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Agrociencia

versión On-line ISSN 2521-9766versión impresa ISSN 1405-3195

Agrociencia vol.51 no.5 Texcoco jul./ago. 2017

 

Recursos Naturales Renovables

Secado de tejido de plantas con microondas para el análisis nutricional en Corymbia citriodora (Hook.) y Hevea brasiliensis Muell. Arg.

Matheus Pozetti Teixeira1 

Cid Naudi Silva Campos2  * 

Renato de Mello Prado1 

Gustavo Caione3 

Fábio Luiz Checchio Mingotte1 

Flavia Bastos Agostinho4 

1Departamento de Solos e Adubos, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/n, +55 (16) 3209-7406, CEP 14884-900, Jaboticabal, Brazil, (matheus_pt@hotmail.com), (rmprado@fcav.unesp.br), (flcmingotte@gmail.com).

2Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Rod MS 306, Km 105, CEP 79560-000, Chapadão do Sul, MS, Brazil, (cid.campos@ufms.br).

3Universidade do Estado de Mato Grosso, Câmpus Universitário de Alta Floresta, Alta Floresta-MT-Brazil, (gcaione@unemat.br).

4Louisiana State University, LSU AgCenter/CAPES, Câmpus Baton Rouge, Baton Rouge-LA-EUA, (agostinho.flaviab@gmail.com).


Resumen

El método usado para secar muestras de tejido vegetal puede modificar su contenido de nutrientes, lo cual resulta en un diagnóstico incorrecto del estado nutricional del cultivo. La hipótesis fue que un método de secado con microondas no afecta el contenido de nutrientes en las hojas, ni la interpretación de los resultados, comparado con secado con calor. En este estudio evaluamos el efecto del secado en microondas sobre la materia seca y el contenido de macronutrientes de hojas de eucalipto (Corymbia Citriodora (Hook.)) y caucho (Hevea brasiliensis Muell. Arg.), comparado con el secado en horno. El estudio se realizó en el laboratorio del Departamento de Suelos y Fertilizantes de la Universidad Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”, UNESP, Jaboticabal-SP-Brasil. Los experimentos se establecieron: uno con muestras de hojas de eucalipto y otro con hojas de árboles de caucho. El diseño experimental fue completamente al azar, los tratamientos fueron dos secado en horno convencional, y en horno microondas, con 10 repeticiones. Los datos se analizaron con ANDEVA y las medias de tratamiento se compararon con la prueba de F y la de Tukey (p≤0.05). La materia seca y el contenido de macronutrientes de cada muestra fueron evaluados. No hubo diferencias entre los métodos de secado sobre el contenido de nutrientes foliares, excepto el contenido de N en las muestras de árboles de caucho. La materia seca en las muestras de caucho y eucalipto fue similar. El secado por microondas es útil como un método alternativo para muestras de tejidos vegetales y con el objetivo de análisis químicos.

Palabras clave: análisis químico; materia seca; estado nutricional; material vegetal; nutrición de las plantas

Abstract

The method used to dry plant tissue samples may modify its nutrient content, and results in incorrect diagnostic of crop nutritional status. The hypothesis was that microwave drying method does not affect the nutrient content of leaves neither the interpretation of the results, as compared to oven-drying procedure. In this study we evaluated the effect of microwave drying of eucalyptus (Corymbia Citriodora (Hook.)) and rubber trees (Hevea brasiliensis Muell. Arg.) leaves on dry matter and macronutrient content, as compared to oven drying. The study was performed in a laboratory at the Department of Soils and Fertilizers of Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”, UNESP, Jaboticabal-SP-Brazil. The experiments were: one using leaf samples of eucalyptus and other using leaf samples of rubber trees. The experimental design was completely randomized and treatments were drying in conventional oven and in microwave oven, with 10 repetitions. Data were analyzed using ANOVA and treatments means were compared with F test and Tukey test (p≤0.05). The dry matter and the macronutrient content of each sample were determined. There were no differences between the drying methods on leaf nutrient content, except for N content of rubber trees. Similar dry matter content was obtained for rubber trees and eucalyptus samples. Microwave drying is useful as an alternative method to dry plant tissues samples aiming to its chemical analysis.

Key words: chemical analysis; dry matter; nutritional status; plant material; plant nutrition

Introducción

Las hojas son el tejido más importante para los análisis químicos de las plantas. Este, representa directamente el estado nutricional de la planta e indirectamente la fertilidad del suelo. Dado que el estado nutricional y el rendimiento de las plantas son factores correlacionados, un análisis químico erróneo puede afectar la economía de los rendimientos agronómicos. Antes del análisis químico, las muestras deben prepararse adecuadamente (lavar, deshidratar y almacenar) para evitar la degradación y cambio del contenido de nutrientes, lo cual contribuirá a la determinación química precisa (Prado, 2008).

La deshidratación es el procedimiento más tardado en el análisis químico foliar y puede realizarse en horno de circulación forzada de aire o liofilización (Pastorini et al., 2002). Con la liofilización se conservan la mayoría de las propiedades químicas del tejido, pero el equipo requerido es costoso y el proceso es tardado. El secado con horno de circulación forzada es un procedimiento sencillo, ampliamente utilizado, también lleva mucho tiempo y produce cambios en las propiedades bioquímicas del tejido vegetal (Marur y Sodek, 1995). Según Marur y Sodek (1995) hay también un método alternativo para secar el material vegetal usando horno de microondas. La ventaja de este es el cambio bioquímico menor de las muestras y el secado más rápido. Pero, dependiendo de la duración del secado, pueden perderse carbohidratos y otras sustancias volátiles por respiración de la muestra.

La materia seca y el contenido de nutrientes de las plantas, como árboles frutales (Marcante et al., 2010), la lechuga (Lactuca sativa L.) (Borges et al., 2011,) caña de azúcar (Saccharum spp.), brachiaria (Brachiaria spp.) (Silva et al., 2011), café (Coffea arabica L.), mango (Mangifera indica L.), zarzamora (Rubus sp.) (Dias et al., 2011) y cítricos (Citrus sinensis) (Rocha et al., 2011), fueron similares cuando se secaron en horno con microondas y con circulación forzada de aire. Sin embargo, otros estudios son importantes para verificar la eficacia general de este procedimiento alternativo, ya que los tejidos de las plantas tienen diferentes características morfológicas, contenido de agua y contenido de nutrientes que pueden modificar los resultados.

El tiempo requerido para secar muestras de hojas en el horno con microondas y con calor es 25 min y 72 horas o más, dependiendo del material vegetal, el contenido de agua y la temperatura (Lacerda et al., 2009). La ventaja de disminuir el tiempo de secado es el análisis nutricional foliar más rápido, lo cual permite diagnósticos de deficiencia en la temporada y cambios en el manejo de la fertilización. Pero se requieren estudios de la eficacia del secado alternativo de hojas de caucho y eucalipto.

Para permitir el uso frecuente del análisis químico foliar después del secado con microondas, debe probarse la hipótesis que este método de secado alternativo no afecta el contenido de nutrientes de las hojas en comparación con el procedimiento de secado con calor. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del secado en horno con microondas en la materia seca y el contenido de macronutrientes de hojas de eucalipto y caucho en comparación con el secado en horno con calor.

Materiales y Métodos

Ubicación del experimento

El estudio se estableció en condiciones de laboratorio en el Departamento de Suelos y Fertilizantes de la Universidad Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”, UNESP, Jaboticabal-SP-Brasil. Dos experimentos se establecieron: uno con muestras de hojas de árboles de caucho (Hevea brasiliensis Muell. Arg.), clon RRIM 600 (Instituto de Investigación de Caucho de Malasia 600) y muestras de hojas de eucalipto (Corymbia citriodora (Hook.)). Las hojas para ambos experimentos se recolectaron en el Área Experimental de Ciencias Agrícolas y Veterinarias, Universidad Estadual Paulista, Campus Jaboticabal - São Paulo.

Tratamientos y manejo de materiales vegetales

Los tratamientos fueron dos métodos de secado, el horno convencional con circulación forzada de aire y el horno microondas (MWO). El diseño fue completamente al azar, con 10 repeticiones.

Las hojas de eucaliptos se recolectaron de las ramas terminales, dirigidas al norte en la parte inferior de los árboles de caucho, de acuerdo con Gonçalves et al. (1997), para muestras de hojas. Dos hojas por punto se seleccionaron, totalizando 200 hojas por planta, y solo se tomó un árbol por especie.

Para cada cultivo, las muestras se separaron en 20 grupos que contenían 10 hojas. El material se lavó con agua corriente, solución de detergente neutro (0.1 %), solución de ácido clorhídrico (0.3 %) y agua desionizada, de acuerdo con Prado (2008). Antes de someter las muestras a los métodos de secado, las muestras se dejaron en papel absorbente.

El horno con circulación forzada de aire (capacidad de 68 L) se mantuvo entre 65 y 70 °C y las muestras se mantuvieron en él por 72 h, hasta masa seca constante (Prado, 2008). El secado por microondas se hizo de acuerdo con lo señalado por Lacerda et al. (2009): cada muestra se secó en tres ciclos de 5 min, uno de 3 min y uno de 2 min.

Para evitar que las hojas se adhirieran en la superficie del recipiente, se separaron con una espátula entre los ciclos. Un vaso de precipitados con 150 mL de agua también se colocó dentro del MWO para aumentar la humedad y evitar que las muestras se quemaran, según lo señalado por Undersander y Thiex (1993). El recipiente de agua se reemplazó cada ciclo para evitar la ebullición y el contacto con la muestra de las hojas.

El horno microondas tenía carga máxima de 5 kg y 35 L, 110 V, 13 A, 60 Hz, 900 W de potencia de salida (máxima), frecuencia de funcionamiento de 2450 MHz y 306 mm ancho, 455 mm profundidad y 555 mm altura.

Evaluación y análisis estadístico

Después de secar las muestras, la materia seca se determinó en una balanza de precisión (0.0001 g). Las muestras se trituraron a 1 mm con molino de Willey y se transfirieron a bolsas de papel para determinar el contenido de macronutrientes, según Bataglia et al. (1983).

Con los datos se realizó a ANDEVA; la prueba F y la de Tukey se utilizaron para comparar las medias (p≤0.05), con el software estadístico Sisvar (Ferreira, 2011).

Resultados y Discusión

Entre los métodos de secado no hubo diferencias en el contenido de nutrientes foliares, excepto el contenido en N de los árboles de caucho. Las hojas de árboles de caucho secadas en horno de microondas tenían contenido menor de N que las hojas secadas en el horno común (Cuadro 1). A pesar de la diferencia en el contenido de N, los resultados de ambos métodos fue un contenido de N foliar menor al intervalo propio del cultivo (N: 29 a 35 g kg-1) según Raij y Cantarella (1997). Por lo tanto, los métodos seleccionados no afectarán el diagnóstico nutricional de los árboles de caucho y la aplicación de N sería necesaria, independiente del método de secado.

Cuadro 1 Contenido de materia seca y macronutrientes de hojas de árboles de caucho y muestras de eucalipto según el método de secado. 

MWO: Horno microondas; *p≤0.05; ns no significativo; MSD: diferencia mínima significativa.

Estos resultados apoyan el uso potencial de microondas para secar muestras de hojas de eucaliptos y árboles de caucho. Nuestros resultados son similares a los reportados por Marcante et al. (2010), Borges et al. (2011), Dias et al. (2011), Silva et al. (2011), y Rocha et al. (2011) en árboles frutales, lechuga, caña de azúcar, brachiaria, café, mango, zarzamora, y cítricos, respectivamente.

Según Raij y Cantarella (1997), el intervalo apropiado de contenido de nutrientes foliares de árboles de caucho es: N: 29 a 35, P: 1.6 a 2.5, K: 10 a 17, Ca: 0.7 a 0.9, Mg: 1.7 a 2.5, S: 1.8 a 2.6 g kg-1. Por lo tanto, el contenido foliar de N, K y S fue menor al intervalo apropiado para el cultivo; además, se observó contenido alto de Mg y Ca y el adecuado de P.

Un contenido similar de nutrientes foliares se observó en el eucalipto secado con calor y microondas (Cuadro 1). Dado que el intervalo adecuado del contenido foliar es: N: 13 a 18, P: 0.9 a 1.3, K: 9 a 13, Ca: 6 a 10, Mg: 3.5 a 5.0 y S: 1.5 a 2.0 g kg-1 (Gonçalves et al., 1997), el contenido de P, K, Ca, Mg y S fue menor y el de N fue apropiado en las muestras de eucalipto.

El método de secado con microondas es una alternativa eficiente para secar el tejido foliar del caucho y eucalipto, ya que reduce el tiempo de secado de 72 h a 30 min, el análisis químico puede completarse más rápido, se reduce el tiempo de espera para tener los resultados y optimiza la decisión de manejo, respecto a la fertilización y es probable aumentar el rendimiento.

Conclusiones

Los métodos de secado en horno con circulación forzada y horno de microondas son similares para la materia seca y el contenido de macronutrientes de hojas de árboles de caucho y eucalipto. Por lo tanto, el secado por microondas es útil como un método alternativo para secar muestras de tejidos vegetales y con el objetivo de su análisis químico

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Recibido: Junio de 2016; Aprobado: Noviembre de 2016

*Autor para correspondencia: cid.campos@ufms.br

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