Penetración de un fertilizante foliar en tomate Lycopersicon

Scientific registration n°: 6551
Symposium n°: 14
Presentation: poster
Penetración de un fertilizante foliar en tomate Lycopersicon
esculentum.
Pénétration d'un engrais foliaire pour la culture de la tomate
Lycopersicon esculentum.
Penetration of foliar fertilizer in tomato Lycopersicon
esculentum.
RODRIGUEZ Mendoza María de las Nieves1, CARDENAS Soriano Elizabeth1,
ALCANTAR González Gabriel1, ETCHEVERS Barra Jorge1, AGUILAR Santelises
Andres2, COLINAS de León Ma. Teresa2 y SANTIZO Rincón José Antonio1.
(1)
Programa de Edafología, Colegio de Postgraduados, Km. 35.5 Carretera México Texcoco,
México. (2) Universidad Autónoma de Chapingo, México
RESUMEN
Para identificar las vías de penetración que sigue un fertilizante foliar, se procedió a
seleccionar de entre trece colorantes fluorescentes, uno cuyas características fueron miscibilidad
con el fertilizante foliar y estabilidad en la fluorescencia. El mas indicado en las pruebas fue la
quinacrina. Dos lotes de plantas de tomate de 60 días se asperjaron con fertilizante foliar y otras
con fertilizante foliar+quinacrina a 0.05%. A intervalos de media, una, dos, cuatro, seis y doce
horas de la aplicación se colectaron muestras de hojas. Se hicieron cortes con microtomo de
congelación de 50 micras de grosor y se observaron al microscopio de luz y de fluorescencia.
Se observó fluorescencia a nivel cutícula en los tricomas, alrededor de los poros
estomáticos 30 minutos después de la aplicación. A los 60 minutos la fluorescencia se presentó al
interior de las células epidérmicas y entre las células de empalizada (penetración vía apoplasto).
Dos horas después, la quinacrina se encontró en los núcleos de las células de mesófilo y en
algunos vasos del xilema. Transcurridas cuatro horas todos los tejidos de la hoja mostraban
fluorescencia, pero dos horas mas tarde esta había desaparecido de las células en empalizada y
disminuído en las de la epidermis. Doce horas después de la aplicación el fertilizante+quinacrina
se había traslocado casi en su totalidad a los sitios de demanda y sólo quedaban pequeños
residuos en la epidermis y los estomas del envés de la hoja.
Los resultados de este estudio evidencian que la ruta de penetración del fertilizante foliar
en tomate principalmente es vía apoplasto y que en un lapso aproximadamente de 12 horas es
suficiente para que los nutrimentos sean traslocados a los sitios de demanda.
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INTRODUCCION
La absorción foliar se lleva a cabo en varias etapas; en la primera de ellas, la substancia
que se aplica en la superficie de las hojas penetra a la cutícula y a la pared por difusión libre,
posteriormente, la substancia se introduce vía apoplasto y es absorbida en la membrana
plasmática; finalmente las substancias llegan al citoplasma (Swietlik y Faust, 1984).
En el paso de las substancias al interior de la hoja la cutícula es la que opone más
resistencia, la cual forma una barrera de 0.5 a 15 µm de grosor, esta compuesta de pectina, cutina,
ceras y celulosa; conforme avanza la diferenciación de las estructuras vegetales se engrosa la
cutícula.
La diferencia en velocidad de absorción de iones que hay entre los cultivos se explica al
menos parcialmente, en base a las cantidades de ceras epicuticulares, ceras embebidas y
humectabilidad de la cutícula ( Acosta, 1991; Alexander, 1986).
En la absorción nutrimental a través de las hojas no es única la participación de la
cutícula. La planta cuenta con otras estructuras como los estomas, alrededor de los cuales hay
espacios intercelulares por los que en forma natural y mediante agentes humectantes, es posible el
paso de nutrimentos (Acosta, 1991, Chamel, 1988, Wolfgang, 1986). En la penetración de
estomas participa la tensión superficial, la humectabilidad, la morfología del poro y la pared
celular (Greene y Bukovac, 1974).
Los ectodesmos son prolongaciones del citoplasma que se dirigen hacia la epidermis y a
través en parte de la pared celular. A estas estructuras también se les atribuye la participación en
la absorción de iones, se localizan en sitios estratégicos de la hoja como células basales de los
tricomas, encima y debajo de las nervaduras. Aunque la metodología para su identificación es
sencilla, no siempre permite la observación de estas estructuras (Marschner, 1995; Wolfgang,
1967).
El objetivo del presente trabajo fue identificar algunas posible rutas de penetración de un
fertilizante líquido aplicado vía foliar al cultivo del tomate.
MATERIALES Y METODOS
En la primera etapa se trabajó con trece colorantes fluorescentes (diacetato de fluoroscina,
rodamina, quinacrina, naranja G, 7 amino-4-trifluoro, rojo congo, verde rápido, amarillo acridina,
naranja de acridina, prenulin RT, sulforodamina B, ocriflavenia janes y verde B). Para
seleccionar el óptimo se disolvió en el fertilizante foliar NV2 (NH4NO3, 0.3%; KNO3, 0.3%;
KH2PO4, 0.2%; ZnSO4, 0.5%; CuSO4, 0.05%; H3BO3 0.05%, MnSO4 0.05%) cada colorante a
0.05%, de esta mezcla se hicieron observaciones al microscopio para verificar solubilidad y
miscibilidad entre las sales y el fluorocromo. Los complejos fertilizante-colorante seleccionados
se asperjaron en plantas de tomate y 30 minutos después se muestrearon hojas, las que fueron
seccionadas en forma transversal, por microtomo de congelación , a un grosor de 50 micras,
fueron montadas en portaobjeto y observadas al microscopio de fluorescencia. De esta prueba se
escogió la quinacrina por ser la que mantenía más estable la flurescencia y con mayor nitidez.
En la segunda etapa del trabajo se asperjaron a plantas de tomate de 60 días de nacidas el
fertilizante foliar solo y a otras el complejo fertilizante foliar-fluorocromo (FFNV2Q). A partir de
ese momento se muestrearon hojas a los 30 y 60 minutos, así como a las dos, cuatro, seis y doce
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horas. Una vez colectado el material se hicieron cortes de 50 micras de espesor con microtomo de
congelación, se montaron en portaobjetos con cubreobjetos y se observaron al microscopio.
RESULTADOS Y DISCUSION
Las observaciones hechas al microscopio de los cortes de las hojas asperjadas solamente
con la formulación foliar no presentaron fluorescencia, excepto algunos puntos muy tenues
propios de la planta, mientras que las muestras de plantas fertilizadas con FFNV2Q indicaron
claramente la ruta de penetración que siguió el fertilizante.
La Figura 1 muestra una secuencia de seis fotografías donde se aprecia como el complejo
penetró y llegó hasta el xilema. A los 30 minutos después de la aplicación del FFNV2Q (Figura
1a), en el corte transversal de la hoja de tomate, se observó la adherencia del fertilizantefluorocromo en la cutícula, en el tricoma y en la base del tricoma, en la epidermis y alrededor del
poro del estoma. Dentro de los sitios de absorción localizados en las hojas los tricomas son
mencionados como activos por la presencia de los ectodesmos en su base (Wolfgang, 1967).
La Figura 1b se refiere al corte 60 minutos después de la aplicación, en ella se observa la
penetración vía apoplasto, ya que el FFNV2Q se localiza entre una y otra célula del parénquima
de empalizada. Hasta este momento el fertilizante foliar no ha llegado al parénquima esponjoso,
pues no hay flurescencia .
Dos horas después de la aplicación (Figura 1c) la fluorescencia se encontró prácticamente
en todas las células en empalizada, en los núcleos de algunas células (indicando absorción), en el
parénquima esponjoso y en algunos vasos del xilema. Se observan residuos de FFNV2Q en la
cutícula y en la epidermis del haz y del envés.
La Figura 1d es un corte longitudinal de la hoja muestreada cuatro horas después de la
aspersión del FFNV2Q, en donde se encontró fluorescencia en las células del parénquima de
empalizada, esponjoso, en el xilema, así como en tricomas y epidermis.
Seis horas después de aplicar el fertilizante (Figura 1e) ya no hubo fluorescencia en el
parenquima de empalizada, hubo residuos de fluorescencia en el parenquima esponjoso y en los
estomas, y disminuyó la intensidad de fluorescencia en la epidermis.
La Figura 1f presenta una hoja muestreada 12 horas después, en la que ya no se observó
fluorescencia, debido posiblemente a que el fertilizante se traslocó a los sitios de mayor demanda
y solo hubo residuos en la epidermis y los estomas localizados en el envés de la hoja. Bukovac y
Petracek (1993) en fruto de tomate observaron también que 12 horas después de haber adicionado
el fertilizante foliar ya no había nada de lo aplicado en la cutícula.
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Figura 1. Secuencia microscópica de la penetración del fertilizante foliar NV2 con quinacrina,
aplicado a plantas de tomate: (a) Corte transversal de hoja 30 minutos después de la aplicación
del fertilizante-quinacrina; (b) 60 minutos después de la aplicación; (c) 2 horas después de la
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aplicación; (d) 4 horas después de la aplicación; (e) 6 horas después de la aplicación; (f) 12 horas
después de la aplicación.
En la absorción del FFNV2Q los estomas no participaron. La figura 2 muestra en un corte
transversal como la cámara estomática no tiene fluorescencia. Esta muestra fue colectada 60
minutos después de la aspersión foliar, tiempo suficiente para que hubiera ocurrido la
penetración. Se observó fluorescencia en todas las estructuras de la hoja, excepto en la cámara del
estoma.
Figura 2. Corte transversal de hoja de tomate (Lycopersicon esculentum) fertilizada con
FFNV2Q. Se observa en el envés la cámara estomática vacía.
CONCLUSIONES
De lo antes expuesto se puede concluir que el fertilizante aplicado al follaje, el el cultivo
de tomate, fue traslocado en un periodo de doce horas bajo condiciones de invernadero.
La microscopía de fluorescencia demostró que el fertilizante fue absorbido a través de la
cutícula, tricomas y vía apoplasto, sin embargo no se presentó la penetración por los estomas en
este estudio.
BIBLIOGRAFIA
Acosta, Z. C. 1991. Mecanismos de absorción foliar de nutrimentos. Universidad Autónoma de
Chapingo,Chapingo, México.
Alexander, A. 1986. Optimum timing of foliar nutrient sprays. P.44-60. In:A. Alexander (ed.).
Foliar fertilization. Martinus Nijhoff, Dordrecht, Netherlands.
Bukovac, J. M.; P. D. Petracek. 1993. Characterizing pesticide and surfactant penetration with
isolated plant cuticles. Pesticide Science 37:179-194.
Chamel, A. 1988. Foliar uptake of chemicals studied with wholw plants and isolated cuticles. P
27-50. In:P. M. Newman (ed.). Plant grwth and leaf applied chemicals CRC Press, Inc.
Boca Ratón, Florida.
Greene, W. D. and M. Bukovac J. 1974. Stomatal penetration; effect of surfactants and role in
foliar absorption . American Journal Botanic 61 (1): 100-106.
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Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. 2nd Ed. Ecademic Press, London.
Swietlik, D. and M. Faust. 1984. Foliar nutrition of fruit crops. Horticultural review 7:87-355.
Wolfgang, F. 1967. Mechanisms of foliar penetration of solutions. Annual Review of
PlantPhysiology 18:281-300.
Wolfgang, F. 1986. The basics of foliar absorption of fertilizer with special regard to the
mechanims pp 17-25. In: A. Alexander (ed.) Foliar fertilization. Martinus Nijhoff,
Publishers, Dorddrecht, Netherlands.
Key words: Foliar fertilizer , penetration, fluorescence
Mots clés : fertilisant foliaire, pénétration, fluorescence
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