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EFECTO DE LA NUTRICIÓN CON POTASIO EN EL CRECIMIENTO, PARTICIÓN DE BIOMASA Y
FOTOSÍNTESIS EN ALGODÓN
Eduardo Barragán Quijano (U. Nal de Colombia / [email protected]), Ciro Antonio Rosolem
(UNESP), Samuel Menegatti (UNESP), Thiago de Souza Tozi (UNESP), Luz M. Melgarejo M.
(Universidad Nacional de Colombia - Bogotá)
RESUMEN - El potasio es uno de los nutrientes minerales que en algodón (Gossypium hirsutum L) mas
afecta el crecimiento, desarrollo, rendimiento en algodón-fibra y calidad de la fibra; comparado con
otros cultivos comerciales aparece como el más susceptible a la disponibilidad de potasio, mostrando
síntomas tempranos de deficiencia sobre el límite disponible de potasio en el suelo, condiciones
encontradas en las zonas productoras de Colombia como el cerrado Brasilero. El objetivo fue
determinar el efecto de dosis básales crecientes de potasio sobre la fotosíntesis, crecimiento y partición
de biomasa en el cultivo de algodón. El material utilizado fue FMX-966, evaluando bajo condiciones de
invernadero cinco dosis de potasio 0, 30, 60, 120 y 240 ppm en la FCA de la Universidad Estadual
Paulista UNESP, Botucatu. El diseño utilizado fue bloques completos al azar con cuatro repeticiones,
evaluándose variables de crecimiento, desarrollo, fotosíntesis, contenido de clorofila y concentración de
potasio tisular. Se encontró que la deficiencia de potasio afecta las variables de crecimiento, desarrollo,
distribución y fracción porcentual de biomasa; la fotosíntesis disminuyo por menor área foliar, mayor
peso especifico foliar (grosor de la hoja), menor conductancia estomatica y menor contenido de clorofila
según dosis de potasio. El contenido de clorofila estuvo altamente correlacionada (R2 0,99) con la
fotosíntesis.
Palabras claves: Área foliar, deficiencia de potasio, peso foliar especifico (PFE), biomasa.
INTRODUCCIÓN
El potasio es uno de los nutrientes minerales que algodón (Gossypium hirsutum L) mas afecta
el crecimiento, desarrollo, rendimiento en algodón-fibra y la calidad de la fibra (KERBY y ADAMS, 1985;
CASSMAN et al., 1990).Durante los últimos años la deficiencia de potasio en los suelos algodoneros de
Brasil y Colombia, ha aumentando su manifestación, ( ). Además, con la producción de nuevos
materiales de algodón de rápida fructificación, alto numero de capsulas y alto rendimiento en algodónfibra, presentan reducción en el crecimiento radical y la toma de iones durante la etapa reproductiva
pueden primeramente ser un factor que contribuye a la deficiencia de potasio observada en la etapa
media del cultivo (OOSTERHUIS, 1994). El algodón comparado con otros cultivos comerciales
aparece como el más susceptible a la disponibilidad de potasio y muestra muy temprano síntomas de
deficiencia sobre el límite disponible de potasio en el suelo (COPE, 1981; CASSMAN et al., 1989).
Muchos estudios han reportado que la deficiencia de potasio afecta negativamente la fotosíntesis
(BEDNARZ et al., 1989; ZHAO et al., 2001), área foliar (ZHAO et al., 2001; PETTIGREW, 2003),
producción de biomasa (ZHAO et al., 2001) y también en el rendimiento algodón-fibra (PETTIGREW,
2003) y baja calidad de fibra (PETTIGREW et al., 1996).
El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de las dosis crecientes de potasio sobre la
fotosíntesis, crecimiento y partición de biomasa en el cultivo de algodón. Con la información generada
se podrá entender más la relación de este nutriente en el crecimiento y desarrollo del cultivo de
algodón.
MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento fue conducido bajo condiciones controladas de invernadero en la Facultad de
Ciencias Agronómicas Universidad Estadual Paulista (UNESP), Botucatu, SP, Brasil.
Las macetas utilizadas contenían 12 kilos de suelo, proveniente de patrulla, preparados con las
dosis a evaluar de potasio y con abonamiento basal para nitrógeno, fósforo y micronutrientes. Las
semillas de la variedad FiberMax-966 fueron pregerminadas en papel toalla y a las 24 horas fueron
colocadas en las macetas en un número de cinco y trabajando las evaluaciones con 3 plantas. La
emergencia fue evaluada a los 5 días después de la siembra.
Fueron cinco los tratamientos, 0, 30, 60, 120 y 240 ppm de potasio por maceta aplicados como
abonamiento basal, con cuatro repeticiones en diseño de bloques completos al azar y como unidad de
trabajo tres plantas.
Altura de la planta, numero de nudos del tallo principal, área foliar, masa seca de hojas, tallos,
frutos, raíz fueron realizados a los 59, 68, 76, 97 y 109 DDE, en las tres plantas de cada maceta,
épocas que coinciden con aparición de la primera flor blanca, máxima floración, fase de elongación de
la fibra, fase de engrosamiento y secamiento. El área foliar fue determinada usando un LICOR-3100
área meter (LICOR Inc. Lincoln, NE, USA). Las partes de las plantas fueron secadas en estufas a 65
°C por 72 horas hasta peso constante y luego pesadas. El peso foliar especifico para cada muestreo
como (PFE mg cm-2 de hojas) por cada muestreo. La fotosíntesis fue medida con un fue calculado
analizador de gases infrarrojos (LICOR, Modelo LI-6400-2B, Lincoln, NE, USA) con medidas puntuales
y curvas de CO2.
El contenido de clorofila fue determinado en una planta en la quinta hoja de arriba hacia abajo
sobre la hoja que se evaluó la fotosíntesis y considerada como totalmente expandida y el valor fue el
promedio de seis puntos de lectura, usando un Minolta SPAD-502 chlorophyll meter (Minolta Corp.,
Osaka, Japón).
En la quinta hoja de una de las tres plantas fue secada a 65 °C por 72 horas y determinada su
concentración de potasio. El potasio foliar fue cuantificado en el laboratorio de relación planta suelo del
departamento de agricultura, de la UNESP, Botucatu, mediante el método de absorción atómica.
Los datos fueron estadísticamente analizados por ANOVA determinando el efecto de las dosis
de potasio sobre el crecimiento, desarrollo, fotosíntesis, distribución de biomasa, contenido de clorofila
y contenido de potasio tisular. Para la evaluación de medias se utilizo el test de Tukey con un nivel de
probabilidad de 0,05.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados y discusión se centraran en los muestreos 3 y 4, que coinciden con la etapa de
elongación de la fibra y engrosamiento respectivamente a nivel de la capsula en posición 1 y rama 1.
En la tabla 1, se muestra el efecto de potasio sobre variables morfofisiologicas, para el número
total de nudos, encontrándose que la deficiencia de potasio incrementa su número significativamente
respecto a las demás dosis crecientes. REDDY AND ZHAO, 2005, en su trabajo también encontraron
mayor numero de entrenudos en plantas deficientes de potasio respecto a los demás tratamientos,
pero sin diferencia estadística. El área foliar hasta los 76 días no difirió estadísticamente para las dosis,
mas a los 97 días la diferencia respecto a las plantas deficientes de potasio es marcada, igualmente
REDDY AND ZHAO, 2005, para la deficiencia de potasio no encontraron diferencia estadística.
La biomasa total difirió significativamente para los dos muestreos, siendo mayor la diferencia
respecto a las plantas deficientes en potasio (Tabla 1), coincidiendo con lo reportado por MULLINS et
al, 1994, trabajando con fertilización potasica con subsolacion al suelo, CASSMAN et al, 1989 repartan
también reducción de materia seca del tallo, capsula, hojas y de la biomasa total cuando se presenta
deficiencia por potasio. .
Tabla 1. Efecto de potasio sobre el numero de nudos en el tallo principal (NNTP), área foliar (AFO),
biomasa total (BT) y peso foliar especifico (PFE) en algodón, 76 y 97 días después de emergencia
(DDE).
Tratamiento
76 DDE
97 DDE
(ppm)
NNTP
(# plant-1)
AFO
(cm2 plant-1)
BT
(g plant-1)
RPF
(mg cm-2)
NNTP
(# plant-1)
AFO
(cm2 plant-1)
BT
(g plant-1)
PFE
(mg cm-2)
0
30
60
120
240
K
13,2 b
11,5 a
11,4 a
11,7 a
11,5 a
**
977,5 a
1120,7 ab
1203,2 ab
1343,6 b
1166,1 ab
*
12,2 a
27,5 b
26,3 b
32,9 b
28,1 b
**
6,0 a
6,9 ab
7,6 b
7,3 b
8,5 b
**
14,7 b
12,8 a
12,5 a
12,0 a
12,9 ab
**
473,5 a
907,3 ab
1163,3 b
1030,0 b
964,6 b
**
11,84 a
30,7 b
38,1 b
38,4 b
38,1 b
**
14,9 b
7,8 ab
7,1 ab
7,6 ab
7,6 ab
*
NS= no significativo * Significativo al 5%, ** Significativo al 1%, según Tukey.
EL peso foliar especifico (PFE) fue mayor para el tratamiento sin potasio, encontrado en forma
igual por REDDY AND ZHAO, 2005 y por PETTIGREW AND MEREDITH (1997) explicado como parte
de la diferencia en la biomasa total y también en el mayor grosor de las hojas del tratamiento sin
potasio. Este mayor grosor de las hojas, resulta en la disminución en el área foliar en las plantas
deficientes respecto a aquellas con suministro de potasio (Tabla 1).
Tabla 2. Efecto del potasio sobre la partición de biomasa en algodón, a los 109 días después de
emergencia.
Tratamiento
(ppm)
0
30
60
120
240
K
Biomasa tisular (g planta-1)
Hojas
Tallos
Raíces
Frutos
2,38 a
4,10 a
2,32 a
1,65 a
3,26 ab
7,97 b
5,79 b
8,10 a
4,81 bc
9,08 b
6,12 b
15,42 b
6,03 cd
10,16 bc
7,31 c
21,62 b
6,88 d
13,52 c
8,26 c
15,67 b
**
**
**
**
Fracción de la Biomasa total (%)
Hojas
Tallos
Raíces
Frutos
15,08 b
25,68 c
14,77 ab
9,38 a
9,10 a
18,83 b
15,95 b
18,64 b
8,22 a
15,04 ab 10,81 ab 25,44 bc
8,13 a
13,40 a
10,60 a
27, 22 c
9,43 ab
18,35 b
11,32 ab 21,25 bc
**
**
*
**
NS= no significativo * Significativo al 5%, ** Significativo al 1%, según Tukey.
La deficiencia de potasio no solamente afecta la producción de biomasa, sino tan bien la
distribución de biomasa (Tabla 2), la distribución en hojas, tallos, raíces y frutos fue menor para las
plantas deficientes a potasio y mayor para los demás tratamientos. Para las plantas deficientes en
potasio la mayor fracción de biomasa total fue para los tallos y menor para los frutos explicado por la
poca producción de capsulas y mayor numero de nudos en este tratamiento. Para los tratamientos con
adición de potasio la mayor fracción correspondió para los frutos, es decir en la productividad.
Tabla 3. Contenido de clorofila según Spad y fotosíntesis (µmol CO2 m-2 s-1 ) en la quinta hoja de
algodón.
Tratamiento
(ppm)
0
30
60
120
240
Coef. correl
76 DDE
Spad
31,7 a
36,7 ab
41,2 b
41,5 b
41,5 b
**
Fotosíntesis
(µmol CO2 m-2 s-1 )
9,248 a
16,125 b
23,000 c
24,237 c
23,925 c
**
0,99
Spad
23,0 a
29,5 ab
30,5 ab
35,2 b
36,7 b
*
97 DDE
Fotosíntesis (µmol
CO2 m-2 s-1 )
7,603 a
11,787 ab
14,385 ab
20,475 c
22,812 c
**
0,98
NS= no significativo * Significativo al 5%, ** Significativo al 1%, según Tukey.
En la tabla 3, se muestra la alta correlación entre el contenido de clorofila evaluado con Spad y
fotosíntesis, además que la fotosíntesis fue menor para el tratamiento sin potasio y mayor para las
dosis de 120 y 240 ppm de potasio. Estudios también han demostrado que la deficiencia nutricional por
potasio afecta la concentración de clorofila. OOSTERHUIS Y BERNADZ (1997) reportan que la
concentración de clorofila a y total fue reducida en plantas deficientes de potasio. PETTIGREW Y
MEREDITH, 1997 encontraron que plantas de algodón deficientes a potasio su fotosíntesis fue baja bajo
condiciones de invernadero (LONGSTRETH y NOBEL, 1980); BERNARZ y OOSTERHUIS, 1999).
CONCLUSIONES
La deficiencia de potasio afecta el crecimiento, desarrollo, fotosíntesis y distribución de materia
seca respecto a los tratamientos con suministro de potasio. El peso foliar especifico fue la variable que
mostró mas expresión morfofisiologica en plantas deficientes de potasio y la lectura de clorofila con
spad mostró una alta correlación con la fotosíntesis.
CONTRIBUCIÓN PRÁCTICA Y CIENTÍFICA DEL TRABAJO.
La contribución práctica esta en el aporte de conocimiento para el monitoreo de la relación
entre la deficiencia de potasio y su efecto en el crecimiento y desarrollo de la planta de algodón,
permitiendo de esta manera manejar su suministro durante cada una de las etapas del cultivo.
Científica es demostrar su importancia en la fotosíntesis y su efecto en relación con el contenido de
clorofila y de indicadores morfoanatomicos como el peso foliar especifico.
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