Sitio experimental

La presente investigación se realizó en la Unidad Académica de Agricultura de la Universidad Autónoma de Nayarit, dentro de un invernadero tipo cenital con cobertura de polietileno blanco lechoso y malla antiáfidos en las ventanas laterales, con ubicación geográfica a 21º 25' 40'' N, 104º 53' 30'' O y 984 m de altitud. La temperatura máxima promedio fue de 41 ºC, mínima de 18 ºC y humedad relativa promedio de 60 % durante los meses de marzo a junio.

Material vegetal

Se evaluaron los cultivares Calvillo Siglo XXI y Merita, a partir de estacas de 30 cm de largo y al menos 0.5 cm de diámetro, obtenidas de un huerto experimental establecido en el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) en Santiago Ixcuintla, Nayarit y enraizadas en una cama con agrolita. Cuando las estacas presentaron callo y comenzaron a desarrollar raíces se regaron con solución nutritiva universal de Steiner al 50 % (^{Steiner, 1984}) dos veces por semana; posteriormente, las plantas obtenidas se establecieron en un sistema hidropónico con raíz flotante, en contenedores con capacidad de 12 L, que fueron llenados con 10 L de solución nutritiva universal de Steiner. El sistema de aireación se instaló con bombas para pecera de 0.175 kg cm^-2, que se mantuvieron encendidas las 24 h del día. Los tratamientos salinos correspondientes se aplicaron dos semanas después del trasplante. La solución se renovaba cuando se consumía el 25 %.

Tratamientos, diseño y unidad experimental

Se utilizó un diseño de tratamientos factorial 2 × 5, los factores fueron los dos cultivares y cinco niveles de salinidad inducidos con cloruro de sodio (NaCl). Los niveles de salinidad de la solución nutritiva se ajustaron a las conductividades eléctricas de 2.0, 2.5, 3.0 y 3.5 dS m^-1 con adición de NaCl; el testigo consistió en la solución nutritiva Steiner al 50 % sin NaCl, que presentó CE de 1.2 dS m^-1. La cantidad de NaCl se calculó mediante la ecuación propuesta por el Laboratorio de Salinidad de los Estados Unidos de América (^{Richards, 1980}): mg L^-1 = 640 × CE, donde CE es la conductividad eléctrica expresada en dS m^-1. El diseño experimental utilizado fue completamente al azar con cinco repeticiones y la unidad experimental consistió de dos plantas.

Variables evaluadas

Cada 15 d se registró el volumen de agua transpirada, se realizaron dos evaluaciones del número y longitud de brotes en cm y número de hojas por brote a los 15 y 30 d después de la aplicación de los tratamientos. Después de cuatro meses, las plantas se trasladaron al laboratorio donde se procedió a separar la raíz, tallo y hojas para evaluar el resto de variables. Se cuantificó el volumen de agua transpirada (L/planta/semana), el número y longitud de brotes, número de hojas por brote, vida media de la hoja (en tres hojas por planta) colocando un anillo de estambre en el peciolo, se identificó la fecha cuando la hoja había abierto por el color del estambre y se contaron los días a abscisión; el contenido de clorofila se evaluó con un medidor de clorofila SPAD-502 (Konica Minolta, Tokio, Japón) en dos hojas maduras en la parte media de la planta, a los 99, 106 y 113 días de establecido el experimento (ddee).

Al final del experimento se medió el área foliar de cinco hojas en cm² con un integrador de área foliar LI-3100 (LICOR, Inc. Lincoln, Nebraska, EUA). Para la impresión de estomas, de cada planta se tomaron tres hojas completas, maduras, sin daño mecánico, ni por insectos; la impresión de estomas se realizó en la parte media, abaxial de la hoja con el método microrelieve con pegamento de secado rápido (^{Weyers y Meidner, 1990}), se fotografiaron tres campos por hoja con el objetivo 40x de un microscopio estereoscópico Leica CME (Microsystems AG, Wetzlar, Alemania); las imágenes se analizaron con el programa Image Tool V3.0 (UTHSCSA, University of Texas Health Science Center, San Antonio, Texas); se cuantificó el número de estomas por campo, la densidad estomática y se midió el diámetro longitudinal de cinco estomas elegidos al azar. A los 120 d se midió la longitud de raíz en cm. Se determinó la materia fresca y seca en g en hojas, tallo y raíz, la concentración de P, Ca, K y Na en porcentaje, y se calculó la relación K/Na.

Análisis estadístico

Se realizó análisis de varianza y prueba de medias por Tukey (P ≤ 0.05). Los datos se procesaron con el programa SAS® 9.2 (Statistical Analysis System, SAS Institute Inc.).

Consumo de agua

El consumo de agua presentó diferencias estadísticas debido a las condiciones de salinidad que se manifestaron a partir de los 45 d (Cuadro 3).

Las plantas que consumieron más agua fueron las que se cultivaron en CE de 2.5 dS m^-1, y presentaron también el mayor número de brotes (Cuadro 3). En ocasiones las raíces pueden absorber la sal del suelo para aumentar la presión osmótica, lo que incrementa la capacidad de absorber agua (^{Zhuang et al., 2010}). La disminución en la transpiración en las plantas cultivadas en concentraciones de más alta salinidad pudo deberse a que las plantas reducen la transpiración para evitar la absorción excesiva de iones tóxicos y su acumulación en los tejidos. De la misma forma, ^{Casierra-Posada (2006)} encontró en plantas de guayabo cv. Cimpa 00916 de tres meses de edad propagadas por semilla un ligero incremento en la evapotranspiración (0.03 %) a 2.0 mM de NaCl; sin embargo, en concentraciones de 4.0, 6.0 y 8.0 mM la evapotranspiración se redujo.

Contenido de clorofila

Sólo se encontraron diferencias en el contenido de clorofila entre cultivares a los 113 ddee. Esto significa que, para esta variable, el comportamiento de los cultivares difiere en el tiempo (Cuadro 4). Al contrario de lo consignado por ^{Gonzalez et al. (2012)}, quienes encontraron que plantas de tres meses de portainjertos de cítricos, limón Rugoso y citrumelo Swingle, a las que se les agregaron 50 mM de NaCl en la solución nutritiva, disminuyeron el índice de clorofila a los 40 ddee de 49 a 23 y de 62 a 50 unidades SPAD. Es importante considerar que la respuesta al estrés depende del genotipo y del tiempo que permanecen las plantas en esas condiciones (^{Tester y Davenport, 2003}), lo que podría explicar la disminución del contenido de clorofila a través del tiempo en hojas del cv. Merita observada en este trabajo.

Vida media de la hoja

La vida media de la hoja (Cuadro 2) disminuyó conforme se incrementó la salinidad. Estos resultados coinciden con lo reportado por ^{Plaut et al. (2000)}, quienes encontraron que la salinidad incrementó el área foliar necrosada y la senescencia de la hoja en Saccharum officinarum L.

El número de días a caída de hojas en los diferentes tratamientos fue ligeramente menor de la mitad de lo reportado por ^{Kumar y Pandey (1979)}; estos autores encontraron en guayabo cv. Lucknow-49 que la estabilización de nutrimentos ocurrió entre los cinco y siete meses después de emergida la hoja.

Número de hojas y área foliar

No se encontraron diferencias en el área foliar de cinco hojas (Cuadro 5). Aunque se considera que el área foliar puede ser afectada por la salinidad, la respuesta depende de los cultivares y su grado de tolerancia (^{Ali et al., 2004}).

Número de hojas, longitud de raíz y materia fresca

No se encontraron diferencias en el número de hojas, longitud de raíz, ni materia fresca (Cuadro 5). Se considera que la salinidad provoca decremento en el crecimiento de las plantas debido a la disminución de la absorción de agua, y el contenido de materia fresca es más afectado que el de materia seca; ésto resulta en menor tamaño y, en ocasiones, menor número de hojas (^{Al-Maskri et al., 2010}). En este trabajo, el número de hojas no fue afectado, lo que demuestra que los cultivares presentaron cierta tolerancia a las condiciones salinas en los niveles evaluados.

Materia seca

El análisis de varianza no mostró diferencias en materia seca de hoja y raíz (Cuadro 5) pero sí interacción genotipo × salinidad en materia seca del tallo. En la Figura 1 se puede observar que la respuesta a las condiciones de salinidad fue diferente entre cultivares, lo que puede ser explicado por las diferencias en las características genotípicas que, por mínimas que sean, pueden causar diferencias relacionadas con el aumento de la tolerancia al estrés salino (^{Yeo, 1998}).

Concentración de nutrimentos en hoja y raíz

El cv. Merita presentó mayor concentración de P y Ca en hojas que Calvillo Siglo XXI (Cuadro 6); ésto difiere de lo encontrado por ^{Guerra y Bautista (2002)}, quienes reportaron la misma concentración foliar de N, P, K, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu y Mn en tres clones de guayabo (Mara 4, Mara 6 y Mara 8); ellos reportaron concentraciones de 0.18 % de P, 1.27 a 1.25 % de K y 1.62 a 1.67 % de Ca. Estas concentraciones difieren de lo encontrado en esta investigación, ya que en los dos materiales probados la concentración de P fue 28 y 38 % menor, el de K casi el doble y de Ca presentaron 40 y 55 % menos de lo reportado por estos autores.

El resultado de la prueba de medias para el porcentaje de los nutrimentos evaluados en hojas y raíz en las diferentes condiciones de salinidad se muestra en el Cuadro 7.

La concentración de Na⁺ en hoja se incrementó con la salinidad (Cuadro 7). Las plantas transportan Na⁺ a las hojas como un mecanismo de eliminación de sales (^{Rajput et al., 2015}) y la toxicidad por Na⁺ pudo ser la causa de que se acelerara la senescencia de las hojas. El transporte de Na⁺ hacia las hojas queda en evidencia, ya que no se presentó incremento significativo de Na⁺ en la raíz en las diferentes condiciones de salinidad. Aunque las plantas presentan selectividad alta de K⁺ en relación con Na⁺ (^{Goldhamer y Viveros, 2000}), en condiciones salinas el Na⁺ compite con el K⁺ en los cotransportadores Na⁺-K⁺ (^{Zhu, 2003}). El transporte de Na⁺ a las hojas observado en este estudio pudo evitar la competencia por los cotransportadores Na⁺-K⁺.

Conforme se incrementó la concentración de Na⁺, disminuyó la concentración de K⁺ en la hoja (Cuadro 7); sin embargo, a 2.5 dS m^-1 la concentración de K⁺ en la hoja disminuyó en únicamente 6.98 % y fue estadísticamente igual al testigo (CE de 1.2 dS m^-1); mientras que en raíz, con esa CE, la reducción fue de 41.67 % y llegó a 55.55 % a los 3.5 dS m^-1 en comparación con el testigo; ésto significa que, junto con el Na⁺, la planta transportó el K⁺ hacia las hojas y disminuyó la toxicidad metabólica que ocurre cuando el Na⁺ compite con el K⁺ por los sitios de unión (^{Tester y Davenport, 2003}). ^{González-Jiménez et al. (2020)} también reportaron acumulación de K y S en la hoja de fresa cultivada en condiciones salinas, aunque la concentración de Na no se vio afectada por la salinidad.

En el caso de plántulas de guayabo cv. Safeda en condiciones salinas, ^{Singh et al. (2015)} encontraron incremento de aproximadamente 30 % en la concentración de K en hojas cuando el nivel de salinidad fue de 1.4 dS m^-1 en comparación con CE menores y mayores (0.5, 0.98 y 2 dS m^-1). Lo anterior se atribuye a la absorción diferencial de nutrimentos, lo que permite a la planta mantener sus procesos metabólicos. En este caso, la concentración de K⁺ que presentan las hojas es alta en comparación con lo reportado en otros cultivares, lo que puede ser la razón de que las plantas mantuvieran las condiciones necesarias para los procesos metabólicos y no manifestaran diferencias en la mayoría de las variables evaluadas, incluyendo los nutrimentos, ya que la salinidad no afectó la concentración de P y Ca en hojas o raíces. La disponibilidad de K para contrarrestar el efecto de la salinidad es importante y se ha propuesto que, para atenuar el efecto adverso de las sales en el rendimiento de los cultivos, se utilice la fertilización potásica, la cual permite regular la competencia por los nutrimentos que provoca el Na⁺ (^{Munns, 2005}).

En cuanto a la relación K/Na, se encontraron diferencias debidas a la salinidad. Se observa en el Cuadro 7 que en la hoja la relación K/Na disminuyó progresivamente con el incremento en la CE: la concentración de 3.5 dS m^-1 fue inferior al resto de tratamientos, mientras que en la raíz las diferencias se manifestaron desde los 2.0 dS m^-1. En este trabajo la relación media K/Na en hojas para todas las CE fue de 1.065, mientras que en raíz fue de 0.573. Se considera que los genotipos tolerantes a salinidad generalmente muestran una mayor relación K/Na en los brotes y menor en las raíces (^{Bağci et al., 2007}).

Mantener una adecuada relación K/Na es de suma importancia en la planta cuando ésta se encuentra bajo estrés por sales. Aunque ^{Bağci et al. (2003)} indican que se debe dar más importancia a una alta absorción de K y después a la relación K/Na, esta relación puede ser afectada por diferencias no sólo en la absorción de K⁺ y Na⁺, sino en la distribución de estos elementos en brotes y raíces. En este caso, la movilización del Na⁺ hacia las hojas mantuvo una relación K/Na en la raíz que permitió que las plantas mostraran mayor tolerancia a las condiciones de salinidad.

Densidad y longitud de estomas

No se encontraron diferencias en el número y longitud estomas entre cultivares ni entre condiciones de salinidad. La ausencia de diferencias significativas pudiera explicarse por la tolerancia a sales debida a la presencia de tricomas en las hojas en los cultivares evaluados. Aunque en este trabajo no se consideró como variable a la densidad de tricomas, la cantidad de tricomas presente en las hojas dificultó la toma de impresiones. La presencia de tricomas en las hojas se ha relacionado con la tolerancia a salinidad, debido a que éstas disminuyen la difusión de gases (^{Quintana et al., 2012}).

Por último, la resistencia a salinidad se ha relacionado con la madurez del tejido, y aunque se reportó que la salinidad afectó la germinación de semillas de guayabo (^{Casierra-Posada, 2006}) y el desarrollo temprano de las plántulas (^{Sá et al., 2016}), las plantas evaluadas obtenidas a partir de estacas maduras presentaron mayor tolerancia a las CE evaluadas por un periodo de cuatro meses.