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INFLUENCIA DEL ESTRÉS HÍDRICO SOBRE EL CRECIMIENTO DE PLÁNTULAS DE PLATANERA (Musa acuminata COLLA (AAA)) Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) INTRODUCCIÓN Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) La platanera Musa acuminata COLLA (AAA),c.v. “Gran enana” pertenece al grupo de las plantas Monocotiledoneas al orden Scitaminae, familia Musaceas, subfamilia Musoideae y género Musa Originariamente la especie era diploide y no comestible Posteriormente aparece la partenocarpia Origen: península malaya e islas cercanas Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) La platanera inicia un proceso de expansión hacia todas las regiones tropicales y subtropicales del planeta. Introducción en las Islas Canarias por medio de los portugueses (comienzos del s. XV d. C.) No se explota con fines comerciales hasta que se realizan los primeros envíos a Inglaterra de la variedad tradicional “Pequeña Enana” (1882). Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Llegada la década de los 90 ésta variedad empezó a ser sustituida por la variedad “Gran Enana” La platanera en Canarias, requiere una temperatura ambiental cercana a los 25º C, lo que obliga a ubicar las plantaciones a cotas inferiores a 300 m, precisa de una buena iluminación, bastante humedad, y un suelo con un buen drenaje y profundo Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) El estrés hídrico en las plantas El estrés hídrico es el factor ambiental que mayormente limita la producción vegetal a nivel mundial El agua es el componente químico más abundante en las plantas en los tejidos activos alcanza valores entre el 80 y 95 % en peso fresco El estrés hídrico afecta a la mayoría de los aspectos del crecimiento de las plantas: anatomía, morfología y fisiología Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Disminución del crecimiento de la parte aérea de la planta (tallos y hojas). El crecimiento de las raíces se mantiene o incluso se incrementa. El ritmo de emisión de hojas también se ve afectado al igual que el tamaño de las mismas, lo que conlleva una reducción del área foliar total de la planta Bajo condiciones de estrés hídrico se produce el cierre estomático y la reducción de la conductividad hídrica del xilema Los déficits hídricos pueden reducir la fotosíntesis Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) OBJETIVOS Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) El principal objetivo del presente estudio es conocer cuáles son las respuestas morfológicas y fisiológicas de la platanera (cv. Gran Enana) frente al estrés hídrico. Para ello se estudió: - El crecimiento vegetativo: mediante el estudio de distintos parámetros morfológicos. - Los niveles de los elementos minerales: se analizaron los siguientes elementos esenciales: N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu, Cl Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) MATERIALES Y MÉTODOS Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) El material vegetal empleado en el ensayo fueron plántulas de platanera (Musa acuminata Colla (AAA) cv. “Gran Enana”) Las plántulas de platanera se trasplantaron en macetas de 70 litros rellenas de un sustrato a base de 2/3 de tierra + 1/3 de turba que fue previamente esterilizado. Se distinguieron dos tratamientos: - Plantas control (T1): regadas diariamente. - Plantas sometidas a estrés (T2): Eliminación del riego durante 62 días y rehidratación posterior. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Las medidas de los parámetros morfológicos se realizaron sobre 48 plantas elegidas al azar con una periodicidad de 2 veces por semana. Se midió: -Altura de la planta: desde la superficie de la tierra hasta el ápice de la planta. -Perímetro del tallo: medida a 5 cm de la superficie de la tierra. -Longitud y anchura de la hoja: medida en cm, tomando las 3 primeras hojas totalmente abiertas, contando desde el ápice de la planta hacia abajo. -Longitud del cigarro: se midió la longitud del cigarro partiendo de una medida inicial que oscilaba entre 5 y 7 cm. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Para medir la humedad del suelo durante el estudio se utilizó un medidor de humedad TDR (Time Domain Reflectometry) modelo TRIME-FM y sondas modelo P2Z (Imko), Las sondas fueron colocadas en las macetas un mes antes de empezar el periodo de estrés hídrico. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Posteriormente se procedió a la determinación del peso fresco de las distintas muestras y a continuación se congelaron con nitrógeno líquido y se conservaron en un congelador a -80 ºC. Para obtener el peso seco de las muestras, se empleó el método de liofilización. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) RESULTADOS Y DISCUSIÓN Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Humedad del sustrato 40 Porcentaje de Humedad (%) 35 30 25 20 15 10 Último día del estrés 5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Evolución de la altura de las plantas 70 65 60 Altura (cm) 55 50 45 40 35 Último día del estrés 30 25 20 0 20 40 60 80 100 120 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Evolución del perímetro del tallo Perímetro del tallo (cm) 25 20 15 10 Último día del estrés 5 0 0 20 40 60 80 100 120 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Evolución de la superficie foliar (cm2) 2500 Superficie foliar (cm2) 2000 1500 1000 Último día del estrés 500 0 0 20 40 60 80 100 120 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Evolución del número de hojas 18 16 Nº de hojas 14 12 10 Último día del estrés 8 6 4 0 20 40 60 80 100 120 140 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Peso fresco (gr) Evolución del peso fresco de las plantas 3500 3000 2500 2000 Último día del estrés 1500 1000 500 0 0 20 40 60 80 100 120 140 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Evolución del peso seco de las plantas Peso seco (gr) 250 200 Último día del estrés 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Nitrógeno en las hojas 5 N (% peso seco) 4,5 4 3,5 3 Último día del estrés 2,5 2 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) N (% en peso seco) Nitrógeno en las raíces 1,7 1,5 1,3 1,1 Último día del estrés 0,9 0,7 0,5 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Nitrógeno en los tallos N (% en peso seco) 2 1,8 1,6 1,4 Último día del estrés 1,2 1 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Fósforo en las hojas P (% peso seco) 0,2 0,15 0,1 0,05 Último día del estrés 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Fósforo en las raíces P (% peso seco) 0,14 0,12 0,1 0,08 Último día del estrés 0,06 0,04 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Potasio en las hojas 5,5 Último día del estrés K (% peso seco) 5 4,5 4 Último día del estrés 3,5 3 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) K (% p eso seco ) Potasio en las raíces 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 Último día del estrés 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Calcio en las hojas Ca (% peso seco) 2,5 2 1,5 1 0,5 Último día del estrés 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Calcio en las raíces Ca (% peso seco) 1,1 1 0,9 0,8 Último día del estrés 0,7 0,6 0,5 0,4 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Mg (% peso seco) Magnesio en las hojas 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Último día del estrés 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Magnesio en las raíces 0,8 Mg (% peso seco) 0,75 0,7 Último día del estrés 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Sodio en las hojas Na (ppm) 250 200 Último día del estrés 150 100 50 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Sodio en las raíces 3500 Na (ppm) 3000 2500 2000 1500 1000 Último día del estrés 500 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Fe (ppm) Hierro en las hojas 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 Último día del estrés 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Hierro en las raíces 3500 Fe (ppm) 3000 2500 2000 1500 Último día del estrés 1000 500 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estres Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Mn (ppm) Manganeso en las hojas 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 Último día del estrés 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Manganeso en los tallos 3000 Mn (ppm) 2500 2000 1500 Último día del estrés 1000 500 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Mn (ppm) Manganeso en las raíces 1100 1000 900 800 700 600 500 400 Último día del estrés 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Zinc en las hojas Zn (ppm) 30 25 20 Último día del estrés 15 10 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Zinc en las raíces Zn (ppm) 50 40 30 Último día del estrés 20 10 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Cu (ppm) Cobre en las hojas 12 11 10 9 8 7 6 5 4 Último día del estrés 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Cobre en las raíces Cu (ppm) 20 15 10 Último día del estrés 5 0 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Cloruros en las hojas Cl (% peso seco) 2 1,5 1 Último día del estrés 0,5 0 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) Cloruros en las raíces Cl (% peso seco) 2,5 2 1,5 1 Último día del estrés 0,5 0 0 20 40 60 80 100 DDT Plantas control Trabajo Fin de Carrera Plantas sometidas a estrés Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) CONCLUSIONES Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) - El crecimiento en altura se vio influenciado por el estrés hídrico. Las plantas sometidas al déficit presentaron un 13,5 % menos de altura con respecto a las plantas control el último día del estrés. - El crecimiento del perímetro del tallo de las plantas bajo carencia de agua fue menor que el experimentado por las plantas control en un 19,5 % el último día del estrés. - En cuanto a la superficie foliar, el último día del estrés las plantas control presentaron un 19,8 % más de superficie foliar que las plantas estresadas. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) - El estrés hídrico influyó en el número de hojas emitidas. Las plantas control presentaron una media de dos hojas más que las plantas que sufrieron el déficit hídrico el último día del estudio. - Tanto el peso fresco como el seco de las plantas fueron superiores en las plantas control con respecto a las plantas estresadas. El peso fresco de las plantas control fue un 44 % superior al de las plantas estresadas el último día del estrés, y en cuanto al peso seco, el porcentaje fue similar al anterior. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) - La carencia de agua no afectó a los niveles de nitrógeno en hojas y raíces de las plantas sometidas a estrés hídrico. En el caso de los tallos se observaron ligeras diferencias. - El estrés hídrico no actuó como factor limitante en las tasas de absorción y acumulación de fósforo y potasio en las hojas, tallos y raíces de las plantas de platanera. - Las plantas sometidas a estrés hídrico acumularon una mayor cantidad de calcio en las hojas, del orden de un 91 % más con respecto a las plantas control. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) - Los niveles de magnesio en las hojas de las plantas estresadas fueron superiores en un 57,5 % a los analizados en las plantas control el último día del estrés. - El último día del tratamiento la cantidad de sodio en las raíces de las plantas sometidas al déficit hídrico superó en un 71,25 % a la obtenida en las plantas control. - La cantidad de manganeso en hojas y tallos, fue superior en las plantas que sufrieron el estrés hídrico que en las plantas control. - El estrés hídrico incrementó la acumulación de cloruros en las hojas, presentando las plantas estresadas un 54,5 % más de este elemento que las plantas control. Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria Influencia del estrés hídrico sobre el crecimiento de plántulas de platanera (Musa acuminata COLLA (AAA)) FIN Trabajo Fin de Carrera Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agraria