NUTRICIÓN VEGETAL DETERMINACIÓN DE LA DEFICIENCIA DE MINERALES POR EL FENOTIPO EXTERNO DE LA PLANTA Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial
Juan de Dios Franco Navarro Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla. Correo Electrónico:
[email protected],
[email protected] Para Bioscripts: www.bioscripts.net
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
DETERMINACIÓN DE LA DEFICIENCIA DE MINERALES POR EL FENOTIPO EXTERNO DE LA PLANTA OBJETIVO: observar el fenotipo externo de cada una de las planta problema, y caracterizar cada una según el tipo de déficit mineral que pensamos que tenga, teniendo como referencia una serie de cultivos en diferentes condiciones conocidas de déficit mineral.
DESARROLLO DEL ENSAYO: Especie a estudiar: Lycopersicum sculentum (tomate), de la familia de las Solanáceas. Cultivadas durante 5 semanas por sistema de cultivos hidropónicos, con unas condiciones de fotoperiodo de luz de 12 horas, y con un intervalo de temperatura entre 25 y 27ºC. Las semillas de Lycopersicum sculentum fueron lavadas, en solución diluida de hipoclorito sódico (lejía comercial), para desinfectar las semillas antes de sembrarlas y trabajar así en condiciones casi de asepsia para evitar que infecciones de hongos o bacterias interfieran en el fenotipo final de la planta, lo cual llevaría a conclusiones erróneas
respecto
al
estado
nutricional
de
la
planta.
El cultivo se llevo a cabo según viene recogido en el protocolo de la práctica de nutrición vegetal.
Las soluciones Stock: son aquellas soluciones preparadas para los cultivos hidropónicos, que pondrán a las plantas del tomate en diferentes condiciones de cultivo.
Relación de Soluciones Stock 1,4 1 0,8 0,6 0,4
Tipo de Solución
2
M-Fe
J-K/S
H-K/P
G-Mg/S
F-Mg/N
E-Mg
D-Ca
C-Ca/N
B-N
0
I-K/N
0,2 A-N/P
Molaridad (M)
1,2
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla. Relación de Soluciones Stock (oligoelementos)
Molaridad (Mx10^
)
1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 L-Mo
L-Zn
L-Mn
L-B
L-Cu
0
Tipo de Solución
Por tanto, para las plantas control, con condiciones conocidas de estrés nutricional o salino, hemos aplicado las siguientes soluciones nutritivas, con presencia/ausencia de soluciones stock:
Solución stock
Control
A B C D E F G H I J L M
-N
-P
-K
-Ca
X X X
X X X X
X X
X X X
X
-Mg
-S
-Fe X
X X X
X
X X
X X X
X X
X X X
X X X
X
X
X
X
X
X
X X
X X
X X
X X X X X X
X X X X
X X
Datos previos: Teniendo en cuenta que nos basamos en el fenotipo de las plantas para determinar los estados carenciales de estas, tendremos que tener en cuenta también los estudios anteriores que han versado sobre esta materia, para poder hacer un análisis comparativo que refute nuestras observaciones.
Se adjunta tabla de síntomas extraída del libro Fisiología de la Plantas. Taiz & Zieger. Tema 5.
3
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
Tabla de Síntomas de Lycopersicum sculentum:
DÉFICIT DE Mg
Similar a los síntomas
Clorosis general con
del potasio al
reminiscencias verdes.
principio. Hojas
Tallo y pecíolos
cloróticas, con
muestran tonalidades
necrosis terminal.
rojizas, y las venas
Puede desarrollar
rosadas. La planta
manchas anaranjadas,
adquiere un aspecto
amarillentas o
amarillento enfermizo.
moradas.
DÉFICIT DE S
Venas y pecíolos con
Necrosis en la base de
tono rojizo claro.
las hojas. Crecimiento
Hojas verde claro –
muy lento. Las puntas
amarillentas
de las hojas se arrugan
(cloróticas). Las hojas
por translocar Ca a la
terminales son aun
base. A veces se
verde claro, pero más
encuentran pecíolos sin
pequeñas. Pequeño
DÉFICIT DE N
Los bordes se arrugan.
DÉFICIT DE Ca
porte en general.
foliolo o con un fragmento necrótico.
El síntoma inicial son Necrosis puntuales. La
manchas blancas en las
planta es enana
hojas (spots). Necrosis
(desarrollo muy lento).
marginal, clorosis
Tonalidades púrpuras
irreversible intervenal
en tallo, pecíolo y
que acaba en necrosis.
envés de las hojas.
Las hojas se arrugan y se rompen.
DÉFICIT DE K
DÉFICIT DE P
4
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
Tabla de Fenotipos y abreviaturas empleadas:
• COLOR DE LAS HOJAS Verde Oscuro Verde Oscuro-Morado Verde Verde Amarillento Amarillento Verde Amarillento - Morado
Vo VoM V Va A VaM
Nada
-
Muy Pequeño
PP
Pequeño Medio-Pequeño Medio Grande
P MP M G
• PORTE
• PILOSIDAD TALLO/HOJAS Tallo Nada Piloso
0plt
Tallo Poco Piloso
-plt
Tallo Muy piloso
+plt
Hojas Nada Pilosas
0plh
Hojas Poco Pilosas
-plh
Hojas Muy pilosas
+plh
Hojas no dentadas
d-
Algunas hojas no dentadas
d+/-
Hojas poco dentadas
-d
Hojas dentadas
+d
• HOJAS:
• MANCHAS Y OTRAS CARACTERÍSTICAS: Presenta n hojas con cotiledones
nC
Clorosis
-Cl
Necrosis y Hojas arrugadas Manchitas blancas Pocas hojas, planta poco voluminosa Hojas muy anchas Nerviación/Tallo Marrón Oscuro Muerte del 25% / 50% / 75% / 100% Hojas terminales Hojas basales
Ne Spot ph hA n/tM */**/***/**** ↑ ↓
5
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
OBSERVACIONES TOMADAS: PLANTAS
P1
P2
P3 (17/4/08)
P4
V
G
V
G
V
G
+plh/t
+d
+plh/t
+d
+plh/t
+d
Control 2
NH4
+
NO3
-
Va
MP
Va
MP
Va
MP
+plh/t
d+/-
-plh/+plt
d+/-
-plh/+plt
d+/-
V
G
V
G
V
G
+plh/t
+d
+plh/t
+d
+plh/t
+d
1C
3C
3C 2
Va(↓)/A(↑)
M
Va(↓)/V(↑)
G
Va(↓)/V(↑)
G
-plh/t
+d
-plh/+plt
+d
-plh/+plt
+d
-Mg -Cl (↑)
-Cl (↓)
-Cl (↓) Ne (↓)
-S
A
M
A
G
A
G
+plh/t
+d
0plh/+plt
+d
0plh/+plt
+d
2C n/tM Va/A
n/tM
P
-Cl (↓)
n/tM
A
-/PP
-
-plt/h
-plt/h
***
****
-Cl
-Cl
-K
-N
1C
Ne
Spot
Ne
Spot
V/A
PP
Va
P
Va
M
-plt/h
-d
-plh/+plt
-d
-plh/+plt
-d
1C
0C
ph
Ne(↓)
6
ph
0C -
ph
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
PLANTAS
P1
P2
VoM
PP
-pht/h
-d
P3
P4 -
-
****
-
-P 1C Ne
ph
V
M
V
M
V
M
ESTRÉS
-pht/+phh
-d
-pht/+phh
-d
-pht/+phh
-d
SALINO
hA
VaM
hA(↓)/ARR(↑)
MP
Va
+pht/-phh
hA(↓)/ARR(↑)
PP
-phh/+pht
-Ca -Cl
1C
-Cl (↑)
Ne
1
3C
PP
-
**
-Cl (↑)
Ne (↑)
Ne (↑)
V
G
V
GG
V
GG
+plh/t
+d
+plh/t
+d
+plh/t
+d
(≈NO3-)
1C
0C Spot (↓)
2
A
0C 4
Spot (↓)
V
G
V
GG
V
GG
+plh/t
+d
+plh/t
+d
+plh/t
+d
(≈NO3-)
1C
0C Spot (↓)
0C 5
Spot (↓)
3
V/A
p
Va
PP
Va
PP
(empieza en P3 a
-plt/h
-d
-plt/h
-d
-plt/h
-d
presentar sintomas de estrés
*
*
salino)
ph
ph
4 (≈-N, y en
V/A
PP
A
PP
A
PP
-plt/h
-d
-plt/h
-d
-plt/h
-d
1C
1C
1C
P3 ≈-S) ph
n/tM
7
ph
n/tM
ph
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
PLANTAS
5
P1
P2
P3
P4
VoM
PP
VoM
PP
-pht/h
-d
-plt/+plh
-d
1C
*
0C
***
Ne
ph
Ne/Arr
ph
Ne/Arr
Va/A
P
Va/A
PP
Va/A
PP
(≈-P)
VoM
-
6
-plt/h
-plt/h
-d/*
(≈-K)
-Cl
-Cl (↓)
1C
-ClT
1C
Ne
Spot
Ne (↓)
Spot
NeT
Spot
VaM
MP
A
P
A
PP
+pht/-phh
d-/*
-Cl
2C
-ClT
2C
Ne
ph
NeT
ph
7
+pht/-phh
(≈-Ca)
-Cl
1C
Ne
8
V/A
PP
V/A
MP
V/A
MP
-plt/h
-d
+plt/-plh
-d
+plt/-plh
-d
1C
-Cl (↑ter)
-Cl (↑ter /↓)
ph
Ne (↑ter)
Ne (↑ter /↓)
Va
MP
Va
M
Va
M
+plh/t
d+/-
+pht/-phh
d+/-
+pht/-phh
d+/-
(≈-N)
9 (-Mg)
10 +
(≈NH4 , en la p3
***
-Cl
-Cl
Ne/Arr (↓)
Spot
Ne/Arr (↓)
Spot
Va
MP
Va
M
Va
MG
+plh/t
d+/-
+pht/0phh
d+/-
+pht/0phh
d+/-
empieza a mostrar
n/tM
síntomas de –S)
8
n/tM
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
CONCLUSIONES:
PLANTA 1: Planta de gran porte, de hojas anchas y verdes, muy pilosa en general. Ha desarrollado 4 flores. Esta planta coincide con los controles observados a los cuales se les ha puesto o bien NH4+ o bien NO3-.
PLANTA 2: Planta de gran porte, de hojas anchas y verdes, muy pilosa en general Ha desarrollado 5 flores. Esta planta coincide con los controles observados a los cuales se les ha puesto o bien NH4+ o bien NO3-.
PLANTA 3: Planta de muy pequeño porte, de hojas pequeñas y poco hendidas, coloración verde amarillenta, poco pilosa en general. No ha desarrollado flores. El 50% de las plántulas que había plantadas han muerto. Esta planta coincide con el cultivo en estrés salino.
PLANTA 4: Planta de muy pequeño porte, de hojas pequeñas y apenas hendidas,
El tallo y los pecíolos
coloración amarillenta, poco pilosa en
presentan tonalidades
general. Tras un mes continúa presentando 1
rojizas oscuras, y las
cotiledón. Esta planta coincidía en las
venas de las hojas
primeras semanas con el cultivo con déficit
tonalidades rojizas claras.
de N, pero en la última semana parecía tener
No ha desarrollado flores.
similitudes con el déficit de S.
PLANTA 5: Planta de muy pequeño porte, de hojas pequeñas terminales y arrugadas hacia adentro, coloración verde oscuro - púrpurea. Clorosis que acaba en necrosis generalizada. Tras un mes de cultivo, se han muerto todas las plántulas. Síntomas claro de déficit de P.
9
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
PLANTA 6: Planta de pequeño porte, de hojas pequeñas terminales y arrugadas hacia adentro, coloración verde amarillenta. Clorosis y necrosis en las partes bajas primero, luego general. Pequeñas manchitas blancas. Sigues conservando 1 cotiledón. Síntomas claro de déficit de K.
PLANTA 7: Planta de pequeño porte, de hojas pequeñas basales. Las hojas terminales necrosadas al final del pecíolo. Han muerto el 75% de las plántulas cultivadas. Conserva 2 cotiledones (1 cada una). Síntomas claro de déficit de K.
PLANTA 8: Planta de porte medio, de hojas verde claro. Se observa clorosis y necrosis en zonas terminales. Planta poco pilosa. Tallos, pecíolos y venación con tonalidad rojiza oscura. Síntomas claros de déficit de N.
PLANTA 9: Planta de porte medio, de hojas verde claro amarillentas. Se observa clorosis y necrosis en hojas basales, y también se observan pequeñas manchitas blancas. Síntomas claros de déficit de Mg.
PLANTA 10: Planta de porte mediogrande, de hojas verde amarillentas. Tallos y hojas más o menos pilosos. Comenzó presentando aspecto saludable como el cultivo 1 y 2, pero ha acabado algo amarillenta, que seguramente son síntomas de de déficit de S.
10
Las hojas superiores movilizan el Ca en ellas, se vuelven cloróticas y se necrosan, quedando solo los peciolos, y las hojas basales conservan algo de verde.
Determinación del fenotipo de varias réplicas de Lycopersicum sculentum en distintas condiciones nutricias y caracterización de su estado carencial. (Para Bioscripts: www.bioscripts.net) Franco Navarro, J.D. Ldo en Biología por la Universidad de Sevilla.
Foto de Familia
3
4
9
5
7
BIBLIOGRAFÍA: Fisiología de las Plantas. Taiz & Zieger (2005). Tema 5. (www.plantphys.net)
11
6