Efecto de Los Nutrientes
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EFECTO DE LA VARIACIÓN DE NUTRIENTES EN EL CULTIVO HIDROPÓNICO DE Capsicum pubescens Ruíz & Pav.
Alarcón, G1.; Flores, C2.; Condo, F. & Sevilla, [email protected]
Laboratorio de Ecofisiología Vegetal – 2Vivero de Investigaciones UNFV – Facultad de Ciencias Naturales y Matemática de la Universidad Nacional Federico Villarreal.
Av. Río Chepén s/n El Agustino
RESUMEN
Se estudió el efecto que produce la ausencia de macronutrientes y micronutrientes en un cultivo hidropónico del rocoto (Capsicum pubescens Ruíz & Pav.). El estudio se realizó entre los meses de Abril y Mayo, para ello se utilizó 2 tratamientos y el control distribuidos en una cama hidropónica. Las variables evaluadas fueron: parámetros fisicoquímicos de las soluciones como conductividad eléctrica y pH; la morfología de las plantas como el tamaño del tallo, crecimiento radicular, diámetro foliar, coloración, además se realizo el conteo estomático para observar cambios fisiológicos. Estas evaluaciones se realizaron una vez por semana obteniendo cambios significativos en la segunda semana de evaluación. Como resultado se observo en el primer tratamiento (micronutrientes) un crecimiento reducido de la planta en general, conservando su coloración; a diferencia del tratamiento de macronutrientes resaltando la clorosis en las plantas jóvenes y adultas, además del reducido crecimiento radicular; referente a las estomas, estos varían de acuerdo a la humedad relativa y a la temperatura. No hay diferencia entre los tratamientos.
PALABRAS CLAVE: Capsicum pubescens macronutrientes, micronutrientes, morfología.
ABSTRACT
We studied the effects produced by the absence of macro and micronutrients in hydroponic cultivation of hot pepper (Capsicum pubescens Ruiz & Pav.). This study was conducted between the months of April and May, we used the experimental design of randomized complete block for the 2 treatments and control distributed on a hydroponic bed. The variables evaluated were: physicochemical parameters like electrical conductivity and pH, morphology and the size of the stem, root growth, leaf diameter, color, and stomatal counting was performed to observe physiological changes. These assessments were performed once a week obtaining significant changes in the second week of evaluation. The result was observed in the first treatment (micronutrients) reduced growth and plant root, retaining its color, unlike the second treatment (macronutrients) highlighting chlorosis in young and adult plants, in addition to reduced root growth; concerning stomata, they vary according to the relative humidity and temperature.
KEY WORDS: Capsicum pubescens, macronutrients, micronutrients, morphology
INTRODUCCIÓN
El género Capsicum incluye un promedio de 25 especies y tiene su centro de origen en las regiones tropicales y subtropicales de América, probablemente en el área Perú-Bolivia. Las especies domesticadas reconocidas actualmente son C. annum, C. baccatum, C. pubescens y C. sinerse (Brack & Mendiola, 2010).
El rocoto (C. pubescens) es una planta tolerante a temperaturas altas, sin embargo, por encima de los 35ºC disminuye el número de flores, la fecundación y el cuajado de frutos se ve afectado (Ávila, 1994). Es una especie adaptada a climas tropicales húmedos con y sin estación seca marcada. Crece bien en condiciones de alta humedad relativa en el aire y altitudes entre los 1500 y 2000 m.s.n.m. Su semilla tiene un alto poder germinativo, a los 15 o 17 días se produce la germinación y, después de crecer por 20 a 25 días, se trasplanta (Morán, 1987).
La técnica del elemento faltante es un procedimiento que permite generar y caracterizar las diferencias nutrimentales en las plantas (Schenkel et al., 1970); donde el tratamiento control recibe todos los nutrientes esenciales. El tratamiento de eliminación consiste en excluir el elemento que se esta analizando, lo que hace posible comparar los diferentes tratamientos. La carencia de un elemento se manifiesta en un síntoma característico (Rodríguez, 1996).
El diagnostico visual, utilizado en el presente trabajo, permite evaluar las alteraciones nutricionales de los cultivos, directamente en el campo. Este consiste en comparar el aspecto de una muestra vegetal afectada con una muestra control (normal crecimiento) (Sánchez et al., 2007). Entre las ventajas de este método se encuentra que es rápido, simple, económico, y no requiere de equipo; además siempre esta disponible (Frageria et al., 1997; Salazar, 2002).
OBJETIVOS
Objetivo general
Determinar la importancia de los macronutrientes y micronutrientes en el desarrollo normal de la planta de “rocoto” Capsicum pubescens Ruiz & Pav.
Objetivos específicos
Evaluar el impacto que generan la ausencia de macronutrientes y micronutrientes en el desarrollo vegetativo de la planta de rocoto.
Evaluar las manifestaciones morfológicas de las plantas en estudio después de aplicar los tratamientos en un periodo de 2 meses.
Comparar los cambios fisiológicos producidos a lo largo de las evaluaciones realizadas.
HIPÓTESIS
El tamaño de la planta y el diámetro foliar se verán reducidos para el tratamiento con micronutrientes; la coloración amarillenta y el poco desarrollo radicular se presentará para el tratamiento con macronutrientes.
ANTECEDENTES
Los diferentes trabajos relacionados a nutrición mineral tienen como finalidad estudiar detalladamente los diferentes nutrientes que la planta necesita en cada etapa de su desarrollo, desde los primeros brotes hasta su estado de fructificación. Desde 1994 se viene cultivando C. pubescens en condiciones de invernadero – hidroponía y México presenta unas 20ha con este sistema de producción (Pérez & Castro, 2008). Actualmente hay un incremento en la demanda de este producto (Espinosa, 2005) y ello a motivado el desarrollo de sistemas de producción de rocoto a gran escala, por ello Espinosa (2010) registró la temperatura, radiación y humedad relativa bajo condiciones de invernadero y los relaciona con las necesidades óptimas para la planta y con las plagas presentes, las cuales influyen en el rendimiento y la calidad del fruto. Bautista (2010) estudió la absorción nutrimental y determinó el potencial osmótico de la solución nutritiva óptimo para incrementar la calidad del fruto de chile manzano en condiciones de hidroponía. En el Perú no existe registros de producción a gran escala comercial para Capsicum pubescens en condiciones de invernadero – hidroponía.
MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES
Ubicación del estudio
Se realizó el cultivo hidropónico de Capsicum pubescens en el Vivero de Investigaciones UNFV ubicado en el Anexo 16 de la Universidad Nacional Federico Villarreal, El Agustino. Material biológico
Se utilizaron semillas de C. pubescens (rocoto), extraídos directamente del fruto procedente de los valles de Villa Rica y Chanchamayo a 1500 m.s.n.m.
MÉTODOS
Germinación
Se realizó la germinación de las semillas sumergiéndolas en desinfectante (Hipoclorito de Sodio al 5%) durante 10 minutos, luego se lavó tres veces con agua destilada y sometidas a diferentes tiempos de remojo (0h, 24h, 48h y 72h) con 10 ml de agua destilada en una placa petri esterilizada y sellada, a temperatura promedio (18ºC) y humedad relativa promedio de 78%. Almácigo
Las plántulas obtenidas a partir de la germinación fueron colocadas en recipientes de 5 litros de capacidad con grava fina previamente esterilizada como sustrato. La cantidad de agua que se necesitó estuvo en función de las condiciones de temperatura, radiación y humedad ambiental. Estas plántulas se mantuvieron en almácigo hasta que presentaron las primeras hojas, luego de esto se realizó el trasplante a la cama hidropónica.
Instalación del experimento
El experimento se estableció en el inicio del otoño y la siembra se realizó el 13 de mayo de 2013. La cama hidropónica (1 x 1.5 x 0.2 m) se dividió en 3 secciones, en cada una se colocaron 18 unidades experimentales. Se realizaron 3 tratamientos con tres repeticiones cada una: Control, que presenta 55 litros de agua, 165 ml de Solución A y 110 ml de Solución B; Macronutrientes, que solo contiene 55 litros de agua y 165 ml de Solución A (Nitrato de potasio, Nitrato de amonio y superfosfato triple de calcio); y
Micronutrientes, que posee la misma cantidad de agua y 110 ml de Solución B (Sulfato de magnesio y micronutrientes como hierro, boro, manganeso, cobre, zinc, molibdeno y cloro). Variables evaluadas
a) Variables morfológicas
Se midió la longitud aérea de la planta, longitud de la raíz y área foliar. Se tomó nota de la cantidad de hojas, color y se anotó la presencia/ausencia de cotiledones. Los datos fueron tomados semanalmente al mediodía.
b) Variables fisicoquímicas
Se midió el pH con un potenciómetro marca HANNA y la conductividad eléctrica con la ayuda de un conductímetro de la misma marca, ambas mediciones se realizaron en tres puntos al azar por cada tratamiento. Con la ayuda de un termohidrómetro, se tomó datos de temperatura y humedad relativa ambiental. Estas variables fisicoquímicas fueron evaluadas una vez a la semana a las 12:00 horas.
c) Conteo estomático
Para realizar el conteo estomático se utilizó el método de réplica, utilizando acetato de celulosa el cual se dejó secar sobre la superficie foliar y se despegó con una aguja o pinza de disección; se tomó muestra de tres plantas al azar en cada tratamiento. Con la ayuda de un microscopio marca LEICA se contabilizó la cantidad de estomas abiertos y cerrados en 3 campos al azar. Esta técnica se realizó semanalmente a las 9:00h, 13:00h y 16:00h.
d) Contenido de agua foliar
Esta técnica consiste en tomar 3 discos, obtenido con un sacabocado Nº11, de las terceras hojas totalmente extendidas en cada tratamiento. Se pesó en una balanza analítica para obtener el peso fresco, se dejó remojando durante 2 horas con agua destilada (peso fresco total) para finalmente ser llevados a la estufa a 80-95ºC durante 72 horas y ser pesados nuevamente obteniéndose el peso seco. Esta técnica se realizó en la 5ª y 7ª evaluación y el contenido relativo del agua se obtiene a través de la siguiente fórmula:
Donde: Pf= Peso fresco Pft= Peso fresco total Ps=Peso seco
e) Actividad fotosintética
Se sacrificó tres plantas por cada tratamiento, separándose las raíces, tallos y hojas de cada una. Se pesó en una balanza analítica obteniéndose el peso fresco, luego se llevó a la estufa a 80ºC durante 72 horas para obtener el peso seco de cada una de las partes. Esta técnica se realizó en la 5ª y 7ª evaluación y permite medir de manera indirecta la actividad fotosintética midiendo el porcentaje de materia seca el cual presenta la siguiente fórmula:
Donde: Ps= Peso seco Pf= Peso fresco
Análisis estadísticos
El análisis estadístico de los datos se realizó por medio del programa estadístico SPSS versión 20.0. Los resultados obtenidos se sometieron a un análisis de correlación. Para la comparación de medias, se usó el test de Diferencia Mínima Significativa (DMS) con un nivel de significancia del 95%.
RESULTADOS
GERMINACIÓN
Con respecto a la germinación, en el gráfico 1 se observa que en estas semillas, la velocidad de germinación y el porcentaje de germinación están en proporción directa al tiempo de remojo. Encontrándose mayor germinación cuando se remoja las semillas más tiempo (72h con agua destilada).
Gráfico 1. Velocidad de germinación de la semilla de C. pubescens con diferentes tiempos de remojo con agua destilada.
3 4 5 6 70
5
10
15
20
25
30
0h24h48h72h
# de días
# de
sem
illas
ger
min
adas
VARIABLES MORFOLÓGICASLongitud aérea de la plantaEn el gráfico 2 podemos observar que la longitud aérea de las plantas está influenciada por la falta de los macronutrientes, al no observarse crecimiento en el tratamiento con micronutrientes.
Día 0 Día 7 Día 14 Día 21 Día 28 Día 35 Día 390
2
4
6
8
10
12
14
16
18
ControlMacronutrientesMicronutrientes
Tam
año
(cm
)
Longitud de la raízEl gráfico 3 nos muestra la diferencia entre el tratamiento con macronutrientes y el control. El crecimiento radicular es influenciado por los micronutrientes al no observarse crecimiento significativo en el tratamiento con macronutrientes.
Día 0 Día 7 Día 14 Día 21 Día 28 Día 35 Día 390
5
10
15
20
25
30
35
ControlMacronutrientesMicronutrientes
Tam
año
(cm
)
Gráfico 3. Variación de la longitud de la raíz de C. pubescens en los diferentes tratamientos y evaluaciones.
Gráfico 2. Variación de la longitud aérea de C. pubescens entre los tratamientos en el tiempo de evaluación.
Área foliarSe evidencia el área foliar muy disminuido para el tratamiento con micronutrientes, el área foliar esta influenciado por los macronutrientes al observarse un crecimiento constante en dicho tratamiento (Gráfico 4).
Día 0 Día 7 Día 14 Día 21 Día 28 Día 35 Día 390
100
200
300
400
500
600
ControlMacronutrientesMicronutrientes
Área
folia
r (cm
2)
Cantidad de hojasEn el gráfico 5 se observa que la cantidad de hojas está influencia por los macronutrientes, no observándose aumento de la cantidad de hojas en el tratamiento con micronutrientes.
Día 0 Día 7 Día 14 Día 21 Día 28 Día 35 Día 390
5
10
15
20
25
30
ControlMacronutrientesMicronutrientes
Canti
dad
de h
ojas
(uni
dad)
Gráfico 4. Variación del área foliar de C. pubescens en cada uno de los tratamientos y evaluaciones.
Gráfico 5. Variación de la cantidad de hojas de C. pubescens en cada uno de los tratamientos y evaluaciones.
Variación del color en las hojasEn la gráfica 6 se observa una disminución del color en las hojas en el tratamiento con macronutrientes con respecto a los dos tratamientos. Valores igual a 4 indican una coloración verde uniforme en toda la planta, mientras que valores bajos a 4 representan decoloración en algunas hojas de la planta de rocoto.
Día 0 Día 7 Día 14 Día 21 Día 28 Día 35 Día 390
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
ControlMacronutrientesMicronutrientes
Colo
r en
las h
ojas
Gráfico 6. Variación del color en las hojas de C. pubescens en cada uno de los tratamientos.
VARIABLES FISICOQUÍMICASEn la tabla 1 se observa que el pH se mantuvo en un rango de 6 a 9, teniendo su valor mínimo en la primera evaluación (Día 0) en el control (6.70) y su valor máximo en la cuarta evaluación (día 21) en el tratamiento con micronutrientes (9.12). La temperatura ha disminuido y la humedad relativa ha ido aumentando en el transcurso de las evaluaciones.Tabla 1. Promedio de las Variables fisicoquímicas evaluadas en cada tratamiento.
TRATAMIENTO pH CONDUCTIVIDAD (mS/cm)
TEMPERATURA °C
HUMEDAD RELATIVA
Día 0Control 6.70 18.8
26 28%Macronutrientes 6.74 16.47Micronutrientes 7.67 7.07
Día 7Control 8.07 19.27
23 46%Macronutrientes 8.16 15.97Micronutrientes 8.48 6.3
Día 14Control 8.51 18.23
24.5 42%Macronutrientes 8.45 12.77Micronutrientes 9.09 6.2
Día 21Control 8.51 15.73
23 54%Macronutrientes 8.58 16.77Micronutrientes 9.12 7.3
Día 28Control 8.31 11.63
22 60%Macronutrientes 8.21 15.07Micronutrientes 9.04 6.17
Día 35Control 7.8 8.6
17 70%Macronutrientes 8.18 15.87Micronutrientes 9.09 6.13
Día 39Control 7.67 6.57
18 78%Macronutrientes 8.15 15.27Micronutrientes 9.07 7.4
CONTEO ESTÓMATICO
En el gráfico 7 se observa un mayor porcentaje de estomas abierto durante la mañana (54.28%) seguido de la tarde (48.7%) y noche (42.4%), fue bajando en concordancia a la disminución de la temperatura y el aumento de la humedad relativa.
Día 0
Día 7
Día 14Día 21
Día 28
Día 35
Día 39
CONTENIDO DE AGUA FOLIAREl porcentaje del contenido relativo de agua fue mayor en el día 28 (50.37%) para el tratamiento con macronutrientes en comparación con el tratamiento con micronutrientes (4.04%) además en el día 39 el porcentaje de contenido de agua no varió mucho (Gráfico 8).
Control Macronutrientes Micronutrientes0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
40.35%
50.37%
28.26%
41.21%
4.04%
21.68%
Día 28 Día 39
% C
onte
nido
rela
tivo
de a
gua
ACTIVIDAD FOTOSINTÉTICA
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Mañan
aTar
deNoch
e
Mañan
aTar
deNoch
e
Mañan
aTar
deNoch
e
Mañan
aTar
deNoch
e
Mañan
aTar
deNoch
e
Mañan
aTar
deNoch
e
Mañan
aTar
deNoch
e0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%
ControlMacronutrientesMicronutrientes
Porc
enta
je d
e es
tom
as
abie
rtos
Gráfico 8. Porcentajes de contenido relativo de agua en las hojas de C. pubescens en cada uno de los tratamientos.
Control Macronutrientes Micronutrientes0.00%5.00%
10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%
15.08% 13.87% 13.72%
24.95%
13.42%10.77%
6.66% 4.35%
22.15%
Hojas Tallo Raìz
% d
e m
ater
ia se
ca
Gráfico 9. Porcentajes de materia seca en las hojas, tallos y raíces de C.
En el gráfico 9, se observa que la mayor actividad fotosintética se da en el tallo (24, 95%) pero disminuye en el tratamiento con macronutrientes donde la hoja presenta mayor actividad fotosintética (13.87%) y aumenta en las raíces con el tratamiento de micronutrientes (22.15%).
Correlaciones
TRATAMIENT
OS
EVALUACIO
NES
HORA ESTOMAS
CERRADOS
ESTOMAS
TOTALES
ESTOMAS
ABIERTOS
TRATAMIENTOS
Correlación de
Pearson1 .000 .000 .169 .086 -.063
Sig. (bilateral) 1.000 1.000 .185 .502 .625
N 63 63 63 63 63 63
EVALUACIONES
Correlación de
Pearson.000 1 .000 -.003 -.315* -.498**
Sig. (bilateral) 1.000 1.000 .982 .012 .000
N 63 63 63 63 63 63
HORA
Correlación de
Pearson.000 .000 1 .220 .067 -.261*
Sig. (bilateral) 1.000 1.000 .083 .604 .039
N 63 63 63 63 63 63
ESTOMAS
CERRADOS
Correlación de
Pearson.169 -.003 .220 1 .799** -.050
Sig. (bilateral) .185 .982 .083 .000 .699
N 63 63 63 63 63 63
ESTOMAS
TOTALES
Correlación de
Pearson.086 -.315* .067 .799** 1 .542**
Sig. (bilateral) .502 .012 .604 .000 .000
N 63 63 63 63 63 63
ESTOMAS
ABIERTOS
Correlación de
Pearson-.063 -.498** -.261* -.050 .542** 1
Sig. (bilateral) .625 .000 .039 .699 .000
N 63 63 63 63 63 63
*. La correlación es significante al nivel 0,05 (bilateral).
**. La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).
DISCUSIONES
Espinosa et al., (2008) mencionan que con 48h de remojo con agua destilada se mejora la germinación de las semillas de C. pubescens siendo un resultado opuesto a lo obtenido por nosotros. Bautista (2010) remoja las semillas con agua destilada durante 24h obteniendo la germinación en 12 días. Además mencionan que la textura, color y grado de madurez de la semilla son factores que intervienen en la germinación del rocoto. Mosso (1994) y Espinosa (2010) mencionan una temperatura óptima de 15ºC – 22ºC, humedad relativa de 60%-80% y que temperaturas menores o mayores al rango dado genera la aparición de plagas de insectos relacionados a Solanáceas, mientras que Pérez et al., (2004) indican que el intervalo óptimo es de 18ºC a 22ºC en el día y 10ºC a 12ºC en la noche y la temperatura cero vegetativo es de 5ºC. De todos los órganos vegetativos de la planta, las hojas han mostrado ser las que dan una información más precisa de la absorción de nutrientes. Argos et al., (1996) presenta una lista de macronutrientes y micronutrientes y su respectiva concentración máxima, mínima y adecuada en las hojas del rocoto pero no presenta los signos que ocasiona la deficiencia de algunos de esos nutrientes. La longitud elevada de la raíz en el control se elevó en los dos últimos tratamiento (Días 35 y 39) tal vez por la búsqueda de nutrientes, ya que la conductividad fue muy baja en esos dos últimos tratamientos (8.6 y 6.57) pero siguió constante para los tratamientos con micronutrientes y macronutrientes, además disminuyó la cantidad de agua en el tratamiento control el cual se relaciona con la cantidad de agua almacenada en las hojas (41.21%) y con la mayor actividad fotosintética (Gráfico 9). De Grazia et al., 2011 determina un 5.77 % de materia seca en las hojas de C. annuum en sustrato sin fertilizante, en este estudio se determinó un 15.08% de materia seca en las hojas del control (Gráfico 9) y mas bien ese promedio obtenido por el autor se aproxima al nuestro obtenido en la raíz en el tratamiento con macronutrientes (4.35%) demostrando que los micronutrientes son importantes en la reserva de nutrientes en el género Capsicum.
CONCLUSIONES
La germinación de Capsicum pubescens es influenciada por factores como el tiempo de remojo de las semillas y la oscuridad.Las soluciones nutritivas (macronutrientes y micronutrientes) son elementos indispensables para el normal desarrollo de la planta; a pesar de que estos elementos se necesitan en diferentes proporciones, la ausencia de uno de estos componentes tiene efectos notables sobre todo en la morfología y fisiología de la planta del rocoto.
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