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Estudio de potenciales alelopáticos originados por
Eucalyptus globulus Labill., Pinus pinaster Ait.
y Pinus radiata D.
A. BALLESTER, A. M. ARIAS, B. COBIÁN, E. LÓPEZ CALVO y
E. VIEITEZ (1)
v
UEI Fisiología Vegetal, CSIC, Apartado 122
(Santiago de Compostela)
RESUMEN
Se ha estudiado el potencial alelopático de Eucalyptus globulus Labill., Pinus pinaster Ait. y Pinus radiata D. sobre el
crecimiento y la germinación de diferentes especies herbáceas.
Extractos acuosos de hojas y acículas recogidas en los meses
de enero y abril inhiben fundamentalmente la germinación de
las semillas de festuca, siendo la acción más importante en el
mes de abril que en el de enero. El contacto directo entre hojas
y acículas y las semillas a ensayar produce una inhibición muy
fuerte y al igual que en el caso anterior, las semillas de festuca
son las más afectadas.
Tanto el eucalipto como los pinos contienen inhibidores volátiles (presumiblemente terpenos) capaces de alterar el crecimiento de algunas de las herbáceas ensayadas.
A la hora de valorar la acción del eucalipto, del pino común
y del pino insigne sobre los suelos donde viven, habrá de tenerse
en cuenta el potencial que contienen como agentes productores
de compuestos orgánicos inhibidores.
(1) Departamento de Fisiología Vegetal, Facultad de Biología, Santiago de Compostela.
PASTOS.
12 (2): 239-254, 1982
239
INTRODUCCIÓN
La alelopatía se define como el efecto perjudicial que una planta
ocasiona a otra a través de compuestos químicos que son liberados
al medio ambiente (9). La alelopatía produce unos efectos realmente
importantes en la composición de las comunidades vegetales, en la
sucesión de las especies o en la productividad vegetal. Sin embargo,
existe una gran diferencia entre la alelopatía y los mecanismos competitivos propios de la ecología (7): mientras la primera añade al medio ambiente uno o varios compuestos químicos inhibidores, los mecanismos competitivos alteran factores como la luz, oxígeno, nutrientes, agua, etc.
Los compuestos alelopáticos son liberados de las plantas por cuatro caminos diferentes: descomposición de los residuos vegetales en
el suelo, liberación de compuestos volátiles, lixiviación por el agua
de lluvia y exudación por las raíces. Por tanto, los efectos alelopáticos
están influenciados por factores ambientales como temperatura, lluvia, etc., y factores asociados al suelo como propiedades físicas, microbiología, etc.
Existe en Galicia cierta controversia sobre el efecto del eucalipto
y del pino en la degradación del suelo donde viven. Sin embargo, no
se ha hecho ningún trabajo que trate de comprobar los posible efectos
alelopáticos de estas especies. El objeto del presente trabajo es el
determinar el potencial alelopático de Eucaliyptus globulus, Pinus
pinaster y Pinus radiata y comprobar si sus productos metabólicos
interfieren con la germinación y el crecimiento de especies pratenses.
Como referencias bibliográficas diremos que el efecto alelopático de
Eucalyptus camaldulensis en Estados Unidos (5) y Eucalyptus baxteri
en Australia (6) han sido estudiados así como el de Pinus silvestris (4).
MATERIAL Y MÉTODOS
Hojas y acículas adultas de eucalipto y pinos, respectivamente,
fueron recogidas en los meses de enero y abril e inmediatamente
usadas en los ensayos biológicos. Sólo se almacenaron, en frío, las
que se usaron en los ensayos de extractos. En el mes de abril se
recogieron también hojas y acículas secas.
Se realizaron cuatro ensayos biológicos diferentes: extracto, contacto, volátiles y cromatograma. Todos estos ensayos han sido previamente descritos en detalle (1, 2, 3). Para el primero de ellos se extra240
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jeron 25 gr. de hojas o acículas intactas con 100 mi. de agua durante
24 horas a temperatura ambiente y oscuridad regándose las semillas
con 4 ml. del extracto así obtenido. En el ensayo de contacto, las
semillas test se ponen a germinar en contacto directo con hojas y
acículas de eucalipto y pinos. En el ensayo de volátiles, los compuestos liberados por hojas y acículas son los que actúan directamente
sobre las semillas ensayadas. Finalmente en el ensayo de cromatograma, 2,5 ml. del extracto acuoso obtenido para el primer ensayo, se
cromatografían en papel Wathman num. 1 y se desarrolla en isopropanol-amoníaco-agua (10:1:1) dividiéndose el cromatograma resultante en 10 partes iguales que se usan como lecho de germinación de
las semillas.
Se han usado las semillas siguientes: Trifolium repens, Trifolium
pratense, Dichondra repens, Lotus corniculatus, Dactylis glomerata,
Festuca rubra, Festuca pratensis, Lolium multiflorum cvs. Tetrone y
Tewera y Lolium perenne cv. Teptoe. Una vez sembradas en cajas
petri según los diferentes ensayos, las semillas se incubaron en cámara oscura a 24° C y 80 % de humedad durante 3, 4 ó 6 días, al
cabo de los cuales se determina el porcentaje de germinación y/o el
crecimiento de la radícula e hipocótilo o epicótilo. En el trabajo se
presentan los resultados completos de la recogida del mes de enero y
sólo como referencia los del mes de abril por no estar totalmente
evaluados.
RESULTADOS
2. Efecto de Eucalyptus globulus
El extracto acuoso de hojas de eucalipto recogidas en el mes de
enero prácticamente no altera el crecimiento y la germinación de las
10 especies herbáceas ensayadas. Solamente hay inhibición significativa en el crecimiento radicular de las dos variedades de ray-grass
italiano utilizadas (Fig. 1). Tampoco parecen afectar al crecimiento
los extractos de hojas verdes y secas recogidas en el mes de abril,
obteniéndose resultados muy parecidos al del mes de enero. Sin embargo, el extracto de hojas secas del mes de abril afecta la germinación
de Festuca rubra, dactylo y Dichondra repens inhibiéndolas un 53 %,
34 % y 54 %, respectivamente.
La inhibición producida por contacto en el mes de enero puede
verse en la figura 2. En el caso del trébol el hipocótilo es más afectado
que la raíz, mientras que el caso de la festuca la situación se invierte.
En el mes de abril el potencial inhibidor de hojas verdes y secas del
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Figura 1
PASTOS
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eucalipto es mucho mayor que en enero: la germinación de Festuca
rubra es inhibida en un 94 % por hojas verdes y un 90 % por hojas
secas, mientras que las semillas de dactylo lo son un 76 % y un 95 %,
respectivamente. Las demás especies son poco afectadas.
El ensayo de volátiles sólo se ha realizado en el mes de abril con
las semillas de dactylo, produciéndose un 83 % de inhibición de la
germinación y en aquellas semillas que germinaron, la inhibición del
crecimiento fue del 59 % respecto al control y menor la del hipocótilo (36 %).
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243
En el ensayo de cromatograma del extracto correspondiente al
mes de enero no se observan grandes zonas de inhibición o crecimiento, confirmando la poca actividad del extracto crudo. Si acaso
destacar que las semillas más afectadas son las de dactylo (Fig. 3).
2. Efecto de Pinus pinaster
El extracto acuoso de la muestra recogida en el mes de enero,
produce inhibición del crecimiento en los dos tréboles estudiados y
un 15 % de inhibición de la germinación en las semillas de Festuca
rubra (Fig. 4). En las demás especies herbáceas, los resultados no son
significativos. Con las muestras de acículas verdes y secas recogidas
en el mes de abril los resultados son muy similares, siendo lo más
notable destacar la inhibición del crecimiento que se produce en
las semillas de Festuca rubra y fundamentalmente la inhibición de la
germinación que, en el caso de acículas secas, alcanza un 60 % respecto al control.
La inhibición producida por contacto (Fig. 5) es mucho más
elevada que la del extracto y en todas las semillas ensayadas en enero
(excepto Lolium perenne) hay inhibición de la germinación destacando
sobre todas las de Festuca rubra (83 %) y Dactylis glomerata (81 % ) .
La misma pauta de fuerte inhibición ocurre en la recogida del mes de
abril tanto en acículas verdes como secas: en el caso concreto de estas
últimas inhiben un 94 % la germinación de las semillas de Festuca
rubra.
El ensayo de volátiles de P. pinaster inhibe el crecimiento de la
radícula de dactylo un 50 % respecto al control; sin embargo, en
las semillas germinadas no se ve afectado el crecimiento del hipocótilo. Existen sin embargo un 47 % de inhibición de la germinación en
las semillas de dactylo.
El ensayo de cromatograma de zonas de inhibición del crecimiento tanto en el trébol violeta como en Dicbondra repens en la zona
de Rf 0.7-0.8, originando al mismo tiempo inhibición de la germinación en ambas zonas (Fig. 6).
3. "Efecto de Pinus radiata
El extracto del mes de enero de acículas verdes de Pinus radiata
afecta fundamentalmente al crecimiento de los dos tréboles estudiados y en menor cuantía a dactylo (Fig. 7). Sin embargo, el extracto
de acículas verdes del mes de abril inhibe el crecimiento de las dos
variedades de ray-grass italiano y Lotus corniculatus, afectando tanto
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al hipocótilo como a la radícula. El extracto de acículas secas de esta
misma época no afecta el crecimiento ni la germinación de ninguna
de las especies estudiadas. Parece por tanto que los posibles inhibidores de acículas del pino insigne o bien han sido liberados al suelo
o bien durante el proceso de transformación de acículas verdes a secas
se han convertido en compuestos no activos.
En el ensayo de contacto del mes de enero (Fig. 8) todas las
especies ensayadas han sido inhibidas en su crecimiento, destacando
asimismo el 60 % de inhibición de la germinación de Festuca pr•atensis. En el mes de abril las especies más afectadas en cuanto al crecimiento son las dos festucas así como el dactylo y la inhibición la
producen tanto las hojas verdes como secas. En el caso de Festuca
rubra hay un 86 % de inhibición de la germniación con acículas
verdes y un 96 % con secas.
El ensayo de volátiles, realizado solamente en el mes de abril con
acículas verdes, no afecta para nada la germinación de las semillas
de trébol blanco (única especie estudiada); sin embargo, la longitud
de la radícula está inhibida en un 74 % respecto al control y la del
hipocótilo en un. 52%.
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PASTOS
1982
Los ensayos de cromatograma (Fig. 9) dan zonas de crecimiento
y zonas de inhibición, algunas realmente importantes sobre todo con
respecto al trébol blanco.
DISCUSIÓN
De los resultados expuestos anteriormente se deduce en principio que las tres especies estudiadas poseen un potencial inhibidor
bastante elevado (a nivel de laboratorio) que debe ser confirmado en
condiciones naturales de campo. Sin embargo, estos primeros resultados nos pueden dar la pauta a seguir en trabajos posteriores.
En los ensayos con extractos acuosos podemos destacar varios
hechos: a) el efecto inhibidor del eucalipto es, en términos generales,
más elevado que el de los pinos; b) el efecto de Vinus -pinaster, pino
común, es más importante que el de pino insigne, Vinus radiata;
c) el extracto del mes de abril es más inhibidor que el del mes de
enero; d) las semillas de festuca parecen ser las más sensibles, de
todas las estudiadas, a los extractos de eucalipto y pinos.
Puesto que en dos recogidas de material hemos encontrado, en el
caso concreto del eucalipto, unos efectos diferentes, creemos que sería
importante realizar un estudio mensual de la actividad inhibidora para
poder correlacionarla con el período de germinación de las especies
herbáceas. D E L MORAL y MULLER (5) han encontrado una variación
estacional en el contenido de inhibidores hidrosolubles en hojas de
Eucalyptus camaldulensis. Por otra parte, han sido identificados algunos fenoles como responsables del efecto alelopático de extractos
acuosos de Eucaliptus baxteri (6) y también se adscribe a fenoles la
inhibición observada en el liter de Vinus silvestris (4). Nosotros mismos hemos comprobado la presencia de compuestos fenólicos, por
reacciones cromogénicas, en los extractos acuosos de las especies estudiadas.
Sería también interesante hacer un seguimiento del contenido en
inhibidores hidrosolubles desde la hoja verde madura todavía unida
al árbol hasta la hoja ya caída al suelo y en proceso de descomposición. Esto parece importante puesto que la hoja verde puede contener
inhibidores que no sean liberados al medio ambiente por efecto del
agua (o lo sean en pequeña proporción) debido a la propia naturaleza
coriácea de la hoja y que sí lo sean durante el proceso de descomposición.
La separación cromatográfica de los extractos, la valoración de su
actividad biológica y las reacciones cromogénicas que presentan, perPASTOS
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Figura 9
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miten decir que la mayoría de los compuestos presentes en dichos
extractos son compuestos fenólicos.
La inhibición por contacto es más elevada que la del extracto y
tanto en eucalipto como en pinos, las semillas de festuca son las más
afectadas. Dado el tipo de ensayo que se realiza, la inhibición no se
produce solamente por contacto propiamente dicho, sino que los
efectos de los volátiles han de tomarse en consideración.
Los resultados más interesantes en cuanto al eucalipto y al pino
común, parecen residir en la inhibición producida por los compuestos
volátiles. El eucalipto es rico en compuestos terpénicos y de ellos el
cineol y el P-pineo son altamente tóxicos (5), siendo el primero de
ellos inhibidor a una concentración tan baja como 5 ppm. Estudios
realizados indican que el efecto del cineol se debe a la inhibición
de la respiración mitocondrial y de la división celular (8).
Dos problemas permanecen sin resolver: el primero consiste en la
identificación de estos terpenos volátiles en el eucalipto gallego, evaluando sus concentraciones; el segundo consiste en determinar si,
con las condiciones climatológicas de nuestra región y con las características físicas del suelo, los terpenos van a ser adsorbidos y retenidos por los coloides del suelo y en qué época del año esta adsorción va a ser máxima. Estos condicionamientos son importantes a la
hora de valorar la capacidad alelopática real de las especies estudiadas.
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P A S T O S 1982
253
BALLESTER,
THE ALLELOPATHIC POTENTIAL OF Eucalyptus globulus Labill.,
Pinus pinaster Ait. y Pinus radiata D.
SUMMARY
The allelopathic potential of Eucalyptus globulus, Pinus pinaster and
Pinus radiata upon some grasses was studied.
Aqueous extracts collected in January and April inhibited herb germination and growth in laboratory being the most important action on the
fescue seeds. Also the germination of fescue was inhibited when the seeds
were put in direct contact with the leaves of Eucalyptus and Pinus. Several volatile toxins (probably terpens) were found to be present in Eucalyptus and Pinus.
Allelopathic factors interact with other factors and mustbe considered a part of the environmental complex.
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