Introducción

Estudios recientes sobre los efectos de la salinidad en los cultivos agrícolas, muestran la importancia de este problema en la agricultura mundial. Por lo anterior, se han buscado alternativas para mitigar el efecto de la salinidad y una de estas es el empleo de bioestimulantes de origen natural, los cuales han ido en ascenso en la medida que estos demuestran que son capaces de minimizar los estreses abióticos (^{Munns, 2002}; ^{Chinnusamy y Zhu, 2003}; ^{Terry y Leyva, 2006}).

El interés creciente de los consumidores por productos de origen natural, estimulan el mercado de las plantas aromáticas, convirtiéndose estas en una opción viable para el sector agrícola, por la posibilidad de exportación en fresco o procesadas en extractos, esencias y aceites utilizados en industrias culinarias, cosméticas y farmacéuticas (^{Biasutti y Galiñares, 2005}; ^{Terry y Leyva, 2006}; ^{Méndez, 2008}). La albahaca (Ocimum basilicum L.) es una especie aromática importante por su uso en la industria alimenticia como saborizante y para condimento; en farmacia como estimulante, antiespasmódico, antialopécico y en la industria de perfumería para aromatizar cosméticos y perfumería fina (^{Cussaianoviich, 2001}; ^{Klimánková et al., 2008}; ^{Calderín et al., 2012}). No existen reportes de los efectos de los bioestimulantes como atenuante de la salinidad en el crecimiento y desarrollo de albahaca, por lo que el objetivo del presente estudio fue determinar el efecto de un bioestimulante natural (humato de vermicompost) como atenuante del estrés salino en el crecimiento y desarrollo de plantas de dos variedades de albahaca, una tolerante y una sensible a la salinidad, con el fin de dilucidar la posible respuesta diferencial de ambas variedades a la aplicación del humatos.

Materiales y métodos

Sitio de estudio. El experimento se realizó en una estructura tipo invernadero cubierta con una malla de plástico color negro con sombra de 40%, en el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S. C. (CIBNOR^®), localizado al norte de la ciudad de La Paz, Baja California Sur, México y ubicado en las coordenadas geográficas 24° 08´ 10.03” latitud norte y 110° 25´ 35.31” longitud oeste a 7 msnm.

Material genético. Se utilizaron semillas de las variedades Napoletano y Sweet Genovese seleccionadas como tolerante y sensible a la salinidad en experimentos previos realizados en las etapas de germinación, emergencia y desarrollo vegetativo inicial según ^{ISTA (1999)}.

Diseño experimental y tratamientos. El experimento se realizó mediante un diseño completamente al azar con arreglo trifactorial de 2 x 3 x 2, donde el factor A fueron dos variedades de albahaca, una tolerante y una sensible a la salinidad (Napoletano y Sweet Genovese, respectivamente), el factor B fueron tres concentraciones de NaCl (0, 50 y 100 mM) y el factor C fueron dos concentraciones de humatos de vermicompost (0 y 1/60), con seis repeticiones. Las semillas de ambas variedades se desinfectaron mediante inmersión por 5 min en una solución de hipoclorito de calcio, conteniendo 5% de cloro activo. Las semillas se lavaron con agua destilada y se embebieron en agua destilada (control) o en la dilución de humatos de vermicompost (1/60 v/v) durante 24 h. Se realizaron análisis de varianza y comparaciones múltiples de medias (Tukey, p= 0.05). Los análisis se realizaron con el programa estadístico Statistica^® (^{StatSoft Inc2011}) para Windows.

Composición del humatos. El humatos es considerado un bioestimulador vegetal y portador de nutrientes (Ca, Mg, Na, P₂O₅, K, N), aminoácidos libres, polisacáridos, carbohidratos, elementos inorgánicos, sustancias humificadas, microorganismos benéficos, hormonas vegetales y humus solubles, cuya composición por fracciones químicas corresponden a un pH de 8.7, 53.4% de C, 4.85% de H, 35.6% de O, 3.05% de N, 0.72% de S, una relación H/C de 0.08, una relación 0/C de 0.62, una relación C/N de 18.4, 4.82 de ácidos húmicos y 7.17 de ácidos fúlvicos en una relación E₄/E₆ de su coeficiente óptico.

Manejo del experimento. Las semillas se sembraron en charolas o bandejas de poliestireno de 200 cavidades, las cuales contenían sogemix PM^MR como sustrato. Para mantener la humedad, se aplicaron riegos diarios con el fin de lograr una emergencia homogénea de las plántulas. El trasplante se realizó cuando las plantas presentaron una altura promedio de 15 cm en macetas de aproximadamente 1 kg, mismas que contenían como sustrato comercial sogemix PM^®. En cada maceta se colocó una planta con el fin de asegurar el éxito del trasplante. Una vez que se trasplantaron, se inició con la aplicación diaria del riego, utilizando para ello agua potable, la cual contenía una solución nutritiva preparada de acuerdo a ^{Samperio (1997)}. Después de una semana del trasplante, se inició con la aplicación de los tratamientos salinos de 0, 50 y 100 mM de NaCl y la aplicación foliar de la dilución correspondiente de humatos de vermicompost (1/60 v/v), utilizando agua destilada como control.

Cada repetición estuvo representada por una maceta conteniendo una planta cada una, con 36 macetas por variedad para un total de 72 macetas. Durante la segunda semana se inició con la aplicación gradual de los tratamientos salinos, con el fin de evitar un shock osmótico en las plántulas, acorde con la metodología propuesta por ^{Murillo-Amador et al. (2007)}. La cantidad aplicada en cada riego fue de 500 mL, consiguiendo que la solución aplicada drenara a través de los orificios de las macetas, con el fin de evitar la acumulación de sales en el sustrato. El pH de la solución con los tratamientos salinos y los nutrientes se ajustó a 6.5, adicionando KOH.

Variables morfométricas. A los 45 días posteriores a la aplicación de los tratamientos salinos, las plantas se trasladaron al laboratorio donde se procedió a separar raíz, tallo y hojas y se midieron las variables, longitud de tallo (cm), longitud de raíz (cm), biomasa fresca y seca (g) de raíz, tallo, hoja y área foliar (cm²), ésta última se determinó mediante integrador de área foliar (Li-Cor^®, modelo-LI-3000A, serie PAM 1701). Para determinar peso fresco y seco de biomasa, se utilizó una balanza analítica (Mettler^® Toledo, modelo AG204). Para obtener la biomasa seca en todas las etapas, los tejidos correspondientes a hojas, tallos o raíces, se colocaron en bolsas de papel y se introdujeron en una estufa de secado (Shel-Lab^®, modelo FX-5, serie-1000203) a una temperatura de 80 °C hasta obtener su deshidratación completa (aproximadamente 72 h). Posteriormente se pesaron en balanza analítica (Mettler^® Toledo, AG204) expresando el peso en gramos de materia vegetal seca.

Resultados y discusión

Variables morfométricas. Para la longitud de tallo (LT) se encontraron diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 1102.61; p≤ 0.000001), NaCl (F_2,36= 859.49; p≤ 0.000001), humatos (F_1,36= 844.90; p≤ 0.000001) y la interacción de NaCl × humatos (F_2,36= 4.69; p≤ 0.001). Para las interacciones variedades × NaCl, variedades × humatos y variedades × NaCl × humatos, no se presentaron diferencias significativas. Al analizar las interacciones, se observó que la variedad napoletano en las tres concentraciones de NaCl, mostró la mayor longitud de tallo, la cual disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad (Cuadro 1). En ambas variedades, la longitud de tallo se incrementó cuando se aplicó el humato, siendo ligeramente superior en napoletano tanto en el tratamiento control como en la dilución de 1/60 (Cuadro 2). A pesar que la interacción variedades × NaCl × humatos no mostró diferencias significativas, Napoletano mostró la mayor LT en 0 mM NaCl y la dilución de 1/60 de humatos, además, en ambas variedades, la LT se incrementó respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La LT menor se presentó en la variedad Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3).

La concentración de humatos incrementó la altura de la planta (Cuadro 2) y estas diluciones contrarrestaron el estrés salino, toda vez que la dilución de 1/60 (v/v) mitigó el efecto negativo de la salinidad. Lo anterior coincide con ^{Fernández-Luqueño et al. (2010)} quienes encontraron que las plantas de frijol tratadas con vermicompost, manifestaron un crecimiento superior a un tercio en comparación con los testigos en altura de la planta. Respuestas similares encontraron ^{Channabasanagowda et al. (2008)} en plantas de trigo con aplicación de vermicompost, observando un incremento significativo en la altura. ^{Buniselli et al. (1990)} trabajando con maíz, encontraron un aumento de peso, altura de planta, longitud de mazorca y rendimiento de grano cuando aplicaron ácidos húmicos. ^{Palada et al. (1999)} evaluaron plantas de albahaca tanto en suelo como en macetas con diversos sustratos, encontrando que se desarrolla mejor en condiciones de maceta que en condiciones de suelo y que el mejor sustrato fue el sustrato orgánico (mezcla de estiércol y paja de trigo); resultados similares fueron detectados por ^{Yao Lei et al. (2000) Nardi et al. (2002b)}; y ^{Miceli et al. (2003)}.

Longitud de radícula (LR) mostró diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 426.0; p≤ 0.0001), NaCl, (F_2,36= 388.16; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 379.35; p≤ 0.0001), las interacciones variedades × NaCl (F_2,36= 9.02; p≤ 0.0001), variedades×humatos (F_1,36= 33.80; p≤ 0.0001), NaCl × humatos (F_2,36= 11.05; p≤ 0.0001) y variedades × NaCl × humatos (F= _2,36= 12.95; p≤ 0.001). El análisis de las principales interacciones reveló que la variedad Napoletano mostró la mayor LR en todas las concentraciones de NaCl, disminuyendo linealmente en ambas variedades conforme los niveles de NaCl se incrementaron (Cuadro 1). Napoletano mostró mayor LR tanto en el control como en la dilución de 1/60 de humatos y en ambas variedades se incrementó con la aplicación del humatos (Cuadro 2).

La interacción variedades × NaCl × humatos mostró a Napoletano con la mayor LR en 0 mM de NaCl y la dilución de 1/60 de humatos; asimismo, en ambas variedades, la LR se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor LR fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3). Los resultados indican un aumento en la LR a partir de la aplicación de humatos. Si bien el desarrollo radicular se ve severamente afectado por el estrés salino, los ácidos húmicos provenientes del humatos de vermicompost influyeron positivamente en el crecimiento. Lo anterior se debe a que los ácidos húmicos promueven incrementos en la permeabilidad de la membrana celular en albahaca, de tal forma que a pesar de las condiciones hipertensas del medio salino, favoreció la imbibición de la semilla, para solubilizar los almidones y así favorecer la disponibilidad de carbohidratos para el crecimiento de la raíz. Otro efecto se debe a una función como regulador o promotor del crecimiento, induciendo el crecimiento, tal y como lo señalan ^{Nardi et al. (2002a)}.

Los resultados de este estudio coinciden con los de ^{Barros et al. (2010)} quienes señalaron que las sustancias húmicas como el ácido abscísico y el ácido indolacético que contiene el vermicompost, promueven el crecimiento de las plantas. Por su parte, ^{Ermakov et al. (2000)} encontraron que el ácido húmico adsorbido a las células de la planta a nivel superficial, aumentan su permeabilidad, lo que favorece la absorción de nutrimentos por las plantas. El efecto inicial negativo observado en el crecimiento de las plántulas en ambientes salinos, se contrarrestó por acción de las sustancias húmicas aplicadas, induciendo un súbito crecimiento posterior (^{Yldrm et al. (2003)}.

La biomasa fresca de raíz (BFR) mostró diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 373.65; p≤ 0.0001), NaCl, (F_2,36= 682.28; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 689.89; p≤ 0.0001), la interacción variedades × humatos (F_1,36= 42.07; p≤ 0.0001) y variedades × NaCl × humatos (F= _2,36= 7.93; p≤ 0.001). Para las interacciones variedades × NaCl y NaCl × humatos no se presentaron diferencias significativas. El análisis de las interacciones significativas de los factores, mostró a napoletano con la BFR mayor en todas las concentraciones de NaCl, la cual disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad (Cuadro 1). La variedad napoletano también mostró mayor BFR tanto en el control como en la dilución 1/60 de humatos, observándose que ambas variedades incrementaron la BFR en la dilución 1/60 de humatos (Cuadro 2).

A pesar que la interacción variedades × NaCl × humatos no mostró diferencias significativas, Napoletano mostro la mayor BFR en 0 mM NaCl y la dilución de 1/60 de humatos; además, en ambas variedades, la BFR se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor BFR fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3). Por su parte la biomasa seca de raíz (BSR) mostró diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 408.64; p≤ 0.0001), NaCl, (F_2,36= 449.59; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 373.83; p≤ 0.0001) y la interacción NaCl × humatos (F_1,36= 3.75; p≤ 0.0001). Para las interacciones variedades × NaCl, variedades × humatos y la triple interacción variedades × NaCl × humatos, no se presentaron diferencias significativas. El Cuadro 1 muestra que la variedad Napoletano presentó valores mayores de BSR, la cual disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad. Asimismo, Napoletano mostró la mayor BSR tanto en el control como en la dilución de 1/60 de humatos y en ambas variedades, la BSR se incrementó con la aplicación de humatos (Cuadro 2).

A pesar que la interacción variedades × NaCl × humatos no mostró diferencias significativas, Napoletano mostro mayor BSR en 0 mM NaCl y en la dilución de 1/60 de humatos; también, en ambas variedades, la BSR se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor BSR fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3). La biomasa fresca y seca de la raíz se manifiesta por un incremento de biomasa con la aplicación de humatos de vermicompost y presenta una disminución lineal en función del incremento de los niveles de NaCl. Estos resultados coinciden con lo señalado por ^{Fernández-Luqueño et al. (2010)} quienes condujeron un experimento en plantas de frijol para determinar si las sustancias húmicas incrementan la biomasa, encontrando un aumento doble de biomasa fresca y seca en las raíces, comparada con el tratamiento control.

Por otra parte, ^{Chen y Aviad (1990)} consideran que las sustancias húmicas, mejoran la formación e incremento de raíces, así como la biomasa seca. La biomasa fresca de tallo (BFT) mostró diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 1341.42; p≤ 0.0001), NaCl (F_2,36= 687.63; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 424.0; p≤ 0.0001), las interacciones variedades × NaCl (F_2,36= 5.66; p≤ 0.0001), variedades × humatos (F_1,36= 5.30; p≤ 0.0001), NaCl × humatos (F_2,36= 3.63; p≤ 0.0001). Para la triple interacción variedades × NaCl × humatos no se presentaron diferencias significativas. El Cuadro 1 muestra que la variedad Napoletano presentó la mayor BFT en las tres concentraciones de NaCl. La BFT disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad (Cuadro 1).

Napoletano también mostró mayor BFT tanto en el control como en la dilución de 1/60 de humatos, observándose que en ambas variedades, esta variable incrementó al adicionar el humatos (Cuadro 2). A pesar que la interacción variedades × NaCl × humatos no mostró diferencias significativas, Napoletano mostró mayor BFT en 0 mM NaCl y la dilución de 1/60 de humatos; además, en ambas variedades, la BFT se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor BFT fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3). La biomasa seca del tallo (BST) mostró diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 3214.99; p≤ 0.0001), NaCl (F_2,36= 1181.10; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 1000.26; p≤ 0.0001), las interacciones variedades × NaCl (F_2,36= 29.70; p≤ 0.0001), variedades × humatos (F_1,36= 9.00; p≤ 0.0001), NaCl × humatos (F_2,36= 16.71; p≤ 0.0001) y variedades × NaCl × humatos (F= _2,36= 11.19; p≤ 0.0001). El Cuadro 1 muestra que la variedad Napoletano exhibió la mayor BST, la cual disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad. Napoletano también mostró mayor BST tanto en el control como en la dilución de 1/60 de humatos de vermicompost, observándose que para ambas variedades, la BST se incrementó al aplicar el humato (Cuadro 2).

La interacción variedades × NaCl × humatos mostró a napoletano con mayor BST en 0 mM NaCl y la dilución de 1/60 de humatos; asimismo, en ambas variedades, la BST se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor BST fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3). La biomasa fresca de la hoja (BFH) mostró diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 1672.17; p≤ 0.0001), NaCl (F_2,36= 913.80; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 492.24; p≤ 0.0001), las interacciones variedades × NaCl (F_2,36= 19.32; p≤ 0.0001) y NaCl × humatos (F_2,36= 9.40; p≤ 0.0001). Para las interacciones variedades × humatos y variedades × NaCl × humatos no se presentaron diferencias significativas.

El Cuadro 1 muestra que napoletano presentó la mayor BFH, la cual disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad. Napoletano igualmente mostró mayor BFH tanto en el control como en la dilución de 1/60 de humatos de vermicompost, observándose que en ambas variedades, la BFH se incrementó al aplicar el humatos (Cuadro 2). Napoletano mostro la mayor BFH en 0 mM NaCl y la dilución de 1/60 de humatos; además, en ambas variedades, la BFH se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor BFH fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3).

Para biomasa seca de la hoja (BSH) se presentaron diferencias significativas entre variedades (F_1,36= 1765.63; p≤ 0.0001), NaCl (F_2,36= 883.24; p≤ 0.0001), humatos (F_1,36= 633.13; p≤ 0.0001), las interacciones variedades × NaCl (F_2,36= 16.93; p≤ 0.0001), NaCl × humatos (F_2,36= 11.60; p≤ 0.0001) y variedades × NaCl × humatos (F= _2,36= 14.58; p≤ 0.0001). Para la interacción variedades × humatos no se presentaron diferencias significativas. En el Cuadro 1 se observa que Napoletano mostró mayor BSH, misma que disminuyó en ambas variedades conforme se incrementaron los niveles de salinidad. Napoletano mostró mayor BSH tanto en el control como en la dilución de 1/60 de humatos de vermicompost; sin embargo, se observó que ambas variedades incrementaron la BSH cuando se aplicó el humatos (Cuadro 2).

La interacción variedades × NaCl × humatos mostró a Napoletano con la mayor BSH en 0 mM NaCl y la dilución de 1/60 de humatos y en ambas variedades, la BSH se incrementó con respecto al control en la dilución de 1/60 de humatos en todas las concentraciones de NaCl. La menor BSH fue para Sweet Genovese en 100 mM NaCl y 0 de humatos (Cuadro 3). La respuesta de la biomasa fresca y seca de tallo y hoja al humatos de vermicompost, mostró valores mayores con la aplicación del humato, lo que sugiere que este tiende a mitigar el efecto negativo del estrés salino, que se manifiesta en la producción de biomasa. ^{Degano (1999)} probó dos fuentes de sal (NaCl y NaSO₄) en el crecimiento y peso fresco de tallo de Tessaria absinthoides, encontrando que a medida que se incrementó la concentración salina, independientemente de la fuente, la biomasa fresca disminuyó, atribuyendo esta disminución a que la distancia y longitud de los entrenudos tuvieron esta misma respuesta, proporcionándole a la planta una apariencia achaparrada.

Esta respuesta se atribuye al efecto osmótico que se origina en la solución salina, misma que dificulta el régimen hídrico de las plantas y al efecto tóxico de los iones que interfieren en procesos metabólicos como la síntesis de carbohidratos y el transporte de productos fotosintéticos, así como su utilización en la producción de nuevos tejidos, además de un efecto positivo en los componentes microbiológicos (^{Gutiérrez et al., 2008}), fitohormonas (^{Jana et al., 2010}), iones disponibles (^{Sallaku et al., 2009}) y modificación de las propiedades físico-químicas del suelo (^{Azarmi et al., 2008}).

Conclusiones

Existe una respuesta diferencial entre variedades para las variables morfométricas longitud de tallo y raíz, biomasa fresca y seca de raíz, tallo, hoja y área foliar en condiciones de estrés salino y la aplicación del humato de vermicompost, destacando la variedad Napoletano como la más tolerante, exhibiendo los valores mayores en todas las variables con la aplicación del bioestimulante. El uso de humatos de vermicompost estimuló las variables morfométricas longitud de tallo y raíz, biomasa fresca y seca de raíz, tallo, hoja y el área foliar de variedades de albahaca en condiciones de salinidad, permitiendo que la variedad tolerante mejore su emergencia y crecimiento y la variedad sensible incremente su tolerancia al estrés salino.