Magnesio y su relación con la calidad de Lilium cv. Casablanca*

Magnesium and its relationship with quality of Lilium cv. Casablanca

Clemente de Jesús García-Ávila^1§, Ana María Castillo-González², Edilberto Avitia-García², María Teresa B. Colinas-León², Libia Iris Trejo-Téllez³ y Haidel Vargas-Madriz

¹ Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria-Centro Nacional de Referencia Fitosanitaria. C. Guillermo Pérez Valenzuela 127, Col. Del Carmen Coyoacán, Del. Coyoacán, México, D. F. C. P. 04100.

³ Instituto de Edafología, Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco km 36. 5. Montecillo, Texcoco, Estado de México. C. P. 56230.

⁴ Posgrado en Fitosanidad-Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Carretera México-Texcoco, km. 36.5. Montecillo, Estado de México. C. P. 56230. §Autor para correspondencia: avilac@colpos.mx.

* Recibido: septiembre de 2014
Aceptado: diciembre de 2014

Resumen

La aplicación de una concentración adecuada de magnesio (Mg²⁺) es esencial para producirplantas de calidad, porque es un auxiliar en el metabolismo del fosfato, respiración de la planta y activación de varios sistemas enzimáticos involucrados en el metabolismo energético; además, es necesario cuantificar la concentración de los nutrimentos absorbidos por las plantas para determinar una buena fertilización. La presente investigación tuvo como objetivo determinar la concentración óptima de Mg²⁺ en relación a la calidad, vida de florero y estado nutrimental en plantas de Lilium cv. Casablanca. El experimento se estableció en la Universidad Autónoma Chapingo, Texcoco, Estado de México, en invernadero, con bulbos de 18/20 cm, bajo un diseño completamente al azar, con 10 tratamientos: 0, 2.06, 4, 6.17, 8.23, 10.29, 12.35,16.46, 18.52y 20.58 meqL^-1 de Mg²⁺y 10 repeticiones. El número de hojas, altura, área foliar, diámetro (basal, medio y apical), longitud y ancho de tépalos, materia seca (tallo, hoja, flor, bulbo y total), número de flores y vida en florero, no se vieron afectados significativamente por los tratamientos. La concentración de elementos y sus relaciones se vieron afectadas por los tratamientos y órganos. Los bulbos usados aumentaron su concentración nutrimental durante el ciclo del cultivo. Con la aplicación de 20.58 meq L^-1 de Mg²⁺ se observó una mayor concentración de nutrimentos en el bulbo al final del ciclo de cultivo. Los resultados indican que la demanda del cultivo de Mg es relativamente baja, pero necesaria en la producción de flores de corte o para el engorde de bulbos.

Palabras clave: bulbo nuevo y usado, concentración nutrimental, materia seca, vida en florero.

Abstract

The application of an adequate concentration of magnesium (Mg²⁺) is essential to produce quality plants, because it is an auxiliary in phosphate metabolism, plant respiration and activation of several enzymes involved in energy metabolism; is also necessary to quantify the concentration of nutrients absorbed by plants to determine a good fertilization. This research aimed to determine the optimal concentration of Mg²⁺ in relation to quality, vase life and plant nutrient status in Lilium cv. Casablanca. The experiment was established at the Universidad Autónoma Chapingo, Texcoco, State of Mexico, in a greenhouse with 18/20 cm bulbs, under a completely randomized design with 10 treatments: 0, 2.06, 4, 6.17, 8.23, 10.29, 12.35, 16.46, 18.52 and 20.58 meq L^-1 Mg²⁺ and 10 replications. The number of leaves, height, leaf area, diameter (basal, middle and apical), length and width of tepals, dry matter (stem, leaf, flower, bulb and total), number of flowers and vase life were not significantly affected by the treatments. The concentration of elements and its relation were affected by the treatments and organs. The bulbs used increased its nutrient concentration during the crop cycle. With the application of 20.58 meq L^-1 Mg²⁺ was observed a greater concentration of nutrients in the bulb at the end of the crop cycle. The results indicate that the crop demand of Mg is relatively low, but necessary in the production of cut flowers and bulbs fatten.

Keywords: dry matter, new and used bulb, nutrient concentration, vase life.

Introducción

La concentración de un elemento esencial en los tejidos de las plantas es un criterio importante para el diagnóstico de suficiencia o deficiencia. Varios factores afectan la absorción o concentración de los nutrimentos en los tejidos; entre estos factores los más importantes son: edad de la planta, parte analizada, especie cultivada y fertilidad del suelo (Fageria, 2009). El magnesio (Mg²⁺) es un macronutrimento esencial para el crecimiento y desarrollo de todas las plantas. Niveles adecuados en los suelos son importantes para producir los máximos rendimientos económicos. Como la deficiencia de calcio (Ca²⁺), la deficiencia de Mg²⁺ en la producción de cultivos es más común en suelos ácidos erosionados (Fageria y Souza, 1991). La deficiencia de Mg²⁺ también puede darse en suelos de estructura gruesa de regiones húmedas con baja capacidad de intercambio catiónico.

Debido a la variación en suelos erosionados y materiales parentales, el contenido de Mg²⁺ de los suelos varía ampliamente. Mengel y Kirkby (2001) reportaron que el contenido de Mg²⁺ de muchos de los suelos está generalmente en el intervalo de 0.5 g kg^-1 para suelos arenosos a 5 g kg^-1 para arcillosos. La cantidad adecuada de Mg²⁺ para el crecimiento de plantas varía según el tipo de suelo, especies de plantas y hasta entre cultivares de especies (Fageria y Souza, 1991; Fageria et al, 2011). Aunque, el contenido de Mg²⁺ en el intervalo de 1 a 2 cmol_c kg^-1 es suficiente para producir los máximos rendimientos económicos de especies cultivadas (Fageria, 2001, 2002). La disponibilidad y el comportamiento del Mg²⁺ en la nutrición de la plantas es similar a la del calcio (Ca²⁺); la diferencia entre estos elementos es la proporción en que la planta los demanda, los requerimientos de Mg²⁺ son mucho más bajos que los de Ca²⁺.

La disponibilidad de Mg²⁺ para los cultivos es influenciada por muchos factores de suelos y plantas; como la concentración de Mg²⁺ en la solución del suelo, el grado de saturación de Mg²⁺, la presencia de otros cationes como potasio (K⁺) y Ca²⁺, pH del suelo, tipo de arcillas y especies de plantas o genotipos de especies (Fageria, 2009). Las funciones del Mg²⁺ en las plantas son muchas y las más importantes son como activador de enzimas y como componente de las moléculas de clorofila, por lo que está activamente involucrado en la fotosíntesis. El Mg²⁺ es un auxiliar en el metabolismo del fosfato, respiración de la planta y la activación de varios sistemas enzimáticos involucrados en el metabolismo energético (Fageria y Gheyi, 1999).

El cultivo de Lilium spp. es una de las especies de importancia económica en la producción de flores de corte; sin embargo, hay pocos estudios sobre éstas y no destacan por sus exigencias nutrimentales (Ortega et al., 2006), por lo tanto las recomendaciones de fertilización son limitadas y contradictorias (Dole y Wilkins, 2005). Por ello el objetivo de la presente investigación fue determinar la concentración óptima de Mg²⁺ en relación a la calidad y vida de florero en plantas de Lilium cv. Casablanca.

Materiales y métodos

Se plantaron bulbos de Lilium cv. Casablanca vernalizados, calibre 18/20; en contenedores de 5 litros de volumen, como sustrato se utilizó tezontle rojo, tamaño de partícula de 5 mm, sin esterilizar. Los bulbos se enjuagaron en agua corriente para eliminar el sustrato en el que venían protegidos y se colocó un bulbo por contendor. El experimento se realizó en un invernadero de cristal, de la Universidad Autónoma Chapingo en Texcoco, Estado de México, con temperaturas promedio de 31.3 °C en el día y 12.7 °C por la noche; la humedad relativa máxima fue de 96.5% y la mínima de 35.3%. Se colocó una malla sombra (50% de sombreado) para reducir la luminosidad y promover el crecimiento vegetativo en los primeros 30 días del cultivo, una vez que comenzó a observarse la emergencia del botón floral se retiró. Los tratamientos (Cuadro 1) fueron concentraciones de Mg²⁺ modificando la solución nutritiva Universal de Steiner (1984), considerando que en la literatura hay una gran variación en cuanto a la concentración óptima, se decidió generar una serie de soluciones nutritivas, basándose en os resultados anteriores como los obtenidos por Ortega et al. (2006).

Diseño del experimento. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con 10 repeticiones por tratamiento y como unidad experimental un contenedor con una planta de Lilium. La aplicación de las soluciones nutritivas se realizó a partir de la segunda semana después de la plantación; se regó cada tercer día, aplicando 100 mL a cada contenedor en el primer mes; posteriormente se aplicaron 200 mL con el mismo intervalo de riego hasta el momento de corte de los tallos florales.

Variables de calidad. Para cada unidad experimental se evaluó altura de planta (A); número de hojas (NH); diámetro de tallo basal (DB), medio (DM) y apical (DA). Al final del cultivo se midió la A, NH y con un vernier digital el diámetro de la parte basal de la planta donde emergen las raíces adventicias, en la parte media del tallo y en la parte apical donde comenzó la inflorescencia; a los 103 DDE (cuando las plantas alcanzaron su madurez comercial) se contabilizó el número de flores por tallo (NF); se midió la longitud y el ancho de tépalos (LT y AT, respectivamente), para lo cual se seleccionó un tépalo al azar en la primera flor abierta de cada unidad experimental.

Vida en florero. Se seleccionaron cuatro unidades experimentales y las plantas se cortaron cuando los botones estaban próximos a la apertura floral; se colocaron en el laboratorio, en donde se tenía una temperatura máxima de 26.8 °C y una mínima de 14.6 °C; la humedad relativa máxima y mínima registrada fue de 82.8 y 43.6%, respectivamente; todos los tallos se cortaron con una longitud de 60 cm. Por último se colocó cada uno de ellos en una probeta de 100 mL con 80 mL de agua potable, la pérdida de agua por evaporación y transpiración se repuso diariamente hasta el final de la evaluación. Para esto se registró el día en que se cortaron y el día en que se marchitó en su totalidad la última flor, considerando este tiempo como días después del corte (DDC).

Acumulación de materia seca. Para esta determinación se seleccionaron al azar seis plantas por tratamiento y cada planta se seccionó en raíz con bulbo, tallo, hojas y flores; se determinó el área foliar total (AF) con un integrador de área foliar LI-COR modelo 3100. Posteriormente los órganos se lavaron por separado en agua potable y se enjuagaron con agua destilada. Se secaron en una estufa con circulación de aire forzado a 65 ºC, hasta peso constante. Se registró la materia seca de tallo (MST), materia seca de hoja (MSH), materia seca de flor (MSF), materia seca de bulbo (MSB) y la materia seca total (MT) de cada unidad experimental.

Análisis nutrimental. Se utilizaron los órganos de las seis plantas que se seleccionaron para determinar la acumulación de materia seca; todo el material se molió por separado en un molino de acero inoxidable Wiley, provisto de un tamiz de 20 mallas. Para el análisis nutrimental se mezcló el material de dos plantas por tratamiento para tener un total de tres repeticiones; se pesaron 0.5 g de materia seca y se realizó una digestión húmeda con 4 mL de una mezcla de ácido sulfúrico y ácido perclórico en proporción 2:1, y 2 mL de peróxido de hidrógeno. La determinación de nitrógeno total (N) se hizo por el método de microkjeldhal (Alcántar y Sandoval, 1999). La concentración de P, K⁺, Ca²⁺ y Mg²⁺ se determinó mediante un espectrofotómetro de emisión atómica de plasma por inducción acoplada (ICP-AES Liberty II Varian Australia Pty Ltd Victoria, Australia).

Con los datos de la concentración de los elementos se determinaron las relaciones entre elementos. Por último, se realizó una comparación nutrimental entre bulbos (bulbo nuevo, BN, y bulbo usado, BU); al inicio del experimento se tomaron al azar tres bulbos (BN), del lote de bulbos comprados (cabe mencionar que estos no se sometieron a los tratamientos), los cuales se lavaron, secaron y pesaron para posteriormente determinar su concentración nutrimental; se consideraron como BU a los utilizados para establecer el experimento; una vez que terminó el ciclo del cultivo, se sacaron de las macetas, separaron del tallo y se lavaron, secaron y pesaron para determinar su concentración nutrimental de la forma antes mencionada.

Con los datos obtenidos se realizaron un análisis de varianza y comparaciones múltiples de medias, mediante la técnica de Tukey (α= 0.05), con el paquete estadístico SAS V.9 (SAS, Institute Inc., 2010).

Resultados y discusión

Efecto del Mg en el desarrollo de Lilium cv. Casablanca. Las concentraciones de Mg²⁺ evaluadas no afectaron significativamente (p≤ 0.05) el desarrollo de Lilium cv. Casablanca. De acuerdo a la comparación de medias (Cuadro 2) efectuada para determinar el efecto del Mg²⁺ en el DB, DM, DA, A, NH, NF, LT y AT, por lo que todas las concentraciones de Mg²⁺ produjeron estadísticamente el mismo efecto. Estos resultados pueden atribuirse a que el calibre del bulbo (18/20) en este cultivar es grande y que su exigencia de nutrimentos sea baja; según Beck (1984), este órgano es una excelente reserva de nutrimentos aún hasta la floración. Mientras que Miller (1993) mencionó que el bulbo es la fuente de energía para el crecimiento de brotes y raíces; además, Lilium spp. no destaca por sus exigencias nutrimentales (Dole y Wilkins, 2005).

Vida en florero. Los tratamientos no influyeron significativamente en vida de florero; la aplicación de 8.23 y 0 meq L^-1 de Mg²⁺ producen el mismo efecto; esto indica que el Mg²⁺ que contiene el bulbo es suficiente (Cuadro 3).

Efecto del magnesio en la acumulación de materia seca. La materia seca de tallo, hojas, flor, bulbo y total no fueron afectados de manera significativa con la aplicación de diferentes concentraciones de Mg²⁺. De acuerdo con la comparación de medias realizada para cada una de las variables (Cuadro 4), los tratamientos son estadísticamente iguales; Ortega et al. (2006) observaron en tres cultivares de Lilium spp. una importante variabilidad en materia seca entre órganos, particularmente en la materia seca acumulada en tallo y hojas; esto a pesar de que el crecimiento en altura fue bastante homogéneo.

Contenido nutrimental. La aplicación de Mg²⁺ afectó significativamente la concentración de Mg y P (Cuadro 5); han sido reportadas interacciones positivas entre P y Mg²⁺ para muchos cultivos de plantas (Wilkinson et al., 2000); por otro lado Spear et al. (1978) estudiaron cultivos en soluciones nutrimentales y Christenson et al. (1973) trabajaron en suelos; ambos reportaron interacciones entre K⁺, Ca²⁺ y Mg²⁺ en la absorción por plantas enteras. Estos estudios mostraron que K⁺ y Ca²⁺ reducen el contenido de Mg²⁺ en el tejido vegetal, pero el efecto depende de la concentración de los iones y las propiedades del suelo. En nuestro estudio, la concentración de N, Ca²⁺ y K⁺ no fueron afectadas (Cuadro 5). Las concentraciones obtenidas en esta investigación están dentro de los parámetros de suficiencia reportados por Alcántar et al. (2009), Mills y Benton (1996), Betancourt et al. (2005) y Salisbury y Ross (1994).

La aplicación de Mg²⁺ en diferentes concentraciones, mostró un efecto significativo en las relaciones entre elementos (Cuadro 6); además, se pueden observar en los resultados, algunas tendencias en las relaciones entre elementos debidas al aumento o disminución de Mg²⁺en las soluciones nutritivas; se puede observar que las relaciones de N:Ca y K:Ca, presentaron los valores más bajos en las soluciones con menor cantidad de Mg²⁺ (0, 2.06, 4 meq L^-1) y el aumento de los valores de éstas relaciones se observa con el incremento de Mg²⁺ (6.17 - 20.58 meq L^-1), indicando que la cantidad de N está en función de las concentraciones de Mg²⁺ y que posiblemente el Ca es desplazado por el Mg que absorbe la planta. Caso contrario se observa para las relaciones K:Mg, K:P, Ca:Mg y Ca:P, con los valores más altos a dosis bajas de Mg²⁺ (0 - 4 meq L^-1) y conforme se aumenta la concentración de Mg²⁺ en las soluciones nutritivas se da una disminución de los valores para estas relaciones; estas tendencias pueden inferir que la concentración de Mg²⁺ en la solución nutritiva, determina la concentración de K y Mg. Estas tendencias infieren que hay antagonismos o sinergismos debido a las concentraciones de Mg²⁺ en las soluciones nutritivas. Fageria (1983) reportó que la absorción de Mg por plantas de arroz decreció con concentraciones altas de Ca y Mg en soluciones nutrimentales.

Los resultados del análisis estadístico realizado para determinar la concentración de los elementos en tallo, hoja, flor y bulbo, debido a las relaciones entre N, Ca, Mg, K y P, indican que hubo diferencias altamente significativas. En el Cuadro 7 se muestran la comparación de medias de las concentraciones estimadas en los diferentes órganos. La mayor relación de K:N se observó en tallo, la menor en bulbo. En N:Ca la flor presentó la mayor relación, en comparación con la de hoja y tallo. Para N:Mg en flor se tuvo la mayor relación y la menor en hoja y bulbo. En la relación N:P el mayor valor se observó en hoja y el menor valor en tallo. En la relación K:Ca la flor superó a bulbo. La mayor relación de K:Mg se tuvo en tallo, en comparación con el bulbo; Onho y Grunes (1985) reportaron que K reduce la concentración de Mg en tallo, al reducirse Nutritional comparison between used and new bulb. la translocación de Mg de la raíz al tallo en plantas de trigo.

De manera similar Ologunde y Sorensen (1982), usando un sistema de cultivo en arena, crecieron sorgo con varios niveles de K⁺ y Mg²⁺, encontraron que el K⁺ reduce la concentración de Mg²⁺ sustancialmente en tallos, pero el efecto del Mg²⁺ sobre el K⁺ fue ligeramente antagónico. Para la relación K:Pen hoja se registró el valor más alto; en tallo se observó el mayor valor de la relación de Ca:Mg. Con respecto a la relación de Ca:P, el mayor valor se observó en hoja. En la relación de P:Mg el tallo presentó el valor alto. Ortega et al. (2006) reporta que hubo diferencias significativas para los nutrimentos absorbidos en los órganos a cosecha, destacando las mayores extracciones de K en la parte aérea. Kawagishi y Miura (1996), reportan que el K no presentó variaciones significativas en bulbo y en la parte aérea durante el desarrollo del cultivo.

Comparación nutrimental entre bulbo usado y bulbo nuevo. La concentración de elementos entre bulbos si presentó diferencias estadísticas significativas (Cuadro 8). La materia seca promedio de los bulbos usados (BU) a los 103 DDE se redujo entre 60 y 75 %, en comparación con la materia seca del bulbo nuevo (BN), los cuales no fueron sometidos a los tratamientos (Cuadro 8). Ortega et al. (2006) determinaron en tres cultivares de Lilium spp. que la movilización de nutrimentos desde el bulbo hacia la parte aérea se da en los primeros días de crecimiento, debido a que esta es la estructura de reserva y que el bulbo a medida que envejece presenta una disminución en el contenido de nutrimentos. La cantidad de nutrimentos traslocados hacia la parte aérea va acompañada de una disminución en materia seca de los bulbos.

Según Ortega et al. (2006), cerca del punto de cosecha, para los cultivares Navona y Fangio, la acumulación de nutrimentos en el bulbo es mínima, pero a los 100 DDE esta situación se revierte, produciéndose una rápida acumulación en el bulbo en formación; mientras que en el cultivar Miami, al momento de cosecha, el bulbo ya se encuentra en la etapa de acumulación de nutrimentos. La aplicación de Mg²⁺ u otros elementos van a determinar las concentraciones presentes o absorbidas por el bulbo (Marschner, 1995; Wilkinson et al, 2000; Fageria, 2009).

Conclusiones

El desarrollo del Lilium, no se vió afectado con la aplicación de Mg²⁺ por lo que es suficiente el Mg²⁺ que contiene el bulbo de este calibre (18/20 cm).

La aplicación de 0 u 8.23 meq L^-1 de Mg²⁺ en vida de florero producen el mismo efecto, la diferencia es de medio día. Con 20.58 meq L^-1 de Mg²⁺ se obtuvieron las concentraciones más altas de N, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ y P en el bulbo; por lo que se debe de considerar este tratamiento para la producción de bulbos.

Se concluye que la demanda de Mg²⁺ por parte del Lilium es relativamente baja, pero necesaria en el engorde de bulbos; esto por las concentraciones de elementos observadas en la materia seca.

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