Micronutrimentos en petunias crecidas con distintas proporciones de composta en sustrato*
Micronutrients in petunias grown with different compost rations into the substrate
Fernando Carlos Gómez-Merino1§, Libia Iris Trejo-Téllez2, Víctor Hugo Volke-Haller2, J. Cruz García-Albarado1, María de los Ángeles Velásquez-Hernández2 y Alejandrina Ruiz-Bello2
1 Campus Córdoba. Colegio de Postgraduados. Carretera Córdoba-Veracruz, km 348. Congr. Manuel León, Amatlán de los Reyes, Veracruz. C. P. 94946. México. (jcruz@colpos.mx). §Autor para correspondencia: fernandg@colpos.mx.
]]> 2 Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. Carretera México-Texcoco km 36.5. Montecillo, Texcoco, Estado de México, México. C. P. 56230. (wolke@colpos.mx), (tlibia@colpos.mx), (selegna@colpos.mx), (alexr@colpos.mx).
* Recibido: mayo de 2011
Aceptado: septiembre de 2011
Resumen
Se estudiaron los efectos de relaciones composta/suelo en tres mezclas de sustratos. Las relaciones composta/ suelo evaluadas fueron: T1= 0 (100% suelo agrícola salino); T2= 0.43 (70% suelo agrícola salino + 30% (v/v) de composta); y T3= 4 (20% suelo agrícola salino + 80% (v/v) composta); sobre la concentración y extracción de micronutrimentos y sodio en petunia (Petunia x hybrida) bajo condiciones de invernadero en 2008. La composta fue elaborada con estiércol bovino y residuos de cosecha; ocho meses después del trasplante en estos sustratos, las concentraciones y acumulaciones de Fe, Cu, Zn, Mn, B y Na fueron determinadas en raíces, tallos y hojas. Se utilizó un arreglo de tratamientos completamente al azar con diez repeticiones por cada uno. La relación composta/suelo se relacionó en forma positiva con las concentraciones de Fe y B en raíces, el Fe en tallo y hojas. Asimismo, se observó una relación negativa entre la cantidad de composta en el sustrato y las concentraciones de Cu y Na en tallos y Mn, B y Na en hojas. Por el contrario, a mayor relación composta/suelo en el sustrato, se observaron incrementos en la acumulación de Fe, Cu, Zn, Mn, B y Na en raíces; Fe, Zn, Mn, B y Na en tallos y hojas. Estos resultados permiten concluir que la adición de composta al sustrato de crecimiento, reduce la acumulación de Na en hojas e incrementa la absorción de micronutrimentos en petunia.
Palabras clave: Petunia x hybrida, extracción nutrimental, horticultura ornamental, materia orgánica.
Abstract
]]> The effects of compost/soil relations in three mixtures of substrates were studied. The compost/soil relations tested were: T1=0 (100% saline agricultural soil); T2= 0.43 (70% saline agricultural soil + 30% (v/v) of compost); and T3= 4 (20% saline agricultural soil + 80% (v/v) compost); about the concentration and extraction of micronutrients and sodium in petunia (Petunia x hybdrida) under greenhouse conditions in 2008. The compost was elaborated with bovine manure and crop residues; eight months after transplant of these substrates, the concentrations and accumulations of Fe, Cu, Zn, Mn, B and Na were determined in roots, stems and leaves. The used-treatments arrangement was completely random with ten repetitions for each of them. The compost/soil relations were related positively with the Fe and B concentrations in roots and Fe in stem and leaves. Likewise, a negative relation was observed between the compost quantity in the substrate and the concentration of Cu and Na in stems and Mn, B and Na in the leaves. On the contrary, with higher compost/soil relation in the substrate, increments were observed in the accumulation of Fe, Cu, Zn, Mn, B and Na in the roots; Fe, Zn, Mn, B and Na in the stems and leaves. These results allow us to conclude that, the addition of compost to the growth substrate, reduce the accumulation of Na in leaves and increments the absorption of micronutrients in petunia.Key words: Petunia x hybrida, nutrient extraction, organic matter, ornamental horticulture.
INTRODUCCIÓN
La producción de petunia (Petunia x hybrida Hort. Vilm.-Andr.) en invernadero emplea turba ("peat moss") como principal componente de los sustratos (García-Albarado et al., 2010). Por otra parte, existen numerosos reportes científicos que han demostrado los efectos positivos del uso de compostas en los cultivos hortícolas (He et al., 2001), dado que éstas pueden ser empleadas como sustituto de la turba en los medios de crecimiento.
En particular para petunia se ha reportado que la inclusión de composta en el sustrato, tiene efectos positivos sobre el crecimiento y la concentración nutrimental (García-Albarado et al., 2010). Adicionalmente a los beneficios del uso de composta en petuniaper se, la sustitución de la turba en los sustratos coadyuva a evitar la extracción de este recurso natural, promueve la reutilización de los residuos y en consecuencia disminuye los problemas de contaminación ambiental (Moldes et al., 2007). El uso de compostas ha sido evaluado para el crecimiento de diversas especies. Sin embargo, la variabilidad en las compostas, ocasiona respuestas diferenciales debido a las distintas las materias primas que la conforman (Vendrame y Maguire, 2005).
Las compostas pueden incrementar la concentración de nutrimentos disponibles para las plantas en el suelo y fomentar el crecimiento, pero puede también alterar la dinámica de los micronutrimentos e incrementar las pérdidas de éstos por lixiviación. En el pasto Bermuda (Cynodon dactylon (L.) Pers.), se estudió la influencia de la adición de composta al suelo en la dinámica estacional de Fe, Cu, Zn y Mn biodisponibles. Las concentraciones de Mn y Cu se incrementaron a los 29 meses; mientras que el Fe y Zn disminuyeron considerablemente en el mismo periodo de tiempo (Provin et al., 2008).
En brócoli, Pérez-Murcia et al. (2006) evaluaron el uso de lodos residuales procesados para obtener compostas, en combinación con turba sobre el desarrollo de la planta, producción de biomasa, contenidos de macro y micronutrimentos y metales pesados en tejido vegetal. En particular, la combinación de 50% de composta con 50% de turba, produjo las mayores concentraciones de macro y micronutrimentos, así como de metales pesados en la planta. Por el contrario, Ekling et al. (2001) indican que la presencia de composta en el medio de crecimiento reduce las concentraciones de metales pesados en plantas, debido a los altos valores del pH resultantes en el medio de crecimiento; es decir, las compostas presentan valores de pH clasificados de ligeramente alcalinos a alcalinos, que se relacionan de forma inversa con la disponibilidad de micronutrimentos (Handreck y Black, 2002).
García-Albarado et al. (2010) reportaron que el uso de compostas a base de estiércol y residuos vegetales de traspatio en combinación con suelos agrícolas salinos, mejora significativamente variables de crecimiento como diámetro de tallo y producción de biomasa total de petunia, y variables relacionadas con el rendimiento como la producción de flores, hojas, brotes, así como la concentración de N y K en hojas. En esta investigación, se evaluó la influencia de distintas relaciones composta/suelo sobre la concentración y extracción de micronutrimentos (Fe, Cu, Zn, Mn y B) y de sodio (Na) en raíces, tallos y hojas de petunia, mediante curvas respuesta y modelos de regresión.
]]> MATERIALES Y MÉTODOS
Condiciones experimentales y manejo del experimento
La investigación se realizó bajo condiciones de invernadero tipo cenital de estructura metálica y plástico blanco lechoso (calibre 720) localizado a 19° 29' latitud norte, 98° 53' longitud oeste y altitud de 2 240 m, en Montecillo, Texcoco, Estado de México, durante 2008, hasta alcanzar la fase de floración. Las temperaturas máximas y mínima registradas dentro del invernadero en este periodo fueron de 47.5 y 2.5 °C, respectivamente. Asimismo, la humedad relativa promedio del periodo de experimentación fue de 59%, mientras que la intensidad luminosa promedio fue de 690 mmol m-2 s-1.
Durante la fase experimental no se suministró fertilización a las unidades experimentales (descritas en el apartado de tratamientos y diseño experimental) y éstas fueron regadas en forma manual, dos veces por semana a capacidad de campo. El riego se hizo con agua corriente (pH de 7.34, conductividad eléctrica de 0.37 dS m-1, contenido de NO3-, NH4+, K, Ca, Mg, S, Na y HCO3- de 0.98, 0.28, 1.5, 23.7, 29.7, 24.5, 39.3 y 240 mg L-1, respectivamente; no se detectó presencia de P, Fe, Cu, Zn, Mn, y CO3-2).
Material vegetal
Semillas de petunia (Petunia x hybrida Hort. Vilm.-Andr.) fueron germinadas en charolas conteniendo una mezcla de turba con agrolita (70/30 v/v). Una vez que las plantas alcanzaron 10 cm de altura, éstas fueron trasplantadas en bolsas de 2 kg de capacidad conteniendo las mezclas de sustratos a evaluar.
Tratamientos y diseño experimental
Se probaron los siguientes tratamientos: suelo agrícola salino del sitio experimental (T1) como testigo; mezcla de suelo agrícola salino (70%) con 30% de composta (T2) v/v; y mezcla de suelo agrícola salino (20%) con 80% de composta (T3) v/v. La composta fue preparada con estiércol de bovino y residuos vegetales de cosechas de huertos de traspatio. Las relaciones composta/suelo en los tratamientos resultantes T1, T2 y T3 fueron 0, 0.43 y 4, respectivamente. Cada tratamiento con diez repeticiones, el diseño experimental tuvo una distribución completamente al azar; las unidades experimentales fueron bolsas negras de polietileno de 2 kg de capacidad, con mezcla de sustratos a evaluar y una planta. Las propiedades físicas y químicas de las mezclas de sustratos y suelo evaluadas, son reportadas por García-Albarado et al. (2010).
Toma y manejo de muestras vegetales
La toma de muestras se realizó a los ocho meses de haber establecido el experimento en macetas, etapa que coincidió con la fase de floración de las plantas. Las plantas cosechadas fueron divididas por órganos: raíces, tallos y hojas. Una vez separados, los órganos fueron depositados en bolsas de papel y éstas secadas en estufa de aire forzado a 72 °C por 48 h. Una vez secas, se tomó el peso de biomasa y se molieron en molino de acero inoxidable marca Wiley modelo 4. Las muestras molidas fueron pesadas para determinar la biomasa seca total por componente y procesadas para determinar sus concentraciones nutrimentales y posterior estimación de acumulaciones nutrimentales.
]]> Determinaciones de concentraciones nutrimentalesLas concentraciones de hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), manganeso (Mn), boro (B) y sodio (Na), fueron determinadas mediante digestión húmeda del material seco con una mezcla de ácidos perclórico y nítrico (Alcántar y Sandoval, 1999). La lectura de los extractos obtenidos después de la digestión y filtrado, se determinaron en un equipo de espectroscopía de emisión atómica de inducción por plasma acoplado ICP-AES VARIAN™ modelo Liberty II. La determinación de sodio en tejido vegetal fue realizada debido que el suelo en los sustratos es salino y en consecuencia, presenta cantidades importantes de sodio soluble e intercambiable (García-Albarado et al., 2010).
Análisis estadístico
Se construyeron curvas respuesta de concentraciones y acumulaciones de nutrimentos y sodio en raíces, tallos y hojas. Posteriormente, en cada una de las variables se probaron los modelos de regresión presentados en el Cuadro 1, considerando como variable independiente en estudio la relación composta/suelo del sustrato. En cada variable se seleccionó el mejor modelo de regresión, considerando como mejor a aquel que tuviera el menor cuadrado medio del error de la regresión y mayor coeficiente de determinación (R2).
RESULTADOS
Concentración y acumulación de micronutrimentos y sodio en raíz
En la Figura 1 se presentan las curvas de respuesta de la concentración de micronutrimentos y sodio, en raíces de petunias establecidas en sustratos con distinta relación composta/suelo. Se observan diferentes formas de respuesta, que hace necesario la evaluación de diferentes modelos en cada caso.
]]> Las curvas respuesta de acumulación de micronutrimentos y sodio en raíces muestran, de manera general un incremento en función del aumento del porcentaje de composta en el sustrato (Figura 2). El micronutrimento más acumulado en este órgano fue el Fe (3.54 mg raíces-1 planta-1), seguido de B (1.14 mg raíces-1 planta-1), Mn (0.3 mg raíces-1 planta-1), Zn (0.28 mg raíces-1 planta-1) y Cu (0.019 mg raíces-1 planta-1), todos ellos registrados en raíces de plantas crecidas en suelo agrícola con 80% de composta (relación composta /suelo, 4).En el Cuadro 2 se muestran los modelos seleccionados para las variables concentración y acumulación de nutrimentos y sodio en raíces de petunia, establecidas en sustratos con distintas relaciones composta/suelo; de éstos, no son significativos los obtenidos para concentración de Cu y Zn.
Concentración y acumulación de micronutrimentos y sodio en tallo
Las curvas respuesta de concentración de micronutrimentos y sodio en tallos (Figura 3), permiten observar que la concentración de Na en la relación composta/suelo de 4 (80% de composta + 20% de suelo), fue superada en 139.8% por la concentración determinada en la relación 0 (sustrato sin composta). Una respuesta similar al Na fue registrada para el elemento Cu. Por el contrario, la concentración de Fe tiende a incrementar a medida que la proporción de composta en el sustrato aumenta.
Con excepción de los elementos Cu y Na, en las curvas respuesta de acumulaciones en tallos, es evidente el incremento de éstas a medida que la relación composta/ suelo aumenta en el sustrato. En tallos el elemento más acumulado fue Na, seguido de B y Fe. Por el contrario, el elemento menos acumulado fue el Cu con un valor medio de 0.013016 mg (Figura 4).
Los mejores modelos seleccionados para las variables concentración y acumulación de nutrimentos y sodio en tallos de petunia, establecidas en sustratos con distintas relaciones composta/suelo, se presentan en el Cuadro 3. Los modelos obtenidos para concentración de Cu, Mn y B; así el correspondiente a acumulación de Cu no son significativos.
Concentración y acumulación de micronutrimentos y sodio en hoja
En hojas con excepción del Cu, se observa efecto de la relación composta/suelo en el sustrato sobre las respuestas de concentración. Las concentraciones de Zn, Mn, B y Na se relaciona negativamente con el valor de la relación composta/ suelo del sustrato; por el contrario, la concentración foliar de Fe incrementa a medida que dicha relación aumenta (Figura 5).
Al igual que la concentración nutrimental en hojas, las tendencias de acumulación muestran relación con los tratamientos evaluados, excepto el Cu. Los micronutrimentos Fe, Zn, Mn y B son acumulados en mayor cantidad cuando la relación composta/suelo fue de 4. La acumulación de Na respondió de manera inversa al valor de la relación composta/suelo del sustrato. Es importante destacar que el contenido foliar de Na fue superior a los micronutrimentos evaluados, independiente de la relación composta/suelo del sustrato (Figura 6).
Los mejores modelos seleccionados para las variables concentración y acumulación de nutrimentos y sodio en hojas de petunia, establecidas en sustratos con distintas relaciones composta/suelo, se presentan en el Cuadro 4. En hojas, sólo los modelos obtenidos en Zn, tanto para concentración como acumulación y el correspondiente a acumulación de sodio, no fueron significativos.
]]>DISCUSIÓN
Las compostas incrementan la fertilidad de los sustratos que las contienen, debido que éstas aumentan la disponibilidad nutrimental (Canellas y Facanha, 2004). Sainz et al. (1998) reportaron que la adición de vermicomposta al suelo incrementó los contenidos de nutrimentos, y las concentraciones de los micronutrimentos Cu, Mn y Zn también aumentaron en vástagos de pepino y trébol rojo. En brócoli, la concentración de micronutrimentos en parte aérea se incrementó de manera significativa, con el aumento de la cantidad de composta derivada de lodos residuales en el sustrato, en particular de Zn (Pérez-Murcia et al., 2006).
En esta investigación, las curvas respuesta muestran que la cantidad de composta adicionada al sustrato se correlaciona en forma positiva con las concentraciones de Fe y Zn en raíces (Figura 1), y con el Fe en tallo (Figura 3), en tanto que en hojas esta correlación se presentó con la concentración de Fe (Figura 5). En petunia, con la adición de 60% de vermicomposta al sustrato se obtuvieron las mayores concentraciones de Fe, Zn y Cu en vástago (Pérez-Murcia et al., 2006).
Las concentraciones de Fe y B obtenidas en hojas (Figura 5), son muy superiores a los intervalos establecidos por Mills y Jones (1996) para esta especie (84 a 168 y 18 a 43 mg kg-1 de materia seca, respectivamente). Lo anterior, es independiente a la proporción de composta adicionada al sustrato. Por el contrario las concentraciones de Cu, Zn y Mn en plantas creciendo en los tres sustratos evaluados (Figura 1, 3 y 5), se encuentran dentro de los intervalos óptimos (3 a 19, 33 a 85 y 44 a 177 mg kg-1 de materia seca, respectivamente) reportados por Mills y Jones (1996).
Respecto al sodio, la concentración obtenida en plantas establecidas en el sustrato con una relación composta/ suelo de 4, se encuentra fuera del intervalo de suficiencia, el cual oscila del 3 067 a 10 890 mg kg-1 de materia seca, respectivamente. Las concentraciones de Na obtenidas en tejido vegetal merecen especial atención en virtud que en los órganos evaluados, éstas disminuyen a medida que la concentración de composta incrementa en el sustrato. Pérez-Murcia et al. (2006) indica que la proporción de composta en el sustrato final es muy importante para minimizar riesgos potenciales, especialmente la salinidad.
Coincidente con esta afirmación, Lakhdar et al. (2008) demuestran que la adición de composta al suelo disminuye el efecto negativo de la salinidad sobre el crecimiento .Asimismo, la acumulación de Na en hojas de petunia (Figura 6), decrece a medida que la proporción de composta en el sustrato aumenta. No obstante, si se analizan los resultados de acumulación de este elemento entre órganos, se observa que en raíces y tallos existen menores contenidos de Na que en hojas. Esto permite confirmar los hallazgos de Fornes et al. (2007), quienes reportan que la petunia es una herbácea tolerante a la salinidad al tener la capacidad de acumular Na en láminas foliares.
En lo que a acumulaciones nutrimentales respecta, se observó de manera general que en raíces, los mayores valores promedio fueron registrados en plantas creciendo en el sustrato con más alta relación composta/suelo (Figura 2). En tallos y hojas, la tendencia de acumulación antes descrita fue observada en Fe, Zn, Mn y B (Figuras 4 y 6). Es decir, con excepción de Cu en tallos y hojas y del Na en hojas, las acumulaciones de micronutrimentos in planta en petunia mostraron la misma tendencia, incrementaron con el aumento de la relación composta/suelo en el sustrato. Estos resultados coinciden con los reportados por Pérez-Murcia et al. (2006) en brócoli, donde las acumulaciones de Fe y Zn fueron más altas en plantas creciendo en mezclas de turba con composta.
De los 18 mejores modelos seleccionados para concentración de nutrimentos y sodio en los tres órganos evaluados, siete de ellos no fueron significativos: Cu y Zn en raíces; Fe, Zn, Mn y B en tallos; y Zn en hojas. Los modelos significativos en raíces presentaron coeficientes de determinación (R2) entre 0.3255 y 0.5955, resultando particularmente bajos para Fe, B y Na (Cuadro 2). En tallos, sólo los modelos de concentración de Cu y Na fueron significativos con valores de R2 de 0.4467 y 0.3980, respectivamente (Cuadro 3). En hojas sólo el modelo de concentración de Zn no fue significativo (Cuadro 4).
Al evaluar el efecto del manejo nutrimental y la aplicación de nematicida sobre el estado nutrimental de tubérculos de papa variedad Tollocan, Estañol-Botello et al. (2005), reportan modelos de regresión significativos para concentraciones nutrimentales con valores de R2 entre 0.35 y 0.76. Por su parte, Bres y Jerzy (2008) al evaluar la influencia de la radiación solar sobre la nutrición de crisantemo, reportaron valores de R2 para concentración de Fe, Cu y B de 0.3991, 0.5187 y 0.4816, respectivamente.
]]> Tres de los 18 mejores modelos de acumulación de nutrimentos en los tres órganos evaluados fueron no significativos: Cu en tallos, Zn y Na en hojas (Cuadros 2, 3 y 4). De manera general, los coeficientes de determinación obtenidos en los modelos de acumulación, fueron superiores a los obtenidos en los modelos de concentración, pues se alcanzaron valores de hasta 0.8351 en tallos. En este contexto, los resultados de R2 indican que la variabilidad en la acumulación de nutrimentos y sodio en petunia, es explicada en mayor medida por la relación composta/sustrato que la concentración nutrimental. Esto significa que existen otras variables que modifican la concentración nutrimental, adicionales a la relación composta/ sustrato, las cuales pueden modificar y explicar la variabilidad de dicha concentración.
CONCLUSIONES
La composta adicionada al sustrato de crecimiento de petunias incrementa la acumulación de micronutrimentos en raíces, tallos y hojas. Por el contrario, disminuye la acumulación de Na en hojas, elemento que en altas concentraciones puede resultar tóxico para los cultivos.
AGRADECIMIENTOS
Los autores(as) agradecen a la línea prioritaria de investigación 4. Agronegocios, agroecoturismo y arquitectura del paisaje del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas el apoyo para la realización de esta investigación.
LITERATURA CITADA
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