1.3. Objetivos específicos 2
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 3
2.1. El hierro en el suelo 3
2.2. Causas edáficas de la falta de disponibilidad de hierro para la planta 3 2.3. Mecanismo de reacción contra la clorosis férrica por parte de las plantas 6 2.4. Importancia fisiológica del hierro en la planta 6 2.5. Experiencia de extracción de hierro activo en otras especies vegetales 7
3. MATERIALES Y MÉTODOS 8
3.1. Determinación del tiempo de extracción 8
3.2. Ensayos de extracción en paltos y cítricos 9
4.1. Resultados de tiempo de extracción 12
4.3.1. Resultados en palto 14
4.3.2. Resultados en limonero 19
4.4. Comparación de costos para ambos métodos de extracción 25
4. CONCLUSIONES 26
5. RESUMEN 27
6.-ABSTRACT 28
LITERATURA CITADA 29
1. INTRODUCCIÓN
La clorosis férrica es un problema común en los suelos calcáreos, los cuales impiden la absorción de hierro por parte de la planta (KRAUSKOPF, 1983). Éste tipo de suelo se presenta ocasionalmente en la parte baja de la cuenca del Aconcagua, lugar con una acentuada dominancia de cultivos subtropicales como son; paltos y cítricos (ODEPA, 2004). En la zona antes mencionada, para la medición de la concentración de este microelemento el método más usado es la medición de hierro total. En este estudio se propone un método que mide el nivel de hierro activo, el cual proporcionaría una medición más exacta del nivel de hierro fisiológicamente activo, cuya deficiencia produce clorosis férrica (BONILLA 2000, SALISBURY y ROSS 1992), éste se basa en estudios anteriores que señalan que el método realiza una extracción selectiva de hierro, no extrayendo las moléculas oxidadas que constituyen la gran mayoría del hierro fisiológicamente inactivo (KATYAL y SHARMA, 1980. VILLANUEVA, 1992).
En el caso de este método, no se tienen referencias de estudios realizados con paltos (Persea americana Mill.), por lo tanto, se ha elegido ésta especie dada su importancia económica en la zona (ODEPA, 2004) y la alta incidencia de clorosis férrica que existe en cultivos realizados en suelos calcáreos. En el caso del limonero (Citrús
limón) este se escogió, además de su importancia económica, porque en esta especie
existen datos de publicaciones anteriores (MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT 1998), que entregan una idea previa de la metodología a seguir.
El Laboratorio de Suelos y Análisis Foliar de la Facultad de Agronomía de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso actualmente realiza la medición de hierro en hojas por medio del método de hierro total descrito por SADSAWKA (2004).
El problema del uso del método de medición de hierro total es que, originalmente éste no fue creado para su uso en diagnóstico nutricional, sino para observar contenido porcentual de hierro en material vegetal, de ahí su baja confiabilidad (VALDES, 2004; MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT, 1998; VILLANUEVA, 1992. KATYAL y SHARMA, 1980, entre otros) en comparación al método de medición de hierro activo. Por esto el método ocupado debe ser el que mida hierro activo y debe ser calibrado para la zona, lo que permitirá su uso de manera cotidiana y confiable.
El presente estudio pretende hacer una adaptación y/o validación del método de análisis de hierro activo a las condiciones de la zona de Quillota y hacer estas pruebas en los cultivos frutales más importantes como son paltos y limonero.
1.2. Objetivo
• Comparar y comprobar las distintas metodologías de extracción de hierro activo, tanto en paltos como en limonero en la zona de Quillota.
1.3. Objetivos específicos
• Determinar el tiempo óptimo de extracción de hierro activo foliar, tanto en palto como en limonero.
• Determinar si existe una correlación significativa entre el nivel de color y de hierro activo para las distintas metodologías de extracción usadas.
• Hacer una comparación de las distintas metodologías y determinar cuál es la técnica que entrega la información más ajustable a la sintomatología entregada por las hojas.
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1. El hierro en el suelo
Según FASSBENDER (1987), el hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre superior. Su carácter de elemento absorbido en cantidades pequeñas, se debe a la escasa solubilidad de la gran mayoría de sus compuestos en el estado trivalente, este es el estado del hierro que se presenta en suelos bien aireados.
También en suelos con pH alto, el hierro no se encuentra disponible para los vegetales, porque precipita como óxidos e hidróxidos (KRAUSKOPF, 1983).
2.2. Causas edáficas de la falta de disponibilidad de hierro para la planta
La clorosis férrica ocurre en suelos que tienen un alto contenido de carbonatos de calcio (y alto pH), que puede ser agravado por malos manejos de riego, dando por resultado una pobre aireación del sistema radicular. Inicialmente el pH alto del suelo reduce la disponibilidad de hierro, dando origen a la clorosis férrica (AGUSTI, 2000).
El origen de la clorosis férrica en más detalle puede ser explicado desde el origen edáfico del hierro activo según HEM y CROOPER (1960) de la siguiente forma, desde el desgaste de silicatos u óxidos de hierro que es un proceso que puede ser ejemplificado mediante las siguientes reacciones:
Fe2SiO4 + 4H2O 2FeII + H4SiO4 + 4OH- Ó
Fe2SiO4 + 4H2O + 4CO2 2FeII + H4SiO4 + 4HCO3
-Según la concentración de CO2 en las soluciones de desgaste. Siempre y cuando la solución permanezca en estado no oxidante y por lo menos ligeramente ácida, el hierro es estable, ya sea como ion simple o formando complejos, pudiendo ser transportado así a grandes distancias. Sin embargo, la migración en esta forma no es común, debido a que las soluciones de desgaste generalmente captan oxigeno, estas reaccionan con suelo o rocas que aumentan su pH, o fluyen a través de materiales capaces de adsorber cationes. El efecto del oxigeno es generalmente la precipitación de óxido férrico hidratado:
4FeII + O2 + 10H2O 4Fe (OH)3 + 8H+ Ó
4FeII + O2 + 8HCO3- + 2H2O 4Fe (OH)3 + 8CO2
A pH mayor de 5, no puede existir el hierro en forma estable en soluciones oxidantes mayores de 0,01 ppm, excepto en la forma de complejos orgánicos o de Fe(OH)3 coloidal. Un incremento en el pH sin oxidación puede propiciar la precipitación de uno o más compuestos insolubles de hierro activo, siendo los más comunes carbonato, sulfuro o silicato hidratado. Esto se ve ilustrado de una manera simple en la Figura 1.
Fuente: Lindsay and Norvell(1978)
2.3. Mecanismo de reacción contra la clorosis férrica por parte de las plantas
Según MARSHNER (2003), las dicotiledóneas se caracterizan por dos distintas respuestas ante la deficiencia de hierro. Estas además se caracterizan por un aumento en la excreción de protones al exterior de las raíces. Esta función se ve ayudada por la quelación de iones de hierro en el suelo por compuestos orgánicos que facilitan la entrada del hierro a la planta. Estas respuestas antes mencionadas producen cambios anatómicos y morfológicos en las raíces particularmente en la formación de células transportadoras y estructuras rizodermales.
La mayor actividad de la membrana debido a la mayor excreción de protones supone el aumento de actividad en dos reductasas; la primera en funcionamiento constante y de baja capacidad y la segunda de alta capacidad reductora que es inducida por la deficiencia de hierro (MARSHNER, 2003).
Si bien el bombeo protónico transmembranal hecho por las reductasas contribuye a la red de excreción de protones bajo deficiencia de hierro, existe también la teoría que sugiere que un aumento de la actividad membranal seria el gran responsable del aumento exterior de la concentración de protones. Altas concentraciones de HCO3 -inhiben este sistema de defensa contra la clorosis férrica (MARSHNER, 2003).
2.4. Importancia fisiológica del hierro en la planta
El hierro en la planta es importante, principalmente por dos funciones: la primera, forma parte de los grupos catalíticos de muchas enzimas redox del tipo hemoproteínas, como son: citocromos (tanto mitocondriales como cloroplastidicas), catalasas, peroxidasas, etc., que presentan un grupo hierro porfirina como núcleo
prostético del grupo hemo. En segundo lugar, el hierro se encuentra unido a grupos tiólicos de la cisteina en otras proteínas, hierro azufre, las sulfoferroproteínas. Estas proteínas son clave en la fotosíntesis, como es el caso de ferredoxina, la nitrito reductasa; en la fijación del nitrógeno (nitrogenasa) y en la respiración. En los estados de oxidación FeII y FeIII. Explican su presencia en estos sistemas enzimáticos, al actuar como transportador de electrones en los mismos (BONILLA, 2000).
2.5. Experiencia de extracción de hierro activo en otras especies vegetales
En experiencias efectuadas en duraznero, VALDES (2004) concluyó que la concentración de hierro total en el brote no presentó diferencia significativa entre los árboles, tampoco tuvo relación con el nivel de clorofila en la hoja. Por lo tanto según este estudio se descarta el análisis de hierro total en este tejido como indicador de clorosis férrica en duraznero.
En estudios realizados en limones por MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT (1998), se concluyó que el método de medición de hierro total no es valido, pero sin embargo el método que cuantifica hierro activo generó una relación significativa entre el grado de clorosis y el nivel de hierro activo. En esta experiencia también se llegó a la conclusión que señala que el mejor método de extracción de hierro activo es el que se realiza empleando 1N HCl en hojas secas.
Estudios realizados por KATYAL y SHARMA (1980) sobre muestras de arroz concluyeron que la extracción de hierro activo relaciona el uso de fenantrolinacon el contenido de clorofila (R²=0.69), al igual que concluyeron que el tiempo óptimo de extracción era de 20 horas.
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Determinación del tiempo de extracción
Para determinar el tiempo mínimo u optimo de extracción de hierro activo en cítricos se utilizó el estudio realizado en limones por MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT (1998), el cual arrojó que un tiempo mayor a 16 horas es suficiente para extraer el hierro activode las hojas de limonero.
En el caso del palto el tiempo óptimo se determino según métodos descritos por SADZAWKA (2005). MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT (1998), KATYAL y SHARMA (1980), adaptados de la siguiente forma: se muestrearon sesenta hojas nuevas de palto de un árbol sano sin síntomas de deficiencia de hierro. Estas muestras fueron lavadas con agua destilada, el material vegetal fue triturado en un procesador de alimentos marca Moulinex durante 30 segundos a toda potencia. Luego, se pesaron 2 g de material vegetal fresco, los cuales se depositaron en un matraz Erlenmeyer donde se agregaron 20 ml de solución de 1,5%-fenantrolina o 1N HCl, el proceso se hizo en duplicado. Estas muestras se dejaron en extracción 16, 24 y 32 horas, a temperatura ambiente, para luego filtrar con papel de tamaño de poro de 11 µm. En este filtrado se determinó la concentración de hierro usando un espectrofotómetro de absorción atómica. Para el caso de la extracción en fresco con, 1N HCl el procedimiento se hizo de manera similar pero, en vez de Fenantrolina esta se reemplazo con una de solución de 1N HCl.
El análisis de datos se hará mediante el uso de gráficos de barra con el objetivo de observar a simple vista si existe alguna tendencia clara en extracción con respecto al tiempo.
3.2. Ensayos de extracción en paltos y cítricos
El muestreo se hizo a distintos grados de clorosis, en brotes nuevos del año en curso, en ambas especies; limonero, y palto. Se escogieron dos huertos, con suelos calcáreos (se comprobó esta condición en terreno de manera cualitativa mediante la simple aplicación de ácido clorhídrico al suelo), ubicados en la Quinta Región, Valle de Quillota, sector de San Isidro (71º’ W. y 32º S); Ambos huertos presentaban evidente sintomatología de clorosis férrica. Se muestrearon; 18 árboles en limonero y 17 en palto, 20 hojas por árbol. Con fecha; 1 de mayo de 2005 y 19 de mayo 2005 respectivamente. El criterio de muestreo para el estudio fue el siguiente; en subtropicales y en plantas en general, la clorosis férrica se manifiesta como una tonalidad inicialmente verde amarillenta y finalmente amarilla, que adquieren las hojas de las brotaciones jóvenes a excepción de las nervaduras, las cuales permanecen verdes (AGUSTI, 2000, BONILLA, 2000, SALISBURY y ROSS, 1992).
Las muestras fueron posteriormente transportadas al Laboratorio de Suelos y Análisis Foliar de la Facultad de Agronomía de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y se almacenaron durante 24 horas a 7ºC antes de comenzar las mediciones.
Una vez en el laboratorio, se midieron las unidades SPAD traducibles en concentración de clorofila, de manera no destructiva, en todas las hojas de la muestra, para esto se hicieron cuatro mediciones por hoja, a un promedio de 15 hojas por muestra, usando un medidor de clorofila SPAD Minolta 502, este aparato permite relacionar el color con el contenido de clorofila (PORRO et al., 2001).
Por esto, los valores de contenido de clorofila que se mostraran mas adelante estarán expresados en unidades SPAD, asumiendo que estas unidades indican solo una relación directa y no el contenido de clorofila.
Las hojas se lavaron con agua destilada y se secaron con papel absorbente antes de comenzar la extracción, luego el material de análisis fue fraccionado en tres partes; la primera fue usada para la extracción con 1,5%-fenantrolina. Para dicho efecto, se trituró el material vegetal de la misma manera que el procedimiento anterior. Luego, se pesaron 2 g de material vegetal fresco, los cuales se depositaron en un matraz Erlenmeyer donde se agregaron 20 ml de solución de 1,5%-fenantrolina, el proceso se hizo en duplicado. Estas muestras se dejaron en extracción 24 horas para limonero y 40 para paltos a temperatura ambiente, para luego filtrar con papel microporo de tamaño de poro de 11 µm. En este filtrado se determino la concentración de hierro usando un espectrofotómetro de absorción atómica. Para el caso de la extracción en fresco con 1N HCl el procedimiento se hizo de manera similar.
La segunda parte de la muestra de hojas fue usada para la extracción con 1N HCl en seco. El proceso comenzó con el material en una estufa a 80ºC durante 40 horas, luego este se trituró, se depositaron 2 gramos de material seco en un matraz y se agregaron 20 ml de 1N HCl; este proceso se hizo en duplicado. Estas muestras se dejaron en extracción 24 horas para limonero y 40 para paltos a temperatura ambiente, para luego filtrar con papel microporo de tamaño de poro de 11 µm. En este filtrado se determinó la concentración de hierro usando un espectrofotómetro de absorción atómica.
La tercera parte de la muestra de hojas, fue usada para la extracción de hierro total, en este caso se secó el material en una estufa a 80ºC durante 48 horas. Luego se calcinó en una mufla a 800º C durante 24 horas, posteriormente se retiró, se aplicaron 5 ml.
microporo de tamaño de poro de 11 µm en un matraz y aforar a 50 ml. En este filtrado se determinó la concentración de hierro usando un espectrofotómetro de absorción atómica. Además con el fin de poder discriminar, entre distintas deficiencias de micronutrientes poco disponibles a pH básico y con sintomatología de clorosis se determinó la concentración en las hojas el nivel de los siguientes microelementos: Zn, Mn, Mg.
Una vez obtenidas las lecturas se harán los descartes correspondientes a: diferencia entre los duplicados, valores porcentuales mayores en coeficientes de variación en las mediciones con SPAD. Para el análisis de datos estas se llevaran a un modelo de relación lineal que indicará cual es la relación que el contenido de hierro tiene con el nivel de clorosis férrica, también se harán análisis de significancía para corroborar que dichas relaciones lineales son válidas. Para respaldar este análisis se realizo también una regresión lineal múltiple (Anexo 6).
La calidad de cada uno de los procesos de extracción e incidencia de otras deficiencias, será visualizada mediante el valor del coeficiente de correlación (R²), estos valores se encuentran entre 0 y 1, siendo 0 una nula relación entre la variable dependiente e independiente y 1 la relación completa entre las variables. Adicionalmente se verá si el método es válido mediante un análisis de significancía, el cual indicara si dicha relación entre la clorosis y el contenido elemental es válida a un nivel de significancía del 95%.
En el eje X se presenta el contenido elemental, en el eje Y se presenta el color, esto, por dos motivos; el primero indica que el contenido elemental es el que determina el color de las hojas, el segundo con fines de vista prácticos, ya que al hacer una correlación lineal múltiple hay una sola variable dependiente y varias independientes.
4. PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1. Resultados de tiempo de extracción
En el Cuadro 1 se presentan los resultados de extracción de hierro activo (mg/kg) mediante dos métodos y tres tiempos de actividad de los distintos métodos (ver resultados en Figura 2y 3).
Cuadro 1. Tiempo de extracción y concentraciones de hierro activoobtenidos a partir de dos sistemas de extracción en palto.
Tiempo(hr) Fenoltralina(mg/kg) HCl(mg/kg)
16 13,4 36,6
24 16,6 32,8
42 16,5 35,7
Hipotéticamente el tiempo de extracción podía influir en los valores de concentración de hierro, pero según los resultados expuestos se puede observar a simple vista que no existe una tendencia clara que determine un tiempo de extracción distinto a los demás en palto, este punto ya había sido comprobado con similares resultados en otras especies, como por ejemplo en limones MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT (1998) llegaron a concluir que no existe una tendencia clara al respecto al hacer las extracciones . También en estudios realizados por KATYAL y SHARMA (1980) en India, se concluyó un tiempo óptimo de extracción en arroz de 20 horas. Para fines prácticos se recomienda dejar las muestras en extracción de un día para otro.
Tiempo de extraccion fenantrolina. 0 10 20 16 24 42 Tiempo (m g /kg)
Figura 2: Concentración de hierro activo en distintos tiempos de extracción con fenantrolina.
Tiempo de extraccion Hcl fresco.
0 20 40 16 24 42 Tiempo (m g /kg)
4.3. Resultados para proceso de extracción
4.3.1. Resultados en palto
A continuación en el Cuadro 2 se presentan los resultados de las extracciones hechas en palto, muestreados en la zona de San Isidro, habiéndose realizado los descartes bajo los siguientes criterios: diferencia entre los duplicados, valores porcentuales mayores en coeficientes de variación en las mediciones con SPAD. Los resultados presentados corresponden a los promedios entre los duplicados, es importante mencionar que las concentraciones de Zn, Mn y Mg se encuentran deficientes según los rangos normales para hojas adultas(Anexo 1), los rangos del Anexo 1 (LAHAV y WILEY, 2002) son solo de referencia ya que las hojas muestreadas son nuevas. Las tablas con duplicados, varianza, Coeficiente de variación, criterios de descarte antes del descarte se encuentran en el Anexo 2.
También se presenta (Figuras 4 y 5) el comportamiento de las variables de manera gráfica y con su correspondiente coeficiente de correlación y ecuación de la recta. En este caso cada una de las repeticiones fue usada como un punto individual.
Cuadro 2: Resultados de color de hoja, concentración de hierro con distintos métodos zinc, manganeso y magnesio. f = fresco, s= seco, U. SPAD = Unidades Spad.
Color Fen HCl f. HCl s. Fe total Zn Mn Mg
Nº (U. SPAD) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (%) A 19,3 15,5 6,9 11,2 23,8 12,7 56,7 0,78 B 39,3 21,1 11,2 16,1 34,5 14,7 42,1 0,61 C 47,4 22,2 12,8 14,7 31,6 20,8 61,3 0,57 D 26,8 20,9 8,3 14,2 33,8 18,4 73,4 1,22 E 22,7 13,1 6,2 8,5 18,9 17,4 31,9 0,49 F 33,4 19,9 8,7 14,2 31,4 15,0 40,8 0,57 G 22,0 16,3 6,3 13,3 27,3 13,5 41,1 0,60 H 51,3 25,0 10,0 14,2 34,8 15,3 49,7 0,63 I 22,7 12,7 5,9 7,3 25,0 20,7 86,1 0,83
A continuación en la Cuadro 3 se presentan los coeficientes de correlación para cada método de extracción de hierro y elementos totales. Las tablas fueron hechas a partir de la correlación simple de cada uno de los datos con el nivel de color (SPAD).
Extraccion con fenontralina y = 4,2081x - 3,978 R2 = 0,769 -10 20 30 40 50 60 - 5 10 15 Fe+2 (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Extraccion con HCl en fresco
y = 2,3742x - 12,307 R2 = 0,7462 -10 20 30 40 50 60 - 10 20 30 Fe+2 (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Extraccion con HCl seco
y = 2,4745x + 0,4676 R2 = 0,3952 -10 20 30 40 50 60 - 5 10 15 20 Fe+2 (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Extraccion de hierro total
y = 1,4595x - 10,693 R2 = 0,4995 -10 20 30 40 50 60 - 10 20 30 40 Fe (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Figura 4: Regresion entre el color verde en hoja de palto(unidades spad) y el contenido de hierro. Según distintos métodos de extracción.
Zn y = 0,6386x + 21,129 R2 = 0,0268 -10 20 30 40 50 60 - 10 20 30 Zn (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d ) Mn y = -0,0714x + 35,492 R2 = 0,0113 -10 20 30 40 50 60 - 50 100 Mn (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d ) Mg y = -0,0147x + 41,929 R2 = 0,079 -10 20 30 40 50 60 - 500 1.000 1.500 Mg (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Figura 5: Regresión entre el color verde en hojas de palto (Unidades spad) y el contenido de micro nutrientes.
Cuadro 3: Coeficientes de correlación para distintos métodos de extracción y concentración de nutrientes.
Elemento o método Coeficiente de correlación Fenantrolina 0,77* HCl fresco 0,75* HCl seco 0,4 Hierro total 0,5* Zinc total 0,03 Manganeso total 0,01 Magnesio total 0,08 * Significativo al 95%
Se puede concluir después de revisar la Figura 4 y el Cuadro 3 que los métodos de mejor comportamiento fueron aquellos en donde la extracción se hizo en fresco, o sea la extracción con fenantrolina y con HCl en muestras frescas, como lo demuestran los coeficientes de correlación exhibidos en la Cuadro 3. También en este caso se hicieron correlaciones múltiples (Anexo 3) para ver el efecto de los otros micronutrientes en la explicación de la clorosis. Se llegó también a la conclusión según la Figura 5 y el Cuadro 3 que Zn, Mn y Mg no explican significativamente la clorosis, en cambio el hierro si lo explica, esto quiere decir que se pueden establecer conclusiones validas en base al hierro de este ensayo.
También cabe destacar que en estudios hechos por otros autores en duraznero y limonero se llegaron a distintas conclusiones, como por ejemplo: BASAR (2003) llego a la conclusión que los métodos de extracción que miden hierro activo (extracción con fenoltralina en fresco, HCl en muestras frescas y HCl en muestras secas) resultaron similares. MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT (1998) trabajando en limonero llegaron a la conclusión que el mejor método es el que mide el HCl en muestras secas. Adicionalmente este fue el método (HCl seco) que resulto peor evaluado en palto.
Es posible que en palto este sea mas claro en presentar deficiencias de manera visual y esto ayudo a tener un buen muestreo, lo que lleva a tener resultados confiables y directamente dependientes del contenido de hierro.
4.3.2. Resultados en limonero
A continuación en la Cuadro 4, se presentan los resultados correspondientes a limonero muestreados en la zona de San Isidro, habiéndose hecho los descartes de muestras, correspondientes a los siguientes criterios: diferencia entre los duplicados, coeficiente de variación en las mediciones con SPAD, es importante mencionar que las concentraciones de Zn, Mn y Mg se encuentran en los rangos normales según AGUSTI (2000) (Anexo 4). Los resultados presentados corresponden a los promedios entre los duplicados. Los cuadros con duplicados, varianza, coeficiente de variación, los criterios de descarte, y las tablas sin descarte se encuentran en el Anexo 5.
También se presentan las Figuras 6 y 7 que indican el comportamiento de las variables de manera gráfica con su correspondiente coeficiente de correlación. En este caso, cada una de las repeticiones fue usada como un punto individual.
Cuadro 4: Concentración de hierro en limonero según distintos métodos mas zinc, manganeso y magnesio.. f= fresco, s=seco, spad= Unidades spad, (-) = Muestra insuficiente
Spad Fen HCl f. HCl s. Fe total Zn Mn Mg
(U. SPAD) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) L 25,6 9,8 13,8 30,6 41,1 14,2 14,0 1.505 M 69,9 18,4 27,0 66,5 103 17,5 27,2 1.193 N 29,1 10,7 13,8 30,3 45,3 9,5 13,7 1.085 O 37,4 13,8 17,1 31,1 50,9 13,9 12,4 1.115 P 26,3 10,0 14,4 - 43,5 16,8 13,2 1.091 Q 68,3 17,0 23,5 51,3 69,5 17,8 27,7 1.131 R 28,8 10,1 15,5 28,0 54,1 12,1 12,7 1.162 S 63,2 14,8 20,7 50,1 78,6 21,7 17,9 1.379 T 25,1 11,8 13,9 34,8 64,1 11,1 15,4 1.264 U 75,6 19,1 44,5 111 142 15,1 24,6 2.818
A continuación en la Cuadro 5 se presentan los coeficientes de correlación para cada método de extracción de hierro.
Cuadro 5: Coeficientes de correlación para distintos métodos de extracción y concentración de nutrientes en limonero.
Elemento o método Coeficiente de correlación. Fenantrolina 0,90* HCl fresco 0,70* HCl seco 0,67* Hierro total 0,66* Zinc 0,45* Manganeso 0,80* Magnesio 0,23 * Significativo al 95%
Extraccion con fenontralina y = 5,5464x - 30,194 R2 = 0,8958 -20 40 60 80 100 - 10 20 30 Fe+2 (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Extraccion con HCl fresco y = 1,8574x + 7,0359 R2 = 0,7021 -20 40 60 80 100 - 20 40 60 Fe+2 (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Extraccion con HCl en seco
y = 0,6531x + 15,484 R2 = 0,6734 -20 40 60 80 100 - 50 100 150 Fe+2 (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Extraccion de hierro total y = 0,5373x + 7,7684 R2 = 0,6567 -20 40 60 80 100 - 50 100 150 200 Fe (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Figura 6: Correlaciones entre el color verde en hojas de limonero (unidades spad) y el contenido de hierro. Según distintos métodos de extracción.
Zinc y = 3,719x - 11,348 R2 = 0,4455 -20 40 60 80 - 10 20 30 Zn (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d ) Manganeso y = 3,0793x - 10,13 R2 = 0,8017 -20 40 60 80 100 - 10 20 30 Mn (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d ) Magnesio y = 0,0197x + 17,922 R2 = 0,2338 -20 40 60 80 0 1000 2000 3000 Mg (m g/kg) Co lo r ( U . S p a d )
Figura 7. Correlación entre el color verde en hojas de limonero (unidades spad) y el contenido de micronutrientes.
Después de revisar el Cuadro 5, se pudo concluir que existe una correlación significativa entre el contenido de hierro y clorofila en las hojas, lo que indica que el análisis es valido; pero también indica que tanto el zinc como el manganeso son significativos. Para buscar cual es la importancia de estos elementos en la sintomatología, se realizó una correlación múltiple (Anexo 6), entre los métodos de extracción de hierro individualmente con los otros microelementos. El resultado arrojó que tanto el hierro como el zinc y manganeso explican la clorosis en todos los casos. En consecuencia se puede concluir que si bien, existe una alta correlación entre el nivel de hierro activo y la clorosis; esta clorosis no es explicada solo por la deficiencia de hierro. Este comportamiento si bien no se esperaba se sabe que: el lugar de muestreo se encontraba en una zona con suelos calcáreos en donde todos los nutrientes medidos están poco disponibles para la planta, (KRAUSKOPF 1983) ver Figura 1. También, hay que tomar en cuenta que el limonero es muy sensible a este tipo de deficiencia y demuestra sintomatologías de deficiencia y exceso fácilmente (AGUSTI, 2000). Por lo tanto, se puede concluir que existe una alta probabilidad de que las dificultades en este experimento se hallan producido a nivel de muestreo, ya que al muestrar en brotes jóvenes otras sintomatologías similares (Anexo 7) y con causas también similares pudieron haber provocado alguna confusión al momento de hacer el muestreo.
Este hecho, también indica que la metodología tiene una gran posibilidad de ser exitosa, aunque los resultados no sean lo suficientemente robustos para llegar a conclusiones validas. En este escenario es importante mencionar que existen otros estudios donde se llego a conclusiones similares, por ejemplo, el estudio realizado en limonero por MOHAMMAD, NAJIM y KHERSAT (1998) donde el mejor método era el que se realizaba con HCl en muestras secas, En este método las muestras sufren oxidación y por lo tanto el hierro también. Es posible que debido a las sustancias antioxidantes que poseen las hojas de limonero, como por ejemplo el ácido ascórbico
(MAGDHAL, 2005*)1en alguna medida aminoren el efecto oxidante que se produce en el secado de las hojas y por esto los resultados fueron mejores en este caso. Diferente al presente estudio, donde tanto en limonero como en palto los mejores métodos fueron: fenantrolina en limonero y fenantrolina y HCl en muestras frescas en palto. También cabe en esta discusión mencionar que; en estudios hechos en manzano por SOMEZ y KAPLAN (2004) en Turquía, se compararon distintas extracciones en hojas secas, en este estudio tuvo mejor resultado la realizada con HCl. En duraznero se realizaron experiencias similares (BASAR, 2003) llegando a la siguiente conclusión: los métodos de extracción con HCl en muestras secas, frescas y la extracción con fenantrolina resultaron significativamente efectivos.
Finalmente podemos decir; no se descarta el método de análisis de hierro mediante la extracción de hierro activo ya que, todos las formas de extracción son validas, aunque se pude observar claramente que la de mejor correlación es la extracción con fenantrolina en fresco, aun así es necesario hacer otros ensayos en limonero debido a que el hierro no era la única causa de la clorosis, éstos deben hacerse tomando mayor cantidad de precauciones con el muestreo, pues es muy fácil caer en confusiones, es por eso, que tal vez para futuras investigaciones seria optimo dar a los árboles una fertilización que incluya los microelementos en conflicto (Zn y Mg) antes de muestrear; esto, para asegurarse que sí se está midiendo una deficiencia de hierro.
*Magdhal C, Ing. Agr. M.Sc, 2005. Facultad de Agronomía, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Comunicación personal.
4.4. Comparación de costos para ambos métodos de extracción
Para ambas especies es importante destacar que; como lo mencionó BASAR (2003) en su estudio en durazno, el mejor método es: el menos costoso, más sencillo y que permita llevar muestras desde lugares lejanos al laboratorio usando los extractantes más económicos, es por eso que el mejor método, a similar efectividad es el que ocupa muestras secas.
De acuerdo a esta afirmación, según el Cuadro 6 y tomando en cuenta que el precio en materiales (Anexo 8) por análisis, es; en el caso de la fenoltralina es de app. $1020 y en el caso de HCl son app. $20, se puede decir que a similar calidad de extracción de hierro activo el mejor método seria la extracción de hierro con HCl.
Cuadro 6. Método de Determinación de costo de extractante por análisis.
P(X)= A * D B * C
P(X) = Precio por análisis. A = Precio unidad comercial.
B = Cantidad de análisis por litro de extractante.
C = Cantidad de litros de extractante por unidad comercial. D = Replicas del análisis en laboratorio (Duplicado).
4. CONCLUSIONES
• El tiempo mínimo u óptimo de extracción determinado para hierro activo en paltos y en limonero fue de 16 horas.
• En palto existió correlación significativa para los métodos fenantrolina y HCl en fresco, como métodos de extracción de hierro activo.
• En limonero existe correlación significativa en todos los métodos que extraen hierro activo, al igual que el método que determina hierro total.
• En el caso de limonero a diferencia de palto, no es posible concluir que método usar para el diagnostico de deficiencia de hierro, ya que hay otros nutrientes que también determinan color en esta especie.
5. RESUMEN
La clorosis férrica es uno de los desordenes nutricionales mas comunes en suelos calcáreos. Este desorden se presenta en la zona de Quillota con mucha frecuencia. La experiencia muestra que lecturas de hierro total en hojas con síntomas claros de deficiencias presentan muchas veces altos niveles de hierro total. Además se sabe que el hierro fisiológicamente activo es el FeII, por lo tanto el presente estudio tiene por objetivo validar las metodologías existentes que determinan el contenido de FeII.
Como metodología se usaron cuatro tipo de extracciones tanto en palto como en limón: 1,5% fenantrolina en muestras frescas, HCl en muestras frescas, HCl en muestras secas y extracción de hierro total. Estas mediciones de hierro obtenidas mediante distintas extracciones, fueron correlacionadas linealmente con el color de las hojas.
Los resultados arrojaron que en palto los dos métodos de extracción en fresco alcanzaron los mayores coeficientes de correlación y fueron significativamente superiores. En cambio en limón, resultó mejor la 1.5% fenantrolina en fresco, pero los resultados no son concluyentes ya que se observó que la clorosis que presentaba fue explicada por las deficiencias de Fe, Zn y Mn.
6.-ABSTRACT
Iron chlorosis is a very common disorder of crops grown in calcareous soils. This disorder is frequent in Quillota valley. The experience shows that determination of total iron in leaves with symptoms of deficiencies frequently shows high concentrations of total iron. Also, it is known that the physiological active iron is FeII. That is why, this study have for objective to validate methodologies for determination of FeII .
In this study we used four kinds of extractions in avocado and in lemon trees, 1.5% phenanthroline (pH 3), 1 N HCl in fresh samples, 1N HCl extraction from dry samples and total iron extractions. Relationships between the total and extractable iron concentrations in the leaves with the leaf color were examined by linear regression analysis.
The correlation coefficients suggest that extraction from fresh leaves was superior over other methods for diagnosis of iron chlorosis in avocado. On the other hand, in the lemon trees, The 1,5% phenanthroline (pH 3) in fresh samples was better, but the results were not conclusive, the chlorosis in the lemon tree is was due to Fe, Zn, and Mn deficiencies.
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