Localización del Experimento

El estudio se realizó en el invernadero tipo túnel del Departamento de Horticultura de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), en Buenavista, Saltillo, Coahuila, México.

Material Vegetativo

El material utilizado fue el bulbo de Lilium sp. híbrido asiático cultivar Brunello calibre 14/16 de color naranja, con un periodo de crecimiento de 80-90 días, altura de la planta de 80 a 90 cm, posición de flor hacia arriba, y número de botones de seis a ocho por tallo.

Establecimiento del Experimento

Se realizó en el verano del 2007, se establecieron 120 bulbos del cultivar Brunello, mismos que fueron plantados en macetas con capacidad de 2.5 L. Cada maceta se llenó con su correspondiente mezcla de turba de musgo y lodo industrial textil crudo; el lodo industrial textil fue obtenido de la empresa fabricante de mezclilla Fábrica La Estrella, S. A. de C. V. (FLESA) ubicada en Parras de la Fuente Coahuila, México. Se aplicó el lodo industrial en forma cruda sin previo tratamiento. Se aplicaron cuatro tratamientos: 0 (testigo), 2, 5 y 10% de lodo mezclado con turba de musgo.

Variables Evaluadas

Altura de planta, diámetro de tallo, diámetro de flor, número de botones florales, longitud y diámetro de botón floral, contenido de macro y micronutrientes, incluyendo; K, Mn, Fe, Cu, Zn, Ca, Mg y N, además del Na y los metales pesados como el Cr, Al, Cd, Ni y Pb. Las variables se midieron en 15 plantas por cada tratamiento. En el caso de la concentración de minerales y metales pesados se utilizó una mezcla compuesta de tres plantas por cada tratamiento en plena floración separando hoja, tallo, flor y raíz. También se determinaron las características anatómicas del tallo con una evaluación histológica del área de vasos de xilema, frecuencia de los vasos de xilema y área de las células del parénquima.

Diseño Experimental y Análisis de la Información

El diseño experimental fue completamente al azar y constó de cuatro tratamientos y 15 repeticiones. La unidad experimental fue una maceta. Para el análisis de la información, se realizaron tres pruebas estadísticas en forma independiente. Por un lado, para medir la influencia de las diferentes dosis de lodos residuales sobre la acumulación de los metales evaluados, se aplicó una prueba no-paramétrica de proporciones estadísticas (P ≤ 0.05) seguida de una prueba de contrastes ortogonales. Para determinar la influencia de la concentración de los metales pesados en la raíz en relación al tallo, hoja y flor de las plantas evaluadas, se realizó un análisis de correlación y regresión (P ≤ 0.05) estadística (^{Sokal y Rohlf, 1995}). La posible influencia de los lodos industriales sobre el crecimiento de las plantas (diámetro y longitud del tallo) y la flor de ellas (longitud de botones y diámetro de flor) fue determinada a través de un análisis de varianza, seguido de una prueba de separación de medias de Fisher DMS (P ≤ 0.05, ^{Steel y Torrie, 1980}). Para las pruebas estadísticas se usaron los programas SPSS^® ver. 9.2 en las pruebas no paramétricas y STATISTICA^® ver 6.2 en el caso del análisis de varianza y las regresiones lineales.

Metodología de Evaluación

El diámetro del tallo se midió con vernier a la altura de la parte superior de la maceta para tener un punto guía de medida. La longitud de planta se midió con flexómetro desde la parte superior media de la maceta hasta donde inicia el ápice vegetativo. Se contabilizaron los botones florales de cada planta. El diámetro de flor fue el resultado del promedio de la lectura longitudinal y transversal de la flor. La evaluación histológica se realizó a una altura del tallo de 20 cm. Una vez establecidos los bulbos en las macetas se les aplicó un riego diario. La fertilización se hizo cada tercer día, en las dos primeras semanas después de la siembra no se aplicó fertilizante, iniciándose la aplicación a partir de la tercera semana con las siguientes cantidades: nitrato de potasio (13-02-44) 312.38 g; nitrato de magnesio (9.7% de Mg) 7.82 g; PoIy Feed (19-19-19) 93.68 g; quelato de hierro (7%) 3.88 g. A partir de la quinta semana y hasta la cosecha, aparte de los productos ya mencionados, se agregaron 191.66 g de nitrato de calcio (15.5-00-00-19); estos fertilizantes se disolvieron en 200 L.

Análisis en Laboratorio

En el Laboratorio de Nutrición Animal de la UAAAN se determinó la concentración de minerales así como el peso fresco y seco de la planta, usando una muestra compuesta de tres plantas por tratamiento. Para determinar el peso fresco las plantas se lavaron con agua potable y enjuagaron con agua destilada, después se separó el tallo, hoja, flor y la raíz, para posteriormente obtener el peso fresco de cada planta en la báscula analítica y luego escribir el valor promedio. Después cada órgano de la planta se puso en bolsas de papel identificadas según el tratamiento para obtener el peso seco constante en una estufa de secado a 60 ^oC durante 24 h. La determinación de la concentración de minerales de la planta se hizo de acuerdo a los métodos descritos por ^{Fick et al. (1976)}. Las muestras secas se molieron y fueron guardadas en frascos de vidrio, se les determinó Na, K, Fe, Cu, Zn, Ca, Mg y en el caso del N se utilizó el método de Kjeldahl (^{AOAC, 1980}).

La caracterización histológica se realizó de acuerdo a la técnica de la parafina descrita por ^{O´Brien y Mc Cully (1981)}. Las muestras fueron analizadas usando un microscopio compuesto acoplado a una computadora con software de análisis de imagen AxioVision 4.5.

El análisis químico del lodo industrial fue llevado a cabo usando técnicas descritas por la ^{AOAC (1980)}. En la muestra de lodo industrial textil se determinaron la presencia y concentración de coliformes fecales, Salmonella spp., huevos de helmintos, arsénico y metales pesados como el Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni y Zn señalados en la NOM-004-SEMARNAT-2002, se realizaron en un laboratorio certificado para la mencionada norma oficial. Por otra parte, también se determinó la presencia y concentración de los metales pesados de Cr, Al, Cd, Ni y Pb en una mezcla compuesta de tallo, hojas y flores de la planta de Lilium sp. conforme al método Environmental Protection Agency 6020A (^{EPA, 2007}).

Análisis de Tejido Vegetal

La prueba de proporciones demostró que la acumulación foliar de los elementos Ca, Fe, Zn, Mn, Mg, Na, K y N no fue afectada por los otratamientos aplicados (P ≥ 0.05). En el caso del Cu el testigo presentó niveles de acumulación (30 mg kg^-1) similares al tratamiento en donde se incorporó el lodo a una concentración del 2% (14 mg kg^-1) (P = 0.062); sin embargo, el nivel de acumulación de Cu en el tratamiento testigo estadísticamente fue mayor que en el resto de los tratamientos (P ≤ 0.05). Los tratamientos al 2, 5 y 10% de lodo, no difirieron estadísticamente entre ellos (P ≥ 0.05).

En cuanto a la concentración de minerales en el tallo, el análisis estadístico demostró que el contenido de Ca en el testigo y los tratamientos con 2 y 10% fue mayor que lo encontrado en el tratamiento con el 5% de lodo (P ≤ 0.05). En lo que concierne al Zn, la mayor acumulación se presentó cuando se usó un 2% del lodo en el sustrato (P = 0.03), mientras que los demás tratamientos presentaron una acumulación similar (P ≥ 0.05). La menor acumulación de Mn se presentó en tallos de plantas desarrolladas en un sustrato conteniendo un 10% de lodo industrial (P ≤ 0.05), mientras en el testigo se acumuló mayor cantidad de Mg (P ≤ 0.05).Tanto para el Na, Fe, Cu, K y N en el tallo, no existieron diferencias estadísticas entre tratamientos para cada uno de los minerales (P ≥ 0.05).

En las flores, solamente en el contenido de Ca se reflejó la influencia de los lodos industriales. En este caso, las plantas crecidas en sustrato conteniendo un 2% del lodo industrial presentaron una concentración menor a los demás tratamientos, incluido el testigo (P = 0.03). Los tratamientos restantes se comportaron de manera similar (P ≤ 0.05). En relación al Fe, Zn, Mn, Mg, Na, Cu, K y N, no existieron diferencias estadísticas entre tratamientos (P ≤ 0.05).

Para la raíz, la prueba de proporciones demostró que no hubo diferencias atribuibles a los tratamientos (P ≥ 0.05) en la concentración de Ca, Fe, Zn, Mg, Na, Cu y N (P ≤ 0.05).Sólo el Mn y el K presentaron diferencias significativas entre tratamientos. En el primero, tanto el testigo como el tratamiento con 2%, presentaron niveles superiores al resto de los tratamientos (281 y 355 mg kg^-1, respectivamente) (P ≤ 0.05), pero los valores fueron similares entre ellos (P ≥ 0.05). La acumulación más baja de Mn se presentó en el 5% y 10% de lodo (77 y 97 mg kg^-1, respectivamente) (P ≤ 0.05), aunque no hubo variación entre ellos (P ≥ 0.05).

La mayoría de los minerales están dentro del rango de suficiencia marcado por ^{Mills y Jones (1996)} para Lilium sp.; sólo el contenido de Fe rebasa dichos valores; sin embargo, no se presentó ningún síntoma de toxicidad por parte del mineral. Un efecto similar fue reportado por ^{Ortiz et al. (1999)} al observar que el contenido de nutrimentos esenciales (N, P, Ca, Mg, K, Fe, Na, Zn y Mn) se encuentran dentro del intervalo normal en la planta de maíz (Zea mays L.), excepto el Fe y el Mn, que se detectaron en concentraciones más elevadas después de la aplicación de lodo industrial, pero no se observaron síntomas de deficiencia o toxicidad. Asimismo, ^{Cuevas y Walter. (2004)} observaron que el contenido de N, P, K, Ca, Mg, Cu y Zn estuvieron dentro de los límites normales para el buen desarrollo de las plantas de maíz después de la aplicación de la composta de lodo durante dos años. En el Cuadro 3 se muestra el contenido de minerales de la planta de Lilium sp.; cultivar Brunello en comparación con lo reportado por otros autores.

^† Mills y Jones (1996). ^{‡Subbarao et al. (2000)}.

Cuadro 3 Concentración promedio de minerales en Lilium sp. cultivar Brunello. 

El análisis de correlación y regresión realizado para evaluar la concentración de minerales en los distintos órganos de la planta, sugiere que en el caso del Cu, la acumulación de este metal en la raíz es independiente a su cantidad tanto en el tallo como en la hoja, pero no en las flores, donde al aumentar la concentración del Cu en la raíz, disminuye en la flor de Lilium sp. La acumulación del K en la raíz y su relación con las hojas y las flores son independientes. En el caso del N, al aumentar su concentración en la raíz, también lo hizo en la flor de Lilium sp. El análisis de la acumulación de Zn la raíz, sugiere que al aumentar esta, similar es lo ocurrido en el tallo, no así en la hoja y flor. Al incrementar la concentración del Mn en la raíz, ocurre un proceso similar en el tallo y la hoja; sin embargo, no existe relación alguna respecto a la flor. Por su parte, cuando al aumentar la acumulación de Ca en la raíz, disminuye la acumulación de este metal en el tallo, posiblemente, por ello no se detecta una relación en la hoja y flor. Un proceso similar ocurrió con la acumulación del Fe. En relación a la acumulación del Mg en la raíz, al incrementar este, también hubo un aumento en la flor, aunque esto no hubo relación significativa en el tallo y en la hoja. La acumulación del Na en la raíz no presentó relación alguna en el tallo, hoja y flor de Lilium sp. Los coeficientes de correlación y determinación completos pueden apreciarse en el Cuadro 4.

^† C = correlación. R2 = coeficiente de determinación.

Cuadro 4 Análisis de correlación y coeficiente de determinación en la concentración de minerales en los distintos órganos de las plantas en relación a la concentración determinada en la raíz. 

En el Cuadro 5 se muestra la comparación entre el contenido de metales pesados de la planta de Lilium sp.; y los reportados por ^{Pais y Jones (1996)} y ^{Mills y Jones. (1996)}, en el cual se observa que los rangos de Cr, Cd, Ni, Pb y Al se encuentran en niveles adecuados, por tal motivo no representan problemas de toxicidad para la planta. Esto coincide con ^{Illera et al. (2001)} y ^{Salcedo et al. (2007)}, quienes observaron que contenidos de metales pesados (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn) en la parte aérea de la planta de tomillo (Thymus zygis), y en el grano de maíz no superan los límites considerados como tóxicos para las plantas herbáceas y el tipo de grano después de la aplicación de biosólidos y lodos residuales, respectivamente. En otro estudio ^{Hernández et al. (2005)} encontraron que la concentración promedio de metales pesados (Cd, Pb, Cu, Ni, Fe, Zn, Mn) en la parte aérea en el cultivo del sorgo forrajero (Sorghum vulgare Pres.) se ubica en los niveles nutricionales adecuados después de la aplicación del lodo residual. Un efecto similar se presentó con la aplicación de una composta de lodo residual en plantas de maíz, cuyo contenido de metales pesados en la parte aérea (Cu, Zn, Cd y Ni) estuvieron lejos de los valores considerados como críticos para la planta; en el caso del Pb y Cr fueron menores al límite de detección (^{Cuevas y Walter, 2004}). Lo anterior difiere de los resultados obtenidos por ^{Ortiz et al. (1999)}, en el cultivo del maíz, ya que no detectaron la presencia de metales pesados como el Cr, Pb, Ni, Cd y Co, lo cual puede deberse a las características del lodo utilizado ya que éstas varían de acuerdo a su origen, clima, composición química, entre otras. En el presente estudio, la concentración del Cr, Cd, Ni y Pb en las plantas de Lilium sp.; crecidas en el tratamiento testigo fue mayor que los demás tratamientos, sin embargo, no rebasa el nivel considerado como tóxico; en el caso del Al, las plantas del tratamiento al 10% presentaron la concentración más alta, pero está dentro del nivel normal de concentración en las plantas.

^{†Pais y Jones (1996)}; ^{‡Mills y Jones (1996)}.

Cuadro 5 Concentración de metales en la parte aérea (hoja, tallo y flor) del cultivar Brunello en los diferentes tratamientos de lodo. 

Variables Morfológicas

El análisis de varianza demostró que existieron diferencias altamente significativas para el diámetro del tallo (P ≤ 0.01) y significativas en longitud del tallo de las plantas de Lilium sp. (P ≤ 0.05) (Cuadro 6). Con el uso del lodo industrial textil se incrementó la longitud del tallo, lo cual coincide con los resultados obtenidos por Salcedo et al. (2007) ya que las aplicaciones de lodo residual incrementaron la longitud del tallo en plantaciones forestales de Pinus douglasiana. Otro caso es reportado por ^{Jurado et al. (2006)} quienes reportaron que la aplicación de biosólidos incrementó la altura del zacate navajita (Bouteloua gracilis). La aplicación del lodo que produjo un incremento en la longitud de Lilium sp. fue con el tratamiento al 2%, aunque estadísticamente no hubo diferencia significativa con la del 5%; al incrementar el volumen de lodo en el sustrato en proporciones mayores al 5% se disminuyó la longitud del tallo. Esto puede deberse a la alta conductividad eléctrica (49 dS m^-1) del lodo industrial textil crudo; un efecto similar lo encontró ^{Mirelles et al. (2002)}, quienes obtuvieron incrementos en la longitud del tallo con la menor dosis de lodo fresco y compostado en plántulas de tomate, rye-grass, espinaca, trigo, lenteja y maíz. Los mismos autores reportaron que al aumentar la dosis de lodo aplicado, los valores de la longitud del tallo disminuyen a causa de la alta conductividad eléctrica. Por lo tanto es posible sugerir la existencia de un efecto de alta conductividad, ya que únicamente el testigo presentó un mayor diámetro de tallo; sin embargo, esto difiere con los resultados reportado por ^{Salcedo et al. (2007)}, sobre el uso de lodo residual en una plantación de Pinus douglasiana, quienes registraron un incremento del diámetro del tallo en un 18% con una dosis mayor de lodo en comparación con el control. Si bien el lodo industrial no favoreció el incremento en el diámetro del tallo de Lilium sp.; éste fue lo suficientemente resistente para soportar a la planta tal como se constató al no presentarse acame de las plantas. Con una conductividad similar (49 dS m^-1) que presentó el lodo, ^{Fassbender y Bornemisza (1987)}, reportan que solamente cultivos muy tolerantes a sales pueden crecer, pero en este experimento, la relación de volumen de lodo con la turba de musgo es mucho menor, por lo cual la dosis de los elementos que podrían afectar a las plantas es mínima.

^† Medias seguidas de letras distintas indican diferencia estadística de acuerdo a la prueba de separación de medias Fisher (P ≤ 0.05).

Cuadro 6 Valores promedio ± error estándar (EE) de la longitud y diámetro del tallo, diámetro de flor y longitud de botones de Lilium sp. 

La longitud del tallo en Lilium sp.; es un criterio de calidad muy importante; por ejemplo Coxflor®, la cual es una empresa pionera y líder en la producción de flores en México, marca una clasificación de calidad para la comercialización de esta flor que se basa en la altura y el número de botones florales por tallo. Dicha clasificación muestra diferentes categorías, en donde la calidad Plus es de cuatro a seis botones por tallo y una altura de 90-110 cm; la calidad Exp es de dos a tres botones por tallo con una altura de 70 a 80 cm; y la calidad Med es de uno a dos botones por tallo con una altura de 70 cm. Con base en lo anterior solo el tratamiento con lodo al 2% entra en la clasificación de Exp, mientras que el resto de las plantas no logran ingresar en dicha clasificación. Sin embargo, dicha clasificación no especifica si la medición de la altura se incluye la parte del racimo floral. Respecto a la influencia de la aplicación del lodo industrial sobre la producción de botones florales en plantas de Lilium sp.; no existieron diferencias estadísticas entre tratamientos (P = 0.5708), en promedio se tuvieron cinco botones florales por tallo para los cuatro tratamientos.

De acuerdo al análisis de varianza realizado, los resultados obtenidos sugieren un efecto del lodo industrial sobre la longitud de los botones florales (P = 0.013). Respecto al diámetro de los botones florales no se encontraron diferencias significativas (P = 0.165). En cuanto al diámetro de la flor, el análisis sugiere la existencia de diferencias estadísticas entre tratamientos en función del volumen de lodo industrial aplicado (P = 0.017, Cuadro 6).

Características Anatómicas

Con el uso del lodo industrial textil crudo, el área de los vasos del xilema se incrementó respecto al testigo en un 59.1% para el tratamiento con lodo al 10% y cerca del 400% para el tratamiento al 2% (Cuadro 7). El valor práctico de este cambio es referido por ^{Díez et al. (1995)} al sugerir que las plantas con vasos de diámetro pequeño, además de tolerar sequías, tienen mayor tolerancia a las enfermedades vasculares, ya que su tamaño reducido dificulta la distribución del patógeno por los vasos del xilema. Por otra parte, el área de las células del parénquima fue decreciendo con la aplicación de los diferentes tratamientos de lodo industrial (Cuadro 7). ^{Page (1983)} menciona que el incremento del diámetro de las células del parénquima se asocia indirectamente con el aumento de la biomasa, así como con un mayor grosor del tallo. Esto pudiera ser parte de la explicación del diámetro mayor del tallo obtenido en el testigo en comparación con los demás tratamientos. La mayor frecuencia de vasos de xilema se presentó en las plantas testigo seguido de plantas crecidas en sustratos con lodo al 10% (Cuadro 7). ^{Castillo et al. (2005)} reportan que la gran densidad de vasos y el reducido tamaño de los mismos, ofrecen seguridad en la conducción de agua a través del xilema, ya que disminuyen la formación de embolismos, o en aquellos vasos donde se llegan a formar estos embolismos la conducción de agua será poco afectada. El agua del vaso bloqueado puede moverse entonces lateralmente hacia otro vaso contiguo y continuar así su desplazamiento (^{García et al., 2006}), habilidad que posiblemente aumente al elevarse la densidad de vasos de xilema.

^† Medias seguidas de letras distintas indican diferencia estadística de acuerdo a la prueba de comparación de medias Tukey (P ≤ 0.05).

Cuadro 7 Efecto del lodo industrial textil crudo sobre las características anatómicas de las plantas de Lilium sp. 

La Figura 1 representa el corte transversal de tallo de Lilium sp.; donde se identifican los vasos del xilema (X) en los diferentes tratamientos de lodo industrial, observados con objetivo de 10x.

Figura 1 Corte transversal de tallo donde se observan los vasos del xilema (X). 

Se observó una asociación entre algunas variables morfológicas y anatómicas a partir de la aplicación del lodo industrial en Lilium sp.; (Figura 2). Una de ellas, es la relación que existe entre los vasos del xilema con el diámetro de la flor (r = 0.8258; P ≤ 0.05) y la longitud del tallo (r = 0.7518; P ≤ 0.05), datos de los Cuadros 6 y 7, lo cual es de particular interés, ya que estas variables son de importancia comercial.

Figura 2 Correlación entre el área de los vasos del xilema con el diámetro de flor y la longitud del tallo.