T E S I S Doctor en Ciencias - Repositorio CIBNOR

INTRODUCCIÓN

ANTECEDENTES

Fisiología de estrés o agobio en las plantas

Importancia del estudio del estrés en plantas
Estrés salino y su efecto en la fisiología de las plantas

Plantas halófitas

Irrigación de cultivos halófitos con efluentes de cultivos marinos

Salicornia bigelovii (Torr.)

Manejo agronómico de Salicornia bigelovii (Torr.)

Vermicomposta, lixiviados de vermicomposta y estrés salino
Larva de mosca soldado (Hermetia illucens) como alternativa para el manejo de residuos
Tratamientos de pre-germinación

Esta fracción líquida se conoce como lixiviado de vermicompost, considerado como fertilizante (Gutiérrez-Miceli et al., 2008). La aplicación de estos tratamientos contribuye a una mayor germinación y una mayor supervivencia con plántulas más vigorosas, en condiciones óptimas y de estrés (Taylor et al., 1998).

JUSTIFICACIÓN

HIPÓTESIS

OBJETIVOS

Objetivo general

Objetivos particulares

MATERIAL Y MÉTODOS

Experimento I: Evaluación de la aplicación por vía directa de fertilizantes orgánicos en

Área de estudio
Material vegetal
Establecimiento y condiciones experimentales
Diseño experimental y nomenclatura de tratamientos
Origen y obtención de tratamientos
Análisis de los tratamientos
Variables de respuesta del Experimento I

Índices de germinación
Variables de relaciones hídricas
Variables morfométricas

Semillas en dilución: agua destilada/lixiviado de lombriz ADLvc Semillas en dilución: agua destilada/lixiviado de excremento ADF. El excremento en fase sólida fue donado por la Universidad Autónoma de Querétaro y se produjo alimentando larvas de mosca soldado (Hermetia illucens) con desechos orgánicos del centro de abastecimiento de la ciudad de Amazcala, ubicada en el estado de Querétaro, México. Luego, se colocaron por separado 30 kg de excremento sólido y vermicompost en el balde perforado.

Una vez realizada la siembra, se contaron diariamente las semillas germinadas, determinando la presencia de raíz como parámetro para la germinación de las semillas (Figura 5). El porcentaje de germinación total se determinó a los 25 días después de la siembra (DDS), cuando el número diario de semillas germinadas se mantuvo sin cambios durante 5 días. Dado que la balanza analítica utilizada en este experimento no fue lo suficientemente sensible para detectar el peso seco de una plántula individual, se usaron muestras que consistían en 3 plántulas para obtener datos promedio.

Al igual que la variable CRA, se utilizaron muestras compuestas por 3 plántulas para obtener un dato promedio.

Experimento II: Evaluación de la aplicación de fertilizantes orgánicos a través de

Área de estudio
Material vegetal
Origen y obtención de tratamientos de fertilización
Análisis de los tratamientos
Variables de respuesta del Experimento II

El experimento se realizó en una cámara de germinación (Lumistell, modelo IES-OS, serie a temperatura constante de 25±1 °C, humedad relativa del 80%, fotoperiodos de 16 horas de luz y 8 horas de oscuridad. El factor B estuvo constituido por de 3 niveles de variación, donde las primeras semillas de salicornia fueron sumergidas en lixiviado con lombrices y lixiviado (Fig. 8a, b) durante 30". Los fertilizantes orgánicos utilizados en este experimento fueron de las mismas fuentes utilizadas en el experimento anterior (experimento I ), vermicompost y residuos sólidos de larvas de mosca militar.

La metodología propuesta por Bidabadi et al. 2017) se repitió para la extracción de lombricompost y lixiviados de excremento con las modificaciones descritas en el apartado 6.1.5. Después de la siembra, se contaron diariamente las semillas germinadas; Se estableció como parámetro la presencia de raíz para determinar que la semilla había germinado (Fig. 9) a los 25 días después de la siembra (DDS); El porcentaje de germinación total se determinó cuando el número diario de semillas germinadas se mantuvo sin cambios durante 5 días. La variable tiempo medio de germinación (MTG) se determinó mediante la fórmula de Orchard donde: "N" indica el número de semillas que germinaron el día "D".

Finalmente, las muestras se colocaron en una estufa de flujo laminar Shal-Lab, modelo FX-55, durante 48 horas a 55°C para registrar el peso seco (Ps).

Experimento III: Aplicación fertilizantes orgánicos en dilución con distintas fuentes de

Área de estudio
Material vegetal
Siembra y germinación de las semillas
Trasplante y proceso de aclimatación al incremento de salinidad
Origen y producción de fertilizantes orgánicos

Análisis de tratamientos
Aplicación de fertilizantes orgánicos

Manejo del sistema de riego
Variables de respuesta del Experimento III

Variables de relaciones hídricas
Variables bioquímicas

Las mesas se elevaron por detrás para crear una pendiente del 1%; Posteriormente se realizó un orificio en el extremo inferior de cada una de las divisiones de la mesa (2 orificios por mesa) con una broca para madera de ½”. Una vez culminado el proceso de aclimatación y el aumento de salinidad en el riego de las plántulas que estarían expuestas al mar y fuentes de riego de aguas residuales, se retiró la red de sombra y se estableció el diseño experimental. Previo a la cuantificación, las muestras se prepararon utilizando las terceras ramas de la zona apical, las cuales se deshidrataron en una estufa de flujo laminar (Terlab® modelo TE-H80DM), durante 48 h a 70 °C.

Se pesaron 0,5 g de la muestra triturada en una balanza analítica (Mettler Toledo ML204) (Figura 18 izquierda). Número de ramas secundarias RS Biomasa fresca y seca total3 BF-T/BS-T Biomasa fresca y seca de la parte aérea3 BF-PA/BS-PA. Sumando los pesos registrados entre BF-PA y BF-R, se obtuvo el valor de BF-T.

Este primer evento se evaluó a los 40 días después del trasplante y 7 días después de aplicar riego 100% con agua de mar y agua residual.

Análisis estadísticos

Las variables morfométricas antes mencionadas se registraron a partir del primer evento de fertilización, el cual se consideró tiempo cero (T-0).

RESULTADOS

Resultados de los experimentos I y II

Experimento I y II: Índices de germinación

Porcentaje total de germinación
Índice de tasa de germinación
Tiempo medio de germinación

Experimento I y II: Relaciones hídricas

Potencial hídrico
Contenido Relativo de Agua
Potencial osmótico

Experimento I y II: Morfometría

Biomasa fresca y seca total

Además, se observó que los tratamientos con fuentes de riego AD y AC, independientemente de la adición de fertilizantes orgánicos (Lvc y F) a través de su dilución en las fuentes de riego artificiales o con tratamientos. Se puede observar que el mayor número de semillas germinadas se registró en los primeros 7 días del experimento en el caso de los tratamientos expuestos a las fuentes de riego AD y AC, independientemente de la aplicación de ambos fertilizantes orgánicos. En contraste, los valores máximos medios de germinación para semillas expuestas a fuentes de riego AM y AR fueron menores y requirieron más tiempo.

Valores del potencial hídrico en plántulas de Salicornia bigelovii bajo diferentes fuentes de riego y fertilización orgánica. Valores del contenido relativo de agua (RAC) en plántulas de Salicornia bigelovii bajo diferentes fuentes de riego y fertilizante orgánico. Valores del potencial osmótico de plántulas de Salicornia bigelovii (Torr.) sometidas a tratamientos con diferentes fuentes de riego y fertilizantes orgánicos.

Valores de biomasa fresca total (izquierda) y biomasa seca total (derecha) de plántulas de Salicornia bigelovii (Torr.) tratadas con diferentes fuentes de riego y fertilizantes orgánicos.

Resultados del experimento III

Caracterización de variables fisicoquímicas de los tratamientos de riego y fertilización
Relaciones hídricas

Potencial hídrico
Potencial osmótico
Contenido Relativo de Agua

Variables bioquímicas

Pigmentos fotosintéticos

Contenido mineral
Variables morfométricas
Consumo de agua y monitoreo de condiciones ambientales

Los tratamientos que registraron mayores valores de contenido de fósforo (P) fueron ACTF (33,8 mg/L) y AMTF (25,9 mg/L). Los resultados para la variable altura de planta (AP) (F p=.0000) mostraron que los tratamientos con fuente de riego AC presentaron los valores más altos (AC, ACTLvc y ACTF). La variable cobertura vegetal (CV) (F p=.0000) mostró valores mayores en los tratamientos ACTLvc y ACTF, en contraste, AR y AMTF presentaron los valores más bajos para esta variable.

El tratamiento con ACTLvc aumentó la LR en un 18,2% y un 19%, en comparación con los tratamientos con ACTF y AC, respectivamente. En cuanto a la variable número de ramas secundarias (RS) (F p=.0000), el aumento de RS se observó en los tratamientos con menores valores de C.E. En cuanto a los resultados del análisis de varianza aplicado a las variables de producción de biomasa (Cuadro 30), los valores más altos se observaron en los tratamientos con AC como principal fuente de riego, es decir, los tratamientos AC, ACTLvc y ACTF. .

A diferencia de los tratamientos anteriores donde la aplicación de fertilizantes orgánicos incrementó los valores de ambas variables (BF-E y BS-E), AMTLvc disminuyó 1.3% en la variable BF-E y 1.9% en BS-E, en comparación al tratamiento AM (Fig. 28).

DISCUSIÓN

Efecto de los tratamientos de riego y fertilización orgánica en la etapa de germinación y

Morfometría

Estos resultados aparentemente se deben a la mayor concentración de iones presentes en ambas fuentes de riego (MA y AR), lo que crea una mayor competencia con las moléculas de agua disponibles para la absorción y en consecuencia reduce la capacidad de las semillas para hidratarse (Wang et al., 2015). . Esto lleva a que la planta tenga que invertir energía metabólica para absorber agua de la solución y dependiendo de la intensidad y/o duración puede provocar que la planta desarrolle diferentes niveles de estrés hídrico (Argentel et al., 2006). Las reducciones de esta variable tienen consecuencias sobre la estabilidad de las membranas celulares y, en consecuencia, exacerban la pérdida de electrolitos en las células (Argentel et al., 2006; Nazarideljou y Heidari, 2014).

Se informaron resultados similares en Salicornia europaea (Mogahieb et al., 2004) y Salicornia persica (Aghaleh et al., 2009) bajo tratamientos con cloruro de sodio. Asimismo, existen reportes del uso de lixiviados por larvas de mosca soldado en cultivos de lechuga (Green et al., 2023) y caña de azúcar (Pakpahan et al., 2020). 21, lo que también afecta la absorción de nutrientes que se diluyen en las soluciones de riego, creando desequilibrios nutricionales que afectan el desarrollo de las plantas (Hasegawa et al., 2000; Rodríguez-Ledesma et al., 2019).

En este sentido, según Chinsamy et al. 2013), el uso del logate de lombriz favorece la formación intracelular de hormonas de crecimiento vegetal como auxinas, citoquininas y ácido abscísico, que desempeñan papeles importantes en el crecimiento de las plantas, contribuyendo a la reducción de los efectos negativos causados por el estrés salino.

Efecto de los tratamientos de riego y fertilización orgánica en la etapa de desarrollo

Pigmentos fotosintéticos
Contenido mineral
Morfometría

La destrucción de clorofilas en condiciones de estrés salino es una consecuencia común debido a los efectos adversos que provoca sobre la estabilidad de las membranas celulares de tilacoides (Taffouo et al., 2010; El-Taraily et al., 2020), lo cual está relacionado con la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS) (Aghaleh et al., 2009) y también con el aumento de la actividad de la enzima clorofilasa (Chinsamy et al., 2013). Se informaron resultados similares cuando se utilizaron lixiviados de lombrices en cultivos de tomate (Chinsamy et al., 2013) e hinojo (Beyk-Khormizi et al., 2022). Estos resultados son consistentes con lo reportado en plantas adultas de Salicornia europaea, cuando se exponen a alta salinidad (Orlovsky et al. reportaron la presencia de transportadores de Na+ en vesículas en la vacuola celular de plantas de Salicornia bigelovii, lo que aumentó su afinidad y aumentó la eficiencia en las plantas.almacenamiento de iones Na+ porque la planta se encuentra en ambientes con mayor salinidad.

El magnesio (Mg2+) es un elemento que forma parte de la estructura de la clorofila y participa en diversos procesos fisiológicos, como la respiración y la fotosíntesis, por lo que su reducción en el contenido foliar tiene consecuencias que atentan contra el crecimiento y desarrollo óptimo de las plantas (Rivelli et al. , 2010). ). Estos resultados coinciden con los reportados por Ayala & O'leary (1995) y Rodríguez-Álvarez et al. 2022) en plantas maduras de Salicornia bigelovii. Los valores medios de las variables altura de la planta (AP), espesor del tallo (GT) y longitud de la raíz (LR) están relacionados con la capacidad de la planta para realizar procesos de división celular y elongación con normalidad (Rodríguez-Álvarez et al., 2022).

El aumento de diferentes variables morfométricas con la aplicación de lombricompost ha sido reportado en varios cultivos en condiciones no salinas (Arancon et al., 2019; Pant et al., 2013; Arancon et al., 2012; Fritz et al., 2012 ).

CONCLUSIONES

LITERATURA CITADA

Effect of vermicompost on some morphological, physiological and biochemical characteristics of bean (Phaseolus vulgaris L.) under salinity stress. Microbiological community analysis of vermicompost tea and its influence on the growth of vegetables and cereals. Germination of Salicornia bigelovii (Torr.) under shrimp culture effluents and the application of vermicompost leachate to mitigate salt stress.

Biochemical and yield response of sugar beet to drought stress and foliar application of vermicompost tea. Effect of vermicompost supplemented with foliar application of silicate on marjoram plants grown in saline soil. Effects of vermicompost tea (aqueous extract) on the yield, quality of bok choy and on the biological properties of the soil.

Desarrollo natural de la halófita Salicornia bigelovii (Torr.) en la zona costera del estado de Sonora.

ANEXOS