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29Evaluación del sistema radical del cultivo de trigo ....
EVALUACIÓN DEL SISTEMA RADICAL DEL CULTIVO DE TRIGO MEDIANTE
DOS MÉTODOS DE MEDICIÓN¹
Marcelo G. Wilson² y Osvaldo R. Valenzuela³
RESUMEN
En suelos de la provincia de Entre Ríos son escasos los estudios de raíces de
los principales cultivos en condiciones naturales. El objetivo del trabajo fue
determinar la cantidad y distribución del sistema radical del cultivo de trigo
utilizando dos métodos de medición a campo.
En un lote de trigo en el primer año de siembra directa y sobre un suelo
Argiudol vértico se cuantificó la densidad de raíces utilizando dos métodos:
pared del perfil y monolítico. Con el primero las observaciones se realizaron
en encañazón y antesis, y con el segundo sólo en antesis. Para cada horizonte
del suelo se determinó la densidad del suelo y el contenido de limo y arcilla.
Ambos métodos permitieron detectar diferencias entre horizontes, y con el
método pared del perfil también entre estados fenológicos, siendo este último
el más aconsejable desde el punto de vista práctico. La profundidad efectiva
del sistema radical fue de 30,29 cm y 50,03 cm, en encañazón y antesis
respectivamente. La mayor densidad del sistema radical se localizó en el
horizonte Ap, principalmente en los primeros 5 cm de suelo, disminuyendo en
forma considerable en los horizontes inferiores. Bajo las condiciones
ensayadas, la biomasa radical pudo estimarse a partir de los valores de la
densidad de longitud de raíz empleando la ecuación Y = 0,107 + 1,499 x.
Palabras Clave: Métodos - densidad de raíces - Triticum aestivum L.
SUMMARY
Evaluation of wheat crop root system with two measurement methods.
Root studies of main crops in natural conditions are scarce in the soils of
Province of Entre Ríos. The objective of the work was to determine the
quantity and distribution of roots system using two field measurement
methods. In a wheat plot during the first year of zero tillage and on Argiudol
vertic soil, the density of roots was quantified using two methods: the profile
wall method and the monolithic method. Determination was made at the stem
elongation and flowering stages for the first method and at the flowering stage
for the second one. For every soil horizon, the content of clay and loam was
determined, as well as the bulk density.
Both methods permitted the detection of differences between horizons, and
with the profile wall method also the differences between development stages
were established, being the latter the most sdequate from a practical point of
view.
________________
¹ Parte del Trabajo final de graduación como ingeniero agrónomo del primer autor.
² Docente Adscripto Cátedra de Ecología. Facultad de Ciencias Agropecuarias UNER. C.C. 24 -(3.100) Paraná,
Entre Ríos Argentina.
³ Docente investigador Cátedra de Edafología. Facultad de Ciencias Agropecuarias UNER.
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Marcelo G. Wilson y Osvaldo R. Valenzuela.
The effective depth of the wheat root system was 30.29 cm and 50.03 cm, in
stem elongation and flowering respectively. The greater density of the root
system was detected in horizon Ap, being emphasized at the first 5 cm of soil,
decreasing considerably in the inferior horizons. Under the tested conditions,
root biomass could be estimated from density values of root length with of the
equation Y = 0,107 + 1,499 x.
Key Words : Methods - root density - Triticum aestivum L.
Según Fresnillo Fedorenko et al. (1992), los
estudios de la distribución de las raíces en el
perfil de suelo son importantes porque permiten
aumentar el conocimiento sobre respuestas
adaptables de éstas a ambientes diferentes.
Introducción
A pesar de la gran importancia de las raíces
para la existencia de las plantas terrestres,
nuestro conocimiento sobre su biomasa, fenología, dinámica de crecimiento o costo
energético de mantenimiento y renovación, es
muy pobre en comparación con el disponible
acerca de las estructuras aéreas. Esto se debe a
las dificultades técnicas para estudiar procesos
difícilmente accesibles que ocurren debajo de la
superficie del suelo, en un ambiente sumamente
complejo (Fernández et al., 1988).
Miller (1986), en una extensa revisión sobre
los factores físicos del suelo que condicionan el
crecimiento de las raíces, indica al agua,
oxígeno, resistencia a la penetración y
temperatura como los más relevantes y describe
los distintos mecanismos de la planta para
contrarrestar el estrés producido por estos.
Sumner y Boswell (1981) describen el estrés
debido a nutrimentos, Adams (1981) a
compuestos tóxicos y Hoffman (1981) a
salinidad.
El estudio de las raíces en condiciones
naturales
ha
experimentado
un
lento
crecimiento, debido principalmente a problemas
metodoló-gicos, pues las determinaciones son
tediosas, largas, de baja exactitud y precisión, y
los resultados generalmente reflejan condiciones
ambientales particulares (Köpke, 1981). No
obstante, existe una gran diversidad de métodos
de evaluación de los sistemas radicales que
pueden adaptarse a las distintas condiciones
agroecológicas y fines investigativos (Böhm,
1979).
Tinker (1981) destaca las diferencias
morfológicas que condicionan la distribución de
raíces según sea una planta dicotiledónea o
monocotiledónea, y menciona al factor genético
como regulador de la densidad de la forma y la
tendencia a profundizar de las raíces.
Mediciones realizadas en el cultivo de trigo
en el área de Pergamino, muestran que el 80%
de las raíces están presentes en los horizontes
superiores del suelo; en años húmedos las raíces
llegan hasta los 120 cm y en años secos no
superan los 50 cm de profundidad (Pecorari y
Balcaza, 1987). Fenoy et al. (1986), en un suelo
Argiudol ácuico, observaron que el 60% de las
raíces se localizaron en los primeros 15 cm de
suelo y el 80% en los 75 cm. Otros trabajos
mencionados por el mismo autor, indican que el
80% de las raíces de trigo fueron observadas a
los 20 cm ó 90 cm de profundidad afectados por
las condiciones físicas del suelo.
Taylor (1986) clasifica los métodos de
estudio de los sistemas radicales a campo en dos
grandes
grupos:
métodos
destructivos
(excavaciones, monolítico, cilindros u hoyos y
pared del perfil) y no destructivos (rizotrones y
mini-rizotrones). Estos dan información sobre
patrones de distribución y cantidad, pero no
sobre la fisiología de la raíz, de tal manera que la
estudian como el resultado de las condiciones
ambientales más que de su funcionamiento con
relación a toda la planta. Por otro lado, la
determinación del contenido de agua del perfil y
la técnica de marcadores radiactivos han sido
muy usados como métodos indirectos de
medición del crecimiento de raíces (Böhm,
1979).
En definitiva, la cantidad y distribución de
las raíces en el perfil del suelo es el resultado de
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Evaluación del sistema radical del cultivo de trigo ....
una función agroecológica en la que interactúan
el clima, el suelo, el genotipo y el sistema de
prácticas culturales utilizado. En tal sentido, en
suelos de la provincia de Entre Ríos son escasos
los trabajos realizados con el fin de determinar
la densidad de raíces de los principales cultivos
(Schimpf, 1992; Gorostiaga, 1996).
DLR [cm /cm³] = (P x N) / (A x p) Ecuación 1
DLR = densidad de longitud de raíz
P = longitud de raíz. Para cada valor N
corresponde 1 cm.
N = nº de raíces observadas en cada cuadro (*).
A = área observada en la grilla. Superficie del
cuadrado = 25 cm².
p = profundidad de penetración dentro de la
pared de perfil = 1 cm.
(*) Consideración particular: En caso que las
raíces se presenten transversales al plano de
corte, el número N hace referencia al nº de
raíces. Cuando las raíces se encuentran paralelas
al plano de corte, se considera 1 cm de raíz igual
a 1 raíz. Por ejemplo, una raíz de 2 cm
determina un N = 2.
El objetivo del presente trabajo fue
determinar la cantidad y distribución del sistema
radical del cultivo de trigo utilizando dos
métodos de medición a campo.
Materiales y Métodos
En un suelo Argiudol vértico, serie General
Racedo (Plan Mapa de Suelos de la Provincia de
Entre Ríos, 1991), en un lote de producción
comercial de trigo (Triticum aestivum L., cv.
ProINTA Federal), en el primer año de siembra
directa y con soja como cultivo antecesor, se
seleccionó un área de muestreo de aproximadamente 2500 m² sobre la que se efectuó la
totalidad de las mediciones.
Para cada horizonte del suelo se determinó
contenido de limo y arcilla por el método de
Bouyoucus y la densidad aparente (Ds) por la
técnica del cilindro (Forsythe, 1975).
Figura 1. Representación gráfica de la grilla
utilizada y su ubicación a campo, correspondiente a tres líneas de siembra.
La cuantificación del sistema radical por
horizonte se realizó mediante dos métodos
(Böhm, 1979):
b) Método Monolítico (M) : En el estado de
antesis, se extrajeron por horizonte muestras de
0,10 m² (0,60 m x 0,17 m) incluyendo cada una
de ellas 3 líneas de siembra, por duplicado. A
modo de ejemplo, para el horizonte Ap de 20 cm
de profundidad, el volumen de la muestra fue de
20.400 cm³ de suelo. La biomasa radical fue
expresada en mg de materia seca de raíz/cm³ de
suelo.
a) Método Pared del Perfil (PP): En
encañazón (E) y antesis (A) se realizaron 3
excavaciones en las que se evaluaron 3 sistemas
radicales, obteniendo para cada estado
fenológico un total de 9 repeticiones (Fig. 1).
En la pared del perfil del suelo, situada
transversalmente a las líneas de siembra, se
colocó la grilla de medición consistente en una
cuadrícula de 90 cm de ancho por 100 cm de
longitud, constituida por cuadrados de 5 cm de
lado (Fig. 1). Con la ayuda de un cuchillo se
removió 1 cm de suelo de la pared, de modo que
quedara expuesta la totalidad de raíces del
cultivo, contabilizando las contenidas en cada
uno de los cuadrados. Con este dato se
determinó la densidad de longitud de raíz (DLR)
expresada en cm de raíz/cm³ de suelo, utilizando
la Ecuación 1.
La separación entre las raíces y las partículas
de suelo se realizó por efecto del estallido
(Henin et al., 1972); se usó un tamiz de 0,5 mm
para retener las raíces, diferenciándolas de restos
vegetales por su coloración blanco-amarillenta.
Debido a las características del suelo, con altos
contenidos de arcilla, se agregó hexametafosfato
de sodio (solución al 2%) y carbonato de sodio
(solución al 2% ) a efectos de facilitar la
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Marcelo G. Wilson y Osvaldo R. Valenzuela.
dispersión del suelo, favorecida por una
agitación constante del material y sucesivos
lavados, determinando por último la biomasa
radical en peso seco -70ºC 48 h- (Wilson, 1995).
Resultados y Discusión
Método pared del perfil
En encañazón la densidad del sistema radical
fue significativamente mayor en el horizonte Ap,
respecto a los horizontes inferiores, correspondiéndole el 74,20% acumulado del total de
raíces, presentando en los 5 cm superiores el
30,70%. El valor medio de DLR para el perfil
fue de 0,082 cm/cm³, con una profundización
máxima de 100 cm. En antesis se produjo un
incremento del sistema radical en el perfil
respecto
al
momento
de
encañazón,
observándose diferencias altamen-te y muy
altamente significativas en los horizon-tes Ap y
B22 respectivamente (Fig. 2). El valor medio de
DLR para el perfil fue de 0,118 cm/cm³, con una
profundización máxima igual a la obtenida en
encañazón. Es decir, el incremento fue en
cantidad por unidad de volumen y no en la
profundización máxima de enraizamiento (Cuadro 1).
En encañazón, antesis y madurez se
determinó la biomasa aérea, para lo cuál se
extrajeron muestras de 0,25 m2.
Se aplicó el análisis de variancia de un factor,
transformándose previamente los valores de
DLR a raíz cuadrada para cumplir los supuestos
de homocedasticidad y normalidad de los datos.
Las diferencias en el valor medio de DLR se
analizaron mediante la Prueba "t" de comparación de dos medias. Se utilizó el Test de
comparación múltiple de medias (Tuckey al 5%)
para evaluar diferencias del sistema radical entre
horizontes y se aplicó correlación y regresión
para la comparación de los métodos de medición
del sistema radical.
Cuadro 1: Caracterización física del suelo y densidad del sistema radical en dos estados fenológicos, por
horizontes con el método pared de perfil.
Hor.
Ap
B1
B21
B22
B3
Prof. Arcilla
(cm)
(%)
00-20
26,35
20-25
25,78
25-55
46,34
55-85
41,76
85-105 50,62
Limo
Ds
(%)
(g/cm³)
62,53
1,22
58,08
1,38
42,94
1,46
47,72
1,54
45,30
1,45
Encañazón
DLR (1)
cm/cm³
0,305 a
0,057 b
0,037 b
0,019 bc
0,006 c
Antesis
DLR (2)
cm/cm³
0,348 a
0,100 b
0,070 b
0,063 bc
0,013 c
Prueba t
(1y2)
**
11%
*
***
º
(º; *; **; ***). Nivel de significación al 10%; 5%; 1% y 0.1% respectivamente).
Dentro de cada columna de DLR, distintas letras indican diferencias significativas según test
de comparación de medias, Tuckey al 5%.
Rijtema, (1969), citado por Noordwijk
(1983), considera como profundidad efectiva
aquella en donde se concentra el 80% de las
raíces. Para su determinación se utilizaron los
valores de densidad de longitud de raíz DLR
(cm/cm³) cada 5 cm de profundidad hasta los
100 cm de suelo, promedio de 9 repeticiones. Se
seleccionó un modelo raíz cuadrada que
relaciona los porcentajes acumulados de DLR en
función de la profundidad y el estado
fenológico. Se reemplaza Y = 80% y se calcula x
(profundidad) (Cuadro 2).
La DLR por horizonte se correlacionó
signifi-cativamente con la densidad del suelo (r=
-0,764; p < 0.001 y n = 30); en los primeros 5
cm la densidad aparente fue de 1,15 g/cm³,
presentando la mayor densidad de raíces (0,831
cm/cm³).
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33Evaluación del sistema radical del cultivo de trigo ....
Cuadro 2: Ecuaciones descriptivas para el cálculo de la profundidad efectiva (80% DLR
acumulado) con el método pared del perfil en los dos estados fenológicos considerados.
Estado
Fenológico
Encañazón
Ecuación de Ajuste
n = 20
y=-0.0682+0.00223***√x -0.0119***x
R² = 0.976
y=-0.00146+0.00106***√x -0.185***x
R² = 0.996
Antesis
DLR
Profundidad
(cm/cm³) efectiva (cm)
0,058
30,29
0,061
50,03
(***). Nivel de significación al 0.1%.
10
Ap
20
Profundidad (cm)
antesis se obtuvo una ecuación que permitió
estimar la biomasa radical a partir de valores
de densidad de longitud de raíz (Ecuación 2).
B1
30
Prof. efectiva
encañazón
40
50
B21
Prof. efectiva
antesis
60
encañazón
antesis
B22
70
80
90
B3
100
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Si se considera el valor medio de DLR
para el perfil obtenido en antesis (0,118
cm/cm³), y reemplazando en la ecuación
precedente, se obtiene una biomasa radical de
0,284 mg/cm³, valor muy próximo a 0,282
mg/cm³ determinado por el método
monolítico.
Densidad de raíces DLR (cm/cm3)
Figura 2. Densidad de raíces DLR, cada 5
cm de profundidad en encañazón y antesis.
Método monolítico
En el horizonte Ap se registró una
biomasa radical de 0,546 mg/cm³,
presentando diferencias significativas al 1%
respecto al resto de los horizontes (Fig. 3).
ab
Horizontes
B1
B21
b
B22
b
b
B3
0,00
Köpke (1981) relacionó los dos métodos
de medición y concluyó que el método pared
del perfil cuantifica aproximadamente la
mitad de raíces respecto al método
monolítico usando la misma unidad de
densidad (cm raíz/cm³ de suelo), con la
ventaja que el primero es más rápido y menos
laborioso. En ese caso el factor de corrección
fue de 2, mientras que en el presente trabajo
y de acuerdo a la Ecuación 2, el factor de
corrección para determinar la biomasa radical
fue de 1,5.
a
Ap
0,13
0,25
0,38
0,50
Y = 0,107 + 1,499 *** x R² = 0.83
Ecuación 2
Y = biomasa radical (mg/cm³)
por Método Monolítico
x = densidad de longitud de raíz (cm/cm³)
por Método Pared del Perfil
(***). Nivel de significación al 0.1%.
0,63
Densidad radical [mg/cm3]
Relación raíz/parte aérea
Figura 3. Biomasa radical por horizontes
(mg/cm3 ), antesis del cultivo de trigo. Letras
distintas indican diferencias significativas al
5 % según test de Tuckey.
Se obtuvo una relación de biomasa
raíz/parte aérea de 0,42 en antesis; la misma
está dentro del rango indicado por Magrin
(1990), quien halló en cultivo de trigo valores
de 0,29 y 0,46 en tratamientos con riego y
sequía, respectivamente. El valor 0,42 se
aproxima a la relación de sequía, ya que
durante el período emergencia-antesis el
Para las condiciones dadas durante el
ciclo del cultivo, y teniendo en cuenta los dos
métodos de medición del sistema radical, en
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Marcelo G. Wilson y Osvaldo R. Valenzuela.
contenido hídrico del suelo estuvo por
encima del umbral de riego (50% de agua
útil) sólo el 55% y 35% del tiempo, para el
horizonte Ap y los horizontes inferiores,
respectivamente. Es decir, la condición
hídrica afectó significativamente al cultivo,
cuyo rendimiento en granos fue de 1958
kg/ha.
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systems. Ecological Studies 33. Ed. SpringerVerlag. Berlin, Germany. 188 p.
El estudio realizado permite conocer
mejor las relaciones suelo-planta en nuevos
planteos técnicos, como lo es la siembra
directa de culti-vos en la región. Además
permite obtener información de la relación
raíz/parte aérea en condiciones de campo,
aspecto no siempre abordado en estudios de
crecimiento y desarrollo de cultivos.
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Conclusiones
Ambos
métodos
evaluados
para
cuantificar el sistema radical del cultivo de
trigo permitieron detectar diferencias entre
horizontes, y con el método pared del perfil
también entre estados fenológicos, siendo
este último el más aconse-jable desde el
punto de vista práctico.
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La profundidad efectiva del sistema
radical del cultivo de trigo fue de 30,29 cm y
50,03 cm en encañazón y antesis,
respectivamente. La mayor densidad del
sistema radical se localizó en el horizonte
Ap, principalmente en los primeros 5 cm de
suelo, disminuyendo en forma considerable
en los horizontes inferiores.
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biomasa radical pudo estimarse a partir de los
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Agradecimientos
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Los autores agradecen a los Ings. Agrs.
Miguel A. Pilatti y Osvaldo Felli de la FAVE
UNL, a la Ing. Agr. Silvana Sione, al
Geólogo Carlos Vesco y al Lic. Ricardo
Valenti de la FCA UNER, por los aportes
efectuados para la realización de este trabajo.
MAGRIN, G. (1990). Facteurs de stress agissant
sur la production du ble en Argentine. Evaluation
de mecanismes d'adaptation a la secheresse. These
Docteur Ingenieur. Ecole Nationale Superieure
Agronomique de Montpellier. Montpellier,
Francia. 80 p.
A los Sres. Árbitros que con sus aportes
ayudaron a la mejor presentación del trabajo.
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