferencias significativas. Para
el período de la recuperación a la deficiencia de fósforo, no se observaron diferencias
significativas entre los tratamiento. El significado fisiológico de ambas relaciones, se
podría interpretar como el crecimiento compensatorio de biomasa a la parte radical que a
la parte aérea, en plantas en condiciones de deficiencia de fósforo. Este aumento en la
proporción de biomasa radical no se observó durante la recuperación con aspersiones de
fosetyl-Al.
83
Cuadro 6. Relaciones sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco
total (SR/PST) de plantas de maíz (Zea mays L.), a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a
la deficiencia de fósforo a los 14 días mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (38
dds).
Relaciones del crecimiento
Tratamientos
SR/SA
SR/PST
T1
0,32 b*
0,24 b
T2
0,42 b
0,29 b
T3
0,68 a
0,40 a
T4
0,69 a
0,41 a
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,54 a
0,35 a
T4
0,61 a
0,38 a
T3R
0,51 a
0,33 a
T4R
0,46 a
0,31 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito); T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medías en cada
relación.
84
Área foliar (AF) total por planta
El área foliar de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (Cuadro 7),
demostraron que en los tratamientos con T2 (+P fosfito); T3 (–P fosfato) y T4 (–P
fosfito) se observó una reducción de 65,28; 59,06 y 70,24% respectivamente, con
relación a +P fosfato (T1) y esta reducción fue más acentuada en +P y –P fosfito;
observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05) (Prueba de
Kruskal-Wallis). Estos resultados demuestran que con fosfato de potasio (KH2PO4) se
observó un mayor incremento del área foliar que con fosfito de potasio (KH2PO3),
encontrándose los mayores porcentajes de reducción en los tratamientos con fosfito, con
relación al fosfato. Por otro lado, las aspersiones foliares con fosetyl-Al, no produjeron
un aumento en el área foliar de las plantas durante la recuperación a la deficiencia de
fósforo, lo cual se puede observar de manera visual en plantas de maíz a los 24 días
(Figura 15).
Cuadro 7. Área foliar total (cm2) de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días mediante aspersiones foliares con
fosetyl-Al (38 dds).
Tratamientos
Área foliar total (cm2)
T1
795,92 a*
T2
276,38 bc
T3
325,85 b
T4
236,88 c
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
302,06 a
T4
345,51 a
T3R
246,51 a
T4R
337,25 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medias (p<0,05)
(Prueba de Kruskal-Wallis).
85
T1
T2
T3
T4
Figura 15. Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de suficiencia
(+P) y deficiencia (–P) de fósforo, durante el desarrollo vegetativo con dos fuentes de
fósforo (fosfato y fosfito). T1= (+P fosfato); T2= (+P fosfito); T3= (–P fosfato) y T4= (–
P fosfito).
Concentración de clorofila total en hojas
La concentración de clorofila total en hojas por gramo de peso fresco foliar
(mg.g-1) y por unidad de área foliar (mg.cm-2) y medida en unidades Spad (método no
destructivo), en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato
y fosfito y después de la recuperación a la deficiencia de fósforo (Cuadro 8), mostró una
disminución desde T1 (+P fosfato) hasta T4 (–P fosfito). Debido a una leve clorosis en
algunas plantas al momento del primer muestreo se utilizó un comparador (hojas sin
clorosis) y al compararlo con los tratamientos se observó una disminución T4 > T3 > T2
> T1 equivalente a 56,18; 49,89; 44,94 y 21,57% respectivamente del contenido de
clorofila lo cual se correspondió con una disminución por unidad de área foliar y con los
valores de en 46,28; 43,41; 31,41 y 24,70% unidades Spad; observándose la mayor
disminución en T2 (+P fosfito). Las condiciones de deficiencia (-P) de fósforo con
86
fosfato y fosfito (T3 y T4), redujeron la clorofila en 37,14 y 42,86% respectivamente,
con relación a T1 (+P fosfato) con una reducción de 50% por unidad de área foliar y de
24,84 y 28,66% unidades Spad.
El contenido de clorofila foliar después del período de recuperación a la
deficiencia de fósforo sin aspersiones de fosetyl-Al en plantas T3 (–P fosfato) y T4 (–P
fosfito) no varió al compararlo con las plantas asperjadas, por lo que el fosetyl-Al no
estimuló la síntesis de clorofila “de novo” aunque las hojas no mostraron clorosis
generalizada en las plantas. En la Figura 16 se muestra un aspecto de hojas de maíz de
24 días cultivadas en soluciones nutritivas con +P fosfato y fosfito y en condiciones de
suficiencia y deficiencia de fósforo.
Cuadro 8. Concentración de clorofila en hojas, clorofila total.cm-2 de área foliar y
unidades Spad de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a
la deficiencia de fósforo a los 14 días mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (38
dds)
Concentración de
Concentración de
clorofila total en
clorofila total/área
Unidades Spad
-1
-2
hojas (mg.g )
foliar (mg.cm )
Comparador
0,45
0,006
41,7±2,7
T1
0,35
0,004
31,4±2,1
T2
0,25
0,003
28,6±1,2
T3
0,22
0,003
23,6±2,3
T4
0,20
0,002
22,4±2,4
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,15
0,003
19,2±1,6
T4
0,10
0,002
17,9±1,4
T3R
0,15
0,003
20,3±1,4
T4R
0,10
0,002
18,0±2,1
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
Tratamientos
87
A
B
Figura 16. Hojas de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) de fósforo con fosfato y fosfito (A) y en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (B).
Longitud total de raíces
Los resultados de la longitud total de raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) se
muestran en el Cuadro 9, pudiéndose observar que a los 24 días aumentó
significativamente bajo condiciones de deficiencia de fósforo tanto en T3 (–P fosfato),
donde tuvo un aumento significativo de 46,54% con relación a T1 (+P fosfato); como en
T4 (–P fosfito) donde hubo un aumento significativo de 53% con relación a T2 (+P
fosfito); observándose diferencias significativas entre los tratamientos en todas las
comparaciones (Prueba de t-Student; p<0,05).
Después del período de recuperación a la deficiencia de fósforo mediante
aspersiones de fosetyl-Al se observó que aunque las plantas T3 (–P fosfato) sin asperjar
tuvieron la mayor longitud de raíces esta disminuyó en las plantas asperjadas (T3R). Por
otra parte la longitud de raíces en plantas T4 (–P fosfito) fue menor que en –P fosfato
(T3) y no vario con las aplicaciones de fosetyl-Al. Estos resultados se muestran
visualmente en las figuras 17, 18 y 19. Aunque se observa un posible efecto restrictivo
del fosfito sobre la longitud radical, esto no significa que las plantas hayan mostrado
respuestas a la deficiencia de fosfito, ya que de haber sido el caso se hubiera observado
88
una disminución en la longitud de las raíces de las plantas en recuperación (T4R) ya que
la respuesta característica ante condiciones de deficiencia es el aumento en longitud
radical total con el fin de explorar un mayor volumen de sustrato como una manera de
acceder al fósforo que pudiera estar disponible.
El aumento en la longitud total de raíces bajo condiciones de deficiencia de
fosforo está muy bien documentado en la bibliografía y en trabajos realizados en
nuestros laboratorios; en tal sentido Narang et al. (2000), Otami y Ae (1996), Lynch et
al. (1991) y Mollier y Pellerin (1999) indicaron que el crecimiento relativo de la raíz
aparenta aumentar con la deficiencia de fósforo coincidiendo con lo reportado por
Ascencio (1996), Ascencio y. Lazo (1997) Ferraroto (2009) y Santana (2010) García
(1988), Fernández (1990), Arnuade (1994), quiénes relacionaron la longitud de las raíces
con el mecanismo de respuestas de las plantas a la deficiencia de fósforo en el medio de
crecimiento.
Cuadro 9. Longitud radical total de plantas de maíz (Zea mays L.), a los 24 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días mediante aspersiones foliares con
fosetyl-Al.
Tratamientos
Longitud radical total (m)
T1
25,94 b*
T2
13,45 c
T3
48,52 a
T4
28,63 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
51,97 a
T4
35,23 b
T3R
27,47 c
T4R
35,33 b
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito) T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras distintas indican promedios estadísticamente distintos entre las medias (tStudent; p<0,05)
89
T1 (1,0 mM KH2PO4)
T2 (1,0 mM KH2PO3)
T3 (0,005 mM KH2PO4)
T4 (0,005 mM KH2PO4)
Figura 17. Raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo (fosfato y fosfito.
T3 38 días de edad
(A)
T3R; 38 días de edad
Figura 18. Raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 38 días, en condiciones de
deficiencia (T3) de fósforo con fosfato y recuperación a la deficiencia de fósforo
mediante aspersiones con fosetyl-Al (T3R) a los 14 días.
T4 38 días de edad
T4R, 38 días de edad
Figura 19. Raíces de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 38 días, en condiciones de
deficiencia (T4) de fósforo con fosfito y recuperación a la deficiencia de fósforo
mediante aspersiones con fosetyl-Al (T4R) a los 14 días
90
Contenido de fósforo total en la biomasa seca total y por órganos
Los resultados del contenido de fósforo total en la biomasa seca de raíces, tallos,
hojas y total se muestran en el Cuadro 10 observándose que en raíz, los tratamientos en
T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) redujeron su contenido de P total radical en 93,15 y
88,66% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato) y en 85,44 y 88,61%, con
relación a T2 (+P fosfito).
En tallos, los tratamientos T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito)
disminuyeron el contenido de P total en un 49,78; 97,36 y 97,36% respectivamente, con
relación a T1 (+P fosfato). En hojas se observó la mayor concentración de P total que se
redujo en T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) en 69,30; 95,79 y 96,28%
respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato).
La reducción en P total fue T2 > T3 > T4 igual a 59,20; 95,49 y 96,33%
respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato); encontrándose diferencias significativas
entre los promedios de tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
A los 14 días de la recuperación a la deficiencia de fósforo (Cuadro 10) el
contenido de P total aumentó en plantas del T4R (–P fosfito asperjado con fosetyl-Al)
con relación a T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al) en 61,82 y
72,73% respectivamente; observándose diferencias significativas entre los tratamientos
(p<0,05), En tallos no se produjeron diferencias significativas en el contenido de P total;
mientras que para hojas los tratamientos T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones de
fosetyl-Al) redujeron el contenido de P total foliar en un 59,81 y 60,75%
respectivamente; observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05)
(Prueba de Kruskal-Wallis).
Por su parte, el contenido de P total en biomasa seca total (planta entera)
aumentó en el tratamiento con T3R (–P fosfato asperjado con fosetyl-Al) respecto al
tratamiento en las mismas condiciones sin asperjar (T3) en 54,46% y en 49,75% con
relación al tratamiento en T4 (–P fosfito sin asperjar); observándose diferencias
significativas entre los tratamientos (p<0,05)
De acuerdo con los resultados se podría señalar que esta respuesta pudo estar
asociada a las aspersiones foliares de fosetyl-Al, aunque no se tradujo en una mayor
91
acumulación de biomasa seca, aunque las plantas no mostraron síntomas de la
deficiencia visual de fósforo.
Cuadro 10. Contenido de fósforo total (mg.g-1) en raíz, tallo, hoja y planta entera de
maíz (Zea mays L.) a los 24 días, en soluciones nutritivas en condiciones de suficiencia
y deficiencia de fósforo (fosfato y fosfito) y después de la recuperación a la deficiencia
de fósforo (38 dds), mediante aspersiones con fosetyl-Al (38 dds).
mg de P total/g de biomasa seca
Tratamientos
Raíz
Tallo
Hoja
Planta entera
T1
3,36 a(1)
2,26 a(1)
9,74 a(1)
41,94 a(1)
T2
1,58 a
1,14 b
2,99 b
17,11 b
T3
0,23 b
0,06 c
0,41 c
1,89 c
T4
0,18 b
0,06 c
0,31 c
1,54 c
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,15 c*
0,09 a*
0,43 a(1)
1,84 b*
T4
0,21 bc
0,22 a
0,42 a
2,03 b
T3R
0,36 ab
0,12 a
1,07 a
4,04 a
T4R
0,55 a
0,22 a
1,01 a
5,61 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medias (MDS;
p<0,05).
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis basado en la U de Mann-Whitney
92
Fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces
Los resultados del contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces
(µg de Pi.g-1 de peso fresco) de plantas de maíz de 24 días de edad, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo y después de la recuperación a la
deficiencia de fósforo a los 14 días (Cuadro 11), demostraron que el fósforo soluble
inorgánico en hoja se redujo en los tratamientos T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–
P fosfito) en 54,20; 85,73 y 90,67% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato),
observándose diferencias significativas para los factores simples de fuente y nivel de P;
así como para su interacción fuente*nivel de P (p<0,05). Por otra parte, el contenido de
Pi en las raíces de las plantas con fosfito (KH2PO3 en solución nutritiva) se redujo en
61,02% en comparación a fosfato (KH2PO4); observándose diferencias significativas
para los efectos individuales de fuente y nivel de P pero no para su interacción
fuente*nivel de P (p<0,05).
En plantas después de la recuperación a la deficiencia de fósforo, el contenido de
Pi foliar en los tratamientos con T3 y T4 (–P fosfato y –P fosfito sin aspersiones de
fosetyl-Al) fueron similares con una reducción de 72,26 y 72,90% respectivamente, con
relación a T3R (–P fosfato asperjado con fosetyl-Al) y en 62,39 y 63,27%, con relación
a T4R (–P fosfito asperjado con fosetyl-Al); observándose diferencias significativas
entre los tratamientos (p<0,05).
En raíces, los tratamientos T4R (–P fosfito asperjado con fosetyl-Al), T3 y T4 (–
P fosfato y –P fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al) redujeron su contenido de Pi radical
en 45,92; 54,46 y 56,31% respectivamente, con relación al tratamiento T3R (–P fosfato
asperjado con fosetyl-Al); mientras que los tratamientos T3 y T4 (–P fosfato y –P fosfito
sin aspersiones de fosetyl-Al) redujeron su contenido de Pi en 20,71 y 23,93%
respectivamente, con relación a T4R (–P fosfito asperjado con fosetyl-Al), observándose
diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05)
Los resultados demostraron que el contenido de fósforo soluble inorgánico en
hojas y raíces fue mayor en el tratamiento T1 (+P fosfato), en comparación a los
tratamientos con T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito). De igual manera, las
93
plantas en solución nutritiva con suficiencia (+P) de fósforo tuvieron mayor contenido
de Pi foliar y radical que aquellas en condiciones de deficiencia (–P) de P.
El contenido de fósforo inorgánico en hojas y raíces después de la recuperación a
la deficiencia de fósforo aumentó significativamente independientemente de la fuente de
fósforo usada, lo cual podría atribuirse a las aplicaciones foliares de fosetyl-Al y aunque
no se observó un aumento importante en la acumulación de biomasa las plantas no
mostraron síntomas visuales de deficiencia de fósforo, a excepción de un menor tamaño.
Cuadro 11. Fósforo soluble inorgánico en hojas y raíces de plantas de plantas de maíz
(Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días
mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (38 dds).
µg de Pi.g-1 de tejido fresco
Tratamientos
Hojas
Raíces
T1
23,69 a*
483,84 a
T2
10,85 b
162,95 b
T3
3,38 c
67,23 a
T4
2,21 c
51,86 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
1,29 b
11,83 c
T4
1,26 b
11,33 c
T3R
4,65 a
14,92 b
T4R
3,43 a
25,98 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras diferentes dentro de cada órgano indican promedios estadísticamente distintos
(DMS, p<0,05).
94
Actividad de la enzima fosfatasa ácida
Los resultados de la actividad de la fosfatasa ácida en la secreción radical
obtenidos de plantas de maíz de 14 días de edad en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo creciendo en soluciones nutritivas con fosfato (KH2PO4) y
fosfito (KH2PO3) (Cuadro 12), demuestran que hubo inducción de actividad de fosfatasa
ácida bajo condiciones de deficiencia aunque fue menor en fosfito que en fosfato. Los
aumentos en T3 y T4 (–P fosfato y fosfito) fueron de 84,69 y 74,05% respectivamente,
con relación a T1 (+P fosfato); y en 86,94 y 77,85% con relación a T2 (+P fosfito).
La inducción de la actividad de fosfatasa ácida bajo condiciones de deficiencia
de fósforo es un evento marcador de síndrome por deficiencia de fósforo en la mayoría
de las plantas y ha sido utilizado como marcador fisiológico (Ascencio 1997).
Cuadro 12. Actividad de la fosfatasa ácida en la secreción de raíces de plantas de maíz
(Zea mays L.) de 14 días de edad, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo con fosfato y fosfito (n=3).
Actividad de la fosfatasa ácida
Tratamientos
Fuente de P
Nivel de P
µmol PNP.h-1.g-1PsR
T1
Fosfato
+P
0,75
T2
Fosfito
+P
0,64
T3
Fosfato
–P
4,90
T4
Fosfito
–P
2,89
T1=(1,0 mM de KH2PO4), T2=(1,0 mM de KH2PO3), T3= (0,005 mM de KH2PO4) y
T4= (0,005 mM de KH2PO3).
95
Actividad de la enzima fitasa
Los resultados de la actividad de la enzima fitasa en la secreción de raíces de
plantas de maíz de 14 días de edad, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo en soluciones nutritivas (Cuadro 13); mostraron que la actividad fitasa fue
similar bajo condiciones de suficiencia y disminuyo ligeramente en condiciones de
deficiencia de fósforo tanto con fosfato como con fosfito y no se observó inducción de la
actividad de fitasa por deficiencia de P, lo cual ha sido observado en otras especies.
Cuadro 13. Actividad de la enzima fitasa en la secreción de raíces de plantas de maíz
(Zea mays L.) de 14 días de edad, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo con fosfato y fosfito (n=3).
Actividad de la enzima fitasa
Tratamientos
Fuente de P
Nivel de P
µg de Pi.h-1.g-1 PsR
T1
Fosfato
+P
4,65
T2
Fosfito
+P
5,41
T3
Fosfato
–P
3,85
T4
Fosfito
–P
2,15
T1=(1,0 mM de KH2PO4), T2=(1,0 mM de KH2PO3), T3= (0,005 mM de KH2PO4) y
T4= (0,005 mM de KH2PO3).
96
Índices de eficiencia de fósforo
Los valores obtenidos para la eficiencia de uso de fósforo (EUP), índice de
acumulación de fósforo (IAP) de raíz, tallo y hoja, y la eficiencia de absorción de
fósforo (EAP) de plantas de maíz de 24 días de edad, en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo y después de la recuperación a la deficiencia de fósforo a
los 14 días (Cuadro 14), mostraron que la EUP expresada como g de biomasa seca
total/g de p en la planta aumentó en los tratamientos con deficiencia de P; observándose
diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
El índice de acumulación de P en raíces tallos y hojas expresados como mg de P
en por g de biomasa seca total fue mayor en los tratamientos en T1 y T2 (+P fosfato y
fosfito); observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05) (Prueba
de Kruskal-Wallis).
La eficiencia de absorción de fósforo (EAP) expresada en mg de P en la raíz/g de
biomasa seca de raíz, aumentó en condiciones de suficiencia de fósforo T1 y T2 (+P
fosfato y fosfito); observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05)
(Prueba de Kruskal-Wallis).
Después de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días (Cuadro 14),
los resultados mostraron que en las plantas en T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin
aspersiones de fosetyl-Al) aumentó la EUP en 58,84 y 53,93% respectivamente, con
relación a T3R (–P fosfato asperjado con el producto) y en 71,93 y 68,57%, con relación
a T4R (–P fosfito asperjado con fosetyl-Al); observándose diferencias significativas
entre los tratamientos (p<0,05).
El IAP de raíces en los tratamientos T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones
de fosetyl-Al), disminuyó en 40 y 60% respectivamente, con relación a T3R (–P fosfato
asperjado con fosetyl-Al) y en 64,71 y 76,47%, con relación a T4R (–P fosfito asperjado
con el producto); observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05)
y en tallos después de la recuperación a la deficiencia de fósforo, no se encontraron
diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05).
En cuanto al IAP de hoja, los tratamientos T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin
aspersiones de fosetyl-Al) disminuyeron el IAP en 64,58 y 79,17% respecto a T3R (–P
97
fosfato asperjado con fosetyl-Al) y en 48,48 y 69,70 %, con relación a T4R (–P fosfito
asperjado con el producto), quién a su vez disminuyó en 31,25% respecto a T3R (–P
fosfato asperjado con fosetyl-Al); observándose diferencias significativas entre los
tratamiento (p<0,05).
En cuanto a la EAP expresada como mg de P en la raíz/g de biomasa seca de
raíz, los tratamientos con T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al)
disminuyeron la EAP en 66,0 y 80,0% respectivamente, con relación a T3R (–P fosfato
asperjado con el producto) y en 64,58 y 79,17%, con relación a T4R (–P fosfito
asperjado con fosetyl-Al); observándose diferencias significativas entre los tratamientos
(p<0,05).
De acuerdo con los resultados encontrados para la EUP antes y después de la
recuperación a la deficiencia de fósforo, hubo una mayor eficiencia de las plantas de
maíz creciendo en condiciones de deficiencia de fósforo (–P); la EUP fue superior en
condiciones de –P y en plantas que no fueron asperjadas con fosetyl-Al (T3 y T4). Por
otra parte, es importante destacar después de la recuperación a la deficiencia de fósforo
el IAP de raíces y hojas fue mayor en las plantas asperjadas con fosetyl-Al.
Para la EAP antes y después de la recuperación a la deficiencia de fósforo, se
observaron tendencias similares, lo que pudiera estar asociado al mayor contenido de P
en raíces de plantas después de la recuperación, en respuesta a las aspersiones foliares de
fosetyl-Al sobre estas plantas.
98
Cuadro 14. Eficiencia de uso de fósforo (EUP), índices de acumulación de fósforo (IAP)
en raíces, tallos y hojas y eficiencia de absorción de fósforo (EAP) de plantas de maíz
(Zea mays L.) a los 24 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días
mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (38 dds).
Tratamientos
EUP
IAP raíz
IAP tallo
IAP hoja
EAP
T1
90,25 b
0,92 a
0,63 a
2,70 a
3,73 a
T2
112,04 b
0,84 a
0,61 a
1,61 a
2,80 a
T3
1050,38 a
0,12 b
0,03 b
0,21 b
0,28 b
T4
982,20 a
0,13 b
0,04 b
0,22 b
0,32 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
1402,12 a
0,06 b
0,04 a
0,17 c
0,17 b
T4
2055,56 a
0,04 b
0,03 a
0,10 c
0,10 b
T3R
577,05 b
0,16 a
0,05 a
0,48 a
0,48 a
T4R
646,0 b
0,17 a
0,07 a
0,33 b
0,50 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales dentro de las medias de
cada índice (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis basada en la U de Mann-Whitney).
99
Segunda parte: CRECIMIENTO DE BERENJENA (Solanum melongena L.) Y
ACTIVIDAD DE FOSFATASA ÁCIDA Y FITASA, EN SOLUCIONES NUTRITIVAS
CON FOSFATO Y FOSFITO ANTES Y DESPUÉS DE UN PERÍODO DE
RECUPERACIÓN
Condiciones climáticas dentro del cobertizo
El registro climático reflejó promedios de radiación solar de 13,38 MJ.cm-2.dia-1;
valores promedios de temperatura máxima y mínima de 33,54 y 20,05 ºC
respectivamente, y promedios de humedad relativa máxima y mínima de 84,32 y 27,01
% respectivamente. Adicionalmente, el promedio de las mediciones instantáneas de
radiación total fueron de 536,7 W.m-2 y la radiación fotosintéticamente activa (RFA) se
muestran en la Figura 20; correspondiéndose estos valores con registros anteriores en
este mismo cobertizo.
400
350
RFA (µmol.m-2.S-1)
300
250
200
150
100
50
0
06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
Tiempo (Horas)
Figura 20. Radiación fotosintéticamente activa (RFA) (µmol. m-2 s-1) promedio diaria en
el ensayo de berenjena (Solanum melongena L.), en soluciones nutritivas, durante el
desarrollo vegetativo.
100
Variación de la concentración osmótica (MiliOsmoles) en las soluciones
nutritivas
Durante el experimento de berenjena (Solanum melongena L.) en soluciones
nutritivas, desde el momento del trasplante a las soluciones, hasta el momento del último
muestreo, se observó una leve variación de la concentración osmótica inicial con
relación a la concentración final (cosecha), siendo estas variaciones de 2,00; 1,67; 1,00 y
0,67 mOsm en T1 (+P fosfato); T2 (+P fosfito); T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito)
respectivamente (Figura 21); lo que indica que la osmolaridad de las soluciones
nutritivas preparadas para este ensayo fue prácticamente similar en los diferentes
tratamientos, lo que descarta efectos diferentes a los derivados de los tratamientos.
Potencial osmotico (miliOsmoles)
143
142
[Barra gris=Potencial Osmótico inicial; barra azul= Potencial
Osmótico final]
141
140
139
138
137
T1
T2
T3
Tratamientos
T4
Media gen
Figura 21. Variación del potencial osmótico (miliOsmoles) de las soluciones nutritivas
durante el desarrollo vegetativo de berenjena (Solanum melongena L.), en condiciones
de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo y después del período de recuperación a
la deficiencia de fósforo. [Media Gen= Media general]
101
Variación de la temperatura en las soluciones nutritivas
Durante el ensayo (primer muestreo, antes del inicio del período de recuperación)
se observaron pequeñas variación en la temperatura mínima a las 08:30 a.m. de 1 ºC (24
a 25 ºC), con ascenso de 26 y 30 ºC a las 01:30 p.m.; lo mismo se observó en los valores
de temperaturas a las 5:30 p.m.; iniciándose un descenso, debido a las temperaturas
nocturnas. Las temperaturas entre las 01:30 y 05:30 p.m. estuvieron sobre el promedio
de la temperatura interna del cobertizo (TEPC) (Figura 22). En el período de
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días (Figura 23), las fluctuaciones de
temperatura en las soluciones nutritivas fueron menores; sin embargo, la temperatura
mínima a las 08:30 a.m. varió entre los 23 y 25 ºC. A la 01:30 horas, hubo otra variación
entre los 27 y 30 ºC; mientras que para las 05:30 p.m., la variación de temperatura fue
entre 28 y 31 ºC. Tanto los valores de temperatura a las 13:30 horas como a las 17:30
horas estuvieron por encima de la TEPC (26,37 ºC) (Figura 22).
32
5:30PM
30
1:30PM
Temperatura ºC
28
TEPC
26
24
8:30AM
22
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Días
Figura 22. Fluctuaciones diarias promedio de temperatura en las soluciones nutritivas en
contacto con las raíces de plantas de berenjena en condiciones de suficiencia y deficiencia de
fósforo durante el primer muestreo, antes del período de recuperación (TEPC =Temperatura
promedio interna dentro del cobertizo)
102
32
5:30PM
30
1:30PM
Temperatura ºC
28
TEPC
26
24
8:30AM
22
20
1
2
3
4
5
Días
6
7
8
9
10
Figura 23. Fluctuaciones diarias promedio de temperatura en las soluciones nutritivas en
contacto con las raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.), en condiciones de
deficiencia de fósforo durante el período de recuperación (TEPC =Temperatura promedio
interna del cobertizo)
Las variaciones de temperatura observadas en las soluciones nutritivas cuando se usan
soluciones nutritivas estáticas (como en este caso) se corresponden con valores obtenidos en
otros experimentos en este mismo cobertizo y aunque podrían parecer elevadas se compensan
con las bajas temperaturas nocturnas.
Variación de pH en las soluciones nutritivas
Las variaciones de pH durante el crecimiento de las plantas bajo condiciones de
suficiencia y deficiencia de fósforo (Figura 24) mostraron para todos los tratamientos
una tendencia hacia la acidez a medida que las plantas crecían, encontrándose los valores
más bajos a los 18 días después del trasplante a las soluciones nutritivas. Para T1 (+P
fosfato) desde el inicio y hasta el día 8 el pH se mantuvo por debajo de la media general,
es decir, con valores más ácidos pero no inferiores a 5,40; T2 (+P fosfito) mostró valores
similares a los de la media general; en T3 (–P fosfato) se mantuvo por debajo de la
media general a partir del cuarto día, hasta los 16 días y T4 (–P fosfito) se mantuvo por
103
encima de la media general, a excepción del día 10 después del trasplante, cuando
experimentó una ligera tendencia hacia valores de pH más ácidos.
Durante la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 14 días mediante
aspersiones de fosetyl-Al (Figura 25), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) mostraron una
tendencia hacia la acidez durante todo el período de recuperación. El tratamiento T4 (–P
fosfito) siempre estuvo por encima de la media general, contrario a lo observado para T3
(–P fosfato) que se mantuvo por debajo.
6,10
T1
T2
T3
T4
Media general
6,00
5,90
pH
5,80
5,70
5,60
5,50
5,40
5,30
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
Días
Figura 24. Variación del pH de la solución nutritiva durante el crecimiento de berenjena
(Solanum melongena L.), en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo. T1 (+P fosfato), T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito)
104
5,50
T3
T4
Media general
5,40
5,30
5,20
pH
5,10
5,00
4,90
4,80
4,70
4,60
4,50
4,40
D1
D2
D3
Dias en recuperación
D4
D5
Figura 25. Variación del pH de la solución nutritiva durante el experimento de berenjena
(Solanum melongena L.) durante el período de recuperación a la deficiencia de (T3)
fosfato y (T4) fosfito.
Las variaciones de pH observados en este estudio se debieron probablemente a la
excreción de ácidos orgánicos de bajo peso molecular o a una absorción de cationes;
coincidiendo con lo expresado por Ascencio y Lazo (2001) quiénes indicaron que los
cambios en el pH de la solución nutritiva inducidos por las raíces de las plantas se debe
fundamentalmente a 2 procesos: 1) excreción de ácidos orgánicos con el exudado radical
y 2) absorción diferencial de aniones y cationes.
105
Biomasa seca total y por órganos
Los resultados de la biomasa seca de raíces, tallos, hojas y total (planta entera) de
berenjena, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo a los 54 días
y después de la recuperación a la deficiencia de fósforo durante 10 días (64 días de edad)
(Cuadro 15), mostró una disminución de la biomasa de raíces en T2 (+P fosfito); T3 (–P
fosfato) y T4 (–P fosfito) de 26,67, 31,11 y 43,33% respectivamente, con relación a T1
(+P fosfato); observándose diferencias significativas para el efecto individual de fuente
de P y para la interacción fuente*nivel de P (p<0,05); pero no para el efecto individual
de nivel de P.
En tallos fosfato (KH2PO4) aumentó la biomasa en 42,07% respecto a fosfito
(KH2PO3) y los tratamientos en condiciones de suficiencia de fósforo (+P) aumentaron
en 55,70% en +P respecto a –P; observándose diferencias significativas para los efectos
individuales de fuente y nivel de P pero no para la interacción fuente*nivel de P
(p<0,05).
En hojas T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) disminuyeron la biomasa
en 45,46; 56,21 y 57,40% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato) y T3 (–P
fosfato) y T4 (–P fosfito) en 19,57 y 21,74% respectivamente con relación a T2 (+P
fosfito); observándose diferencias significativas para los efectos individuales de fuente y
nivel de P así como para la interacción fuente*nivel de P (p<0,05).
La acumulación de biomasa total en T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P
fosfito) disminuyo en 46,79; 54,93 y 64,48% respectivamente, con relación a T1 (+P
fosfato) y T4 (–P fosfito) disminuyó en 33,24%, con respecto a T2 (+P fosfito);
observándose diferencias significativas para los efectos individuales de fuente y nivel de
P así como para la interacción fuente*nivel de P (p<0,05).
Después de la recuperación a la deficiencia de fósforo, para raíces, tallos, hojas y
total no se observaron diferencias significativas.
Los resultados demostraron que fosfato como fuente de fósforo fue mayor a fosfito
en el aumento de la biomasa por órgano y total y en algunos casos la biomasa en +P
fosfito fue igual a –P fósforo y –P fosfito; lo que podría sugerir el poco valor metabólico
que podría tener fosfito para generar incrementos de biomasa comparables a fosfato en
106
esta especie; lo cual se puede visualizar en la Figura 26. Así mismo, las aspersiones
foliares con fosetyl-Al no hicieron posible la recuperación a la deficiencia de P, y que en
consecuencia beneficiara la ganancia de biomasa total.
Cuadro 15. Biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total (planta entera) de berenjena
(Solanum melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia
(–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los
10 días mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (64 dds).
Biomasa seca (g)
Tratamientos
Raíces
Tallos
Hojas
Total
T1
0,90 a*
2,12 a
3,38 a
6,39 a
T2
0,51 b
1,05 b
1,84 b
3,40 bc
T3
0,62 b
0,78 a
1,48 c
2,88 c
T4
0,66 b
0,62 b
1,44 c
2,72 c
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,66 a
1,39 a
1,75 a
3,80 a
T4
0,89 a
1,49 a
2,18 a
4,56 a
T3R
0,70 a
1,15 a
1,48 a
3,33 a
T4R
0,87 a
1,51 a
1,52 a
3,90 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medias (DMS;
p<0,05)
107
A
B
Figura 26. Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, cultivadas en
soluciones nutritivas con +P fosfato y fosfito (A) y –P fosfato y fosfito (B).
108
Relaciones del crecimiento: sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema
radical/peso seco total (SR/ST)
Los resultados obtenidos para los componentes morfológicos del crecimiento
(SR/SA y SR/PST) (Cuadro 16), indicaron que la relación SR/SA se incrementó en
45,16% en los tratamientos en condiciones de deficiencia de fósforo (–P) respecto a los
tratamientos en condiciones de suficiencia de P (+P) y la relación SR/ST mostró una
tendencia similar encontrándose un aumento significativo bajo condiciones de
deficiencia (–P) de fósforo de 39,13%, con relación a aquellos en condiciones de
suficiencia (+P) de fósforo; observándose para ambas relaciones diferencias
significativas para el efecto individual de nivel de P pero no para el efecto individual de
fuente de P ni para la interacción fuente*nivel de P (p<0,05). Para el período de la
recuperación a la deficiencia de fósforo por aspersiones foliares de fosetyl-Al, no se
detectaron diferencias estadísticas significativas.
Los resultados para la SR/SA mostraron una mayor proporción de biomasa a la
parte radical que a la parte aérea bajo condiciones de deficiencia de fósforo (–P) (Figura
27) y este aumento en la proporción de biomasa radical no se observó durante la
recuperación con aspersiones de fosetyl-A (Figura 28).
109
Cuadro 16. Relaciones del sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso
seco total (SR/ST) de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la
recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante aspersiones foliares con
fosetyl-Al (64 dds).
Relaciones del crecimiento
Tratamientos
SA/SR
SR/ST
T1
0,16 b*
0,14 b
T2
0,18 b
0,15 b
T3
0,28 a
0,22 a
T4
0,60 a
0,25 a
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,22 a
0,18 a
T4
0,24 a
0,20 a
T3R
0,29 a
0,22 a
T4R
0,28 a
0,22 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medias (DMS;
p<0,05)
110
+P (1,0 mM
KH2PO4)
Fosfato
–P (0,005 mM
KH2PO4)
Fosfato
Figura 27. Desarrollo de raíces de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo (fosfato).
+P (1,00 Mm KH2PO3)
Fosfito
–P (0,005 mM KH2PO3)
Fosfito
Figura 28. Desarrollo de raíces de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo (fosfito).
111
Área foliar (AF) total por planta
El área foliar total de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) en condiciones
de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (Cuadro 17),
mostraron que en los tratamientos T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) se
obtuvo una reducción de 50,34; 67,68; y 72,77 % con respecto a T1 (+P fosfato) y
además, T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) disminuyeron en 34,92 y 45,18%
respectivamente, con relación a T2 (+P fosfito); observándose diferencias significativas
para los efectos individuales de fuente y nivel de P así como para la interacción
fuente*nivel de P (p<0,05). Durante el período de recuperación a la deficiencia de
fósforo, cuando se evaluó este parámetro no se encontraron diferencias significativas.
Estos resultados demuestran con fosfato de potasio (KH2PO4) se obtuvo un mayor
incremento de área foliar que con fosfito de potasio (KH2PO3); siendo el área foliar total
con fosfato 2,01 veces mayor que T2 (+P fosfito); lo cual se puede visualizar en la
Figura 29. Por otro lado, las aspersiones foliares de fosetyl-Al, no produjeron un
aumento del área foliar de las plantas durante la recuperación a las deficiencias de
fósforo.
112
Cuadro 17. Área foliar total (cm2) de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los
54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y
fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante aspersiones
foliares con fosetyl-Al (64 dds).
Tratamientos
Área foliar (cm2)
T1
1520,63 a
T2
755,20 b
T3
491,49 c
T4
414,03 c
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
533,73 a
T4
640,97 a
T3R
423,10 a
T4R
599,80 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican promedios estadísticamente iguales entre las medias (DMS;
p<0,05)
113
+P (1,0 mM KH2PO4)
Fosfato
+P (1,0 mM KH2PO3)
Fosfito
Figura 29. Desarrollo de las hojas de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los
54 días, en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo con fosfato y fosfito, durante el
desarrollo vegetativo.
Concentración de clorofila total en hojas
La concentración de clorofila en hojas por gramo de peso fresco (mg.g-1) y por
unidad de área foliar (mg.cm-2) y medida en unidades Spad (método no destructivo) en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo, con fosfato y fosfito, y
después de un período de recuperación a la deficiencia de fósforo (Cuadro 18), mostró
una disminución en T2 (+P fosfito) de 10%, con relación a T1 (+P fosfato) y –P fosfato
(T3) y –P fosfito (T4) disminuyeron en 30 y 25% respectivamente respecto a T1 (+P
fosfato); lo cual se correspondió con la disminución por unidad de área foliar y con los
valores de unidades Spad.
El contenido de clorofila después de la recuperación a la deficiencia de fósforo
(Cuadro 18) en plantas sin aspersiones de fosetyl-Al (T3, -P fosfato y T4, -P fosfito) no
varió al compararlo con plantas asperjadas; por lo que el fosetyl-Alno estimuló la
114
síntesis de clorofila “de Novo” aunque las hojas no mostraron clorosis generalizada en
las plantas.
Cuadro 18. Concentración de clorofila en hojas de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días
mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (64 dds).
[Chl] (mg.g-1)
Chl/área foliar (mg.cm-2)
Spad
0,40
0,011
48,9±1,4
0,36
0,010
46,7±1,2
0,28
0,009
43,3±1,2
0,30
0,009
44,1±1,6
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,29
0,19
42,9±1,2
T4
0,31
0,20
44,8±1,7
T3R
0,29
0,18
42,7±1,2
T4R
0,30
0,19
43,9±1,1
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
Tratamientos
T1
T2
T3
T4
Longitud total de raíces
Los resultados de la longitud radical total de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) se muestran en el Cuadro 19, observándose que a los 54 días aumentó
significativamente bajo condiciones de deficiencia de fósforo tanto en T3 (–P fosfato)
que tuvo un aumento significativo de 32,06% con relación a T1 (+P fosfato) como en T4
(–P fosfito) con un aumento significativo de 65,62% con relación a T2 (+P fosfito) lo
cual puede visualizarse en las Figuras 30 y 31; observándose diferencias significativas
entre los tratamientos (p<0,05) (t-Student)
Después del período de recuperación a la deficiencia de fósforo por aspersiones
de fosetyl-Al a los 10 días (Cuadro 19) se observó que T3 (–P fosfato sin aspersiones de
fosetyl-Al) tuvo un aumento significativo de 14,85% con relación a T3R (–P fosfato
asperjado con fosetyl-Al) y el aumento de T4 (–P fosfito sin aspersiones del producto)
con relación a T4R (–P fosfito asperjado con fosetyl-Al) fue de 13,38% , lo cual se
115
puede visualizar en las Figuras 32 y 33; observándose diferencias significativas entre los
tratamientos (p<0,05) (t-Student)
El aumento en la longitud total de raíces bajo condiciones de deficiencia de
fosforo ha sido bien documentada en otros trabajos en los cuales se ha indicado que este
aumento en condiciones de deficiencia de fósforo es una respuesta adaptativa de las
plantas a condiciones de escaso contenido de P en el medio de crecimiento (Ascencio,
(1996); Ascencio y. Lazo, (1997); Ferraroto, (2009); Santana, (2010); García, (1988),
Fernández, (1990) y Arnuade (1994). Así mismo, la disminución de la longitud radical
total después de la recuperación a la deficiencia de fósforo podría estar asociada a las
aspersiones foliares de fosetyl-Al, lo que coincide con lo reportado por Sukarno et al.
(1993) quiénes reportaron una inhibición del crecimiento de raíces de cebolla (Allium
cepa L.) después de ser tratadas con etil fosfito de aluminio.
Cuadro 19. Longitud radical total de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los
54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y
fosfito y de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante aspersiones
foliares con fosetyl-Al (64 dds).
Tratamientos
Longitud radical total (m)
T1
65,00 b*
T2
27,38 c
T3
95,68 a
T4
79,65 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
114,67 a
T4
112,73 a
T3R
97,64 b
T4R
82,76 b
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras distintas indican promedios estadísticamente diferentes entre las medias
(p<0,05) (t-Student)
116
+P (1,0 mM de KH2PO4) T1
+P (1,0 mM de KH2PO3) T2
Figura 30. Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
soluciones nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo con fosfato y fosfito,
-P (0,005 mM de KH2PO4)
-P (0,005 mM de KH2PO3)
Figura 31. Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en
soluciones nutritivas, en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito.
-P (0,005 mM KH2PO4) T3
-P (0,005 mM KH2PO3)
T4
Figura 32. Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 64 días, en
soluciones nutritivas, en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito
sin aspersiones de fosetyl-Al (T3 y T4).
117
A
B
Figura 33. Raíces de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 64 días, en
soluciones nutritivas, en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo después del período
de recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante aspersiones con
fosetyl-Al. (A) T3R (–P fosfato asperjadas con fosetyl-Al); (B) T4R (–P fosfito
asperjadas con fosetyl Al), durante el desarrollo vegetativo.
Contenido de fósforo total en la biomasa seca total y por órganos
Los resultados del contenido de fósforo total por órganos y total en condiciones
de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (Cuadro 20)
observándose que en las raíces hubo una disminución de 69,70% en los tratamientos en
condiciones de deficiencia (–P) de fósforo, respecto a +P; observándose diferencias
significativas para el efecto individual de nivel de P pero no para el efecto simple de
fuente de P ni para la interacción fuente*nivel de P (p<0,05); en tallos, las
disminuciones en T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) fueron de 92,34 y 88,06%
respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato) y de 91,23 y 86,32% respectivamente,
con relación a T2 (+P fosfito); detectándose diferencias significativas entre los
promedios de los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis). En hojas se observó
una mayor acumulación de P total que se redujo en T2 (+P fosfito), T3 (–P fosfato) y T4
(–P fosfito) en 30,91; 90,35 y 85,17% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato);
observándose diferencias significativas entre los promedios de tratamientos (p<0,05)
(Prueba de Kruskal-Wallis).
118
Las reducciones del P total en T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) fue de 87,48 y
84,64% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato); y en 82,83 y 78,94%, con
relación a T2 (+P fosfito); observándose diferencias significativas entre los promedios
de tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
A los 10 días después de la recuperación a la deficiencia de fósforo (Cuadro 20)
no se detectaron diferencias significativas para el P total en raíces, tallos y planta entera
y en hojas el P total en T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) sin aspersiones de fosetyl-Al se
disminuyó en 69,30 y 72,34% respectivamente, con relación a T3R (–P fosfato asperjado
con fosetyl-Al) y en 68,24 y 71,38%, con relación a T4R (–P fosfito asperjado con el
producto); observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05).
De acuerdo con los resultados, el contenido de fósforo total en hojas planta
entera fue mayor en los tratamientos en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo que
en aquellos con deficiencia de fósforo (–P) y las aspersiones foliares con fosetyl-Al
aumentó el P total en hojas pero este aumento no fue suficiente para incrementar el P
total en la planta completa; esto podría interpretarse como una disminución de los
mecanismos de redistribución del P aportado por el fosetyl-Al desde las hojas hacia
otros órganos como tallos y raíces.
119
Cuadro 20. Contenido de fósforo total (mg.g-1) en raíz, tallo, hoja y planta entera (total)
de plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a
la deficiencia de fósforo a los 10 días mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (64
dds).
mg de P/g de biomasa seca
Tratamientos
Raíz
Tallo
Hoja
Planta entera
T1
3,53 a*
6,53 a(1)
16,79 a(1)
75,31 a(1)
T2
2,40 a
5,70 a
11,60 b
54,93 a
T3
0,94 b
0,50 b
1,61 c
9,43 b
T4
0,86 b
0,78 b
2,49 c
11,57 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
0,58 a
0,95 a
1,01 b*
10,64 a
T4
0,56 a
0,98 a
0,90 b
12,01 a
T3R
0,96 a
0,89 a
3,29 a
14,69 a
T4R
0,75 a
1,17 a
3,18 a
14,48 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales dentro de cada órgano y en planta entera indican promedios
estadísticamente iguales (DMS; p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
120
Contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces
Los resultados del contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi) de berenjena, en
hojas (µg de Pi.g-1 de peso fresco de hoja (pfh)) y raíces (µg de Pi.g-1.pfh y pfr), en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo (Cuadro 21), mostraron que
para hojas, los tratamientos en condiciones de deficiencia de P (–P) redujeron el
contenido de Pi foliar en 70,62% respecto a +P; observándose diferencias significativas
para el efecto individual de nivel de P; mientras que el efecto individual de fuente de P,
así como la interacción fuente*nivel de P resultaron no significativas (p<0,05).En raíces,
disminuyó en T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) en 78,89 y 82,47% respectivamente, con
relación a T1 (+P fosfato); observándose diferencias significativas entre los promedios
de los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
Después de la recuperación a la deficiencia de fósforo a los 10 días (Cuadro 21)
en hojas T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al) disminuyeron su
contenido de Pi en 59,66 y 56,27 % respectivamente, con relación a T3R (–P fosfato
asperjado con fosetyl-Al) y en 45,08 y 40,46% con relación a T4R (–P fosfito asperjado
con el producto); observándose diferencias significativas entre las medias de los
tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis) y el Pi de raíces en T3 y T4 (–P
fosfato y fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al) disminuyó en 33,23 y 44,30%
respectivamente, con relación a T3R (–P fosfato asperjado con fosetyl-Al) y en 31,88 y
43,18%, con relación a T4R (–P fosfito asperjado con el producto); encontrándose
diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
De acuerdo con los resultados, el contenido de Pi, en hojas fue mayor bajo
condiciones de suficiencia (+P) de fósforo que en aquellos en condiciones de deficiencia
(–P) de fósforo, independientemente de la fuente de P usada. En raíces el contenido de
Pi disminuyó en T3 y T4 (–P fosfato y fosfito) al compararlos con T1 y T2 (+P fosfato y
fosfito) y después de la recuperación a la deficiencia de fósforo el Pi de hojas y raíces en
los tratamientos asperjados con fosetyl-Al fue mayor que aquellos que no fueron
asperjados; pero este aumento no hicieron posible la recuperación de las plantas.
121
Cuadro 21. Contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi), en hojas y raíces de plantas de
berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 10 días, mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (64 dds).
µg de Pi.g-1 de tejido fresco
Tratamientos
Hoja
Raíz
T1
18,61 a*
316,13 a(1)
T2
14,41 a
343,98 a
T3
4,94 b
66,74 b
T4
4,75 b
55,42 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
3,57 b(1)
44,14 b(1)
T4
3,87 b
36,82 b
T3R
8,85 a
64,79 a
T4R
6,50 ab
66,11 a
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales dentro de cada órgano indican promedios estadísticamente iguales
(DMS; p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
Actividad de la enzima fosfatasa ácida
Los resultados de la actividad de la fosfatasa ácida en la secreción radical
obtenidos de plantas de berenjena de 25 días de edad, en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (KH2PO4 y KH2PO3) (cuadro 22),
demuestran que hubo inducción de actividad de fosfatasa ácida bajo condiciones de
deficiencia de fósforo; los aumentos en T3 y T4 (–P fosfato y –P fosfito) fueron de 95,51
y 88,95% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato) y de 90,54 y 76,74% con
relación a T2 (+P fosfito).
La inducción de actividad de fosfatasa ácida bajo condiciones de deficiencia de
fósforo ha sido señalado como marcado del síndrome por deficiencia de fosforo
122
(Ascencio, 1997). Por otra parte, las diferencias de actividad de fosfatasa ácida
encontradas entre T3 y T4 (–P fosfato y fosfito) podría estar relacionado con el mayor
peso del sistema radical en T3 (–P fosfato) que en T4 (–P fosfito) o a la menor biomasa
seca encontrada en T2 (+P fosfito) respecto a T1 (+P fosfato); siendo la actividad
fosfatasa ácida 22,26 veces mayor en T3 (–P fosfato) respecto a T1 (+P fosfato) y de
12,28 veces mayor en T4 (–P fosfito) que en T2 (+P fosfito); este resultado podría
indicar que las plantas creciendo en –P fosfito no detectaron las deficiencias de fósforo
tal y como lo hicieron en –P fosfato; por lo que fosfito de alguna manera enmascaró el
síndrome por deficiencia de fósforo, lo cual ha sido reportado en otros trabajos
(Carswell et al, 1997 y Ticconi et al., 2001).
Cuadro 22. Actividad de la fosfatasa ácida en la secreción de raíces de plantas de
berenjena (Solanum melongena L.) de 25 días de edad, en condiciones de suficiencia
(+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (n=3).
Actividad de la fosfatasa ácida
Tratamientos
Fuente de P
Nivel de P
µmol PNP.h-1.g-1PsR
T1
Fosfato
+P
0,19
T2
Fosfito
+P
0,40
T3
Fosfato
–P
4,23
T4
Fosfito
–P
1,72
T1=(+P fosfato; 1,0 mM de KH2PO4), T2=(+P fosfito; 1,0 mM de KH2PO3), T3=(–P
fosfato; 0,005 mM de KH2PO4) y T4=(–P fosfito; 0,005 mM de KH2PO3).
123
Actividad de la enzima fitasa
Los resultados de actividad de la enzima fitasa en la secreción de raíces de
plantas de berenjena a los 25 días en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo en soluciones nutritivas (Cuadro 23), mostraron una disminución de la
actividad en condiciones de deficiencia de fósforo tanto en fosfato como en fosfito, por
lo que no se observó inducción de la actividad fitasa por deficiencia de P, lo cual ha sido
observado en otras especies.
Cuadro 23. Actividad de la enzima fitasa en la secreción de raíces de plantas de
berenjena (Solanum melongena L.) a los 25 días de edad, en condiciones de suficiencia
(+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito (n=3).
Actividad de la enzima fitasa
Tratamientos
Fuente de P
Nivel de P
µg de Pi.h-1.g-1 PsR
T1
Fosfato
+P
6,21
T2
Fosfito
+P
10,01
T3
Fosfato
–P
3,48
T4
Fosfito
–P
3,93
T1=(+P fosfato; 1,0 mM de KH2PO4), T2=(+P fosfito; 1,0 mM de KH2PO3), T3=(–P
fosfato; 0,005 mM de KH2PO4) y T4=(–P fosfito; 0,005 mM de KH2PO3).
124
Índices de eficiencia de fósforo
Los resultados obtenidos para la eficiencia de uso de fósforo (EUP), índice de
acumulación de fósforo (IAP) en raíces, tallos y hojas, así como la eficiencia de
absorción de fósforo (EAP) en berenjena en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y después de la recuperación a la
deficiencia de fósforo a los 10 días (Cuadro 24), mostraron que la EUP (expresada como
g de biomasa seca total/g de P en la planta), aumento en los tratamientos con deficiencia
de fósforo; observándose diferencias significativas entre las medias de los tratamientos
(p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis)
El índice de acumulación de fósforo (IAP) de raíces (mg de P por g de biomasa
seca total) no mostró diferencias significativas. El IAP de tallos disminuyó en T3 (–P
fosfato) y T4 (–P fosfito) en 83,65 y 72,12% respectivamente, con relación a T1 (+P
fosfato), y en 89,63 y 82,32%, con relación a T2 (+P fosfito); observándose diferencias
significativas entre las medias de los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
El IAP de hojas disminuyó en T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) en 78,79 y
65,91% respectivamente, con relación a T1 (+P fosfato), y en 83,82 y 73,99%, con
relación a T2 (+P fosfito); observándose diferencias significativas entre las medias de
los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
La eficiencia de absorción de fósforo (EAP) (mg de P en la raíz/g de biomasa
seca de raíz) disminuyo en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo, observándose
diferencias significativas para el efecto individual de nivel de P pero no para el efecto
simple de fuente de P ni para la interacción fuente*nivel de P (p<0,05).
Después del período de recuperación a la deficiencia de fósforo, a los 10 días
mediante aspersiones de fosetyl-Al (Cuadro 24) los resultados mostraron que la EUP en
T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al) aumentó en 73,46 y 39,90%
respectivamente, con relación a T3R (–P fosfato asperjado con fosetyl-Al), y en 25,62 y
28,53%, con relación a T4R (–P fosfito asperjado con el producto); observándose
diferencias significativas entre las medias de los tratamientos (p<0,05).
125
Para todos los índices de acumulación de fósforo (IAP de raíces, tallos y hojas)
no se encontraron diferencias significativas entre los promedios de tratamientos
(p<0,05).
Los resultados para la EAP mostraron que T4 (–P fosfito sin aspersiones de
fosetyl-Al) disminuyó en 55% respecto a T3R (–P fosfato asperjado con el producto);
observándose diferencias significativas entre los promedios de los tratamientos (p<0,05).
Los resultados encontrados para la EUP podrían estar asociados a una eficiente
respuesta de berenjena a las deficiencias extremas de fósforo. Por otra parte, las plantas
durante el período de la recuperación a la deficiencia de fósforo con aspersiones foliares
de Fosetyl-Al, fueron menos eficientes en cuanto a la producción de biomasa seca por
cada mg de P contenida en la misma.
Tanto el IAP de tallo como de hoja en los tratamientos en condiciones de
suficiencia de fósforo (+P) fueron mayores que en condiciones de –P. Tales diferencias
pudieron ser debidas al desbalance entre el suministro de P a la planta o bien a procesos
metabólicos internos relacionados con el suministro de fosfito (fosetyl-Al), debido a que
en las plantas en condiciones de deficiencia de fósforo en recuperación por aspersiones
foliares con fosetyl-Al no hubo diferencias significativas.
El resultado encontrado para la EAP podría estar vinculado a una efectiva
translocación basipeta del P en forma de fosetyl-Al, dado que las aspersiones con el
producto se realizaron en la parte aérea de las plantas y la EAP se expresa en términos
de mg de P en la raíz/g de biomasa seca de raíz, o las cantidades de P dentro de la raíz
no fueron suficientes para incrementar significativamente la biomasa de la raíces en las
plantas.
126
Cuadro 24. Eficiencia de uso de fósforo (EUP), índice de acumulación de fósforo (IAP)
en raíces, tallos y hojas y eficiencia de absorción de fósforo (EAP) de plantas de
berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito y de la recuperación a la deficiencia de
fósforo a los 10 días mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (64 dds)
Tratamientos
EUP
IAP raíz
IAP tallo
IAP hoja
EAP
T1
85,70 b(1)
0,53 a*
1,04 a(1)
2,64 b (1)
3,63 a(1)
T2
63,80 c
0,68 a
1,64 a
3,46 a
4,40 a
T3
323,0 a
0,33 a
0,17 b
0,56 d
1,53 b
T4
235,62 a
0,33 a
0,29 b
0,90 c
1,30 b
Recuperación a la deficiencia de fósforo
T3
365,71 a
0,16 a
0,24 a
0,57 a
0,87 ab*
T4
380,59 a
0,12 a
0,22 a
0,64 a
0,63 b
T3R
228,73 b
0,31 a
0,27 a
1,02 a
1,40 a
T4R
272,01 b
0,19 a
0,31 a
0,83 a
0,86 ab
T1=(+P fosfato), T2=(+P fosfito), T3=(–P fosfato), T4=(–P fosfito), T3R y
T4R=(Asperjados con fosetyl-Al).
*: Letras iguales indican dentro de cada índice indica promedios estadísticamente
iguales (MDS; p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
127
DISCUSIÓN
Crecimiento de las plantas bajo condiciones de suficiencia y deficiencia de fósforo
Biomasa seca
Los resultados de acumulación de biomasa seca total de plantas de maíz y
berenjena de 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) con
fosfato y fosfito, creciendo en soluciones nutritivas demostraron que tanto en maíz como
en berenjena, la menor acumulación de biomasa seca total (planta entera) ocurrió en las
plantas cultivadas en soluciones nutritivas con fosfito (KH2PO3) (Cuadro 5 y 15), con
relación a las cultivadas en las mismas condiciones con fosfato (KH2PO4) lo que indica
que las plantas demostraron mayor capacidad para metabolizar el fosfato como fuente de
fósforo en comparación al fosfito lo cual se tradujo en una mayor ganancia de biomasa
en ambas especies y la disminución en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo
(niveles bajos de P) (Cuadro 5) respecto a +P (niveles suficientes de P) podría ser debida
a la aparente modificación de la arquitectura radical que originó raíces más delgadas en
ambas especie; sin embargo para berenjena la respuesta fue definida por la interacción
entre fuente y nivel de fósforo (Cuadro 15) lo que demuestra que fosfato fue una fuente
superior de fósforo en comparación a fosfito; los resultados de biomasa seca encontrados
en este estudio podrían explicarse parcialmente por la reducción de la biomasa seca de
raíces encontrada en +P fosfito en comparación a + P fosfato, coincidiendo esto con lo
reportado por Barrett et al. (2002) quiénes demostraron que el crecimiento de raíces de
plantas disminuyó con la aplicación de fosfito. Así mismo, Sukarno et al. (1993)
demostraron la inhibición del crecimiento de raíces de Allium cepa después de ser
tratadas con etil-fosfito de aluminio, sugiriendo que el fosfito puede interferir con el
metabolismo de algunas plantas. Igualmente, Carswell et al. (1996) encontraron que el
crecimiento de raíces en Brassica nigra fue fuertemente inhibido por fosfito; el mismo
señalamiento fue hecho por Varadarajan et al. (2002) en tomate (Solanum lycopersicon);
de igual manera, Thao et al. (2008) encontraron que el crecimiento de raíces de espinaca
(Spinacea oleracea L.) fertilizadas con fosfito fue inhibido, independientemente de que
128
se aplicara al suelo o en cultivo hidropónico. Al igual que para raíces, la biomasa de
tallo no contribuyo a la ganancia de biomasa total en ninguna de las dos especies debido
a que fosfito también redujo la biomasa de tallo, siendo el porcentaje de reducción
mayor en berenjena que en maíz y los niveles deficientes de fósforo redujeron también
la ganancia de peso seco de tallos lo que también originó menor ganancia de biomasa
total en comparación a plantas con niveles suficientes de P (Cuadro 5 y 15); esto
demuestra que la deficiencia de P estuvo asociada a la marcada reducción de la
acumulación de biomasa seca en las plantas bajo estudio. Resultados similares fueron
obtenidos por Fernández (1990) quién encontró reducciones significativas en la biomasa
seca de plantas de frijol (Vigna unguiculata) en condiciones de deficiencia de P luego de
28 días de edad. Así mismo, Halsted y Lynch (1996) encontraron una disminución de la
biomasa seca del vástago en especies C3 y C4 debido a la deficiencia de fósforo y por
Belami, (2009) quién indicó que la baja suplencia de P redujo la biomasa seca de tallo en
genotipos de papa (Solanum tuberosum). Por su parte, Santana (2010) encontró
importantes reducciones en el vástago de Crotalaria juncea a distintas edades, creciendo
en soluciones nutritivas en condiciones de deficiencia de fósforo. En este sentido Narang
et al. (2000) indicaron que una fuente adecuada de fosfato inorgánico aumentó
perceptiblemente la formación de la materia seca del tallo de las plantas.
Por otra parte, al igual que la biomasa seca de raíces y tallos, la biomasa foliar
también fue afectada por fosfito y por las deficiencias de fósforo en ambas especies
(Cuadro 5 y 15) lo que de alguna manera afecto en definitiva la ganancia de biomasa
seca total; al respecto Förster et al. (1998) y Varadarajan et al. (2002) encontraron que
plantas de tomate y pimentón cultivados hidropónicamente tratadas con fosfito técnico
(Preparado del ácido fosforoso y neutralizado con KOH) y fosfito comercial, mostraron
una significativa reducción del crecimiento en comparación con plantas fertilizadas con
fosfato. En cuanto a los efectos de la deficiencia de fósforo sobre la biomasa seca
encontrados en este estudio, los resultados se corresponden con lo reportado por
Pleniscar et al. (1994) quiénes encontraron reducciones de la biomasa seca de
Helianthus annuus por deficiencia de fósforo. Igualmente, Rodríguez et al. (1998)
encontraron una significativa reducción en la biomasa seca de trigo (Triticum aestivum
L.) por las deficiencias de fósforo. De la misma manera, Ascencio y Lazo (1997)
129
señalaron que las deficiencias de fósforo afectó la biomasa seca de Ruellia tuberosa y
Euphorbia heterophylla.
Las reducciones de la biomasa seca total encontradas en plantas de maíz y
berenjena bajo condiciones de deficiencia de fósforo en este trabajo, se ha señalado
como una respuesta común en otras especies cultivables tales como Solanum
lycopersicon (Briceño, 2001), Phaseolus vulgaris (Bernal et al. 2007; Ascencio y Lazo,
2001), Cajanus cajan (Ascencio, 1996), Gossypium hirsutum (Oosterthius, 2008) y
especies no cultivables como Desmodium tortuosum, (Ascencio 1996 y Ascencio y Lazo
2001); Crotalaria juncea (Santana 2010).
Relación sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco total
(SR/ST)
Los resultados de las relaciones del crecimiento (SR/SA y SR/ST) de plantas de
maíz y berenjena de 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
con fosfato y fosfito, demostraron que ambas relaciones aumentaron en condiciones de
deficiencia (–P) de fósforo y disminuyeron en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo
(Cuadro 6 y 16). Los resultados para las relaciones del crecimiento encontradas en
ambas especies, podría explicarse parcialmente por la poca acumulación de biomasa
seca de hojas, tallos y total en plantas de ambas especies, creciendo en condiciones de
deficiencia (–P) de fósforo, con relación a +P. en tal sentido, Ascencio (1996) indicó que
lentitud en el suministro de algunos nutrimentos a la raíz, impuesta por la dinámica y
fisicoquímica del suelo, las plantas deben explorar continuamente el sustrato mediante el
crecimiento de las raíces. Este crecimiento debe realizarse en forma armónica con el de
la parte aérea ya que la condición de balance de la correlación al menos en términos de
peso seco, debe mantenerse para garantizar la sobrevivencia de la planta; así mismo,
Poorter et al. (2012) establecieron que en condiciones de deficiencia de nutrimentos,
puede ocurrir un gran aumento de la biomasa de raíz en detrimento del tallo y
especialmente de la biomasa de foliar, lo que en definitiva obedece a un equilibrio
funcional, expresado en términos de relaciones del crecimiento.
130
Estos resultados también coinciden con lo reportado por Sachay et al. (1991)
quiénes encontraron que la relación SR/ST de plantas de maíz cultivadas en soluciones
nutritivas, se duplicó en condiciones de deficiencia de fósforo, después de un período de
50 días. De igual manera, Fageria y Baligar (1997) reportaron reducciones en la relación
vástago raíz en plantas de maíz, en la medida que aumentaba la deficiencia de fósforo.
Área foliar total por planta
Los resultados de área foliar total de plantas de maíz y berenjena de 24 y 54 días, en
condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) con fosfato y fosfito (Cuadro 7 y 17)
Demostraron que fosfito, aún en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo afectó
significativamente el área foliar de maíz y berenjena en más de la mitad, en
comparación a las plantas con T1 (+P fosfato), lo que en términos de producción de
biomasa quedo evidenciado en la poca acumulación de biomasa seca total encontradas
en T2 (+P fosfito). Además, las plantas creciendo en +P fosfito no mostraron las típicas
características visuales a la deficiencia de fósforo; sin embargo observo una importante
disminución del área foliar. Este resultado se corresponde con lo reportado por
McDonald et al. (2001a) quiénes indicaron que cuando el fosfito es usado como fuente
de fósforo, éste podría enmascarar la deficiencia de P dentro de la planta, con lo que
ésta no manifiesta las típicas características por deficiencias de P y en consecuencia se
produce un pobre desarrollo lo cual afecta el rendimiento de los cultivos. De igual
manera, Förster et al. (1998); Varadarajan et al. (2002) reportaron una significativa
reducción del crecimiento de plantas de tomate y pimentón cultivadas hidropónicamente
y tratadas con fosfito técnico y fosfito comercial, en comparación con plantas
fertilizadas con fosfato. Resultados similares fueron encontrados por Moor et al. (2009).
Con relación a las diferencias en la reducción del área foliar en plantas de maíz y
berenjena bajo condiciones de +P y –P, los resultados encontrados para ambas especies
en las condiciones de este estudio se corresponden con lo reportado por Chaudhary y
Fujita (1988) quiénes observaron una severa reducción del área foliar en tres especies de
leguminosas sometidas a la deficiencia de fósforo. Resultados similares fueron
reportados por Dietz y Heilos (1990) quiénes encontraron una reducción en el área foliar
131
de plantas de espinaca (Spinacea oleracea); Fernández (1990) en caraota y frijol;
igualmente Lynch et al. (1991) en Phaseolus vulgaris; Jacob y Lawlor (1991) en
Helianthus annuus, Zea mays y Triticum aestivus; Arnuade (1994) en Phaseolus
vulgaris, Vigna unguiculata, Solanum lycopersicon, Euphorbia heterophylla y
Amaranthus dubius, Pleniscar et al. (1994) pero en Helianthus annuus. Ascencio (1996)
y Ascencio y Lazo (1997) en especies silvestres y cultivadas, De igual manera, Briceño
(2001) en tomate; Blanco y Ascencio (2001) en Amaranthus dubius Mart. Así mismo,
Cordero et al. (2005) en plantas de Crotalaria spectabilis creciendo en +P y –P,
indicando que la deficiencia de fósforo estuvo asociada a una marcada reducción del
área foliar. Resultados similares fueron reportados por Santana (2010), pero en
Crotalaria juncea.
Concentración de clorofila total en hojas
Los resultados encontrados para la concentración de clorofila en hojas de plantas de
maíz y berenjena de 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
con fosfato y fosfito (Cuadro 8 y 18) indica que el fosfito no favoreció el contenido de
clorofila en plantas de maíz y berenjena bajo las condiciones de crecimiento de este
estudio; además las plantas en +P fosfito no disminuyeron su verdor en las hojas y sin
embargo las concentración de clorofila foliar fue menor comparadas con las plantas en
condiciones de +P fosfato aun cuando las concentraciones. Las diferencias encontradas
una especie y otra podrían explicarse por las diferencias en la anatomía foliar, siendo las
hojas de berenjena de mayor grosor que las de maíz.
Los resultados encontrados en este estudio coinciden con lo reportado por
Bachiega et al. (2011) quiénes encontraron que la clorofila en hojas medida con Spad,
(al igual que en este trabajo), de dos patrones de cítricas creciendo en suelo arenoso y
soluciones nutritivas fueron similarmente bajas en las plantas control y plantas
fertilizadas con fosfito en comparación con las plantas fertilizadas con fosfato y una
combinación de fosfato + fosfito y además, los resultados encontrados con relación a la
disminución de la concentración de clorofila en hojas causada por la deficiencia de
fósforo en esta parte del trabajo coinciden con otros trabajos donde se ha demostrado
132
que la concentración de clorofila en hojas se ve disminuida en condiciones de
deficiencia de fósforo; en tal sentido, Zhang et al. (2010) encontraron que el contenido
de clorofila en hojas de una línea transgénica (S41) y de una línea control de Agrostis
stolonifera cultivada durante 21 días en soluciones nutritivas, disminuyó en condiciones
de deficiencia de fósforo o nitrógeno en comparación a las que crecieron en condiciones
de suficiencia de ambos nutrimentos. Así mismo, Ayala-Silva y Beil (2005) encontraron
que plantas de trigo (Triticum aestivum L.) cultivadas en soluciones nutritivas con
deficiencia de fósforo y otros macronutrimentos después de 6-7 semanas, disminuyeron
el contenido de clorofila en hojas en todos los casos estudiados; por su parte, Bojovic y
Stajonovic (2005) demostraron que el contenido de clorofila total en hojas de 5
cultivares de trigo (Triticum aestivum L.) creciendo en suelo bajo 5 niveles de
fertilización con nitrógeno, fósforo y potasio disminuyó significativamente en la medida
que fósforo y nitrógeno fueron bajos; demostrando que el P y el N ejercen una fuerte
influencia sobre el contenido de clorofila en todos los cultivares probados.
Longitud total de raíces
Los resultados encontrados para la longitud total de raíces (LR) en plantas de
maíz y berenjena de 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo con fosfato y fosfito (Cuadro 9 y 19) demostraron que el fosfito causo una
reducción importante en la longitud radical de ambas especies. Por otra parte, al
comparar el incremento de la longitud radical entre plantas creciendo en –P fosfato y –P
fosfito se pudo observar que el aumento en –P fosfato en ambas especies fue mayor que
en –P fosfito lo cual podría interpretarse como un enmascaramiento de la deficiencia de
fósforo, por lo cual las plantas no mostraron el aumento de la longitud radical, tal como
lo hicieron cuando crecieron en condiciones de deficiencia de fósforo con fosfato. La
reducción de la longitud total de raíces en T2 (+P fosfito) con relación a T1 (+P fosfato)
tanto en maíz como en berenjena, podría estar asociada a lo señalado por Thao y
Yamakawa (2010) quiénes indicaron que fosfito (KH2PO3) produjo retraso y posterior
daño a las raíces de plantas de lechuga creciendo hidropónicamente en presencia de
fosfito. Por otra parte, se ha establecido que las respuestas morfológicas y moleculares
133
de las plantas a las deficiencias de fósforo son reprimidas por la presencia de fosfito. Los
resultados obtenidos en esta primera parte del trabajo, al comparar la longitud radical
total de las plantas en condiciones de suficiencia (+P) de fósforo con aquellos bajo
condiciones de deficiencia (–P) de fósforo en ambas especies, creciendo en igual fuente
de fósforo, se encontró que tanto para maíz como para berenjena hubo un aumento
significativo de la longitud total de raíces en plantas bajo condiciones de deficiencia de
P (T3, –P fosfato) en comparación a T1 (+P fosfato). Estos resultados coinciden con lo
señalado por Abel et al. (2002) quiénes señalaron que la baja disponibilidad externa de
fósforo aumenta la formación de pelos radicales y altera la arquitectura del sistema
radical para incrementar la exploración de una mayor masa de suelo y aumentar la
adquisición de fósforo. Por otro lado, Ascencio, (1996) encontró aumento en la longitud
radical total en Cajanus cajan bajo condiciones de deficiencia de P. El mayor aumento
de la longitud radical en maíz, así como el menor aumento en berenjena observado en
T3 (–P fosfato) respecto a T4 (–P fosfito), podría sugerir que de alguna manera la
respuesta de las plantas bajo condiciones de –P, cuando la fuente de fósforo en la
solución nutritiva fue el fosfato fue muy diferente a la respuesta exhibida por las plantas
en –P con fosfito como fuente de fósforo y dicho evento pudiera estar asociado a la
atenuación de las respuestas por la presencia de fosfito.
Contenido de P total en la biomasa seca total (Planta entera)
Los resultados del contenido de fósforo total en planta entera (total) de maíz y
berenjena a los 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) con
fosfato y fosfito, permiten señalar que tanto en maíz como en berenjena se observaron
importantes reducciones del contenido de P total en planta completa (Cuadro 10 y 20); la
reducciones del contenido de fósforo total por órganos se vió reflejada en la disminución
del contenido de fósforo total en planta completa; sin embargo, aun cuando en berenjena
el contenido de fósforo en planta entera fue estadísticamente igual tanto en +P fosfato
como en +P fosfito, este resultado no se reflejó en una mayor acumulación de biomasa
seca ni área foliar de las plantas; esto podría indicar que el fosfito no se metaboliza de la
misma forma como lo hace el fosfato y que quizás dentro de planta puede formar parte
134
de biomoléculas importantes a las cuales de alguna manera engaña, considerando que el
P en la molécula fe fosfito está más reducido que en la molécula de fosfato. En maíz la
reducción en +P fosfito fue de más del 50% con relación a T1 (+P fosfato) y esto se
reflejó en la mayor ganancia de biomasa seca y área foliar observada para plantas en +P
fosfato.
Las diferencias encontrada tanto en maíz como en berenjena, entre los
tratamientos bajo condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con relación a +P coinciden
con lo reportado por Watanabe et al. (2006) quiénes indicaron que bajo condiciones de
deficiencia de fósforo, el contenido de P total en raíces disminuye drásticamente. Así
mismo, Santana (2010) encontró una disminución en el contenido de P total en raíces de
plantas de Crotalaria juncea creciendo en soluciones nutritivas con –P en comparación a
+P.
Contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces
Los resultados del contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces
de plantas de maíz y berenjena de 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) con fosfato y fosfito (Cuadro 11 y 21) indican que T2 (+P fosfito) (1,00
mM de KH2PO3 en solución nutritiva) causó una significativa disminución del contenido
de fósforo soluble en hojas de maíz de más del 50% en comparación con T1 (+P
fosfato), (1,00 mM de KH2PO4) lo cual podría indicar una selectiva absorción de fosfato
que de fosfito por las plantas; lo que se reflejó en la disminución de más del 60% del Pi
radical causada por fosfito. Así mismo, la deficiencia (–P) de fósforo causó en maíz una
importante disminución de Pi radical; mientras que en berenjena, la deficiencia (–P) de
fósforo produjo una reducción del Pi foliar del 70% y cerca del 80% del Pi radical con
relación a +P.
La mayor disminución del contenido de fósforo soluble foliar de maíz en T2 (+P
fosfito) se vio reflejado en la mayor disminución de biomasa seca total en T2 (+P
fosfito) para ambas especies, lo que podría indicar que el fosfito lejos de favorecer el
crecimiento de las plantas tuvo un efecto perjudicial; en tal sentido, Carswell et al. (1996
y 1997); Wells et al. (2000); Ticconi et al. (2001); Varadarajan et al. (2002); Singh et al.
135
(2003) señalaron que el fosfito está vinculado a efectos perjudiciales en las plantas y que
su efecto es mayor cuando están deficientes de fósforo. Sin embargo, se ha señalado que
como la concentración de Pi en el citoplasma está regulada en un estrecho rango por la
eficaz homeostasis del fosfato, en el cual el Pi de la vacuola actúa como un buffer
(Mimura et al. 1999), también es cierto que en raíces la concentración de P se mantiene
constante en un rango de 6 mM (maíz) y de 2,4 mM (guisantes) aún bajo condiciones de
deficiencia de fósforo, a menos que el Pool vacuolar esté agotado (Lee et al., 1990).
Actividad de la enzima fosfatasa ácida
Los resultados encontrados para actividad de la enzima fosfatasa ácida en plantas
de maíz y berenjena de 14 y 25 días, y después de 7 y 9 días del trasplante a las
soluciones nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo
con fosfato y fosfito (Cuadro 12 y 22) indican que tanto para maíz como para berenjena,
la actividad de la fosfatasa ácida aumentó en T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfato y fosfito)
en comparación a los tratamientos en condiciones de suficiencia de fósforo (+P fosfato y
+P fosfito); sin embargo, en maíz la actividad de la fosfatasa ácida en T3 (–P fosfato) se
incrementó en 41,02% respecto a T4 (–P fosfito) y en berenjena el aumento de T3 (–P
fosfato) respecto a T4 (–P fosfito) fue de 59,34% . Considerando que el nivel de
actividad de fosfatasa ácida es variable entre las especies; no obstante, el mayor aumento
en T3 (–P fosfato) podría ser atribuido o a la mayor biomasa seca observada en T3 (–P
fosfato) en comparación a T4 (–P fosfito) o a una posible supresión de la respuesta en
las plantas creciendo en T4 (–P fosfito), por la presencia de éste en la solución nutritiva.
Los resultados encontrados para la actividad de fosfatasa ácida, coinciden con
muchos trabajos previos; en tal sentido, Tadano y Sakai (1991), Ascencio (1994 y1997);
Li et al. (1997); Rubio et al. (1990); Li y Tadano (1996) y Haran et al. (2000), afirmaron
que la fosfatasa ácida es una enzima inducible debido a que su actividad y síntesis
aumenta de manera significativamente en algunas especies de plantas, tanto silvestres
como cultivadas cuando crecen bajo condiciones de deficiencia de P. Además, los
resultados para maíz, también coinciden con lo reportado por Gaume et al. (2001),
136
quiénes encontraron actividad de la fosfatasa ácida en cuatro genotipos de maíz
creciendo en condiciones de deficiencia de P.
Con relación a la disminución de la actividad de la fosfatasa ácida en plantas
creciendo en condiciones de T4 (–P fosfito) como fuente de fósforo, los resultados
encontrados aquí coinciden con los reportes de otros trabajos donde se investigaron los
efectos de fosfito con relación a la actividad de la fosfatasa ácida; en tal sentido, Ticconi
et al. (2001) encontraron que la actividad de la fosfatasa ácida en la secreción de raíces
de Arabidopsis fue efectivamente impedida por fosfito. De igual manera, Carswell et al.
(1996 y 1997) encontraron que la inducción de la fosfatasa ácida fue fuertemente
inhibida en Brassica nigra y B. napus por la presencia de fosfito; del mismo modo,
Varadarajan et al. (2002) reportaron supresión de la actividad de fosfatasa ácida por los
tratamientos con fosfito en plantas de tomate creciendo en condiciones de deficiencia de
fósforo.
Los resultados encontrados para ambas especies bajo las condiciones de este
trabajo, se corresponden con los autores antes mencionados, dado que la actividad de
fosfatasa ácida encontrada en plantas creciendo bajo condiciones de deficiencia (–P) de
fósforo con fosfito (–P fosfito, T4) fue menor que en aquellas creciendo en condiciones
de –P fosfato (T3) como fuente única de P. esta observación podría interpretarse como
un enmascaramiento debido a que las plantas creciendo en –P fosfito no detectaron las
deficiencia de fósforo como lo hicieron las plantas en –P fosfato, lo cual podría deberse
a procesos metabólicos internos asociados a la actividad genética de la planta; en tal
sentido, Carswell et al. (1996) y Singh et al. (2003) coincidieron al expresar que fosfito
podría producir un bloqueo específico de genes que codifican para la fosfatasa ácida
inducible por la deficiencia de fósforo. Por otro lado Abel et al. (2002) y Wasaki et al.
(2008) señalaron que la disminución del contenido de Pi en la planta actúa como una
señal que dispara los mecanismos para la secreción y actividad de la fosfatasa ácida; sin
embargo, aun cuando los contenidos de Pi tanto en hojas como en raíces de las plantas
estudiadas en condiciones de deficiencia (–P) de fósforo con fosfito (–P fosfito, T4)
fueron bajos al igual que en aquellas crecidas en T3 (–P fosfato) en comparación a las
crecidas en condiciones de suficiencia de fósforo (T1,+P fosfato y T2,+P fosfito), la
actividad de la fosfatasa ácida fue diferente, siendo mayor en T3 (–P fosfato) que en T4
137
(–P fosfito), coincidiendo con lo expresado por Abel et al. (2002) quiénes aseguraron
que abundante Pi así como la presencia de fosfito reprime las respuestas morfológicas y
moleculares de las plantas a las deficiencias de fósforo.
Actividad de la enzima fitasa
Los resultados encontrados para actividad de la enzima fitasa en plantas de maíz
y berenjena de 14 y 25 días, y después de 7 y 9 días del trasplante a las soluciones
nutritivas, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y
fosfito, (Cuadro 13 y 23) indicaron que la actividad fitasa tanto en maíz como en
berenjena aumentó en los tratamientos en condiciones de suficiencia de fósforo con
fosfato y fosfito (T1 y T2) y se redujo en los tratamientos con deficiencia de fósforo con
fosfato y fosfito (T3 y T4). De acuerdo con los resultados encontrados para ambas
especies, se podría decir que en las plantas en condiciones de deficiencia de fósforo no
se indujo la actividad fitasa, independientemente de la fuente de fósforo usada en la
solución nutritiva; ya que los valores de actividad fitasa en T3 y T4 (–P fosfato y fosfito)
estuvieron muy por debajo de los valores encontrados para los tratamientos en
condiciones de suficiencia de fósforo T1 (+P fosfato) y T2 (+P fosfito).
Estos resultados contrastan con lo establecido por Bosse y Köcck (1998) y
Briceño (2001) quiénes si encontraron actividad fitasa en plantas de tomate; sin embargo
los resultados para maíz y berenjena bajo las condiciones de este estudio coinciden con
lo reportado por Gilbert et al. (1999) quiénes encontraron que la deficiencia de fósforo
no causó ningún incremento en la actividad fitasa en lupino bajo condiciones de –P.
Igualmente, Santana (2010) no encontró actividad fitasa en el la secreción de raíces de
Crotalaria juncea de 15 días de edad creciendo en soluciones nutritivas bajo
condiciones de deficiencia (–P) de fósforo.
Con relación a la fuente de fósforo empleada en este estudio, se observaron
diferencias entre los tratamientos cuando la fuente de P usada en la solución nutritiva fue
fosfato o fosfito. Las diferencias encontradas tanto en maíz como en berenjena entre T1
y T3 (+P y –P fosfato) y entre T2 y T4 (+P y –P fosfito) podrían explicarse parcialmente
como una posible restricción de la expresión de los mecanismos de las plantas asociadas
138
a la deficiencia de fósforo en presencia de fosfito. Aun cuando no se encontró ninguna
referencia bibliográfica relacionada con los fosfito y la actividad fitasa; pero sin
embargo, tal y como lo expresaron Li et al. (1997), la fitasa es una variante especial de
fosfatasa ácida, por lo tanto se podría suponer que está vinculada a los mismos
mecanismos de expresión argumentados por Ticconi et al. (2001), Carswell et al. (1996,
1997) y Varadarajan et al. (2002) quiénes reportaron supresión de enzimas inducibles
por la deficiencia de fósforo en presencia de fosfito.
Índices de eficiencia de fósforo
Los resultados encontrados para los índices de eficiencia de fósforo en plantas de
maíz y berenjena de 24 y54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P)
de fósforo con fosfato y fosfito (Cuadro 14 y 24) indican que la EUP tanto en maíz como
en berenjena fue mayor en plantas creciendo en condiciones de deficiencia (–P) de
fósforo en comparación a las que crecieron en +P, independientemente de la fuente de
fósforo usada en la solución nutritiva, lo que sugiere que ambas especies lograron por
medio de diversas estrategias producir mayor cantidad de biomasa seca por cada g de
fósforo total contenido en ella, en comparación a aquellas que crecieron en +P; lo cual
pudiera interpretarse como un mecanismo de sobrevivencia de las plantas a las
condiciones de deficiencia de fósforo.
Los resultados de la EUP para maíz creciendo en condiciones de suficiencia (+P)
y deficiencia (–P) de fósforo son indicativo de que esta especie en condiciones de
deficiencia de fósforo logró producir mayor cantidad de biomasa seca por mg de P en la
planta, en comparación a las plantas creciendo en condiciones de suficiencia de fósforo;
tal como lo demuestran los resultados de EUP y EAP. En berenjena hubo una clara
respuesta en el aumento de la EUP asociada a las deficiencia de fósforo en esta especie,
tal como fue observada para maíz, pero la EAP solo mostró respuesta cuando las plantas
crecieron con +P y –P, siendo la EAP menor en plantas en condiciones de –P. Por otro
lado en maíz, la deficiencia de fósforo produjo una reducción del IAP en todos los
órganos estudiados dado que los tratamientos en condiciones de deficiencia de fósforo
T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito) observaron un menor valor que aquellos bajo
139
condiciones de suficiencia de fósforo T1 (+P fosfato) y T2 (+P fosfito). En berenjena, el
IAP de tallo y hoja tuvieron resultados similares a los encontrados en maíz; sin embargo,
aun cuando para esta especie no hubo diferencias significativas entre los tratamientos en
el IAP de raíz, la tendencia de los valores de T1 y T2 (+P fosfato y fosfito) fue hacia
valores mayores en comparación a los valores de T3 y T4 (–P fosfato y fosfito (T3).
Los resultados encontrados para el crecimiento y eficiencia de P tanto para maíz
como para berenjena podrían interpretarse como una demostración de la activación de
estrategias moleculares para la sobrevivencia en condiciones de deficiencia de fósforo;
tal como lo señalaron, Blanco (1999) en Amaranthus dubios Mart.; Briceño (2001);
Cordero et al. (2005). Por otro lado, tanto las plantas de maíz como de berenjena de este
estudio presentaron bajo condiciones de –P una alta EUP y una baja EAP, lo cual
contrasta parcialmente con lo discutido por Ascencio y Lazo (2001) quiénes indicaron
que una condición deseable en plantas que crecen bajo condiciones de deficiencia de
fósforo sería una alta EUP y alta EAP. Sin embargo, en consideración a los mecanismos
que permiten mejorar la eficiencia de utilización de nutrimentos, argumentadas por
Gourley et al. (1993); Ascencio y Lazo (2001) recomendaron el índice de absorción de P
relativo a la longitud radical y no al peso o biomasa seca del sistema radical, puesto que
es una variable explicativa débil del proceso de absorción de nutrimentos por las raíces.
En plantas de maíz de esta parte del trabajo no se encontraron diferencias significativas
entre los tratamientos para la variable biomasa seca de raíz, creciendo en condiciones de
suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de fósforo. Las diferencias quizás obedecieron a la
forma en que se distribuyó la biomasa seca en las raíces de las plantas en estas
condiciones; siendo en –P más delgadas y largas que en +P, lo cual contribuyó de
manera sustancial a un incremento en la longitud radical que finalmente hizo posible las
diferencias estadísticas encontradas para la variable longitud radical total entre los
tratamientos bajo condiciones de +P y –P.
En conclusión, durante el crecimiento de las plantas de maíz y berenjena en
condiciones de suficiencia y deficiencia de fósforo, el fosfito redujo la biomasa seca por
órgano y total en ambas especies; así mismo, las plantas en condiciones de deficiencia (–
P) de fósforo redujeron la biomasa seca total; las relaciones del crecimiento (SR/SA y
SR/ST) aumentaron en condiciones de deficiencia (–P), independientemente de la fuente
140
de fósforo usada en las soluciones nutritivas; así mismo, en ambas especies el área foliar
fue fuertemente reducida por fosfito y la deficiencia de fósforo también causó
importantes reducciones del área foliar. En las especies bajo estudio; la concentración de
clorofila en hojas se redujo con fosfito y la deficiencia de fósforo; de igual manera,
fosfito causó una importante reducción de la longitud de raíces en ambos cultivos y la
deficiencia de fósforo causo un aumento significativo en la longitud radical; así mismo,
el P total por órganos y en planta entera (total) se redujo en condiciones de deficiencia
de fósforo y fosfito redujo el contenido de P total en tallos, hojas y planta entera en
comparación a fosfato. El fósforo soluble (Pi) de hojas y raíces se redujo en condiciones
de deficiencia de fósforo; además, el Pi foliar en maíz fue menor en condiciones de
suficiencia de fósforo con fosfito. La fosfatasa ácida se incrementó en condiciones de
deficiencia de fósforo; mientras que para la fitasa no se indujo su actividad. La EUP
disminuyó en condiciones de suficiencia de fósforo y aumentó en condiciones de –P; en
maíz, el IAP de raíces, tallos y hojas disminuyó en condiciones de deficiencia de
fósforo; mientras que berenjena no mostró cambios. La EAP para ambos cultivos
disminuyó en condiciones de deficiencia de fósforo; por lo que fosfato resultó una fuente
superior de fósforo para ambas especies en comparación a fosfito.
Recuperación de las plantas después del período de deficiencia de fósforo usando
aspersiones de fosetyl-Al.
Biomasa seca
Durante el período de recuperación a la deficiencia de fósforo de plantas de maíz
(Cuadro 5) los tratamientos –P fosfito (T4R) y –P fosfato (T3R) que fueron asperjados
con fosetyl-Al redujeron la biomasa seca con relación a aquellos que no fueron
asperjados con fosetyl-Al T4R y T3R mientras que para berenjena no se encontraron
diferencias significativas entre las medias de los tratamientos para ningún órgano ni en
planta entera (Cuadro 15); el resultado para maíz pudo ser debido en parte a la también
reducción de la biomasa seca de raíces, tallos encontradas en los tratamientos –P fosfato
y – P fosfito que fueron asperjados con fosetyl-Al en comparación a los no asperjados;
141
este resultado podría interpretarse como un efecto restrictivo del fosfito en el
crecimiento de las plantas de maíz, y dicho efecto se hizo más notorio cuando más bajo
fue el estado nutricional de las plantas tal y como se reflejó en el tratamiento creciendo
en condiciones de T4 (–P fosfito), coincidiendo este resultado con lo reportado por Thao
y Yamakawa, (2008) quiénes encontraron que el crecimiento de célery (hidropónico)
fertilizado a bajo fosfato fue reducido significativamente por la aplicación de 2 mM. l -1
de fosfito. Así mismo, Moor et al. (2009) reportaron que cuando se aplicó fosfito
foliarmente sobre plantas de fresa, éste no tuvo ningún efecto sobre el crecimiento de las
plantas. Por otra parte, se podría decir que no hubo ninguna contribución del fosetyl-Al a
incrementar la biomasa seca de las plantas lo que podría indicar que la respuesta normal
de la planta a las condiciones de deficiencia de fósforo no se manifestó en T3R (–P
fosfato asperjado con fosetyl-Al), por la menor biomasa seca total observada en dicho
tratamiento; coincidiendo esto con lo reportado con Carswell et al., 1996 quiénes
indicaron que el aumento en el crecimiento radical, como marcador de la respuesta al
estrés por P, así como la biomasa seca de tallos y total fue fuertemente inhibido por
aplicación de fosfito en Brassica nigra. Resultados similares fueron reportados por Thao
et al. (2008a,b) y Thao y Yamakawa (2008) en espinaca japonesa. De igual manera,
Barrett et al. (2002) demostraron que el crecimiento de tallos de Corymbia calophylla y
Banksia brownii, disminuyó con aplicaciones de fosfito lo cual no hizo posible el
aumento de la biomasa seca total.
Relación sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco total
(SR/ST)
Después del período de recuperación a la deficiencia de fósforo, tanto en maíz
como en berenjena a los 14 y 10 mediante aspersiones foliares con fosetyl-Al (Cuadro 6
y 16), no se encontraron diferencias significativas. Este resultado posiblemente esté
relacionado al rápido deterioro de las plantas en condiciones de deficiencia de fósforo
con fosfato más que con fosfito y al escaso valor nutritivo de fosetyl-Al para mejorar el
crecimiento general de las plantas.
142
Área foliar (AF) total por planta
Para ninguna de las dos especies, se encontraron diferencias significativas entre
las medias de los tratamientos después del período de recuperación a la deficiencia de
fósforo (Cuadro 7 y 17); sin embargo, la tendencia de los valores en los tratamientos
T3R y T4R (–P fosfato y fosfito asperjados con fosetyl-Al) en ambas especies fue hacia
valores más bajos; lo que podría interpretarse como ausencia de respuesta de las plantas
a las aspersiones foliares de fosetyl-Al. Si el fosetyl-Al asperjado sobre las plantas
tuviera valor como fertilizante el área foliar de ambas especies se hubiera incrementado,
lo cual no fue el caso para ninguna de las dos especies estudiada.
Concentración de clorofila total en hojas
Los resultados encontrados para la concentración de clorofila foliar en ambas
especie (Cuadro 8 y 18) indican que en plantas de maíz las aspersiones con fosetyl-Al
sobre las plantas (-P fosfato y –P fosfito) la concentración de clorofila no varió por
dichas aspersiones; este resultado junto con la ligera disminución del contenido de
clorofila encontrado para berenjena en plantas asperjadas con fosetyl-Al demuestra el
poco valor como nutrimento que tiene el fosfito al menos en las plantas estudiadas aquí
coincidiendo esto con Bojovic y Stajonovic (2005) quiénes aseguraron que el P ejerce
una fuerte influencia sobre el contenido de clorofila en cultivos de trigo probados. Por
otra parte, Bachiega et al. (2011) encontraron que la clorofila en hojas medida con Spad,
(al igual que en este trabajo) de cítricas creciendo soluciones nutritivas fueron
similarmente bajas en las plantas control y plantas fertilizadas con fosfito.
Longitud total de raíces
Los resultados para la longitud total de raíces tanto en maíz como en berenjena
(Cuadro 9 y 19) indican que los tratamientos que fueron asperjados con fosetyl-Al (-P
fosfato y –P fosfito) redujeron su longitud radical con relación a las plantas que no
fueron asperjadas con el producto; esto podría interpretarse como una supresión de las
143
respuestas morfológicas de las plantas impuesta por la presencia de fosfito (fosetyl-Al);
coincidiendo con lo expresado por Carswell et al. (1996 y 1997); McDonald et al.
(2001b); Ticconi et al. (2001); Varadarajan et al. (2002) y Abel et al. (2002) quiénes
señalaron que la presencia de fosfito reprimen las respuestas morfológicas y moleculares
de las plantas a la deficiencia de fósforo; evitando la adaptación de éstas a la deficiencia
de fósforo, suprimiendo de forma específica la expresión de los genes inducibles por la
deficiencia de P. El resultado encontrado en este estudio indica que de alguna manera las
aspersiones de fosetyl-Al sobre las plantas interfirieron con la respuesta común de la
planta engañándola, por lo que ésta no incrementa su longitud radical, lo cual es una
respuesta típica cuando las plantas están en condiciones de deficientes de fósforo
(fosfato) y esto se vió reflejado en los resultados de longitud radical de las plantas en el
tratamiento con –P fosfato que no recibieron las aspersiones de fosetyl-Al. Por otro lado,
es posible que las reducciones en la longitud radical de plantas en ambas especies en
recuperación a la deficiencia de fósforo obedezcan a algún daño causado por fosfito a las
raíces de las plantas en tales condiciones, lo que confirmaría lo planteado por Ticconi et
al. (2001) quiénes afirmaron que incluso las bajas concentraciones de fosfito aparentan
ser perjudiciales para las plantas en condiciones de deficiencia de P, pero no en la que
los cultivos están bajo condiciones de suficiencia de P.
Contenido de P total en la biomasa seca total (Planta entera)
Los resultados encontrados para el contenido de P total en biomasa seca de total
(planta entera) de maíz (Cuadro 10) indicaron que las aspersiones con fosetyl-Al
causaron un importante incremento del P total en las plantas; sin embargo, en berenjena
no se encontraron diferencias significativas entre las medias de los tratamientos (Cuadro
20) pero la tendencia de T3R y T4R (–P fosfato y –P fosfito asperjados con fosetyl-Al)
fue hacia valores más altos en comparación a T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin
aspersiones del producto). Esto podría sugerir un virtual antagonismo entre el fosfato
(KH2PO4) y fosfito (KH2PO3) cuando el fosfito (fosetyl-Al) es incorporado a las plantas
creciendo en condiciones de deficiencia de fósforo con fosfato; lo que en todo caso
144
podría conducido a la observada acumulación pero no a la utilización de este anión en
los procesos metabólicos de maíz
Por otro lado, la mayor acumulación de P total en planta entera de maíz y en las
hojas de berenjena, en T3R y T4R (–P fosfato y –P fosfito asperjados con fosetyl-Al) no
se tradujo en una mayor acumulación de biomasa seca total para ninguna de las dos
especies bajo estudio; tal como lo reflejaron los resultados encontrados para esta
variable en T3R y T4R (–P fosfato y fosfito asperjados con fosetyl-Al) con relación a T3
y T4 (–P fosfato y fosfito aspersiones de fosetyl-Al) en ambas especies. En
consecuencia, se podría señalar que el aporte de P por vía de aspersiones foliares de
fosetyl-Al no tuvo beneficio alguno para la recuperación a la deficiencia de fósforo en
plantas de maíz y berenjena cultivadas bajo las condiciones de este estudio. Estos
resultados coinciden con lo reportado por Thao y Yamakawa (2010) quiénes aseguraron
que la adición de fosfito a la solución nutritiva a diferentes rangos de dosis desde muy
baja (0,05 mM. l-l) a relativamente alto (2 mM. l-1) incrementó sustancialmente el P total
en lechuga, pero no mejoró el crecimiento de las plantas bajo varios niveles de suplencia
de fosfato. Así mismo, Bachiega et al. (2011) en un estudio con 2 patrones de cítricas
creciendo en suelo arenoso y soluciones nutritivas, reportaron que el fosfito incrementó
el fósforo total en hojas y raíces por encima del tratamiento control, pero esto no causó
un mayor crecimiento de las plantas.
El incremento del contenido de P total en las plantas sometidas a la recuperación
de las deficiencias de fósforo por las aspersiones foliares de fosetyl-Al, asociado a la
poca ganancia de biomasa seca en la planta, posiblemente esté relacionado con la
dificultad de la planta para metabolizar fosfito, tal y como lo señalan numerosas
publicaciones en las cuales se ha indicado que fosfito puede ser fácilmente absorbido por
las hojas y raíces de las plantas, sin embargo, la misma literatura señala que no hay
evidencias claras documentadas que indiquen que las plantas pueden usar fosfitos como
una fuente directa de fósforo (Carswell et al., 1996, Förster et al., 1998; Schroetter et al.,
2006) o posiblemente a un confinamiento en la vacuola del P aportado por el fosetyl-Al
a la planta.
Las mayores reducciones en T3 y T4 (–P fosfato y fosfito sin aspersiones de
fosetyl-Al) respecto a T3R y T4R (–P fosfato y fosfito asperjados con fosetyl-Al), se
145
observaron en berenjena, por lo que las aspersiones de fosetyl-Al sobre las plantas
incrementó de manera significativa el contenido de P total en hojas en ambas especies;
sin embargo este mayor aumento no fue suficiente para incrementar la biomasa seca ni
el área foliar en las plantas durante el período de recuperación a la deficiencia de
fósforo.
Contenido de fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces
Los resultados encontrados en maíz y berenjena después de la recuperación
(Cuadro 11 y 21) sobre el incremento del contenido de Pi soluble tanto en hoja como en
raíces fueron mayores en T3R (–P fosfato asperjado con fosetyl-Al) lo cual podría
sugerir que el fosfito no entra al metabolismo normal de la planta, lo que en todo caso,
implicaría una mayor acumulación de P en la planta aportado por las aspersiones foliares
de fosetyl-Al; lo cual coincide con lo reportado por Donovan-Alt et al. (2008), quiénes
analizaron la absorción, distribución sub-celular y efectos metabólicos de fosfito en
células in vivo de tabaco, demostraron una distintiva acumulación citoplasmática de
fosfito en células con deficiencia de fósforo. Por otra parte, hubo mayor acumulación de
fósforo soluble en hojas que en raíces en ambas especies; sin embargo los altos
contenidos de Pi en las raíces podrían indicar una rápida movilización del fosfito desde
las hojas hasta las raíces.
Por otra parte, los altos contenidos de Pi soluble en hojas y raíces encontrados en
maíz y los altos contenidos en hoja encontrados en berenjena, así como la menor
ganancia de biomasa seca encontrada para ambas especies en T3R y T4R (–P fosfato y –
P fosfito asperjados con fosetyl-Al) coinciden con lo señalado por Bachiega et al. (2011)
quiénes encontraron un incremento en la concentración de Pi soluble en hojas y raíces de
2 patrones de cítricas fertilizadas con fosfito, por encima del tratamiento control, pero
ese incremento no se tradujo en un mayor crecimiento de las plantas. En consecuencia y
considerando que el Pi soluble está asociado a las reacciones metabólicas de las plantas,
se podría sugerir que el fosfito no tuvo ningún valor nutricional que favoreciera la
recuperación de las plantas en ambas especies.
146
Índices de eficiencia de fósforo
Los resultados encontrados para los índices de eficiencia de fósforo tanto en maíz
como en berenjena (Cuadro 14 y 24) en la recuperación de las plantas después del
período de deficiencia de fósforo usando aspersiones de fosetyl–Al indican que la EUP
fue menor que en aquellos tratamientos creciendo en las mismas condiciones pero sin
aspersiones de fosetyl-Al T3 (–P fosfato) y T4 (–P fosfito). Este resultado pudo ser
debido a los incrementos de P total en las plantas asperjadas con fosetyl-Al y a la poca
ganancia de biomasa seca coincidiendo esto con la aumento del IAP de raíz y hojas en
ambas especies: por otra parte, los resultados de la EAP para ambas especie fueron
coincidentes debido a que en las plantas que no fueron asperjadas con fosetyl-Al
disminuyeron su EAP en comparación a plantas asperjada con fosetyl-Al. Más aún, los
resultados anteriores se reflejaron en los valores de EUP y EAP encontrados en los
tratamientos antes de la recuperación a la deficiencias de fósforo, debido a que las
plantas en T3 y T4 (–P fosfato y –P fosfito sin aspersiones de fosetyl-Al) en ambas
especies observaron un mayor valor en la EUP que aquellas plantas en las mismas
condiciones pero asperjadas con fosetyl-Al (T3R) y T4R) y la EAP de maíz en los
tratamientos sin aspersiones de fosetyl-Al (T3 y T4) mostraron los más bajos valores de
EAP; mientras que en berenjena esta tendencia no fue clara al comparar los tratamientos
asperjados con fosetyl-Al (T3R y T4R) con aquellos sin las aspersiones del producto (T3
y T4) en ambas fuentes de fósforo.
En conclusión, Durante la recuperación de las plantas después del período de
deficiencia de fósforo usando aspersiones de fosetyl-Al, la biomasa seca de maíz, se
redujo por las aspersiones de fosetyl-Al; mientras que en berenjena, dichas aspersiones
no tuvieron efecto alguno sobre esta variable; igualmente, las relaciones del crecimiento
(SR/SA y SR/ST), así como el área foliar total en ambas especies, no sufrieron cambios
con las aspersiones de fosetyl-Al; la concentración de clorofila en hojas de maíz
tampoco sufrió cambios y en berenjena se redujo ligeramente. La longitud radical total
disminuyó en ambas especies, por las aspersiones de fosetyl-Al. El contenido de fósforo
total en raíces aumentó en maíz con las aspersiones de fosetyl-Al, mientras que en
berenjena no se observaron cambios; al igual que el contenido de fósforo total en tallos
147
en ambas especies; sin embargo, en hojas aumentó en ambas especies; el P total en la
planta entera (total) aumentó en maíz por las aspersiones de fosetyl-Al, mientras que en
berenjena no sufrió cambios. El fósforo soluble en hojas y raíces aumentó en ambas
especies por las aspersiones de fosetyl-Al. La EUP disminuyó en ambas especies; el IAP
de raíz aumentó en maíz, mientras que en berenjena no sufrió cambios; al igual que el
IAP de tallo en ambas especies; el IAP de hoja aumentó en maíz por las aspersiones de
fosetyl-Al, mientras que en berenjena no experimentó cambios. La EAP disminuyó por
las aspersiones foliares con fosetyl sobre plantas de ambas especies; por lo que las
aspersiones con fosetyl-Al no mejoró la condición de deficiencia de fósforo, sino que
por el contrario en algunos casos acentuó los efectos de la deficiencia de fósforo.
148
CAPITULO II: ENSAYO EN SUELOS
JUSTIFICACIÓN
En el capítulo I de este estudio se investigó el desarrollo y las respuestas
fisiológicas de las plantas en soluciones nutritivas estáticas con aireación forzada, a
objeto de efectuar un control riguroso del medio de crecimiento y conocer con exactitud
la composición utilizando sustratos líquidos fuera de las interferencias derivadas de la
complejidad física y biológica del suelo. Este segundo capítulo se diseñó con el objetivo
de evaluar la respuesta agronómica, más que la fisiológica a las aspersiones foliares de
fosetyl-Al el cual ha sido utilizado mayormente como un fungicida con el inconveniente
de que este compuesto podría enmascarar la deficiencia de fósforo en las plantas, que de
ser así, restringiría su uso como fungicida a condiciones de suficiencia de fósforo y no
en cultivos en suelos con suplencia limitada. Dado que los suelos del estado Delta
Amacuro también son pobres en fósforo y tanto el maíz como la berenjena, son cultivos
importantes en la zona sujetos al ataque de hongos debido a la elevada humedad, la
aplicación de fosetyl-Al en cualquiera de las presentaciones comerciales, es una práctica
utilizada por productores de la zona.
INTRODUCCIÓN
La disponibilidad del fósforo en el suelo se encuentra limitada por su tendencia a
precipitar en presencia de iones metálicos divalentes como el calcio, magnesio, hierro y
aluminio, a pH más ácidos o más alcalinos.
En los suelos ácidos e infértiles de la América Latina tropical (Sánchez, 1982), el
contenido total de fósforo oscila entre 200 y 600 ppm y el fósforo disponible varía entre
1 y 5 ppm, razón por la cual se considera el elemento más limitante para la producción
de los cultivos.
En Venezuela, Casanova (2005) señaló que los suelos ácidos con baja fertilidad
natural, y generalmente denominados marginales, representan aproximadamente el 64%
de la superficie del territorio nacional y uno de los nutrientes deficitarios es el fósforo;
149
sin embargo, Comerma y Paredes (1978) y Mogollón y Comerma (1994) cuando
discuten las limitaciones agrícolas de los suelos en Venezuela establecieron que es el
32% de la superficie del país que tiene limitaciones de baja fertilidad.
Las plantas absorben fósforo en estado soluble, pero cuando se incorpora fósforo
al suelo, más del 90% pasa rápidamente a formas insolubles no disponible, tales como
fosfatos de calcio, fosfatos de aluminio y hierro, siendo estos últimos los de mayor
predominio en Venezuela; de esta manera gran parte de los fertilizantes fosfatados que
se aplican en el suelo no son aprovechados por las plantas sino que se almacenan en el
suelo; sin embargo, el aprovechamiento de fósforo en la planta depende en gran parte de
la eficiencia de absorción y utilización; en este sentido, Ascencio (1996) reportó que la
utilización de los índices de eficiencia se fundamentan en la necesidad de interpretar un
valor numérico puntual, más que un análisis de tendencias en cuanto a las relaciones
entre la absorción de nutrimentos por las raíces y la capacidad de producción y
distribución de biomasa y nutrimentos entre los diferentes órganos de la planta.
Ascencio y Lazo (2001) señalaron que en plantas de Desmodium y Vigna
unguiculata el proceso de absorción de nutrimentos estuvo directamente asociado con
alguna característica de la morfología radical como la longitud total y la superficie
promedio, las cuales determinan en gran parte la eficiencia de las raíces para explorar la
masa de suelo en condiciones naturales.
Por otra parte, Adu-Gyamfi et al. (1989) reportaron que la habilidad de cultivares
para producir cantidades significativas de materia seca en condiciones de deficiencia de
fósforo, probablemente se deba a la absorción activa de las raíces o al más eficiente uso
de P para producir más biomasa.
En general, de acuerdo a Bailian et al. (1991) la eficiencia nutricional puede
referirse como la cantidad de biomasa producida por unidad de nutrimento aplicado en el
suelo, y depende de dos componentes principales: la eficiencia de absorción y la
eficiencia de uso. El mismo autor señala que el primer componente depende de la
eficiencia de absorción (cinético) y enraizamiento (parámetro morfológico). El segundo
componente, depende de la eficiencia de translocación y la conversión en biomasa.
En el caso del fósforo, se considera como planta eficiente aquella que produzca
mayor cantidad de materia seca por unidad de fósforo absorbido (Moura et al. 2001).
150
Por su parte, Föhse et al. (1988) aseguraron que la eficiencia de fósforo es una habilidad
de las plantas para producir un porcentaje de su máxima producción (80%), bajo ciertos
niveles de P.
De la misma manera, Gourley et al. (1993) en un estudio para definir la
eficiencia de P en la planta, utilizaron los siguientes términos para expresar los índices
de eficiencia de fósforo: 1) cantidad de biomasa aérea por recipiente, 2) Cantidad de
fósforo externo para alcanzar 80% del rendimiento máximo; 3) Cantidad de materia seca
(gramos) producida por mg de P en la planta, conocido como índice de eficiencia de
fósforo; 4) Cantidad de P en la planta (mg) necesario para producir un gramo de materia
seca, y 5) miligramo de fósforo por gramo de materia seca de raíces fibrosas.
El mayor número de fertilizantes de fósforo se encuentra en la forma de
ortofosfatos o fosfatos simples, pero, el fósforo puede estar presente en otra formas
químicas, como los fosfonatos, aún cuando son raramente encontrados en los
fertilizantes y la industria agrícola (Mitchell y Adams, 2004). El termino fosfonato alude
a algunos compuestos que contienen enlaces C-P; y algunos fosfonatos incluyen
insecticidas, herbicidas y fungicidas. Todos ellos derivan de ésteres y sales del ácido
fosforoso (HPO(OH)2). El ácido fosforoso es una sustancia sólida que al ser mezclado
con agua forma un ácido fuerte y por sus características no puede ser usado en las
plantas; sin embargo, al ser combinado con otras especies químicas disminuye su pH, es
el caso de neutralizarlo con un álcali, típicamente hidróxido de potasio y la solución
resultante contiene sales de fósforo mono y di potásicas. Alternativamente, el ácido
fosfónico puede ser reaccionado con etanol para formar etil-fosfonato y el ion aluminio
puede ser añadido durante su manufacturación para neutralizar el etil-fosfonato y el
producto resultante es referido como Fosetyl-Al o etil fosfito de aluminio.
Los efectos del fosfito como fertilizantes fueron primeramente descritos por
Adams en 1953. Los fosfitos (H2PO3) no son tan estables como los fosfatos (H3PO4) en
un ambiente oxigenado tales como los encontrados en suelos agrícolas. Los fosfitos
pueden ser convertidos a fosfatos por procesos de oxidación que pueden ser químicos,
enzimáticos y biológicos. A altas dosis, los fosfitos han demostrado ser tóxicos para las
plantas y existen investigaciones recientes donde se revisan los fosfitos como
fertilizantes (Mitchell y Adams, 2004).
151
McDonald et al. (2001) encontraron que fosfito no es utilizado por la planta, pero
sin embargo podría enmascarar la deficiencia de P dentro de ésta, con lo que no se
manifiestan los síntomas típicos de las deficiencias de P. Aunque el fosfito (o fosfito
contenido en compuestos tales como fosetyl-Al) ha sido ampliamente empleado en la
agricultura como fungicida por varias décadas (y más recientemente como fertilizante
fosforado) recientes estudios han despertado el interés por estudiar los fosfitos. El fosfito
había sido tradicionalmente considerado hasta hace poco como metabólicamente inerte
en animales y plantas. Hay nuevas evidencias, de que el fosfito puede hacer aparecer
marcadas perturbaciones en el metabolismo de las plantas, y que esos efectos van en
detrimento del crecimiento en condiciones de baja suplencia de P.
Por lo antes expuesto y con la finalidad de asociar los mecanismos fisiológicos a
posibles respuestas de adaptación de especies vegetales a la limitada suplencia de
fósforo, y los efectos de la aplicación de fosetyl–Al sobre el crecimiento, se realizó este
trabajo con el objetivo de estudiar la respuesta fisiológica y bioquímica de las plantas de
maíz (Zea mays L.) y berenjena (Solanum melongena L.) en suelo con disponibilidad
limitada de fósforo a aplicaciones de fosfito como fertilizante o como fuente de fósforo.
152
OBJETIVO GENERAL
El objetivo general de este estudio es estudiar las respuestas de plantas de maíz (Zea
mays L., hibrido H2020) y berenjena (Solanum melongena L., var. Negra larga) en
suelos con suplencia limitada de fósforo a aplicaciones foliares de fosfato de potasio
(KH2PO4) y fosetyl-Al (Etil fosfito de aluminio, producto comercial) durante la fase
vegetativa en condiciones de cobertizo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Determinar la cantidad de biomasa, área foliar total, contenido de clorofila foliar y
fosforo total en la biomasa seca de raíces y parte aérea en plantas de maíz y berenjena
desarrolladas en suelo con suministro adecuado (+P) y limitado de fósforo (–P) en
respuesta a aplicaciones foliares de fosfato y fosetyl-Al (Etil fosfito de aluminio),
durante la fase vegetativa en condiciones de cobertizo.
2. Determinar los índices de eficiencia de uso (EUP) y absorción de fósforo (EAP).
153
MATERIALES Y MÉTODOS
Manejo del suelo y fertilización
El ensayo se realizó en el cobertizo descrito en el capítulo I utilizando bolsas de
polietileno negra de 8 kg, con un suelo Franco-Limoso con bajo contenido de fósforo
proveniente de la estación experimental del Instituto Tecnológico de Tucupita, en la Isla
de Guara, Serie I, del Municipio Uracoa, estado Monagas, cuyas características físicas y
química se presentan en el Cuadro 25.
Cuadro 25. Análisis de suelo
Parámetro
Arcilla (%)
Limo (%)
Arena (%)
Clase textural
pH 1:1 en agua
C.E 1:1 en agua (ds m-1)
Materia orgánica (%)
Fósforo (mg Kg-1)
Potasio (mg Kg-1)
Calcio (mg Kg-1)
Sodio (mg Kg-1)
Magnesio (mg Kg-1)
Nitrógeno total (%)
Hierro (mg Kg-1)
Manganeso (mg Kg-1)
Cobre (mg Kg-1)
Zinc (mg Kg-1)
ND: No se determinó
13,2
57,2
26,6
FL
4,92
0,240
3,73
34
79
489
42
72,80
ND
422,4
32,8
1,6
5,6
Bajo
Medio
Bajo
Medio
Bajo
Bajo
Medio
Muy alto
Alto
Alto
Alto
El suelo fue humedecido durante 3 días y posteriormente se aplicó el
desinfectante de suelo UNIFUME (Sodio N-metilditiocarbamato 40% p/v) a razón de 1
litro en 50 litros de agua para 10 m2 de semillero, seguidamente se añadió agua para
lavar el producto. El suelo se mantuvo húmedo por 10 días, luego se aireó por remoción
del mismo y 14 días después se distribuyó en bolsas plásticas de 8 kg de capacidad. La
154
finalidad de desinfectar el suelo fue para eliminar nemátodos y microorganismos
indeseados que pudieran interferir con la germinación y el desarrollo de las plantas bajo
estudio.
La fertilización del suelo se hizo siguiendo las recomendaciones del Instituto de
Edafología de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela; para
maíz, se aplicaron 0,188 g de N en forma de Urea; 2,80 g de KH2PO4 disuelto en agua y
1,0575 g de K2O. y para berenjena se aplicaron 1,7047 g de N en forma de urea; 3,3840
g de KH2PO4 disuelto en agua y 0,8460 g de K2O. El suelo fue mezclado uniformemente
y distribuido en las bolsas de 8 kg.
Diseño experimental
Para este ensayo se usó un diseño completamente aleatorizado en un arreglo de
tratamiento factorial mixto 2x3, dispuesto como sigue:
Factor A: Tipo de suelo
Con fertilizante (suelo +P) (fosfato)
Sin fertilizante (Suelo –P)
Factor B: fertilizantes fosforados aplicado al follaje
Aspersión con agua (Sin fertilizante) a la planta (Control)
Aspersión con KH2PO4
Aspersión con Fosetyl-Al
Los tratamientos estuvieron constituidos por:
En suelo fertilizado (+P)
T1: asperjado con agua (Testigo)
T2: Asperjado con fosfato (KH2PO4)
T3: Asperjado con Fosetyl-Al
En suelo sin fertilizar (–P)
T1: asperjado con agua (Testigo)
T2: Asperjado con fosfato (KH2PO4)
T3: Asperjado con Fosetyl-Al
Para determinar los niveles de +P y –P se hicieron experimentos preliminares en
155
macetas con suelo para probar con las especies bajo estudio el tiempo en que se produce
la deficiencia de fósforo.
Tratamientos
Cada tratamiento se repitió 12 veces para un total de 72 plantas por especie. Las
plantas del T1 se asperjaron con 100 ml de agua destilada; el T2 con una solución 1,0
mM de fosfato (KH2PO4); y el T3 con fosetyl-Al (Etil fosfito de aluminio) disuelto en
agua, a razón de 2,5 g l-1. Todas las aspersiones se hicieron asegurando que las plantas
quedaran homogéneamente humedecidas con cada una de las aplicaciones.
Los ensayos de cada especie se montaron de manera sucesiva y no
simultáneamente
Manejo de las plantas
Las semillas de maíz fueron sembradas directamente en las bolsas con suelo
fertilizado y sin fertilizar. Se colocaron 4 semillas por bolsa y una vez germinadas y
establecidas las plantas se ralearon a una planta por bolsa. Para berenjena se hizo un
semillero previo en envases de plástico de 650 cm3 con arena de río lavada y
descarbonatada tal como se describió en el Capítulo I. Una vez germinadas y
establecidas las plántulas a los 18 días se trasplantaron a las bolsas con suelo fertilizado
y sin fertilizar regando en días alternos. Las plantas de maíz y berenjena se dejaron
crecer por 31 y 57 días después de la siembra (dds) respectivamente, cuando se hizo el
primer muestreo e inmediatamente se realizó la aspersión foliar usando un aspersor
manual con las soluciones de fosfato, fosetyl-Al y el testigo (agua). Siete días después
de la primera aspersión se hicieron nuevas aspersiones. En la Figura 34 y 35 se muestra
el aspecto general de las plantas durante el ensayo.
156
Figura 34. Plantas de maíz (Zea mays L.) en bolsas con suelo fertilizado y sin fertilizar,
en condiciones de cobertizo
Figura 35. Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) en bolsas con suelo fertilizado
y sin fertilizar, en condiciones de cobertizo
157
Muestreo de las plantas
En maíz, a los 31 días después de la siembra (dds) se realizó un primer muestreo
antes de la primera aspersión y un segundo muestreo a los 45 dds; es decir, a los 14 días
después de dos aspersiones sucesivas con los tratamientos (con intervalo de 7 días). En
berenjena, el primer muestreo se hizo a los 57 dds antes de las aspersiones y otro a los
69 dds; es decir, 12 días después de dos aspersiones sucesivas con los tratamientos (con
intervalo de 7 días).
En el primer muestreo se cosecharon 8 plantas en cada especie y en el segundo
muestreo 6 plantas en cada tratamiento y en cada especie.
Variables medidas
Biomasa total y por órganos, área foliar total por planta, concentración de
clorofila en hojas, contenido de fósforo total en la biomasa seca e índices de
eficiencia de fósforo.
La metodología utilizada en estas determinaciones fue descrita en el
Capítulo I.
158
ANÁLISIS ESTADÍSTICOS DE LOS RESULTADOS
Los datos fueron analizados por análisis de la varianza; para cada una de las
variables bajo estudio se verificó el cumplimiento de los supuestos de dicho análisis
(normalidad, homogeneidad de la varianza de las observaciones, aditividad de los
efectos e independencia de los errores). También se usó la prueba de comparaciones
múltiples basado en la prueba de la diferencia mínima significativa (p<0,05) para
encontrar el mejor tratamiento en términos de variables analizadas de forma tal de
encontrar significancia en el análisis de la varianza mencionado.
En los casos donde algunas de las condiciones referidas anteriormente no se
cumplieron se usó la prueba de Kruskal-Wallis y las comparaciones múltiples no
paramétricas. Así mismo se empleó la estadística descriptiva para observar variabilidad
dentro de un mismo tratamiento y la prueba de t-Studen (α=0,05), para determinar
diferencias debida a los tratamientos en algunas de las variables estudiadas.
Los detalles de los análisis estadísticos se encuentran en el CD anexo.
Para el experimento factorial el análisis de la varianza se realizó de acuerdo al siguiente
modelo lineal aditivo:
Yijk = µ + Si + Fj + S*F(ij) + εijk con i=1,2; j=1,2; k=1,..,nij
Donde:
Yijk: Variable analizada
µ: Media general del ensayo
Fi: Efecto del i-ésimo suelo
Nj: Efecto de la j-ésima fertilización
F*N(ij): Efecto del i-ésimo suelo sobre la j-ésima fertilización
εijk: Efecto del error experimental.
Para el análisis estadístico correspondiente a plantas de maíz y berenjena
creciendo en suelo fertilizado y sin fertilizar (antes de la aplicación de fertilizantes
fosforados al follaje); así como para aquellas variables que no cumplieron con algunos
159
de los supuestos del análisis de la varianza y fueron analizadas por pruebas no
paramétricas (Kruskal-Wallis), el modelo lineal aditivo usado fue el siguiente:
Yij= µ + Ti + εij con i=1,2; j=1,2
Dónde:
Yij: Variable analizada
µ: Media general
Ti: Observación del i-ésimo tratamiento
εij: Error experimental.
160
RESULTADOS: ENSAYOS EN SUELOS
Primera parte: CRECIMIENTO DE MAÍZ (Zea mays L.), CULTIVADO EN
SUELO FERTILIZADO Y CON SUPLENCIA LIMITADA DE FÓSFORO Y
DESPUÉS DE APLICACIONES FOSFORADAS (FOSFATO Y FOSETYL-Al) AL
FOLLAJE
Condiciones climáticas dentro del cobertizo
El registro climático durante los experimentos tanto para maíz como para berenjena
(no fueron simultáneos) el promedio de radiación solar fue de 13,31 MJ.cm-2.dia-1, la
temperatura máxima y mínima de 32,84 y 19,90 ºC respectivamente y humedad relativa
máxima y mínima de 83,30 y 26,37 %. El promedio de mediciones instantáneas de
radiación total fue de 536,7 W.m-2 y la radiación fotosintéticamente activa (RFA) tuvo
transcurso diario en días despejados que se muestra en la Figura 36.
350
300
RFA (µmol.m-2.s.-1)
250
200
150
100
50
0
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Tiempo (Horas)
Figura 36. Radiación fotosintéticamente activa (RFA) (µmol. m-2. s-1) durante el ensayo.
161
Biomasa seca total y por órganos
La biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total antes de las aspersiones fue menor en
plantas cultivadas en suelo sin fertilizar en comparación con aquellas en suelo
fertilizado, observándose diferencias significativas entre los promedios de plantas en
suelo fertilizado y suelo sin fertilizar (p<0,05). La disminución en raíces, tallos, hojas y
total (planta entera) en suelo sin fertilizar fue de 27,87; 30,24; 23,81 y 26,05%
respectivamente, en comparación a plantas cultivadas en suelo fertilizado.
Después de las aspersiones foliares con T1 (agua); T2 (fosfato) y T3 (fosetyl-Al)
(Cuadro 26); la biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total, fue menor (27,87; 29,48; 24,72 y
26,47% respectivamente) en suelo sin fertilizar en comparación con las plantas en suelo
fertilizado; observándose diferencias significativas sólo para el efecto individual de
suelo pero no para el efecto simple de fertilización ni para la interacción
suelo*fertilización.
La Figura 37 ilustra un aspecto general de plantas de maíz de 31 días de edad y la
Figura 38 plantas de maíz de 45 días de edad asperjadas con agua (T1), fosfato (T2) y
fosetyl-Al (T3).
162
Cuadro 26. Biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total de plantas de maíz (Zea mays L.) a
los 31 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 14 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Biomasa seca (g)
Raíces
Tallos
Hojas
0,53 a*
0,71 a
1,75 a
0,38 b
0,49 b
1,33 b
Después de las aspersiones a las plantas: Edad 45 días
Total
2,98 a
2,21 b
Suelo fertilizado
T1
3,19 a*
3,94 a
7,75 a
14,88 a
T2
2,49 a
3,43 a
8,47 a
14,39 a
T3
2,92 a
3,53 a
7,69 a
14,15 a
Suelo sin fertilizar
T1
1,95 b
2,60 b
6,30 b
10,85 b
T2
2,23 b
2,74 b
6,16 b
11,13 b
T3
2,02 b
2,35 b
5,56 b
9,93 b
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada, T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5 g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada órgano y total indican promedios estadísticamente iguales entre
las medias (DMS; p<0,05).
163
Figura 37. Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días, creciendo en bolsas con suelo
fertilizado y sin fertilizar.
a
b
Figura 38. Plantas de maíz (Zea mays L.) a los 45 días, creciendo en bolsas con suelo
fertilizado (a) y sin fertilizar (b), después de las aspersiones con agua (T1), fosfato (T2)
y fosetyl-Al (T3).
164
Relaciones sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco
total (SR/PST)
Las relaciones del crecimiento sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema
radical/peso seco total (SR/ST) de maíz (Zea mays L.) (Cuadro 27), no mostraron
diferencias significativas entre los promedios de plantas en suelo fertilizado y sin
fertilizar ni después de las aspersiones con fosetyl-Al para los efectos individuales suelo
y fertilización ni tampoco para la interacción suelo*fertilización (p<0,05). Este resultado
pudiera derivarse de la distribución equitativa de fotoasimilados a las raíces y parte
aérea; aunque hay que destacar que en condiciones de suelo una cantidad importante de
raíces se podría perder al momento de ser recuperadas, lo que no ocurre en cultivos en
soluciones nutritivas (ver capítulo I).
Cuadro 27. Relaciones del crecimiento sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema
radical/peso seco total (SR/ST) de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días de edad y
después de 14 días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días
después de la siembra).
Relaciones del crecimiento
Suelo
SR/SA
SR/ST
Fertilizado
0,21 a
0,18 a
Sin fertilizar
0,21 a
0,17 a
Después de las aspersiones a las plantas: Edad 45 días
Suelo fertilizado
T1
0,16 a
0,14 a
T2
0,17 a
0,14 a
T3
0,16 a
0,14 a
Suelo sin fertilizar
T1
0,12 a
0,10 a
T2
0,13 a
0,11 a
T3
0,17 a
0,14 a
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada relación indican promedios estadísticamente iguales entre las
medias (p<0,05).
165
Área foliar total por planta
El área foliar total de maíz (Zea mays L.) (Cuadro 28), disminuyó 28,34% en
suelo sin fertilizar respecto en comparación con suelo fertilizado, observándose
diferencias significativas entre los promedios de plantas en suelo fertilizado y suelo sin
fertilizar (p<0,05).
Después de aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3), se
observaron diferencias significativas para los efectos individuales de suelo y
fertilización pero no para la interacción suelo*fertilización (p<0,05); los resultados
indicaron que en las plantas asperjadas con fosetyl-Al en suelo fertilizado (T3) se obtuvo
la menor área foliar total en comparación con las asperjadas con agua (T1) y con fosfato
(T2). Las aspersiones con fosetyl-Al (T3) en plantas en suelo no fertilizado mostraron
una tendencia estadísticamente similar en área foliar que con fosfato (T2) y agua (T1).
En este sentido estos resultados muestran que no hubo estimulación del crecimiento del
área foliar por aplicaciones de fosetyl-Al.
166
Cuadro 28. Área foliar total de plantas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días, en suelo
fertilizado y sin fertilizar y después de 14 días de las aspersiones foliares con agua,
fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la siembra).
Suelo
Área foliar total (cm2)
Fertilizado
747,78 a
Sin fertilizar
535,83 b
Después de las aspersiones a las plantas
Suelo fertilizado
T1
2286,22 a
T2
2084,92 ab
T3
1808,82 bc
Suelo sin fertilizar
T1
1455,95 d
T2
1489,76 d
T3
1699,17 cd
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras diferentes indican promedios estadísticamente distintos entre las medias (DMS;
p<0,05).
167
Concentración de clorofila total en hojas
La concentración de clorofila en hojas por mg.g-1 peso fresco, unidad de área
foliar (mg.cm-2) y unidades Spad en plantas de maíz en suelo fertilizado y suelo sin
fertilizar, y después de las aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) se
puede observar en el Cuadro 29 lo cual indica que a los 31 días hubo una disminución
tanto en mg.g-1 de peso fresco de hoja como por unidad de área foliar en plantas en suelo
sin fertilizar, y que estas reducciones coincidieron con las reducciones obtenidas en
unidades Spad, observándose diferencias significativas entre los promedios de unidades
Spad de plantas en suelo fertilizado y suelo sin fertilizar (p<0,05).
Después de aspersiones foliares la concentración de clorofila en hojas (mg.g-1)
disminuyó en las plantas en suelo fertilizado y sin fertilizar, lo cual también se reflejó en
unidades Spad; observándose diferencias significativas entre las medias de los
tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
Los resultados obtenidos indican que la concentración de clorofila en hojas de
maíz fue menor en plantas creciendo en suelo sin fertilizar (–P) que en fertilizado (+P); y
que las aspersiones con fosetyl-Al no produjeron un aumento en la concentración de
clorofila foliar. Todo lo contrario se observó al asperjar las plantas con fosfato ya que la
concentración de clorofila foliar fue más del doble en comparación con las asperjadas
con agua y fosetyl-Al, observándose valores similares en plantas con suelo fertilizado y
sin fertilizar.
168
Cuadro 29. Concentración de clorofila en hojas de maíz (Zea mays L.) a los 31 días, en
plantas con suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 14 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la siembra).
Concentración de clorofila en hojas
Suelo
(mg.g-1)
(mg.cm-2)
Fertilizado
0,61
0,32
Sin fertilizar
0,23
0,12
Después de las aspersiones a las plantas (45 días de edad)
Suelo fertilizado
T1
0,46
0,24
T2
0,80
0,42
T3
0,35
0,18
Suelo sin fertilizar
T1
0,37
0,19
T2
0,76
0,40
T3
0,33
0,17
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras diferentes indican promedios estadísticamente distinto entre
(p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
Spad
35,6 a
22,1 b
39,5 ab*
45,6 a
37,7 b
38,7 b
43,9 a
36,9 b
de fosfato
las medias
169
Contenido de fósforo total en la biomasa seca total y por órganos
Los resultados del contenido de fósforo total en la biomasa seca de raíces, tallos
hojas y total en plantas de maíz de 31 días de edad, cultivadas en suelo fertilizado (+P) y
sin fertilizar (–P) y 14 días después de aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetylAl (T3) se muestra en el Cuadro 30 donde se observa un mayor contenido de fósforo en
la planta en suelo fertilizado con un aumento de 36,84; 28,91 y 22,97% en raíces, tallos
y total respectivamente; observándose diferencias significativas entre los promedios de
plantas en suelo fertilizado y sin fertilizar (p<0,05). Para hoja no se encontraron
diferencias significativas.
Después de las aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3), a los 14
días se mantuvieron las diferencias en la concentración de fósforo de raíces, tallos, hojas
y total solo que los valores observados fueron mayores en parte como consecuencia de
un mayor crecimiento de las plantas; observándose diferencias significativas entre los
promedios sólo para el efecto individual de suelo pero no para el efecto individual de
fertilización ni para la interacción suelo*fertilización (p<0,05). Sin embargo, para el
fosforo total se observaron diferencias significativas entre los promedios para los efectos
individuales de suelo y fertilización así como para la interacción suelo*fertilización
(p<0,05).
Los resultados indicaron que las aspersiones no causaron incrementos
significativos del contenido de fósforo en las plantas por lo que las diferencias entre las
plantas se originaron de haber crecido en suelo fertilizado y sin fertilizar; sin embargo,
el fósforo total en la planta fue mayor con aspersiones foliares con fosfato (T1) que
produjeron incrementos significativos sobre las plantas, en suelo fertilizado en
comparación a las asperjadas con agua y con fosetyl-Al.
170
Cuadro 30. Contenido de fósforo total en mg.g-1 de biomasa de plantas de maíz a los 31
días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 14 días de las aspersiones foliares
con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Fósforo total (mg.g-1 peso seco)
Raíces
Tallos
Hojas
0,38 a
1,28 a
2,33 a
0,24 b
0,91 b
2,06 a
Después de las aspersiones a las plantas
Planta entera
11,58 a
8,92 b
Suelo fertilizado
T1
3,16 a
8,63 a
17,30 a
T2
3,99 a
10,62 a
22,20 a
T3
2,88 a
9,12 a
19,94 a
Suelo sin fertilizar
T1
2,49 b
5,44 b
13,23 b
T2
2,59 b
5,94 b
12,98 b
T3
2,16 b
5,18 b
14,62 b
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada órgano y en planta entera indican
estadísticamente igual (DMS; p<0,05).
80,16 a
105,43 a
86,13 b
59,32 c
60,31 c
58,81 c
de fosfato
promedios
171
Índices de eficiencia de fósforo
Los resultados de los índices de eficiencia de fósforo en plantas de maíz
cultivadas durante 31 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de realizar
aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) a los 14 días (45 días de edad)
(Cuadro 31), demostraron que no hubo diferencias significativas en la eficiencia de uso
de fósforo (EUP) (g de biomasa seca total/g de fósforo en la planta), el índice de
acumulación de fósforo (IAP) en raíces y tallos (mg de fósforo en el órgano/g de materia
seca total) y la eficiencia de absorción de fósforo (EAP) (mg de fósforo en la raíz/g de
biomasa seca de la raíz); sin embargo, el índice de acumulación de fósforo en hojas de
plantas en suelo sin fertilizar disminuyó 17,02% en comparación con las de suelo
fertilizado.
Después de las aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) la EUP
en plantas T2, T1 y T3 en suelo sin fertilizar se redujo en 10,26; 9,32 y 2,01%
respectivamente, con relación a las asperjadas con fosfato en suelo fertilizado; en las
asperjadas con fosetyl-Al y con fosfato en suelo fertilizado disminuyó la EUP en 10,43 y
26,27% respectivamente, en comparación a las asperjadas con agua; mientras que en las
asperjadas con fosetyl-Al se redujo en 17,69% con respecto a las asperjadas con fosfato,
por lo que el fosetyl-Al no aumentó la eficiencia de uso de fósforo; observándose
diferencias significativas para los efectos individuales de suelo y fertilización así como
para su interacción suelo*fertilización (p<0,05).
En relación al IAP de observaron pocas diferencias entre los órganos aunque las
hojas fueron las que más acumularon P por gramo de biomasa y al igual que la EAP se
observaron pocas diferencias entre suelo fertilizado y sin fertilizar; por lo que para la
EUP se observaron diferencias significativas entre los promedios para el efecto
individual de fertilización así como para la interacción suelo*fertilización; pero no para
el efecto individual de suelo (p<0,05).
Los resultados de los índices de eficiencia permiten suponer que en el suelo no
fertilizado había una reserva de fósforo y que las aspersiones con fosfato y fosetyl-Al
ejercieron un efecto adicional limitante sobre el crecimiento de las plantas.
172
Cuadro 31. Eficiencia de uso de fósforo (EUP), índice de acumulación de fósforo (IAP)
en raíz, tallo y hoja y eficiencia de absorción de fósforo (EAP) de plantas de maíz a los
31 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar y después de 14 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (45 días después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Índice de Acumulación de fósforo
(IAP)
EUP
Raíz
Tallo
Hoja
263,45 a
0,13 a
0,43 a
0,78 b
251,41 a
0,11 a
0,42 a
0,94 a
Después de las aspersiones a las plantas
EAP
0,74 a
0,64 a
Suelo fertilizado
T1
185,35 a
0,22 a
0,58 ab(1)
1,16 a
0,98 d*
T2
136,65 b
0,28 a
0,73 a
1,55 a
1,60 a
T3
166,02 b
0,20 a
0,64 ab
1,39 a
1,00 d
Suelo sin fertilizar
T1
183,08 a
0,23 a
0,49 b
1,24 a
1,27 b
T2
185,01 a
0,23 a
0,55 b
1,17 a
1,15 bc
T3
169,43 b
0,22 a
0,52 b
1,48 a
1,07 cd
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al (Etil fosfito de aluminio) disuelto en agua
(2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada índice indican promedios estadísticamente iguales entre
las medias (DMS; p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
173
Segunda parte: CRECIMIENTO DE BERENJENA (Solanum melongena L), EN SUELO
FERTILIZADO Y SUELO CON SUPLENCIA LIMITADA DE FÓSFORO Y DESPUÉS
DE APLICACIONES FOSFORADAS (FOSFATO Y FOSETYL-Al) AL FOLLAJE
Biomasa seca total y por órganos
Los resultados de la biomasa seca de raíz, tallo, hoja y total de planta de
berenjena cultivadas durante 57 días en suelo fertilizado (+P), sin fertilizar y después de
12 días de aplicar aspersiones con agua T1, fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) (Cuadro 32)
demostraron que fue mayor en plantas en suelo fertilizado en comparación con las de
suelo sin fertilizar, donde la biomasa seca de raíces, tallos, hojas y total se redujo en
76,47; 73,33; 69,91 y 71,98% respectivamente; observándose diferencias significativas
entre las plantas en suelo fertilizado y sin fertilizar (p<0,05).
Después de las aspersiones foliares a las plantas en suelo no fertilizado, la
biomasa seca de raíces en plantas asperjadas con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al
(T3) se redujo en aproximadamente 70% con relación a las de suelo fertilizado;
observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05). La misma
reducción en biomasa seca se observó en tallos; sin embargo, la disminución en biomasa
seca de hojas fue similar en plantas en suelo fertilizado y sin fertilizar asperjadas con los
mismos tratamientos.
Lo anterior originó una reducción en la biomasa seca total de plantas en los dos
suelos siendo las más afectadas las asperjadas con fosetyl-Al en suelo sin fertilizar;
observándose diferencias significativas entre los promedios de tratamientos (p<0,05)
(Prueba de Kruskal-Wallis).
La Figura 39 muestra plantas de berenjena de 57 días en suelo fertilizado y sin
fertilizar y la Figura 40 las plantas de 69 días de edad después de aplicaciones foliares
con agua, fosfato y fosetyl-Al.
174
Cuadro 32. Biomasa seca total y por órgano de plantas de berenjena (Solanum
melongena L.) a los 57 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 12 días de
las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Biomasa seca (g)
Raíz
Tallo
Hoja
0,68 a
1,20 a
2,26 a
0,16 b
0,32 b
0,68 b
Después de las aspersiones a las plantas
Total
4,14 a(1)
1,16 b
Suelo fertilizado
T1
1,48 a(1)
4,03 b*
5,10 a(1)
10,61 ab(1)
T2
1,84 a
5,22 a
5,65 a
12,72 a
T3
1,35 a
3,52 c
4,63 a
9,50 b
Suelo sin fertilizar
T1
0,41 b
1,49 e
2,04 b
3,95 c
T2
0,49 b
1,72 d
2,17 b
4,38 c
T3
0,34 b
0,92 f
1,39 b
2,64 c
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada órgano y total indican promedios estadísticamente
iguales (p<0,05).
(1)
: (Prueba de Kruskal-Wallis)
175
Figura 39. Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 57 días de edad,
creciendo en bolsas con suelo fertilizado y sin fertilizar.
a
b
Figura 40. Plantas de berenjena (Solanum melongena L.) a los 69 días de edad, (a)
creciendo en bolsas con suelo fertilizado (SF) y (b) suelo sin fertilizar (SSF), después de
las aspersiones foliares con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3).
176
Relaciones sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco
total (SR/ST)
Los resultados se las relaciones del crecimiento, sistema radical/sistema aéreo
(SR/SA) y sistema radical/peso seco total (SR/ST) de berenjena de 57 días en suelo
fertilizado (+P) y sin fertilizar (–P) y después de aspersiones foliares con T1 (agua), T2
(fosfato) y T3 (fosetyl-Al) a los 12 días (69 días de edad) (Cuadro 33), demostraron que
tanto la SR/SA como la SR/ST fueron mayores en plantas creciendo en suelo fertilizado
lo que indica que una mayor proporción de biomasa se distribuye hacia las raíces, por lo
que la SR/SA de plantas en suelo fertilizado aumento en 25% en comparación con las de
suelo sin fertilizar; mientras que la SR/ST aumento en 18,75% observándose diferencias
significativas entre las plantas en ambos suelos (p<0,05).
Después de las aspersiones foliares con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3)
12 días después, la SR/SA aumentó 12,50% en comparación con aquellas en suelo sin
fertilizar, así como también se incrementó la SR/ST en 14,29%; observándose
diferencias significativas en ambas relaciones solo para el efecto individual de suelo
pero no para el efecto individual de fertilización ni para la interacción suelo*fertilización
(p<0,05); aunque las aspersiones foliares dentro de los tratamientos no tuvieron un
efecto significativo sobre dichas relaciones.
177
Cuadro 33. Relaciones del crecimiento, sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema
radical/peso seco total (SR/ST) de berenjena (Solanum melongena L.) a los 57 días, en
suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 12 días de las aspersiones foliares con
agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Relaciones del crecimiento
SR/SA
0,20 a*
0,15 b
Después de las aspersiones a las plantas
SR/ST
0,16 a
0,13 b
Suelo fertilizado
T1
0,16 a
0,14 a
T2
0,17 a
0,14 a
T3
0,16 a
0,14 a
Suelo sin fertilizar
T1
0,12 b
0,10 b
T2
0,13 b
0,11 b
T3
0,17 b
0,14 b
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada relación indican promedios estadísticamente iguales
(DMS; p<0,05)
178
Área foliar total por planta
Los resultados del área foliar total de berenjena a los 57 días de edad cultivadas
en suelo fertilizado (+P) y sin fertilizar (–P) y después de 12 días de las aspersiones
foliares con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) (69 días de edad) (Cuadro 34),
demostraron que en las plantas a los 57 días en suelo sin fertilizar se redujo el área foliar
total en 78,53% en comparación a las plantas creciendo en suelo fertilizado;
observándose diferencias significativas entre ambos suelos (p<0,05).
Después de las aspersiones foliares con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3)
a los 12 días, el área foliar total de las plantas en suelo sin fertilizar se redujo en
aproximadamente 50% en comparación a las de suelo fertilizado; observándose
diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis).
Los resultados demostraron que las aspersiones con fosetyl-Al (T3) sobre plantas
en suelo sin fertilizar afectaron en gran medida el área foliar de las plantas en suelo sin
fertilizar, por lo que aunque no se afectó visiblemente el desarrollo de las plantas, las
aspersiones con fosetyl-Al no suplieron la deficiencia de fósforo en el suelo para que las
plantas alcanzaran el grado de desarrollo de las plantas en suelo fertilizado.
179
Cuadro 34. Área foliar total de berenjena (Solanum melongena L.) a los 57 días, en suelo
fertilizado y sin fertilizar, y después de 12 días de las aspersiones foliares con agua,
fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la siembra).
Suelo
Área foliar total (cm2)
Fertilizado
1049,97 a*
Sin fertilizar
253,44 b
Después de las aspersiones a las plantas
Suelo fertilizado
T1
1804,53 a(1)
T2
1966,11 a
T3
1667,33 ab
Suelo sin fertilizar
T1
875,03 c
T2
1091,28 bc
T3
750,21 c
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras diferentes indican promedios estadísticamente distintos entre las medias
(p<0,05)
(1)
: (Prueba de Kruskal-Wallis)
180
Concentración de clorofila total en hojas
La concentración de clorofila en hojas por mg.g-1peso fresco de hojas, unidad de
área foliar (mg.cm-2) y unidades Spad de berenjena a los 57 días de edad cultivadas en
suelo fertilizado (+P) y sin fertilizar (–P) y después de 12 días de aplicar aspersiones
foliares con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) (69 días de edad) (Cuadro 35),
demostraron que a los 57 días la concentración de clorofila en mg.g-1 de peso fresco de
hojas disminuyó en 48,57% en suelo sin fertilizar respecto a aquellas en suelo fertilizado
y en 47,22% por unidad de área foliar. Estas reducciones coincidieron con las
reducciones en unidades Spad; observándose diferencias significativas entre los
promedios de unidades Spad de plantas en suelo fertilizado y suelo sin fertilizar (p<0,05)
(prueba de Kruskal-Wallis).
Después de las aspersiones foliares la concentración de clorofila en hojas (mg.g1
) disminuyó en las plantas en suelo fertilizado y sin fertilizar, coincidiendo también con
la disminución de clorofila por unidad de área foliar y con unidades Spad; siendo la más
afectada T3 (fosetyl-Al) en suelo fertilizado y sin fertilizar; observándose diferencias
significativas para los efectos individuales de suelo y fertilización pero no para la
interacción suelo*fertilización (p<0,05).
Los resultados obtenidos indican que la concentración de clorofila en hojas de
berenjena se vió afectada por el menor suministro de fósforo en plantas creciendo en
suelo sin fertilizar (–P) en comparación con aquellas en suelo fertilizado (+P); así
mismo, las aspersiones con fosetyl-Al sobre las plantas creciendo tanto en suelo
fertilizado (+P) como sin fertilizar (–P) no aumentaron significativamente la
concentración de clorofila en hojas, aunque en ningún caso se observó clorosis.
181
Cuadro 35. Concentración de clorofila en hojas de berenjena (Solanum melongena L.) a
los 57 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de 12 días de las aspersiones
foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Concentración de clorofila en hojas
(mg.g-1pfh)
(mg.cm-2)
0,70
0,36
0,36
0,19
Después de las aspersiones a las plantas
Spad
41,9 a (1)
31,1 b
Suelo fertilizado
T1
0,41
0,21
57,9 b*
T2
0,65
0,34
61,4 a
T3
0,30
0,16
51,0 c
Suelo sin fertilizar
T1
0,32
0,17
39,4 e
T2
0,63
0,33
42,0 d
T3
0,29
0,15
37,4 e
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras diferentes indican promedios estadísticamente distintos entre las medias de
unidades Spad (DMS; p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
182
Contenido de fósforo total en órganos y en planta entera (total)
El contenido de fósforo en raíces, tallos, hojas y total en berenjena a los 57 días
de edad, cultivadas en suelo fertilizado (+P) y sin fertilizar (–P) y después de 12 días de
aplicar aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) (Cuadro 36),
demostraron que en las plantas en suelo sin fertilizar disminuyó el contenido de fósforo
en raíces, tallos, hojas y total en 78,43; 82,63; 84,43 y 81,79% respectivamente en
comparación con plantas en suelo fertilizado; observándose diferencias significativas
entre los promedios de plantas creciendo en suelo fertilizado y sin fertilizar (p<0,05).
Después de las aspersiones se redujo el contenido de P en plantas en suelo sin
fertilizar, siendo las más afectadas las asperjadas con fosetyl-Al. En la planta entera el
contenido de P total se redujo en plantas en suelo sin fertilizar en 62,58% en
comparación con aquellas en suelo fertilizado por lo que las aspersiones foliares no
suplieron la deficiencia de fósforo en estas plantas para alcanzar el nivel de P de las
plantas en suelo fertilizado por lo que para raíces y hojas se observaron diferencias
significativas entre los tratamientos (p<0,05) (Prueba de Kruskal-Wallis), mientras que
para tallos y total las diferencias fueron debidas a los efectos individuales de suelo y
fertilización y no a la interacción suelo*fertilización (p<0,05).
Los resultados indicaron que las aspersiones no causaron incrementos
significativos del contenido de fósforo en las plantas, por lo que las diferencias se
originaron por haber crecido en suelo fertilizado y sin fertilizar; sin embargo, el P total
en la planta fue mayor con aspersiones foliares con fosfato en suelo fertilizado y sin
fertilizar en comparación con agua y fosetyl-Al.
183
Cuadro 36. Contenido de fósforo total en raíces, tallos, hojas y planta entera (total) de
berenjena (Solanum melongena L.) a los 54 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y
después de 12 días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días
después de la siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Fósforo total en la biomasa seca (mg.g-1 peso seco)
Raíz
Tallo
Hoja
1,02 a
1,67 a
7,58 a
0,22 b
0,29 b
1,18 b
Después de las aspersiones a las plantas
Planta entera
26,03 a*
4,74 b
Suelo fertilizado
T1
1,86 a(1)
8,60 b
10,72 a(1)
T2
2,12 a
11,53 a
11,92 a
T3
1,44 a
7,74 b
12,17 a
Suelo sin fertilizar
T1
0,41 b
3,29 c
4,51 b
T2
0,77 b
5,38 b
5,81 b
T3
0,33 b
2,36 c
3,29 b
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada órgano y planta entera indican
estadísticamente iguales (p<0,05)
(1)
: Prueba de Kruskal-Wallis
58,36 b
69,57 a
56,24 b
21,27 d
31,98 c
15,85 d
de fosfato
promedios
184
Índices de eficiencia de fósforo
Los resultados de los índices de eficiencia de fósforo en plantas de berenjena
cultivadas durante 57 días, en suelo fertilizado (+P) y suelo sin fertilizar (–P) y después
de realizar aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) a los 12 días (69
días de edad) (Cuadro 37), demostraron que la eficiencia de uso de fósforo (EUP) (g de
biomasa seca total/g de fósforo en la planta) a los 57 días, en suelo fertilizado,
disminuyó en 34,54% en comparación a aquellas en suelo sin fertilizar; observándose
diferencias significativas entre plantas en suelo fertilizado y sin fertilizar (p<0,05). El
índice de acumulación de fósforo (IAP) en tallos y hojas (mg de fósforo en el órgano/g
de materia seca total); disminuyó en suelo sin fertilizar en aproximadamente 40% en
comparación con aquellas en suelo fertilizado; observándose diferencias significativas
entre plantas en ambos suelos (p<0,05); mientras que el IAP de raíces así como la EAP
resultaron no significativas.
Después de las aspersiones con agua (T1), fosfato (T2) y fosetyl-Al (T3) la EUP
en T2 y T3 en suelo sin fertilizar disminuyeron en 11,01 y 26,81% respectivamente, con
relación a T1 (agua) en 10,37 y 26,28% respecto a T1 (agua) en suelo fertilizado; en
10,81 y 26,64% respecto a T2 (fosfato) en suelo fertilizado; mientras que T2 (fosfato) en
suelo sin fertilizar disminuyó la EUP en 19,89% respecto a T3 (asperjadas con fosetylAl) en suelo fertilizado; observándose diferencias significativas entre los tratamientos
(p<0,05).
Con relación al IAP solo se observaron diferencias para raíz entre suelo
fertilizado y sin fertiliza; sin embargo, T1 (agua) y T3 (fosetyl-Al) disminuyeron en
suelo sin fertilizar en 22,2 y 44,4% respectivamente, con relación a T2 (fosfato) en el
mismo suelo y en 17,65 y 41,18% respecto a T1 (agua) en suelo fertilizado;
observándose diferencias significativas entre los tratamientos (p<0,05) y el EAP
disminuyó en suelo sin fertilizar por aspersiones de fosetyl-Al en comparación a T1
(agua) en suelo fertilizado.
Los resultados de los índices de eficiencia permiten establecer que posiblemente
había reserva de fosforo en el suelo no fertilizado por los resultados encontrados en los
185
índices de absorción de P (IAP) y las aspersiones con fosetyl-Al sobre plantas en suelo
sin fertilizar limitaron el crecimiento de las plantas.
Cuadro 37. Eficiencia de uso de fósforo (EUP), índice de acumulación de fósforo (IAP)
en raíces, tallos y hojas y eficiencia de absorción de fósforo (EAP) de berenjena
(Solanum melongena L.) a los 57 días, en suelo fertilizado y sin fertilizar, y después de
12 días de las aspersiones foliares con agua, fosfato y fosetyl-Al (69 días después de la
siembra).
Suelo
Fertilizado
Sin fertilizar
Índice de acumulación de fósforo
(IAP)
EUP
Raíces
Tallos
Hojas
160,83 b
0,25 a
0,41 a
1,84 a
245,69 a
0,20 a
0,25 b
1,03 b
Después de las aspersiones a las plantas
EAP
1,53 a*
1,51 a
Suelo fertilizado
T1
184,10 a
0,18 a
0,81 a(1)
1,01 a(1)
1,26 b
T2
185,03 a
0,17 ab
0,90 a
0,94 a
1,14 bc
T3
169,41 ab
0,15 ab
0,82 a
1,28 a
1,07 cd
Suelo sin fertilizar
T1
185,41 a
0,10 c
0,83 a
1,16 a
0,98 a
T2
135,71 c
0,18 a
1,29 a
1,28 a
1,61 a
T3
165,03 b
0,14 b
0,92 a
1,22 a
1,00 d
T1=Asperjado con 100 ml de agua destilada; T2=Asperjado 1,0 mM de fosfato
(KH2PO4) y T3=Asperjado con fosetyl-Al disuelto en agua (2,5g.l-1).
*: Letras iguales dentro de cada índice indican promedios estadísticamente iguales entre
las medias (MDS; p<0,05)
186
DISCUSIÓN
Los resultados encontrados en este Capítulo del trabajo indican que tanto para maíz
como para berenjena no hubo mayores restricciones para el desarrollo de las plantas; las
diferencias encontradas entre una y otra especie podrían ser atribuibles a sus
características fisiológicas, siendo maíz C4 (Poaceae); mientras que berenjena es C3
(Solanaceae). Maíz creciendo en suelo fertilizado y suelo con suplencia limitada de
fósforo observó un rápido crecimiento, mientras que el crecimiento de berenjena fue
mucho más lento.
Biomasa seca
Los resultados para maíz a los 31 días (Cuadro 26) y berenjena a los 57 días
(Cuadro 32) evidencian como el factor nutricional afecta el desarrollo de las plantas, y
además, destaca la importancia de la adición de fertilizantes de P a los suelos para
mejorar la nutrición de estas; al respecto, Bates y Lynch (2000) indicaron que para
incrementar la disponibilidad de fosfato inorgánico (Pi) se recomienda el uso de
fertilizantes fosforados; sin embargo, además de su alto costo, la eficiencia de su uso es
afectada por la facilidad con que el fosfato se transforma en complejos no
aprovechables.
Considerando que esta parte del estudio se realizó en un suelo con características
de sulfato ácido, y que buena parte del fósforo proporcionado en forma de fertilizante
presumiblemente pudo haber sido fijado en el suelo en forma de fosfato de hierro,
debido a los altos contenidos de éste encontrados según el análisis de suelo (422,4
mg.kg-1); al respecto, Casanova (1995) indicó que la menor aprovechabilidad de un
nutrimento en el suelo está generalmente asociada con reacciones químicas que
conducen a la formación de compuestos que no pueden ser absorbidos por el sistema
radical, y que en efecto en suelos ácido de regiones tropicales y subtropicales con
elevado contenido de óxido de hierro o de aluminio, se produce la fijación del fósforo lo
cual hace a este elemento poco disponible para las plantas.
La disminución en la acumulación de biomasa seca total y por órganos
encontrada tanto en maíz como en berenjena y causada por un deficiente suministro de
187
fósforo (suelo sin fertilizar) fue también reportada por Poorter et al. (2012); Belami
(2009) en genotipos de papa; Ascencio (1996) en Ruellia tuberosa; Fernández (1990) en
Vigna unguiculata; Lynch et al. (1991) en Phaseolus vulgaris; Lee et al. (1997) en
tomate, Cordero et al. (2005) y Santana (2010) en Crotalaria; Qui e Israel (1992) en
Glycine max; Pleniscar et al. (1994) en Helianthus annuus; Ascencio y Lazo (1997) en
Euphorbia heterophylla y Ruellia tuberosa; Heasted y Lynch (1996) en especies con
mecanismo fotosintético C3 y C4.
En maíz, el hecho de que las aplicaciones de T1 (agua), T2 (fosfato) y T3
(fosetyl-Al) no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos de las plantas
en suelo sin fertilizar podría significar el muy bajo efecto de los tratamientos aplicados a
las plantas lo cual sugiere la alta influencia del factor suelo en este estudio asociado al
rápido crecimiento de las plantas en este medio. El resultado para maíz coincide con lo
reportado por Schroetter et al. (2006) quiénes encontraron que la aplicaciones foliares de
fosfito de K no mejoró el crecimiento de plantas de maíz en un ensayo de campo y en
condiciones de suficiencia y deficiencia de P.
El resultado para berenjena podría ser atribuible probablemente al poco valor
metabólico de fosetyl-Al en las plantas de berenjena desarrolladas en suelo sin fertilizar
y, en consecuencia, esta respuesta pudiera interpretarse como una señal indicativa de que
las plantas no responden de manera adecuada a las aplicaciones de fosetyl-Al cuando
crecen en suelo con suplencia limitada de fósforo, lo cual coincide con el planteamientos
hechos en la hipótesis del trabajo. Los resultados encontrados en esta parte del trabajo,
evidencian las aseveraciones planteadas por Carswell et al. (1996 y 1997); Förster et al.
(1998); Guest y Grant (1991) y Schroetter et al. (2006) quiénes indicaron que fosfito
puede ser fácilmente absorbido por las hojas y raíces de las plantas; pero sin embargo,
no hay evidencias claras documentadas que indiquen que las plantas pueden usar fosfitos
(fosetyl-Al) como una fuente directa de fósforo, debido a que el fosfito, en apariencia,
no es oxidado o metabolizado rápidamente en las plantas; En tal sentido, Carswell et al.
(1996, 1997); Wells et al. (2000); Ticconi et al. (2001); Varadarajan et al. (2002); Singh
et al. (2003) indicaron que el fosfito está vinculado a efectos perjudiciales en plantas
deficientes de P exacerbando consecuentemente los efectos nocivos a la deficiencia de
fósforo, lo cual coincide con el mayor porcentaje de disminución de la biomasa seca de
188
raíces y hojas encontradas para berenjena creciendo en suelo sin fertilizar a los 69 días,
después de 12 días de la aplicación de fosetyl-Al. Así mismo, Ratjen y Gerendas (2009)
indicaron que el efecto negativo producido por fosfito en el crecimiento de las plantas es
más fuerte cuanto más bajo es el estado nutricional de P en las plantas; coincidiendo esto
último con los resultadas de biomasa seca encontrados en berenjena con aplicaciones de
fosetyl-Al.
Relación sistema radical/sistema aéreo (SR/SA) y sistema radical/peso seco
total (SR/ST)
Los resultados para las relaciones del crecimiento, Sistema Radical/Sistema
Aéreo (SR/SA) y Sistema Radical/Peso seco total (SR/ST) de maíz (Zea mays L.)
(Cuadro 27) y berenjena (Solanum melongena L.) (Cuadro 33) indicaron que para maíz
no hubo diferencias en los promedios de plantas creciendo en suelo fertilizado y suelo
con suplencia limitada de fósforo; este resultado podría explicarse por el rápido
crecimiento de las plantas de maíz en suelo y a la posible distribución equitativa de
fotoasimilados tanto para la parte radical como para la parte aérea debido a la rápida
absorción de nutrientes en dicho medio; sin embargo, una cantidad importante de raíces
se pierde al momento de ser recuperadas, cuando las plantas son cultivadas en suelo. El
resultado para berenjena podría indicar que las plantas en condiciones de suelo
fertilizado distribuyeron mayor cantidad de fotoasimilados para el crecimiento de tallos
y hojas que para las raíces, lo cual quedó evidenciado en los valores de biomasa seca
aérea y de área foliar total de las plantas creciendo en suelo fertilizado, en comparación a
aquellas crecidas en suelo sin fertilizar; además, berenjena en suelo sin fertilizar podría
haber modificado la arquitectura radical, haciendo sus raíces más largar y delgada; en
este sentido, Ascencio (1996) indicó que dada la lentitud en el suministro de algunos
nutrimentos a la raíz, impuesta por la dinámica y fisicoquímica del suelo, las plantas
deben explorar continuamente el sustrato mediante el crecimiento de las raíces. Este
crecimiento debe realizarse en forma armónica con el de la parte aérea ya que la
condición de balance de la correlaciona al menos en términos de peso seco, debe
mantenerse para garantizar la sobrevivencia de la planta. Los resultados encontrados en
189
esta parte del trabajo pudieran estar vinculados a las diferencias encontradas en la
biomasa seca por órganos y en la planta entera y a las modificaciones del sistema radical
haciendo las raíces más gruesas en aquellas crecidas en suelo fertilizado y más delgadas
en las crecidas en suelo con suplencia limitada de fósforo y contrastan con lo reportado
por Ascencio y Lazo (2001); Sachay et al. (1991); dado que las plantas creciendo en
suelo, están expuestas a otros factores que pudieron haber influido en los resultados
encontrados en esta parte del estudio mostrados para berenjena; por el hecho de ser
ambas relaciones características muy plásticas que pueden ser influenciada por diversos
factores.
Los resultados para berenjena mostraron mayores valores que en maíz,
probablemente por la diferencias en el hábito de crecimiento entre especies; además el
sistema radical de berenjena creciendo en tales condiciones resultó ser más profuso que
el de maíz, lo cual indudablemente está asociado a la amplia variabilidad entre las
especies estudiadas. Este resultado contrasta con muchas investigaciones en diferentes
cultivos Föhse et al. (1988); Khamis et al. (1990); Marschner (1995); Fageria y Baligar
(1997); Kondracka y Richter (1997); Arnuade (1994); sin embargo, Santana (2010)
encontró mayor relación vástago/raíz en plantas de Crotalaria juncea de 20, 25 y 30 días
de edad, creciendo en condiciones de suficiencia de fósforo en comparación a las que
crecieron en el medio con deficiencia de fósforo.
Área foliar total por planta
Los resultados encontrados para área foliar total de maíz (Cuadro 28) y berenjena
(Cuadro 34) demostraron que ambas especies fueron afectadas por la suplencia limitada
de fósforo en cuanto al desarrollo del área foliar, lo cual fue reflejado en la menor
acumulación de biomasa seca total de las plantas cuando crecieron en suelo sin fertilizar.
Este resultado coincide con lo reportado por Fredeen et al. (1989) quiénes indicaron que
la deficiencia de P se ha señalado como la posible causa de reducción del área foliar,
debido a una disminución en la expansión de las células epidérmicas foliares. Así
mismo, la disminución del crecimiento foliar debido a las deficiencias de fósforo en
especies de monocotiledóneas, tales como Zea mays y Lolium perenne fue señalada por
190
Assuero et al. (2004) y Kavanová et al. (2006) quiénes argumentaron, que tales
disminuciones son el resultado de una alteración de la división y elongación celular.
Tanto las disminuciones de biomasa seca de raíces, tallos, hojas y total (planta
entera), así como la reducción del área foliar total encontrada para las plantas de maíz,
crecidas en suelo sin fertilizar son coincidente con muchos trabajos donde se estudiaron
los efectos de las deficiencias de fósforo sobre este parámetro en diversos cultivos; en
este sentido, Fernández (1990) encontró reducciones significativas en la materia seca en
plantas de frijol (Vigna unguiculata), en condiciones de deficiencia de P, luego de 28
días de edad. De la misma forma, Lynch et al. (1991) encontraron resultados similares
pero en caraota (Phaseolus vulgaris). Por otra parte, Ascencio y Lazo (1997) señalaron
que la deficiencia de fósforo disminuyó el peso seco y el área foliar en las especies
Ruellia tuberosa y Euphorbia heterophylla, pero el efecto fue más pronunciado en el
área foliar por una progresiva reducción tanto en el número como en el tamaño de las
hojas. Así mismo, Chaudhary y Fujita (1988) observaron una reducción severa del área
foliar en tres especies de leguminosas sometidas a la deficiencia de fósforo. Resultados
similares reportan Cordero et al. (2005) en plantas de Crotalaria spectabilis creciendo
en +P y –P, indicando que la deficiencia de fósforo estuvo asociada a una marcada
reducción del área foliar. De igual manera, Jacob y Lawlor (1991) reportaron que la
deficiencia de fósforo causó una reducción en el área foliar en plantas de Helianthus
annuus, Zea mays y Triticum aestivus, lo cual estuvo asociado a una mayor cantidad de
células por unidad de área foliar en hojas deficientes de P, pero sin embargo, de menor
tamaño. Así mismo, Arnuade (1994) reportó una fuerte reducción en el área foliar en
plantas de Phaseolus vulgaris, Vigna unguiculata, Solanum lycopersicon, Euphorbia
heterophylla y Amaranthus dubius, en condiciones de deficiencia de fósforo. Los
mismos resultados fueron encontrados por Pleniscar et al. (1994) pero en Helianthus
annuus. Así mismo, Briceño (2001) encontró una importante reducción del área foliar de
plantas de tomate creciendo bajo condiciones de deficiencia de fósforo. Resultados
similares fueron reportados por Santana (2010) en Crotalaria juncea.
Por otra parte, tanto la reducción del área foliar de maíz y berenjena creciendo en
suelo con suplencia limitada de fósforo con aplicaciones de fosetyl-Al al follaje en
comparación a las que les fue aplicado fosfato también en suelo con suplencia limitada
191
de fósforo quizás obedeció a diferencias en el hábito de crecimiento entre una y otra
especie y a una posible alteración del metabolismo de las plantas impuesta por el
fosetyl-Al cuando es aplicado en plantas que crecen bajo condiciones de deficiencia de
fósforo; coincidiendo esto con Moor et al. (2009) quiénes no encontraron ningún efecto
de fosfito sobre fresa cuando fue aplicado foliarmente en plantas deficientes de P. Así
mismo, Förster et al. (1998) y Varadarajan et al. (2002) encontraron una significativa
reducción del área foliar asociada al crecimiento de tomate y pimentón en comparación
con plantas fertilizadas con fosfato.
Concentración de clorofila total en hojas
Los resultados obtenidos en esta parte del trabajo (Capitulo II) tanto en maíz
(Cuadro 29) como en berenjena (Cuadro 35), indicaron que la concentración de clorofila
en hojas se vio afectada por el menor suministro de fósforo a las plantas (suelo con
suplencia limitada de fósforo) en comparación a aquellas en suelo fertilizado; este
resultado demuestra la gran importancia que tiene la nutrición fosforada en los cultivos
coincidiendo con lo reportado por Bojovic y Stajonovic (2005) quiénes demostraron que
el contenido de clorofila total en hojas de 5 cultivares de trigo (Triticum aestivum L.)
creciendo en suelo bajo 5 niveles de fertilización con nitrógeno, fósforo y potasio
disminuyó significativamente en la medida que fósforo y nitrógeno fueron bajos;
demostrando que el tanto el P y como el N ejercieron una fuerte influencia sobre el
contenido de clorofila en todos los cultivares probados.
Desde el punto de vista de su importancia, la clorofila juega un papel importante
en el desarrollo del sistema asimilatorio de las plantas, por lo que una disminución de la
concentración de clorofila en hojas (mg.g-1 y mg.cm-2) indudablemente afecta la tasa de
fotosíntesis de las plantas y consecuentemente su crecimiento. Los resultados
encontrados en esta parte del trabajo también coinciden con otros trabajos donde se ha
enfatizado que la concentración de clorofila en hojas se ve disminuida en condiciones de
deficiencia de fósforo; en tal sentido, Zhang et al. (2010) encontraron que el contenido
de clorofila en hojas de una línea transgénica (S41) y de una línea control de Agrostis
stolonifera cultivada durante 21 días en condiciones de deficiencia de fósforo o
192
nitrógeno, disminuyó en comparación a las que crecieron en condiciones de suficiencia
de ambos nutrimentos. Así mismo, Ayala-Silva y Beil (2005) encontraron que plantas de
trigo (Triticum aestivum L.) cultivadas con deficiencia de fósforo y otros
macronutrimentos después de 6-7 semanas, disminuyeron el contenido de clorofila en
hojas en todos los casos estudiados.
Por otra parte, los resultados para maíz y berenjena en este estudio demostraron
que las aplicaciones con fosetyl sobre el follaje de las plantas en ambas especies
creciendo tanto en suelo con suplencia limitada como en suelo con adecuada suplencia
de fósforo afectaron los contenidos de clorofila de las hojas; contrario a lo ocurrido en
platas de ambas especies en las mismas condiciones de crecimiento pero con
aplicaciones de fosfato; esto quizás pudo obedecer a la rápida absorción de fosetyl-Al
desde las hojas y a las diferencias moleculares entre fosfato y fosetyl-Al, lo que en
consecuencia, posiblemente pudo haber alterado la maquinaria metabólica de ambas
especies atenuando las rutas bioquímicas y desacelerando los procesos metabólicos
internos para la producción de clorofila. Los resultados encontrados en esta parte del
trabajo también coincide con lo reportado por Bachiega et al. (2011) quiénes reportaron
una importante disminución de la clorofila en hoja de cítricas (medida con Spad al igual
que en este trabajo) tanto en las plantas control y las tratadas con fosfito en comparación
con las plantas tratadas con fosfato y una combinación de fosfato más fosfito.
Contenido de fósforo total en la biomasa seca total y por órganos
Los resultados para el contenido de fósforo total en la biomasa seca total de maíz
(Cuadro 30) y berenjena (Cuadro 36) demostraron que los bajos contenidos de fósforo
encontrados en raíces, tallos y hojas de ambas especies creciendo en suelo con suplencia
limitada de fósforo se reflejaron en una distintiva disminución del contenido de P total
en la planta completa en comparación a las plantas que crecieron en suelo con adecuada
suplencia de P; por lo que la disminución del contenido de P en las plantas de ambas
especies se reflejó en las disminuciones de la biomasa seca y área foliar encontradas
para las plantas de ambas especies que crecieron en suelo con suplencia limitada de
fósforo; en éste sentido, Marschner (1995) indicó que el fosfato afecta el crecimiento
193
porque está involucrado en una gran cantidad de procesos metabólicos y es un
componente integral de intermediarios de la respiración y la fotosíntesis. Por su parte,
Bernal et al. (2007) encontró que la reducción del crecimiento de la parte aérea de
plantas de caraota variedad C60 se debió parcialmente a la disminución del contenido de
P soluble disponible para los procesos celulares. Así mismo, Pérez-Corona y Verhoeven
(1999) estudiando la distribución de la biomasa de tres especies del género Carex
(Cyperaceae) cultivadas en suelo con diferentes contenido de fósforo encontraron
interacciones significativas entre la distribución de la biomasa y el contenido de fósforo
en la planta en relación con el estatus de fósforo en el suelo.
Por otra parte, los resultados para el contenido de P total en ambas especies
permiten señalar que las aplicaciones al follaje de fosfato y fosetyl-Al no causaron
incrementos significativos del contenido de fósforo total en ningún órgano de las
plantas; por lo que los incrementos encontrados pudieron ser debidos a la diferencia
entre los contenidos de P en el suelo (fertilizado y sin fertilizar); sin embargo, el
contenido de P total en planta entera se incrementó significativamente en ambas especies
por las aplicaciones de fosfato y disminuyó por las aplicaciones de fosetyl-Al tanto en
suelo fertilizado como en suelo sin fertilizar, siendo las más afectadas aquellas que
crecieron en suelo con suplencia limitada de fósforo y además, en el caso de berenjena
con aplicaciones al follaje de agua (control) y fosetyl-Al; este resultado, encontrado
tanto para maíz como para berenjena coincide con lo reportado por Bachiega et al.
(2011) en cítricas, quiénes encontraron mayor contenido de P total en hojas y raíces en
aquellas plantas fertilizadas con fosfato en comparación a las fertilizadas con fosfito.
Índices de eficiencia de fósforo
Los resultados para los índices de eficiencia de fósforo tanto en maíz (Cuadro 31)
como en berenjena(Cuadro 37), indicaron que la EUP para berenjena fue mayor cuando
las plantas crecieron en suelo con suplencia limitada de fósforo, sin embargo para la
especie maíz no hubo diferencia, esto podría obedecer a la diferencia en la arquitectura
radical entre una especie y otra; sin embargo la longitud radical no fue medida en esta
parte del trabajo y más aún, la EAP para ambas especie no mostró diferencia entre suelo
194
con suplencia limitada de fósforo y suelo con adecuada suplencia de P. Por otro lado, los
IAP de tallos y hojas de berenjena aumentaron en suelo con adecuada suplencia de
fósforo y este resultado coincide con lo reportado por Rao et al. (1995) quiénes
evaluaron 7 tipos de pastos y 12 leguminosas forrajeras y encontraron que un incremento
en la fertilidad mejoró la absorción de fósforo en ambos grupos; sin embargo, bajo
deficiencia de fósforo, los pastos tuvieron una mayor EUP estimada como g de biomasa
seca del vástago por g de fósforo dentro de la planta, Así mismo, Ascencio (1996) y
Ascencio y Lazo (1997) encontraron que la EUP estimada como biomasa seca producida
por mg de fósforo total en Euphorbia heterophylla, Cajanus cajan y Desmodium
tortuosum, fue mayor en el tratamiento en condiciones de deficiencia de fósforo,
contrario a lo encontrado para la EAP expresada como mg de P en la planta por gramo
de biomasa seca de raíces, que disminuyó significativamente en el tratamiento en
condiciones de deficiencia de P; en tal sentido, Marschner (1995) expresó que la
capacidad que muestran las plantas para crecer en un medio con bajo contenido de P,
depende tanto de la eficiencia de uso de P como de la eficiencia de absorción de fósforo.
Por otra parte, Ascencio y Lazo (2001) encontraron que plantas de frijol presentaron una
alta EUP cuando crecieron en suelo con una fuente continua de Ca-P. Así mismo,
Cordero et al. (2005) reportaron resultados similares en Crotalaria spectabilis y Briceño
(2001) en tomate. Más recientemente, Santana (2010) reportó un aumento de la EUP de
casi 9 veces en condiciones de deficiencia de fósforo en Crotalaria juncea L.
El evidente aumento de la EUP en maíz y berenjena con T1 (control) creciendo
en suelo con adecuada suplencia de P en comparación a plantas con aplicaciones de
fosfato y fosetyl-Al al follaje, así como como en berenjena con T1 (agua) en suelo con
suplencia limitada de P en comparación a las que les fue aplicado fosfato y fosetyl-Al;
como la reducción del IAP de tallos de maíz y raíces en berenjena, así como la reducción
de la EAP en ambas especies causada por fosetyl-Al podrían estar vinculadas a una
estrategia de ambas especies para sobrevivir en condiciones de escasa disponibilidad de
fósforo, tal como lo señalaron Adu-Gyamfi et al. (1989) quiénes postularon que la
habilidad de los cultivares para producir cantidades significativas de materia seca en
condiciones de deficiencia de fósforo, probablemente se deba a la absorción activa de las
raíces o al más eficiente uso de P para producir más biomasa. Por otro lado, Ascencio y
195
Lazo (2001) indicaron que la combinación deseable para un cultivo creciendo en
condiciones de deficiencia de fósforo sería una elevada EAP y EUP; este argumento solo
se cumplió para las plantas de berenjena a los 57 días cuya EUP en suelo con suplencia
limitada de fósforo fue superior a aquellas crecidas en suelo con adecuada suplencia de
P. Este resultado pudiera estar asociado a una mayor o menor capacidad de respuesta a
las deficiencias de fósforo entre ambas especies, lo cual se fundamentaría en las
diferencias fisiológicas de las dos especies estudiadas. Aún cuando no se encontró
ninguna referencia relacionada con alguno de estos índices y las aplicaciones de fosetylAl, se podrían indicar que las plantas demostraron hacer un mejor uso del fósforo
cuando se le suministró en forma de fosfato que en forma de fosfito, lo cual se evidenció
en los valores de EAP encontrados en este ensayo; lo que hace presumir que el fosetylAl aparentemente no se metabolizó de la misma forma como lo hizo el fosfato en plantas
de berenjena de este estudio.
Este resultado demuestra la incapacidad de ambas especies para metabolizar el
fosfito (fosetyl-Al) dado que los valores encontrados para los contenidos de P total en
plantas de ambos cultivos creciendo en suelo fertilizado y suelo con suplencia adecuada
de fósforo con aplicaciones de fosetyl no se reflejaron en los valores de ninguno de los
índices de P estudiados.
En resumen, la biomasa total y por órganos de plantas de maíz y berenjena se
redujo significativamente cuando las plantas crecieron en suelo sin fertilizar en
comparación a las crecidas en suelo fertilizado; después de las aspersiones con los
tratamientos, maíz redujo igualmente su biomasa seca total y por órganos en suelo sin
fertilizar, en berenjena las aspersiones foliares con los tratamientos no impidieron las
reducciones de biomasa seca de raíces en suelo sin fertilizar; así mismo, la biomasa seca
de tallos se vio disminuida en plantas creciendo en suelo sin fertilizar y las aspersiones
con agua y fosetyl-Al produjeron también una importante disminución de la biomasa de
tallos en suelo sin fertilizar mientras que T2 (fosfato) la aumentó; no obstante, la
reducción más severa ocurrió en plantas creciendo en suelo sin fertilizar y asperjadas
con fosetyl-Al (T3); así mismo, la biomasa seca de hoja disminuyó en plantas creciendo
en suelo sin fertilizar, lo que consecuentemente condujo a una disminución importante
196
de la biomasa seca total en plantas de berenjena creciendo en suelo sin fertilizar; siendo
las más afectadas las plantas en suelo sin fertilizar asperjadas con T3 (fosetyl-Al). En
maíz a los 31 y 45 días no se afectaron las relaciones del crecimiento, mientras que en
berenjena tanto la SR/SA como la SR/ST aumentaron en plantas creciendo en suelo
fertilizado y las aspersiones con los tratamientos no afectaron dichas relaciones en
ambas especies; el área foliar de maíz a los 31 días y berenjena a los 57 días, se redujo
de manera significativa en plantas creciendo en suelo sin fertilizar; así mismo las
aspersiones con los tratamientos sobre ambas especies no produjeron aumento alguno
del área foliar total de las plantas que crecieron en suelo sin fertilizar; sin embargo, el
área foliar de berenjena asperjadas con fosetyl-Al resultó ser la más afectada. así mismo,
la concentración de clorofila en hojas de maíz a los 31 días y berenjena a los 57 días se
vio afectada por las deficiencias de fósforo (suelo sin fertilizar) y las aspersiones con T1
(agua) y T3 (fosetyl-Al) sobre ambas especies en plantas creciendo en suelo fertilizado,
causaron una reducción de la concentración de clorofila, mientas que fosfato la aumentó;
así mismo, las reducciones de la concentración de clorofila en suelo sin fertilizar fueron
mayores, siendo las asperjadas con T3 (fosetyl-Al) las más afectadas.
El contenido de fósforo total en raíces, tallos y planta entera (total) de maíz a los
31 días disminuyó significativamente en plantas creciendo en suelo sin fertilizar;
mientras que para berenjena a los 57 días el contenido de P total en raíces, tallos, hojas y
total disminuyó significativamente también en suelo sin fertilizar. Después de las
aspersiones con los tratamientos, en maíz a los 45 días, el contenido de P total de raíces,
tallos y hojas disminuyó en plantas creciendo en suelo sin fertilizar, pero en la planta
entera, creciendo en suelo fertilizado, el contenido de P total en plantas con aspersiones
de agua y fosetyl-Al disminuyó, mientras que con fosfato aumentó; así mismo, las
aspersiones foliares con los tratamientos no aumentaron el contenido de P total de las
plantas cuando crecieron en suelo sin fertilizar; en berenjena, las aspersiones foliares con
los tratamientos sobre plantas creciendo en suelo sin fertilizar no aumentaron el
contenido de P total radical y fosetyl-Al fue la que tuvo el menor contenido de fósforo
en raíces de plantas en suelo sin fertilizar; mientras que el contenido de P total en tallos
y hojas se redujo con las deficiencias de fósforo (suelo sin fertilizar) y con las
aspersiones foliares con fosetyl-Al; consecuentemente, el contenido de fósforo total en
197
la planta entera de berenjena se vio afectado por las deficiencias de fósforo y también
por las aspersiones foliares con fosetyl-Al. Los índices de eficiencia de fósforo no
fueron afectados en ninguna de las condiciones de crecimiento de maíz a los 31 días; sin
embargo, el IAP de hojas aumento en plantas creciendo en suelo fertilizado. En
berenjena a los 57 días, la EUP aumento en plantas creciendo en suelo sin fertilizar y el
IAP de tallos y hojas aumento en plantas creciendo en suelo fertilizado. Después de las
aspersiones con los tratamiento sobre maíz a los 14 días (45 días de edad) la EUP de
plantas en suelo sin fertilizar se redujo por efecto de los tratamientos y fosetyl-Al y
fosfato causaron una disminución en plantas creciendo en suelo fertilizado; la EUP de
plantas asperjadas con fosetyl-Al en ambos suelos no varió. Así mismo, el IAP de tallos
aumentó en plantas en suelo fertilizado; mientras que la EAP de plantas en suelo
fertilizado se redujo con las aspersiones de agua y fosetyl-Al, y fosfato junto con fosetylAl redujeron la EAP de plantas en suelo sin fertilizar. En berenjena, después de las
aspersiones con los tratamientos a los 12 días (69 días de edad) La EUP de plantas
creciendo en suelo sin fertilizar y asperjadas con agua aumentó, mientras que con fosfato
y fosetyl-Al disminuyó; el IAP en raíces y tallos de plantas creciendo en suelo sin
fertilizar disminuyó y con fosfato aumentó; finalmente, las aspersiones con los
tratamientos causaron una disminución de la EAP en suelo fertilizado; mientras que en
suelo sin fertilizar, fosetyl-Al redujo la EAP de las plantas.
198
DISCUSIÓN INTEGRAL DE LA INVESTIGACIÓN
Los resultados encontrados para maíz (Zea mays L.) y berenjena (Solanum
melongena L.) creciendo en soluciones nutritivas en condiciones de suficiencia (+P) y
deficiencia (–P) de fósforo con fosfato y fosfito, así como en suelo fertilizado (+P) y
suelo sin fertilizar (–P) con aplicaciones foliares de fosetyl-Al demostraron que no hubo
una respuesta favorable para la mayoría de las variables analizadas por aplicaciones de
fosfito.
Aunque las plantas absorben y traslocan fácilmente el fosfito, tal como fue
reportado por Carswell et al. (1996 y 1997); Guest y Grant (1991) éste aparentemente no
es metabolizado en las plantas ya que antes del período de recuperación de maíz y
berenjena de 24 y 54 días, en condiciones de suficiencia (+P) y deficiencia (–P) de
fósforo con fosfato y fosfito (Capítulo I); en ambas especies, tanto fosfito como la
deficiencia (–P) de fósforo redujeron la biomasa seca por órganos y total (planta
completa) (Capítulo I, Cuadro 5 y 15), el área foliar total (Cuadro 7 y 17) y la
concentración de clorofila en hojas (Cuadro 8 y 18); por lo que los resultados para
ambas especies coinciden con otros trabajos donde se encontró que fosfito disminuyó el
crecimiento de fresa (Moor et al., 2009), tomate (Solanum lycopersicon) y pimentón
(Capsicum annuum L.) (Förster et al., 1998 y Varadarajan et al., 2002); maíz (Shrotter et
al., 2006), espinaca (Spinacea oleracea) espinaca japonesa (Brassica rapa var.
Komatsuna) célery (Apium graveolens L.) (Thao et al. 2008a,b) Lechuga (Lactuca
sativa L.) (Thao y Yamakawa, 2008).
Por otra parte, la marcada reducción del área foliar, así como de la reducción en
la acumulación de biomasa seca total encontradas para maíz y berenjena en condiciones
de deficiencia de fósforo en este trabajo (Capítulo I), son coincidentes con la respuesta
encontrada en una gran variedad de plantas donde se ha evaluado la deficiencia de
fósforo sobre estos parámetros, tal como fue reportados por Fernández (1990), Arnuade
(1994), Ascencio (1996), Holsted y Lynch (1996), Ascencio y Lazo (1997), Briceño
(2001); Cordero (2005), Oosterhuis (2008), Bernal et al. (2007), Belami (2009) y
Santana (2010). Así mismo, en –P las relaciones del crecimiento (SR/SA y SR/ST)
aumentaron en condiciones de deficiencia de fósforo (Capítulo I, Cuadro 6 y 16); lo cual
199
indica que las plantas de ambas especies en condiciones de deficiencia de fósforo
lograron por medio de diversos mecanismos distribuir mayor cantidad de fotoasimilados
hacia sus raíces y al parecer las plantas que crecieron en condiciones de suficiencia de
fosfito observaron una respuesta similar a las que crecieron con +P fosfato pero sin
embargo la respuesta en acumulación de biomasa seca total y área foliar fue muy
diferente, lo que en todo caso entrañaría una respuesta de las plantas antes los bajos
contenidos de fósforo total dentro de las plantas (en la forma de fosfito) y en condiciones
de deficiencia de fósforo (Capítulo I, Cuadro 10 y 20), y además, el fósforo soluble (Pi)
de hojas y raíces se redujo en condiciones de deficiencia de fósforo; encontrándose
además, que el Pi foliar en maíz fue menor en condiciones de +P con fosfito (Capítulo I,
Cuadro 10 y 20); todo lo cual causo una respuesta común a la encontrada en otras
especies bajo iguales condiciones de crecimiento manifestada en un retardo en el
crecimiento, reducción del área foliar y disminución en la concentración de clorofila tal
como se evidenció en los valores para este último parámetro en ambas especies
(Capítulo I), coincidiendo en primer lugar con lo reportado por Bachiega et al. (2011)
quiénes encontraron que la clorofila en hojas medida con Spad (al igual que en este
trabajo), de dos patrones de cítricas fueron similarmente bajas en las plantas control y
aquellas fertilizadas con fosfito en comparación con las fertilizadas con fosfato y una
combinación de fosfato más fosfito; además, la disminución de la concentración de
clorofila por la deficiencia de fósforo fue reportada por Zhang et al. (2010) en Agrostis
stolonifera; Ayala-Silva y Beil (2005); Bojovic y Stajonovic (2005) en trigo (Triticum
aestivum L.), tal como se discutió en el Capítulo II.
En ambas especies, la eficiencia de uso interno del fósforo (EUP) disminuyó en
+P y aumentó en –P; resultados similares fueron reportados por García y Ascencio
(1992) en tomate (Solanum lycopersicon); Ascencio (1996) en Euphorbia heterophylla,
Cajanus cajans y Ruellia tuberosa; Briceño (2001) también en tomate (Solanum
lycopersicon); Santana (2010) en Crotalaria juncea; además, en maíz el IAP de raíces,
tallos y hojas disminuyó en –P; mientras que berenjena no mostró cambios (Capítulo I,
Cuadro 14 y 24) y contrario a lo reportado en otros trabajos, la EAP para ambos cultivos
disminuyó en –P independientemente de la fuente de fósforo usada en la solución
nutritiva (Capítulo I, Cuadro 14 y 24); sin embargo, la alta EUP en niveles de P bajos (–
200
P) coincidió con lo expresado por Belami (2009), Ascencio y Lazo (2001), Moura et al.
(2001), Marschner (1995), Adu-Gyanfi et al. (1989) y Föhse et al. (1988) quiénes
coincidieron en afirmar que la habilidad de los cultivares para producir cantidades
importantes de biomasa seca creciendo en condiciones de deficiencia de fósforo,
probablemente se deba al más eficiente uso de P para producir más biomasa o a la activa
absorción de las raíces, lo que en todo caso garantizaría su sobrevivencia en las
condiciones de –P.
En ambas especies, fosfito causó una importante reducción de la longitud de
raíces lo que confirma lo reportado por Sukarno et al. (1993) en cebolla (Allium cepa);
Barret et al. (2002); Ticconi et al. (2001) en Arabidopsis y Thao y Yamakawa (2010) en
lechuga (Lactuca sativa L.), y la deficiencia de fósforo (-P fosfato) produjo un aumento
significativo de la longitud radical (Capítulo I, Cuadro 9 y 19); este resultado confirma
lo reportado en otras investigaciones donde se reportaron incrementos de la longitud
radical en diversos cultivos por las deficiencias de fósforo tal como fue señalado por
Arnuade (1994), Ascencio (1996), Sachay et al. (1991), Marschner (1995), Abel et al.
(2002) y discutido en el Capítulo I de este estudio.
Los evidentes incrementos de fosfatasa ácida en condiciones de deficiencia de
fósforo (–P fosfato) (Capítulo I, Cuadro 12 y 22) encontrados en ambas especies,
guardan una relación directa con los contenidos de P encontrados en plantas en
condiciones de deficiencia de fósforo en este primer Capítulo del trabajo y coinciden con
los reportes de otros trabajos donde se ha señalado la actividad de la enzima fosfatasa
ácida como marcadora de la deficiencia de fósforo; sin embargo, cuando la fuente de
fósforo fue el fosfito, la secreción de la enzima por las raíces de ambas especies fue
menor en condiciones de –P con fosfito que con –P fosfato, lo que podría confirmar lo
señalado por Carswell et al. (1996) quiénes encontraron una disminución de la actividad
de fosfatasa ácida y fosfofructoquinasa en plantas de Brassica nigra tratadas con fosfito,
sugiriendo que fosfito interfiere con la respuesta de la planta a la deficiencia de fósforo
dado que ambas enzimas son consideradas marcadoras de la deficiencia de fósforo; así
mismo, Abel et al. (2002) postularon que la presencia de fosfito reprime la expresión de
genes que codifican para la fosfatasa ácida; por otra parte, en ambas especies no se
indujo la actividad de la enzima fitasa (Capítulo I, Cuadro 13 y 23).
201
Los resultados encontrados en este estudio podrían sugerir que fosfato resultó
una fuente superior de fósforo para ambas especies en comparación a fosfito; lo cual
quedó evidenciado en los resultados obtenidos después de 14 y 10 días (maíz y
berenjena respectivamente) de la recuperación a la deficiencia de fósforo mediante
aspersiones de fosetyl-Al, donde la biomasa seca de raíces, tallos y total de maíz, se
redujo por las aspersiones de fosetyl-Al (Capítulo I, Cuadro 5); mientras que en
berenjena no se observaron cambios (Capítulo I, Cuadro 15); así mismo, las relaciones
del crecimiento (SR/SA y SR/ST) (Capítulo I, Cuadro 6 y 16) y el área foliar total
(Capítulo I, Cuadro 7 y 17) en ambas especies, no sufrieron cambios; al igual que la
concentración de clorofila en hojas de maíz (Capítulo I, Cuadro 8), mientras que en
berenjena se redujo (Capítulo I, cuadro 18).
En maíz el contenido de P total en raíces aumentó y en berenjena no experimentó
cambios (Capítulo I, Cuadro 10 y 20), al igual que el contenido de fósforo total en tallos
en ambas especies; sin embargo, en hojas aumentó en ambas especies; mientras que el P
total en la planta entera (total) aumentó en maíz y en berenjena no sufrió cambios; así
mismo, el fósforo soluble en hojas y raíces aumentó en ambas especies (Capítulo I,
Cuadro 11 y 21); este resultado es coincidente con lo reportado por Bachiega et al.
(2011) quiénes encontraron que fosfito incrementó el fósforo total y soluble en hojas y
raíces de cítricas pero no mejoró el crecimiento de las plantas; así mismo Thao et al.
(2008a, b) encontraron que la adición de fosfito causó incrementos significativos en el
contenido del fósforo total en plantas de célery y lechuga, pero no hubo una mejora en el
crecimiento de las plantas.
En este trabajo (Capítulo I) la EUP disminuyó en ambas especies; el IAP de raíz
aumentó en maíz, mientras que en berenjena no sufrió cambios (Capítulo I, Cuadro 14 y
24); esto evidencia una atenuación de la respuesta de las plantas ante la presencia de
fosetyl-Al (fosfito) y el aumento del IAP de tallo en ambas especies, así como en el IAP
de hoja en maíz causado por las aspersiones de fosetyl-Al y la ausencia de respuesta en
berenjena, confirman que los contenidos de P dentro de las plantas no fueron adecuados
(P en forma de fosfito) para incrementar el crecimiento y la corrección de la deficiencia
de fósforo en ambas especies; esto quizás debido a que el P en fosfito se encuentra más
reducido que en fosfato; así mismo, la observada disminución de la EAP así como de la
202
longitud radical total en ambas especies podría ser interpretado como una respuesta
contraria a la esperada, por lo que las aspersiones foliares de fosetyl-Al sobre plantas de
ambas especies no logró mejorar la condición de deficiencia de fósforo, sino que por el
contrario en algunos casos acentuó los efectos de ésta.
En el experimento en suelo (Capítulo II), la biomasa seca por órganos y total
(planta entera) de maíz a los 31 días y berenjena a los 57 días se redujo
significativamente cuando las plantas crecieron en suelo sin fertilizar (Capítulo II,
Cuadro 26 y 32); después de las aplicaciones fosforadas al follaje, maíz en suelo con
suplencia limitada de fósforo redujo igualmente su biomasa seca total y por órganos,
mientras que berenjena en el mismo suelo, las aspersiones foliares con los tratamientos
no impidieron las reducciones de biomasa seca de raíces.
La biomasa seca de tallos se vio disminuida en suelo sin fertilizar y las
aspersiones con agua y fosetyl-Al produjeron también una importante disminución de la
biomasa de tallos, mientras que fosfato la aumentó; sin embargo, la reducción más
severa ocurrió en plantas creciendo en suelo sin fertilizar con aplicaciones al follaje de
fosetyl-Al; así mismo, la biomasa seca de hoja disminuyó en plantas creciendo en suelo
sin fertilizar, lo que consecuentemente condujo a una disminución importante de la
biomasa seca total en plantas de berenjena creciendo en suelo sin fertilizar; siendo las
más afectadas las plantas en suelo sin fertilizar asperjadas con fosetyl-Al; este resultado
confirma la observada disminución del crecimiento de ambas especies en el experimento
en soluciones nutritivas en condiciones de suficiencia y deficiencia de fósforo con
fosfato y fosfito (Capítulo I) y además confirma lo planteado por varios autores quiénes
indicaron que fosfito produce efectos perjudiciales sobre las plantas sólo cuando están
deficientes de fósforo (Carswell et al. (1996 y 1997), Förster et al., 1998; Ticconi et al.,
2001, Varadarajan et al., 2002 y Schroetter et al., 2006).
Las relaciones del crecimiento (SR/SA y SR/ST) en maíz a los 31 y 45 días no se
afectaron, mientras que en berenjena a los 57 días en suelo fertilizado, tanto la SR/SA
como la SR/ST aumentaron y las aspersiones con los tratamientos a los 14 y 12 días
(maíz y berenjena) no afectaron dichas relaciones en ambas especies (Capítulo II,
Cuadro 33); este resultado podría explicarse por las diferencias entre las especies
estudiadas. El área foliar de maíz a los 31 días y berenjena a los 57 días, se redujo de
203
manera significativa en plantas creciendo en suelo sin fertilizar y las aplicaciones con los
tratamientos a los 14 y 12 días respectivamente sobre ambas especies, no produjeron
aumento alguno del área foliar total de las plantas; sin embargo, el área foliar de
berenjena creciendo en suelo fertilizado y asperjadas con fosetyl-Al resultó afectada en
comparación al testigo (Capítulo II, Cuadro 28 y 34); dicho resultado contrasta con las
afirmaciones de algunos investigadores quiénes enfatizaron los efectos perjudiciales de
fosfito sobre plantas deficientes de P, pero no en plantas fertilizadas con fosfato
(Carswell et al., (1996 y 1997), Ticconi et al., 2001, Varadarajan et al., 2002 y
Schroetter et al., 2006).
La concentración de clorofila en hojas de maíz a los 31 días y berenjena a los 57
días se vió afectada por las deficiencias de fósforo (suelo sin fertilizar) y las aspersiones
con agua (T1) y fosetyl-Al (T3) sobre ambas especies creciendo en suelo fertilizado,
causaron una reducción de la concentración de clorofila, mientras que fosfato la
aumentó; así mismo, las reducciones de la concentración de clorofila en suelo sin
fertilizar fueron mayores, siendo las asperjadas con fosetyl-Al las más afectadas
(Capítulo II, Cuadro 29 y 35); este resultado confirma los resultados encontrados para
esta variable en plantas de ambas especies creciendo en soluciones nutritivas con
suficiencia y deficiencia de fósforo con fosfato y fosfito (Capítulo I) coincidiendo
además con lo reportado por Bachiega et al. (2011) quiénes encontraron que la clorofila
en hoja de cítricas (medida con Spad) de plantas control y las tratadas con fosfito fueron
similarmente bajas en comparación con las plantas tratadas con fosfato. El contenido de
fósforo total en raíces, tallos y planta entera (total) de maíz a los 31 días en suelo sin
fertilizar disminuyó significativamente; y en berenjena a los 57 días también en suelo sin
fertilizar, el P total en raíces, tallos, hojas y total también disminuyó (Capítulo II,
Cuadro 30 y 36).
Después de las aspersiones con los tratamientos, en maíz a los 45 días, el
contenido de P total de raíces, tallos y hojas disminuyó en plantas creciendo en suelo sin
fertilizar, y fosetyl-Al produjo una disminución del P total en la planta entera creciendo
en suelo fertilizado y fosfato lo aumentó (Capítulo II, Cuadro 30). En berenjena a los 69
días, las aplicaciones fosforadas al follaje de plantas creciendo en suelo con suplencia
limitada de fósforo no aumentaron el contenido de P total radical; sin embargo, fosetyl204
Al; produjo el menor contenido de fósforo total en raíces; mientras que el contenido de P
total en tallos y hojas se redujo con las deficiencias de fósforo (suelo sin fertilizar) y
también con las aspersiones foliares con fosetyl-Al; consecuentemente, el contenido de
fósforo total en la planta entera de berenjena se vió afectado por las deficiencias de
fósforo y por las aspersiones foliares con fosetyl-Al (Capítulo II, Cuadro 36); aun
cuando en esta parte del trabajo no se midió el contenido de fósforo soluble inorgánico
(Pi) en hojas y raíces, se sabe que el Pi soluble representa solo una pequeña fracción del
fósforo total usado para las reacciones bioquímicas y metabólicas de las plantas y en
consecuencia, se podría asumir que, al igual que en el experimento en soluciones
nutritivas con +P y –P fosfato y +P y –P fosfito; las reducciones en los contenidos de P
internos causadas por fosfito (fosetyl-Al) en ambas especies fueron determinantes en la
reducciones del crecimiento, área foliar y contenidos de clorofila en hojas de ambas
especies en las condiciones de crecimiento de esta parte del trabajo (Capítulo II). Los
índices de eficiencia de fósforo no fueron afectados en ninguna de las condiciones de
crecimiento de maíz a los 31 días; sin embargo, las hojas fue el órgano con mayor
acumulación de P (Capítulo II, Cuadro 31).
En berenjena a los 57 días, la EUP aumentó en plantas creciendo en suelo sin
fertilizar y el IAP de tallos y hojas aumentó en plantas creciendo en suelo fertilizado
(Capítulo II, Cuadro 37). Después de las aplicaciones fosforadas (fosfato y fosetyl-Al) al
follaje de maíz a los 14 días (45 días de edad) la EUP de plantas en suelo con suplencia
limitada de fósforo se redujo por efecto de los tratamientos y en suelo fertilizado,
fosetyl-Al y fosfato causaron una disminución de la EUP en plantas; así mismo, en
ambos suelos la EUP de maíz asperjadas con fosetyl-Al no varió y el IAP de tallos
aumentó en plantas en suelo fertilizado; mientras que la EAP de plantas en suelo
fertilizado se redujo con las aspersiones de agua y fosetyl-Al, y además, fosetyl-Al
redujeron la EAP de plantas en suelo con suplencia limitada de fósforo) (Capítulo II,
Cuadro 31).
En berenjena, después de las aspersiones los 12 días (69 días de edad) la EUP de
plantas creciendo en suelo sin fertilizar y asperjadas con agua aumentó, mientras que
con fosfato y fosetyl-Al disminuyó; lo cual podría indicar una mayor capacidad de
sobrevivencia de esta especie a condiciones de escaso fósforo en el suelo; por otra parte,
205
el IAP en raíces y tallos en suelo sin fertilizar disminuyó en el testigo (agua) y con
fosetyl-Al pero con fosfato aumentó; finalmente, las aspersiones con los tratamientos
causaron una disminución de la EAP en suelo fertilizado; mientras que en suelo sin
fertilizar fosetyl-Al redujo la EAP de las plantas (Capítulo II, Cuadro 37). Los resultados
de los índices de eficiencia de fósforo en ambas especies podrían indicar que fosetyl-Al
interfirió con las respuesta de las plantas causando una respuesta desfavorable en la
eficiencia de uso interno de P, en los índices de acumulación de fósforo y en la
eficiencia de absorción de fósforo; sin embargo, aunque la cantidad de fósforo en el
suelo podría haber sido alta, no siempre el fósforo presente está totalmente disponible
para las plantas considerando que se trató de un suelo con características poco común y
más aún la recuperación del P aplicado como fertilizante en etapas tempranas del
crecimiento podría ser muy baja, tal como lo indicó Casanova (2005) porque en el suelo,
más del 80% del P llega a ser inmóvil y no disponible para la absorción de las plantas
debido a la adsorción, precipitación o conversión a formas orgánicas, lo cual afecta la
eficacia de su uso (Bates y Lynch, 2000). La respuesta para maíz podría estar vinculada
a lo expresado por Zoyza et al. (1997) y Hanafi y Leslee (1996) quiénes indicaron que
algunos cultivares de maíz pueden ser más eficientes en la absorción y utilización del
fósforo, lo que en algunos casos estaría vinculado a cambios en la rizósfera en
condiciones de bajo contenido de fósforo en el medio de crecimiento.
En conclusión, en el experimento en soluciones nutritivas (Capítulo I) todas las
variables analizadas fueron afectadas por la presencia de fosfito, la deficiencia de
fósforo y por las aplicaciones de fosetyl-Al sobre plantas de ambas especies, lo que
condujo a una reducción del crecimiento en términos de biomasa seca total y área foliar
total así como de la concentración de clorofila en hojas. Las relaciones del crecimiento
(SR/SA y SR/ST) aumentaron en –P; el P total y soluble (Pi) de hojas y raíces se redujo
y Pi foliar en maíz fue menor en condiciones de +P con fosfito; la eficiencia de uso
interno del fósforo (EUP) aumentó en –P; en maíz el IAP de raíces, tallos y hojas
disminuyó en –P; la EAP para ambos cultivos disminuyó en –P. En ambas especies,
fosfito causó la reducción de la longitud de raíces; la fosfatasa ácida aumentó en –P y la
enzima fitasa no mostró ninguna actividad. Después de 14 y 10 días (Maíz y Berenjena)
de la recuperación a la deficiencia de fósforo mediante aspersiones de fosetyl-Al, el
206
crecimiento de maíz se redujo por las aspersiones de fosetyl-Al; la concentración de
clorofila en hojas de berenjena se redujo.
En maíz, el contenido de P total en raíces aumentó, mientras que hojas el
aumento fue en ambas especies y en maíz el P total en la planta entera (total) también
aumentó; el fósforo soluble en hojas y raíces aumentó en ambas especies. La EUP
disminuyó en ambas especies; el IAP de raíz aumentó en maíz; las aspersiones de
fosetyl-Al aumentaron el IAP de tallo en ambas especies y en hojas de maíz, y además,
disminuyeron la EAP y la longitud radical total en ambas especies.
En el experimento con suelo (Capítulo II), todas las variables analizadas para
ambas especies a los 31 y 57 días se redujeron en suelo sin fertilizar; después de las
aspersiones con los tratamientos, ambas especies en suelo sin fertilizar redujeron el
crecimiento y la reducción más severa ocurrió en plantas creciendo en suelo sin fertilizar
y asperjadas con fosetyl-Al; las relaciones del crecimiento (SR/SA y SR/ST) en maíz a
los 31 y 45 días no se afectaron, mientras que en berenjena a los 57 días en suelo
fertilizado, tanto la SR/SA como la SR/ST aumentaron y las aspersiones con los
tratamientos a los 14 y 12 días (maíz y berenjena) no afectaron dichas relaciones. El área
foliar de maíz y berenjena los 31 y 57 días, se redujo de en plantas creciendo en suelo
sin fertilizar y las aspersiones con los tratamientos a los 14 y 12 sobre ambas especies,
no la aumentaron, sin embargo, el área foliar de berenjena creciendo en suelo fertilizado
y asperjadas con fosetyl-Al resultó afectada en comparación al testigo. La concentración
de clorofila en hojas de maíz y berenjena a los 31 y 57 días se vió afectada por las
deficiencias de fósforo (suelo sin fertilizar) y por las aspersiones con fosetyl-Al; las
reducciones de la concentración de clorofila en suelo sin fertilizar fueron mayores,
siendo las asperjadas con fosetyl-Al, las más afectadas. El contenido de fósforo total por
órganos y en planta entera de maíz y berenjena a los 31 y 57 días en –P (suelo sin
fertilizar) disminuyó.
Después de las aspersiones con los tratamientos, el contenido de P total en maíz y
berenjena disminuyó por la deficiencia de fósforo (suelo sin fertilizar) y por las
aspersiones con fosetyl-Al. La EUP aumentó en plantas de berenjena creciendo en suelo
sin fertilizar y el IAP de hojas en maíz y de tallos y hojas en berenjena aumentó en suelo
207
fertilizado. La aplicación de los tratamiento sobre maíz a los 14 días redujo la EUP de
plantas en suelo sin fertilizar; el IAP de tallos aumentó en plantas en suelo fertilizado y
la EAP de plantas en suelo fertilizado se redujo con las aspersiones de agua y fosetyl-Al.
En berenjena, después de las aspersiones los 12 días, la EUP de plantas en suelo sin
fertilizar y asperjadas con agua aumentó, mientras que con fosfato y fosetyl-Al
disminuyó; el IAP en raíces y tallos en suelo sin fertilizar disminuyó en el testigo (agua)
y con fosetyl-Al; las aspersiones con los tratamientos causaron una disminución de la
EAP en suelo fertilizado; mientras que en suelo sin fertilizar, la EAP de las plantas se
redujo con aplicaciones de fosetyl-Al. Los resultados encontrado demuestran que el
fosfito no fue una fuente adecuada de fósforo para las dos especies estudiadas y que su
efecto sobre plantas en condiciones de deficiencia de fósforo tal y como se comprobó en
el experimento en soluciones nutritivas y suelo lejos de mejorar el crecimiento y
desarrollo de las plantas lo deteriora; es decir, si fosfito fuera una fuente adecuada de
fósforo hubiera podido recuperar las plantas sobre las cuales fue asperjado (fosetyl-Al)
luego del período de deficiencia de fósforo; sin embargo este no fue el caso en el
experimento en soluciones nutritivas; esto podría estar asociado a la naturaleza de la
molécula de fosfito donde el fósforo está más reducido en comparación al P en la
molécula de fosfato, lo que en consecuencia produce el efecto de un gradual deterioro si
se compara con el efecto de la deficiencia limitada de P como fosfato, donde el deterioro
es muy rápido y generalmente viene acompañado del colapso total de las plantas.
208
CONCLUSIONES
-
Fosfito y la baja suplencia de fosfato en soluciones nutritivas redujeron la
biomasa seca, el área foliar total y la concentración de clorofila total foliar de
maíz y berenjena; mientras que las relaciones del crecimiento SR/SA y SR/ST
así como la longitud radical total aumentaron en condiciones de deficiencia de
fósforo.
-
Las aspersiones foliares de fosetyl-Al sobre plantas deficientes de fósforo de
ambas especies no hicieron posible la recuperación a la deficiencia de fósforo en
términos de crecimiento estimado como biomasa seca total y área foliar total;
sino que por el contrario, el crecimiento de maíz se redujo por las aspersiones
con el producto; mientras que la concentración de clorofila total en hojas se
mantuvo invariable y en el caso de berenjena disminuyó.
-
Fosfito no afectó el contenido de fósforo total en raíces de maíz, pero lo redujo
en tallos, hojas y planta entera de maíz y en hojas de berenjena; así mismo, la
deficiencia de fósforo redujo en contenido de P total en todos los órganos y en
planta entera de ambas especies. Las aspersiones con fosetyl-Al aumentaron el
contenido de P total en raíces y planta entera de maíz; así como en hojas de
ambas especies.
-
El fósforo soluble inorgánico (Pi) en hojas y raíces de maíz se redujo con fosfito
y con las deficiencia de fósforo, mientras que en berenjena solo la deficiencia de
fósforo redujo el Pi foliar y radical y las aspersiones con fosetyl-Al aumentaron
el Pi foliar y radical en ambas especies.
-
Los valores de eficiencia de uso de fósforo (EUP) fueron mayores en plantas en
–P que el +P en ambas especies y las aspersiones con fosetyl-Al la disminuyeron,
mientras que la eficiencia de absorción de fósforo (EAP) disminuyó en –P y las
aspersiones con fosetyl-Al la aumentaron; sin embargo, los índices de
acumulación de fósforo (IAP) de tallos y hojas aumentaron en +P en ambas
209
especies y el IAP de raíces solo aumentó en maíz con +P; las aspersiones foliares
con fosetyl-Al produjeron un aumento de los IAP de raíces y hojas en maíz y
berenjena no mostró respuesta.
-
La actividad de la enzima fosfatasa ácida en la secreción radical de maíz y
berenjena fue mayor bajo condiciones de deficiencia de fósforo, siendo mayor
cuando la fuente de fósforo en la solución nutritiva fue fosfato y fosfito alteró
dicha inducción. En ambas especies no se observó la inducción de actividad
fitasa.
-
En el experimento con suelos, la suplencia limitada de fósforo (suelo sin
fertilizar) redujo el crecimiento en términos de biomasa seca total y área foliar de
plantas de maíz y berenjena, así como la concentración de clorofila en hojas, el
contenido de P total por órganos y en planta entera. Las relaciones del
crecimiento SR/SA y SR/ST en berenjena disminuyeron bajo estas condiciones;
mientras que para maíz no hubo respuesta en esta variable.
-
Bajo suplencia limitada de fósforo (sin fertilizar) la eficiencia de uso de fósforo
(EUP) en berenjena fue mayor que en suelo fertilizado; los índices de
acumulación de fósforo (IAP) disminuyeron y para la eficiencia de absorción de
fósforo no hubo respuesta; mientras que para maíz, ninguno de los índices de
eficiencia de fósforo fueron afectados en ambos suelos.
-
Después de las aplicaciones foliares de agua, fosfato y fosetyl-Al sobre plantas
de ambas especies, el crecimiento en términos de acumulación de biomasa seca
total y área foliar se redujo en las plantas en suelo con suplencia limitada de
fósforo (sin fertilizar) y fueron asperjadas con fosetyl-Al.
-
La concentración de clorofila total en ambas especies se redujo en plantas
creciendo en suelo con suplencia limitada de fósforo y por las aspersiones de
fosetyl-Al.
210
-
Las aspersiones con fosetyl-Al causaron una disminución del fósforo total por
órganos y en planta entera en ambas especies creciendo en suelo con suplencia
limitada de fósforo (sin fertilizar)
-
La eficiencia de uso de fósforo (EUP) se redujo en maíz por las aplicaciones de
los tratamientos; así mismo, los índices de acumulación de fósforo (IAP) no
observaron respuesta y la eficiencia de absorción de fósforo (EAP) se redujo por
las aspersiones de fosetyl-Al al igual que el testigo. En berenjena las aplicaciones
de fosetyl-Al disminuyeron la eficiencia de uso de fósforo (EUP) de plantas en
suelo con suplencia limitada de fósforo (sin fertilizar); los índices de
acumulación de fósforo (IAP) de raíces y tallos como la eficiencia de absorción
de fósforo (EAP) disminuyeron con aplicaciones de fosetyl-Al sobre plantas en
suelo sin fertilizar.
211
CONCLUSION GENERAL
Las plantas de maíz y berenjena, bajo las condiciones establecidas en este estudio
mostraron un retardo en el crecimiento cuando la fuente de fósforo fue el fosfito y por
las aplicaciones foliares con fosetyl-Al, incluso en algunos casos el fosetyl-Al afectó
algunas variables específicas del crecimiento y desarrollo de las plantas en ambas
especies creciendo en suelo fertilizado con fosfato. Si fosfito fuera una fuente adecuada
de fósforo para las plantas bajo estudio, éste debió mejorar el crecimiento y desarrollo de
las plantas deficientes de fósforo; sin embargo, los resultados encontrados en este
estudio demostraron que este no fue el caso. Por otra parte, se evidenció una alteración
de la respuesta fisiológica por fosfito, debido a que el crecimiento en presencia de fosfito
no se detuvo por completo y los síntomas visuales por deficiencia de fósforo fueron
distintos cuando la fuente de fósforo fue fosfato o fosfito. Por lo que los derivados del
ácido fosforoso (fosfitos) no deberían ser usados en estas dos especies como fertilizantes
fosforados alternativos, mucho menos cuando las plantas están en condiciones de
deficiencia de fósforo, debido a que las aspersiones con fosetyl-Al sobre plantas de
ambas especies creciendo en condiciones de suplencia limitada de fósforo acentuaron
dicha deficiencia; Por lo que se comprueba la hipótesis planteada en esta investigación
de que los derivados del ácido fosforoso pueden enmascarar la deficiencia de fósforo en
algunas plantas.
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231
ANEXOS
Anexo 1. Curva patrón de Paranitrofenol (PNP 10 mol/ml, 139.1 g/mol)
0,8
0,7
y = 1,7955x + 0,0246
R² = 0,9968
Absorbancia
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
µmol de PNP/ml
232
Anexo 2. Curva patrón de Pi (5 mg/l de P), para determinación de fósforo (Fiske y
Subarrow, 1925)
0,90
0,80
y = 0.1707x - 0.0032
R² = 0.9979
0,70
Absorbancia
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
µg de Pi
233