Cobalt as senescence retardant in postharvest of oriental hybrid Lilium

Manuel Mandujano–Piña¹; Ma. Teresa Colinas–León²; Ana María Castillo–González²; Irán Alía–Tejacal³; Luis Alonso Valdéz–Aguilar⁴

¹ Instituto de Horticultura. Universidad Autónoma Chapingo. km 38.5 carretera México–Texcoco, Chapingo Estado de México. MÉXICO. C. P. 56230 y FES Iztacala. Correo–e: manuelm@servidor.unam.mx (^*Autor para correspondencia).

² Instituto de Horticultura. Universidad Autónoma Chapingo. km 38.5 carretera México–Texcoco, Chapingo Estado de México. MÉXICO. C. P. 56230.

³ Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Av. Universidad Núm. 1001. C. P. 62209. Chamilpa, Cuernavaca, Morelos. MÉXICO.

⁴ Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro.

Recibido: 30 de septiembre, 2010.
Aceptado: 22 de junio, 2012.

Resumen

La calidad en las flores cortadas se ve afectada debido a los largos periodos de exposición a temperaturas cálidas, estrés hídrico y daños mecánicos. Diversas investigaciones han identificado una serie de aspectos técnicos para prolongar la vida de las flores cortadas, entre los que resaltan el uso de soluciones preservadoras que además puedan inhibir la síntesis de etileno. En la presente investigación se evaluaron los efectos del cloruro de cobalto (Co) sobre el peso, consumo de solución, unidades SPAD en hojas, contenido de nitrógeno, cobalto, potasio, calcio, magnesio y hierro, así como vida postcosecha, en tallos de Lilium híbrido oriental 'Star Gazer' y 'Star Fighter'. Los tallos florales fueron obtenidos en Villa Guerrero, Estado de México, y transportados en seco al laboratorio, donde se estableció un experimento factorial 2 x 5 en un diseño experimental completamente al azar. Se utilizaron soluciones que contenían como fuente de carbono sacarosa al 4 % y las siguientes concentraciones de Co: 0.0, 0.1, 0.2, 0.4 y 0.8 mM. Lo anterior permitió establecer que Co 0.1 y 0.2 mM retrasaron los síntomas de senescencia de los tallos florales de Lilium.

Palabras clave adicionales: 'Star Fighter', 'Star Gazer', flor de corte, contenido de iones.

Abstract

The quality of cut flowers is affected due to long periods of exposure to warm temperatures, water stress and mechanical damages. Several studies have identified technical issues to prolong the life of cut flowers, standing out the use of preservative solutions which may also inhibit ethylene biosynthesis. Cobalt chloride (Co) effects on weight, consumption of solution, SPAD units in leaves, content of nitrogen, cobalt, potassium, calcium, magnesium and iron, and postharvest life in stems of 'Star Gazer' and 'Star Fighter' Oriental Hybrid Lilium were evaluated. Floral stems were obtained from Villa Guerrero, Estado de México, and transported in dry conditions to the laboratory, where a 2 x 5 factorial experiment in a completely randomized design was conducted. Solutions containing sucrose as a carbon source at 4 % and the following Co concentrations: 0.0, 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 mM were used. This establishes that 0.1 and 0.2 mM Co delayed the symptoms of senescence in Lilium stems.

INTRODUCCIÓN

Entre las etapas críticas e importantes que se han identificado para alargar la vida de las flores cortadas, resaltan tres: control de la temperatura, higiene del proceso postcosecha y uso de soluciones preservadoras (Nell y Reid, 2000). Las soluciones preservadoras alargan la vida de las flores porque actúan sobre uno o varios procesos que determinan su senescencia. Actualmente se utilizan soluciones con carbohidratos, principalmente sacarosa y glucosa (Arriaga y Guerrero, 1995); soluciones con reguladores de crecimiento para prevenir el amarillamiento foliar (Hicklen–ton, 1991; Nell y Reid, 2000); soluciones con nitrato de plata para inhibir el crecimiento bacterial (Van Doorn et al.,1989; Van Doorn, 1997), y soluciones con inhibidores de etileno para prevenir los efectos de senescencia (Veen, 1986; Ho–jjati et al., 2007), entre los cuales se encuentra el cobalto.

Pardha y Mohan (1989) lograron incrementar la vida en florero de Chrysanthemun morifolium (crisantemo) hasta por 14 días con 0.5 mM de cloruro de cobalto, y en combinación con sacarosa 0.1 M la longevidad se incrementó hasta 24 días. En Gladiolus sp (gladiolo), Murali y Reddy (1993) encontraron una longevidad de seis días para las flores, mediante un tratamiento de sacarosa al 4 % y cobalto 0.5 mM, mientras que el testigo sólo duró cuatro días. La razón es que el ion cobalto es un inhibidor de la síntesis de etileno, el cual bloquea la conversión del ácido–1–aminociclopropano carboxílico (ACC) a etileno (Taiz y Zeiger, 2006; Plich y Jankiewicz, 2003; Trejo–Téllez et al., 2007; Talukder y Sharma, 2007).

Actualmente, los tallos florales de Lilium experimentan un redescubrimiento en la floricultura y representan el 24 % de la producción mundial de flor de corte. Los tallos de Lilium ocupan el tercer lugar de las flores de bulbo, después del tulipán (Tulipa spp) y gladiolo, debido en parte a los nuevos cultivares que el mercado ofrece para flor de corte durante todo el año y la creciente demanda de los consumidores a nivel mundial. Ante lo anterior, se hace necesario precisar su manejo postcosecha.

El objetivo de este trabajo fue comparar y evaluar el efecto de soluciones de cobalto aplicadas en postcosecha sobre consumo de solución, peso fresco, color mediante unidades SPAD, contenido de nitrógeno, cobalto, calcio, potasio, magnesio y hierro, así como vida en florero de tallos florales de Lilium híbrido oriental 'Star Gazer' y 'Star Fighter'.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se estableció en Chapingo, Estado de México. Las condiciones ambientales dentro del laboratorio donde se estableció el experimento fueron las siguientes: humedad relativa media 45 %, máxima 60 % y mínima 26 %; temperatura media diaria 25 °C, mínima 20 °C y máxima 32 °C. Las unidades experimentales fueron expuestas a un fotoperiodo de 12 h de luz y 12 h de oscuridad, con una intensidad luminosa máxima de 339 Lumenes.

Se usó un diseño experimental completamente al azar con diez repeticiones. Los tratamientos correspondieron a un arreglo factorial 2 x 5, donde el primer factor correspondió a cultivares (Cv), con dos niveles ('Star Gazer' y 'Star Fighter') y el segundo a concentraciones de cloruro de cobalto (Co), con cinco niveles (0, 0.1, 0.2, 0.4 y 0.8 mM de Co). Todas las soluciones se prepararon con sacarosa 4 % en agua destilada y se ajustaron a un pH de 3.5 con ácido cítrico. La unidad experimental consistió en un tallo de Lilium introducido en probeta de 250 ml y volumen de solución inicial de 170 ml con los tratamientos mencionados anteriormente. El volumen se ajustó cada tercer día con la solución de sacarosa al 4 % y pH de 3.5.

El consumo de solución se midió diariamente por diferencia de volumen en la solución de cada probeta: se sacó la flor, se tomó la lectura y se devolvió a la solución. El cambio de peso fresco del tallo floral se registró diariamente con balanza digital (0.1 g de precisión marca Ohaus modelo Scaut). La longevidad floral se evaluó mediante escala hedónica, asignando cero (0) al estado previo a la apertura de la flor, uno (1) a la flor abierta en estado ornamental óptimo, y dos (2) a la aparición de bordes marchitos o deshidratados en los pétalos de la flor abierta. Se registró el número de días en que se mantuvo el estado uno. El color en hojas se midió en unidades SPAD con el medidor Minolta SPAD 501; se evaluaron siempre las mismas (cinco por tratamiento) en la zona apical cercana a la estructura floral. Estas mediciones se realizaron diariamente, hasta que las hojas presentaron un color amarillento (síntoma de senescencia).

Al final del experimento, hojas y flores se secaron por 72 h en estufa con aire circulante a 70 °C. La materia seca se molió en molino (Thomas Wiley Mill Modelo Ed–5), con malla del número 40 y se tomó una muestra de 0.5 g. Se realizó una digestión húmeda de la muestra con 4 ml de una mezcla de ácido sulfúrico y ácido perclórico en una proporción de 2:1 y 2 ml de peróxido de hidrógeno. Se determinaron, en cinco repeticiones por tratamiento, las concentraciones de cobalto, potasio, calcio, magnesio y hierro en mg·kg^–1 de materia seca, mediante un espectrofotómetro de emisión atómica de plasma por inducción acoplada ICP–AES de Varian. También se midió la concentración de nitrógeno por el método de microkjeldahl (Alcántar y Sandoval, 1999).

Los datos fueron procesados mediante análisis de varianza con el paquete estadístico SAS®. Para comparar las medias de los tratamientos se utilizó la prueba de Tukey (P ≤ 0.05). Adicionalmente se realizó una regresión polinomial de segundo orden para la variable respuesta de peso.

RESULTADOS

El análisis estadístico detectó diferencias significativas para el peso durante los días 3, 8 y 13 de vida postcosecha de los tallos florales de Lilium 'Star Gazer' y 'Star Fighter'. Las unidades SPAD presentaron diferencias sólo el día 13 en los niveles de Co. La interacción de los factores Cv y Co fue significativa para el consumo de solución. El análisis de las concentraciones de nitrógeno y hierro en hojas y flores, calcio en hojas y magnesio en flores, así como longevidad floral mostraron diferencias significativas entre las fuentes de variación, mientras que la interacción resultó significativa para cobalto y potasio en hojas y flores, magnesio en hojas y el calcio en flores.

Consumo de solución preservante

La comparación de medias para el consumo de solución resultó significativa en la interacción. El valor más alto fue en el tratamiento 0.1 mM de Co para 'Star Fighter' durante los días 3, 8 y 13. Posteriormente se adicionaron los tratamientos de 0.2 y 0.4 mM el día 8 y el tratamiento 0.8 mM el día 13, todos ellos con respecto al tratamiento 0.0 mM. En 'Star Gazer' no se observaron diferencias (Cuadro 1). Para el factor Cv los valores de consumo más altos se registraron en 'Star Fighter' con diferencias significativas en todos los niveles de Co para el día 3, y en los días 8 y 13 no se presentaron diferencias en el tratamiento de 0.0 mM de Co en ambos cultivares, pero sí en los tratamientos que incluyeron Co (Cuadro 2).

El análisis estadístico detectó diferencias significativas entre cultivares (Cuadro 3), donde 'Star Fighter' registró el mayor peso durante los tres días de muestreo. En los niveles de Co el mayor peso se observó en el tratamiento de 0.1 mM con respecto al 0.0 mM de Co. Adicionalmente se determinó el día donde se registró el mayor peso en cada tratamiento mediante una función polinomial de segundo grado. Se consideró su punto de inflexión como indicativo del inicio de la pérdida de peso (Figura 1). Los resultados fueron 1.62, 3.07, 2.94, 2.68 y 2.33 días para 'Star Gazer', así como 1.97, 5.45, 5.30, 4.06 y 2.77 días para 'Star Fighter' con 0.0, 0.1, 0.2, 0.4 y 0.8 mM de Co, respectivamente.

Longevidad floral

La longevidad floral mostró diferencias entre cultivares y entre los niveles de Co (Cuadro 4). 'Star Gazer' presentó una longevidad floral de 3.89 días, mientras que 'Star Fighter' fue de 2.77 días. Los tratamientos de 0.1 y 0.2 mM de Co produjeron un incremento significativo en la longevidad floral de 33.5 y 22.4 %, respectivamente, con relación al tratamiento 0.0 mM Co. La comparación de medias entre las combinaciones (Cuadro 5) para la longevidad floral evidenció un incremento significativo para 'Star Fighter' del 61.1 y 44 % con 0.1 y 0.2 mM de Co y el 19.7 % con 0.1 mM de Co para 'Star Gazer'.

Medición de unidades SPAD en hojas

Las unidades SPAD se incrementaron significativamente en los tratamientos 0.2 y 0.8 mM de Co. Los tratamientos restantes se comportaron igual que el que no tuvo Co a partir del día 13 de la vida postcosecha (Cuadro 3).

Concentración nutrimental

La prueba de comparación de medias en hojas detectó un incremento significativo en la concentración de nitrógeno en 'Star Gazer' en relación con 'Star Fighter'. Para el factor Co, se observaron incrementos significativos de nitrógeno de 43.1 y 83.9 % en 0.4 y 0.8 mM de Co, respectivamente (Cuadro 6). La interacción fue significativa para las concentraciones de cobalto, potasio y magnesio en las hojas, donde 'Star Fighter' registró un incremento significativo en las concentraciones de cobalto asociadas al incremento de este elemento en los tratamientos 0.4 y 0.8 mM. Por otro lado, en 'Star Gazer' el incremento significativo sólo se observó en el tratamiento de 0.8 mM. La concentración de potasio presentó una disminución significativa en el tratamiento 0.1 y 0.4 mM de Co para 'Star Fighter'. El magnesio presentó un incremento significativo en 'Star Gazer' (Cuadros 7 y 8).

En flores, 'Star Gazer' mostró una mayor concentración de nitrógeno y magnesio, mientras que para el factor Co el hierro y el magnesio presentaron una disminución en los tratamientos que incluyeron Co (Cuadro 4). La interacción evidenció diferencias en concentraciones de cobalto, calcio y potasio. 'Star Fighter' registró un incremento significativo en las concentraciones de cobalto asociadas al incremento de este elemento en los tratamientos 0.4 y 0.8 mM, y en 'Star Gazer' el incremento significativo se observó en los tratamientos 0.2, 0.4 y 0.8 mM. La concentración de calcio fue mayor en 'Star Gazer' en todos sus tratamientos con respecto a 'Star Fighter' (Cuadros 9 y 10).

Los contenidos de nitrógeno en hojas y flores fueron significativamente mayores en 'Star Gazer' (Cuadros 4 y 6). El hierro y calcio no mostraron diferencias (Cuadro 6). En las flores 'Star Gazer' presentó valores más altos de potasio con diferencias significativas en todos los tratamientos que involucraron al Co en relación al que no tuvo Co. La concentración de calcio fue mayor en todos los tratamientos que involucraron al 'Star Gazer' como efecto de cultivar (Cuadro 10).

La concentración de calcio en flores de 'Star Gazer' con 0.2 mM de Co presentó un valor alto con diferencias significativas con respecto al tratamiento sin Co. Además, se evidenció un descenso significativo de esta variable en los tratamientos de 'Star Gazer' con 0.4 mM de Co y todas las combinaciones generadas con 'Star Fighter' (Cuadro 7).

El hierro en hoja muestra diferencias significativas entre 'Star Gazer' 0.1 mM y 'Star Fighter' 0.8 mM de Co con un valor más bajo en la primera combinación (Cuadro 11). En las flores el hierro registró los valores inferiores en los tratamientos con Co en relación al tratamiento sin Co. Sin embargo, las diferencias sólo fueron significativas para ambos cultivares con 0.4 mM de Co y en la combinación 'Star Fighter' con 0.1 mM de Co (Cuadro 5).

DISCUSIÓN

La absorción de agua y la transpiración en los tallos florales son indicadores de un balance hídrico eficiente, condición importante para un incremento en la vida postcosecha (Miranda et al., 2008; van Meeteren et al., 2005). En este trabajo, durante el día tres, se observó un incremento del 39 % en el consumo de solución en tallos tratados con 0.1 mM de Co con relación al tratamiento control. Según Van Leperen y Van Gelder (2006), la adición de 10 mM de cloruro de potasio a soluciones en contacto con segmentos de tallos de crisantemo (Dendranthema grandiflorum Tzvelev) y Prunus (Prunus laurocerasus) incrementó el flujo entre el 17 y 24 % para crisantemo, mientras que en Prunus el incremento fue de 16 %, con relación al agua deionizada. Adicionalmente, se ha reportado (Van Leperen et al., 2000) que la conductancia hidráulica es mayor cuando se utilizan cationes divalentes como magnesio y calcio, por lo que es posible que el cobalto pueda ser incluido. Estos autores argumentan que los cationes divalentes se asocian y neutralizan las cargas negativas de las pectinas, las cuales constituyen el componente más abundante de la pared celular del xilema, y así disminuye la resistencia al flujo de solución.

Miranda et al. (2008) han observado que las pérdidas de peso fresco superiores al 10 % generan marchitamiento y afectan la vida postcosecha de Antirrhinum majus L. Para 'Star Fighter' esta disminución del peso se registró el día doce después del corte en el tratamiento 0.1 mM de Co, mientras que en el tratamiento sin Co se presentó a partir del día seis. En 'Star Gazer' no se encontraron diferencias significativas, pero se observó la pérdida del 10 % de peso fresco el día ocho después de colocarlos en soluciones con 0.1 y 0.2 mM de Co, en tanto que en flores no tratadas con Co se registró este comportamiento a partir del día siete. En plantas con 0.4 y 0.8 mM de Co se produjo una reducción del 10 % en el peso antes o igual que en plantas expuestas a soluciones con 0.0 mM de Co (Figura 1). Además, la apertura de las flores fue incipiente y con menor vida postcosecha en ambos cultivares.

Yáñez et al. (1994) encontraron mayor longevidad en flores de rosa que mantienen o incrementan su peso fresco. En el presente estudio, esta condición se observó en los tallos de 'Star Fighter' sumergidos en las concentraciones de 0.1 y 0.2 mM de Co y 'Star Gazer' sumergidos en la solución 0.1 mM de Co, lo cual coincidió con un mayor número de días para que se presentara el punto de inflexión. Estos resultados sugieren que el mayor consumo de agua y el incremento de peso en los primeros seis días de la vida postcosecha de la unidad floral pueden tomarse como indicador de una mayor longevidad.

La presencia de clorofila foliar medida en unidades SPAD no mostró diferencias entre cultivares. Según Rodríguez et al. (1998), esta variable permite un diagnóstico de la condición nutrimental de los cultivos. Se puede sugerir que ambos cultivares presentaron el mismo estado nutrimental al inicio del experimento. Adicionalmente, se ha observado que el contenido de clorofila en tejidos vegetales es útil para estimar el estado de senescencia en hojas (Quesada y Valpuesta, 2008). La incorporación de 0.2 y 0.8 mM de Co en las soluciones preservantes probablemente retrasó este síntoma en las hojas de los tallos florales de Lilium.

En cuanto a la longevidad floral, 'Star Fighter' con 0.1 y 0.2 mM de Co perduró por 3.77 y 3.37 días, respectivamente, lo cual representa un incremento con relación a los tallos sin Co (2.34 días). Para 'Star Gazer' sólo con 0.1 mM de Co se presentó un incremento, el cual fue de 4.91 días, mientras que en tallos sin Co fue de 4.1 días. Por otro lado, tallos de ambos cultivares tratados con 0.4 y 0.8 mM presentaron valores de longevidad floral inferiores al observado en tallos sin Co. Lo anterior permite sugerir la posible participación del cobalto en concentraciones de 0.1 y 0.2 mM para favorecer una mayor vida en florero, lo cual coincide con lo reportado por Pardha y Mohan (1989) para crisantemo y Murali y Reddy (1993) para gladiolo, mientras que los niveles de 0.4 y 0.8 mM causaron disminución de la vida de florero en los tallos de Lilium.

El incremento de cobalto en hojas y flores es atribuido a la presencia de éste en las soluciones preservantes, sobre todo en los tallos tratados con 0.4 y 0.8 mM de Co, y en comparación con el tratamiento sin Co. Pandey y Sharma (2002) reportan que el cobalto induce clorosis en las hojas por una disminución en la asimilación de hierro. Lo anterior fue observado en flores como una disminución del hierro en los tratamientos que incluyeron Co. Por otra parte, Palit y Sharma (1994) establecen que el cobalto también induce deficiencias de potasio, lo cual fue observado en flores de 'Star Fighter' con 0.1 y 0.4 mM de Co. Los contenidos de potasio fueron más altos en las flores, probablemente por el requerimiento en la turgencia celular necesaria en la expansión de la estructura floral.

La presencia de cobalto induce una baja acumulación de calcio y magnesio en la planta (Talukder y Sharma, 2007). Aunque el modelo experimental utilizado no incluye a la planta completa, probablemente las diferencias se deben a la modificación de los patrones de movimiento de este elemento. Es así como el tratamiento con 0.4 mM de Co para 'Star Fighter' reportó menores concentraciones de magnesio. En flores esta tendencia también se presentó en 'Star Fighter' (Cuadro 5). Estos resultados permiten sugerir una dinámica en la retranslocación provocada por la presencia del cobalto en la solución preservante.

CONCLUSIONES

Los tallos florales de Lilium tratados con soluciones preservantes que incluyeron al Co presentaron un aumento significativo de este elemento en hojas y flores de los dos cultivares. Para la longevidad floral 'Star Fighter' presentó un incremento de de 61.1 y 44 % con 0.1 y 0.2 mM de Co, respectivamente, mientras que para 'Star Gazer' la concentración que favoreció el incremento de 19.7 % fue 0.1 mM de Co.

La pérdida de peso fresco, la disminución de unidades SPAD, así como el consumo de solución preservante fueron retardados por la concentración de 0.1 mM de Co.

El contenido de nitrógeno en hojas de los dos cultivares tiende a incrementarse hasta un 83.8 % con la presencia de Co en las soluciones preservantes, mientras que en flores no hubo un patrón definido en respuesta al Co.

LITERATURA CITADA

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