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Acumulación de macro y micro-nutrientes

Resumen: La variedad “Criollo 98” se origina de un cruzamiento entre las variedades Habana 92 y Habana P.R. Cuando se planta al sol desarrolla de 14-16 hojas útiles por planta y alcanza una altura promedio con inflorescencia de 150-160 cm, dada esta pequeña altura al hecho de que posee una distancia de entrenudos media de sólo 5 cm, aspecto este que la distingue del resto de las variedades de tabaco negro cubanas...
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Autor: José Manuel Pérez Meléndez, Iris Castillo Martínez, Dagoberto Paz Falcón
INTRODUCCIÓN
La variedad “Criollo 98” se origina de un cruzamiento entre las variedades Habana 92 y Habana P.R. Cuando se planta al sol desarrolla de 14-16 hojas útiles por planta y alcanza una altura promedio con inflorescencia de 150-160 cm, dada esta pequeña altura al hecho de que posee una distancia de entrenudos media de sólo 5 cm, aspecto este que la distingue del resto de las variedades de tabaco negro cubanas. Es una de las principales variedades de tabaco que se cultivan hoy en Cuba (Bustios, 2004).

El tabaco es una planta que extrae grandes cantidades de nutrientes en un período relativamente corto. Por su naturaleza y bajos contenidos de materia orgánica, los agroecosistemas dedicados al tabaco son de baja fertilidad, en particular, en nitrógeno y fósforo; sin embargo, hoy en día los contenidos de fósforo total y soluble y de potasio se catalogan como medios y en ocasiones altos (Tsadilas et al., 2005).

Uno de los problemas de los campos dedicados al tabaco en Pinar del Río es el relativo a la desproporción en la relación internutrientes y como no son aplicados los fertilizantes a través de portadores, sólo existen dos o tres formulaciones completas y poca rotación de cultivos, tal problemática es difícil de resolver, al menos a corto plazo.

Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, se realiza este trabajo, con el objetivo de caracterizar fisiológicamente la planta de tabaco Nicotiana tabacum L., variedad “Criollo 98” en .condiciones de exposición a metales pesados.

MATERIALES Y MÉTODOS
El experimento se realizó en áreas del Instituto Politécnico de Agronomía “Tranquilino Sandalio de Noda”, ubicado en el Km 8 ½ de la carretera Pinar del Río-La Coloma, en la provincia de Pinar del Río, a una altura de 26,25 m sobre el nivel del mar a los 281, 600 Km al norte y 224,100 Km al este del sistema de coordenadas planas “Cuba Norte de ICGS”.

El área experimental ocupó 114 m2, en la cual se plantó la variedad criollo 98 con un marco de plantación de 0.76x0.25 m, esta área estaba dividida en 12 parcelas de 2.50 m de largo por 3.8 m de ancho (9,50 m2). En cada parcela se plantaron total de 50 plantas. De cada parcela se muestrearon 10 plantas. La plantación se realizó el día 23 de enero de 2003. El riego y la fertilización se realizaron de acuerdo con el instructivo técnico.

El diseño experimental utilizado fue el de bloques al azar con 4 tratamientos y 3 réplicas. Tratamientos: T1, Testigo; T2, dos aplicaciones de Cd al suelo (0,50 kg/ha); T3, dos aplicaciones de Pb al suelo (0,50 kg/ha); T4 dos aplicaciones de Cd+Pb al suelo (0,50 kg/ha de cada elemento). La metodología utilizada para la caracterización de los suelos fue la planteada por Sastre et al. (2002) y Nicholson et al. (2003). Los análisis químicos y físico-químicos del suelo, fueron realizados en el Laboratorio de suelos del MINAGRI y en el Laboratorio de suelos de la Universidad de Pinar del Río.

Para cada uno de los tratamientos se utilizaron dosis de 0.50 Kg./ha del elemento activo, dividido en 2 aplicaciones, en cada uno de los momentos de fertilización seguido del riego. La primera aplicación se realizo a los 8 días después de la siembra y la segunda aplicación 21 días después de la primera aplicación. Los portadores utilizados fueron el PbAc2.3H2O y CdSO4. Se le adicionó EDTA, formando así portadores en forma de quelato”.

La toma de la muestra foliar se realizó seleccionando todas las hojas de 10 plantas. Esas hojas fueron lavadas y secadas en la estufa a una temperatura de 75oC, posteriormente fueron maceradas y pasadas por un tamiz de 0.5 mm, envasadas, y se llevaron a los laboratorios del MINAGRI. Se les determinó macronutrientes primarios y secundarios: Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Calcio y Magnesio. Se realizaron análisis de macro y micronutrientes en los laboratorios de La Universidad de Alicante en España y en la Empresa Central de Laboratorios "JOSÉ ISAAC DEL CORRAL" en Ciudad de la Habana, utilizando el método analítico de Espectroscopia de Emisión con Plasma Acoplado Inductivamente (Sastre, et al., 2002).

Los análisis estadísticos efectuados, estadística descriptiva, cálculo de correlaciones, análisis de componentes principales y otros se realizaron con el paquete estadístico SPSS para Windows Versión 10 de diciembre 2001 (SPSS 10.0).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A continuación se realiza un análisis de cómo influyen el Cadmio y el Plomo en la asimilación por la planta de otros elementos considerados esenciales para su crecimiento y desarrollo.

En la Tabla 1 se muestra la influencia del Cadmio y el Plomo en la acumulación y/o asimilación de los elementos Hierro (Fe), Magnesio (Mg) y Fósforo (P) en la planta de tabaco. Como se aprecia en la tabla, el Magnesio es acumulado de forma homogénea en los diferentes cortes de la planta lo cual está relacionado con las funciones de este elemento en la planta y a su gran movilidad en la misma. El menor contenido de Magnesio se encuentra en las raíces. Las raíces y los microorganismos que carecen de clorofila también requieren Magnesio, pero en estos casos su principal función es la activación de numerosas enzimas. No se aprecia una influencia de los tratamientos sobre la asimilación de este elemento.

EEl Fósforo tiene un comportamiento característico por cuanto los niveles mas bajos de este nutriente se encuentran en la raíz, el tallo y en las hojas mas viejas, o sea en el primer corte o libre pié. Los mayores contenidos de Fósforo se detectan en los cortes superiores de la planta. A partir del segundo corte (uno y medio), este elemento se presenta con bastante homogeneidad, dada sus funciones relacionadas con la síntesis y degradación en las moléculas de ATP y a su movilidad en la planta.



En el caso del Hierro se puede observar un comportamiento contrario con respecto al Fósforo. El Hierro es muy poco móvil en la planta, tal vez porque está precipitado como óxido insoluble o en forma de fosfatos orgánicos o inorgánicos. Existen evidencias de que se trata de formas de precipitación débiles, pero quizás se produzcan otros compuestos insolubles similares. En este caso se aprecia que el Hierro se acumula fundamentalmente en la raíz, tallo y primer corte de hojas, mientras que los contenidos descienden hacia los cortes superiores. Un comportamiento similar fue demostrado por Sivori (1980) y por Eija Patsikka et al., (2002), los cuales plantearon que este hecho debía estar relacionado con la poca movilidad del elemento en la planta.

En la Tabla 2 se muestra la influencia de las aplicaciones de Cadmio y Plomo en la absorción y acumulación del Potasio, Calcio, Boro y Cobre en la planta de tabaco. Como se aprecia en esta tabla, se presentan algunas irregularidades en el comportamiento de estos elementos. En el caso del Potasio, por su condición de macronutriente muy móvil, el mismo debe moverse en la planta de los cortes inferiores a los superiores, aunque esto ocurre normalmente en la medida que la hoja de la planta va llegando a su madurez fisiológica y no en su madurez técnica. Este momento, en la variedad Criollo 98, no se encuentra exactamente definido. Las máximas concentraciones de Potasio se obtienen en el segundo corte de la hoja (uno y medio) y las más bajas en la raíz.

En el caso del Calcio, los niveles más bajos se determinaron en los cortes donde son más elevados los niveles de potasio (K), lo que debe estar asociado a un proceso de antagonismo, cuando las concentraciones de uno de los cationes analizado predomina sobre el otro. Es de señalar que esto se acentúa más en presencia de Cadmio que en presencia del Plomo, aún cuando se apliquen combinados. En algunos casos las plantas pueden crecer con niveles relativamente bajos de Calcio. Se pueden obtener plantas sanas de tabaco (Nicotiana tabacum L.) con contenidos muy bajos de calcio, pero para ello es necesario reducir el nivel de algunos otros cationes como Mg2+, Cu2+, y Fe(2+, 3+), pues de otra forma estos resultan tóxicos. Un suministro elevado de calcio puede ayudar a desintoxicar la planta de otros elementos, como ocurre con el exceso de cobre.

El Boro, por ser un microelemento inmóvil dentro de la planta, tiende a acumularse en los cortes más bajos de ésta, siempre que existan las condiciones adecuadas en el suelo para su absorción. La aplicación de Cadmio y Plomo puede inducir reacciones con los iones del ácido bórico presente en la disolución del suelo, produciendo la formación de las correspondientes sales de borato de Cadmio y de Plomo, que al ser insolubles precipitan y pierden la probabilidad de ser absorbidas por la planta. Tal situación se puede superar hacia las etapas finales del cultivo, por lo que aumentan sus niveles en los cortes superiores.



Tales condiciones parecen tener cierta influencia en la absorción del Cobre, el cual se acumula en mayor medida hacia los cortes superiores aún siendo un microelemento poco móvil dentro de la planta. El cobre participa en la regulación de la actividad respiratoria mediante la catálisis de las enzimas oxidantes y de reducción. En este experimento se pudo establecer un valor mínimo de Cobre en la planta de 20,0 mg/kg, un valor máximo de 38,5 mg/kg y una media de 29,1 mg/kg.

El Cobre es un micronutriente vital para las plantas, jugando un rol irreemplazable en la acción metabólica de un gran número de enzimas celulares. No obstante, puede provocar efectos tóxicos a niveles algo superiores a sus concentraciones esenciales. Los síntomas de la fitotoxicidad del Cobre son la reducción del desarrollo de las ramas y el engrosamiento y coloración anormalmente oscura de las radículas de muchas plantas (Doncheva et al., 1996; Doncheva, 1998; Deng et al., 2004; Evangelou et al., 2006).

Dado que el Cobre cataliza la formación de radicales libres reactivos capaces de iniciar la peroxidación de los ácidos grasos no saturados en las biomembranas, su toxicidad puede deberse, al menos en parte, a este daño oxidativo de los tejidos (Navari-Izzo et al., 1998 citado por Eija Pätsikkä, et al. 2002). En la investigación de Navari-Izzo et al. (1998), relacionada con la toxicidad del Cobre sobre enzimas antioxidantes cloroplásticas del Triticum durum (trigo), los experimentos in vitro realizados mostraron que este metal puede actuar como un eficiente generador de especies tóxicas oxigenadas por su efecto inhibidor en la actividad de los fotosistemas.

Doncheva et al. (1996) sugieren que una de las manifestaciones de la toxicidad del Cobre es una alteración de la estructura nuclear del vegetal conducente a un decrecimiento de la actividad metabólica. Millis (2004) estableció que las concentraciones máximas admisibles de este elemento en hojas y tallo oscilan entre 20 y 30 mg/kg, con pocas excepciones. En este experimento no se observaron síntomas de toxicidad debido al Cobre.

En la Tabla 3 se muestra la acumulación del Manganeso, Zinc y Níquel en los diferentes cortes de la planta de tabaco. En esta tabla se muestra la redistribución del Manganeso en la planta. La acumulación de este micronutriente se produce fundamentalmente en la raíz, el tallo y en el primer corte de la hoja o libre pie, independientemente de las aplicaciones de Cadmio y Plomo al suelo.

Se aprecia que cuando se aplicó Cadmio y Plomo de forma combinada, se produjo un estímulo en la absorción y acumulación del Manganeso en el primer corte de la hoja, encontrándose un nivel máximo de 82,5 mg/kg, altamente significativo con respecto al resto de la planta.



El Zinc se acumula en la raíz, el tallo y en la parte central de la planta o en el tercio superior de la misma. Prácticamente no se observan diferencias significativas entre los tratamientos en la raíz y el tallo. El hecho de que el Zn se acumule en la parte central de la planta, se corresponde con lo planteado por Borroto (1991). Tanto el Zn como el Mn son microelementos poco móviles en la planta por lo que su acumulación en una u otra parte de la misma está en correspondencia con las circunstancias o condiciones que se presenten en la solución del suelo y en la relación inter–nutriente, ya que elevadas concentraciones de Mn en el suelo pueden interactuar antagónicamente con el Cobre, Hierro y el Zinc, al provocar su oxidación y por lo tanto su insolubilidad (Deng et al., 2004; Angeloba et al., 2004).

Con respecto al Níquel, se aprecia una fuerte tendencia de este elemento de quedar mayoritariamente retenido en la raíz de la planta. Por otra parte, y en relación con la acumulación del Ni en las hojas, se observa que en el testigo y en los tratamientos con Cadmio hay un estímulo en la acumulación de este elemento en el primer corte o libre pie, no siendo así en presencia del Plomo, donde la máxima acumulación se presenta en el centro de la planta, todo ello debe estar relacionado con las condiciones del suelo y de la interacción internutriente, ya que ninguno de estos elementos es esencial para el crecimiento y desarrollo de la planta de tabaco. Estos elementos son coincidentes con lo expuesto por Varvara et al., (2001) y por Impellitteri et al., (2002).

Conclusiones
1. La aplicación de Cadmio y Plomo de forma combinada produjo un estímulo en la absorción y acumulación del Manganeso en el primer corte de la hoja altamente significativo con respecto al resto de la planta.
2. En presencia de Cadmio se aprecia un proceso de antagonismo entre el Calcio y el Potasio, encontrándose los mayores niveles de Calcio en presencia de bajos niveles de Potasio.
3. Las aplicaciones de Cadmio y Plomo no alteraron sustancialmente la asimilación de otros nutrientes (macronutrientes y micronutrientes) por la Variedad “Criollo 98”

Bibliografía
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