Contenido de prolina en naranja valencia durante cinco ciclos en función del contenido
de humedad en un Fluventic Haplustolls

Proline content in valencia orange crops during five cycles as a function of water content
in Fluventic Haplustolls soils

M. Wagner, G. Laborem, C. Marin, G. Medina y L. Rangel

Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Apartado. 4653 Maracay 2101 Aragua

Resumen

El objetivo consistió en estudiar el contenido del aminoácido prolina en hojas de naranja Valencia Citrus sinensis en función del contenido de humedad en un suelo Fluventic Haplustolls. Se presentan resultados de los ciclos (l993-l994-l995-l996-l997). Se utilizó la Naranja Valencia injertada sobre Mandarina Cleopatra Citrus reshni, Limón Volkameriana Citrus volkameriana y Citrange Carrizo Poncirus trifoliata x Citrus sinensis. La siembre fue realizada en un suelo Fluventic Haplustolls, franco arenoso, en un diseño completamente aleatorizado y parcelas divididas, regando los árboles cada 5, 10 y 15 días. Se formaron diferentes grupos de tratamientos de riego y patrones con relación al contenido de prolina durante los meses: Octubre y Diciembre (l993), Marzo (l995), Febrero (l996) y Marzo (l997) registrándose los mayores valores del aminoácido, cuando se aplicó un intervalo de riego separado 15 días en los patrones Cleopatra y Volkameriana. La mayor extracción de humedad se presentó en los tratamientos donde se utilizó respectivamente los patrones Volkameriana y Cleopatra regados cada 10 y 15 días.
Palabras clave: riego, prolina, contenido de agua, naranja, Venezuela.

Abstract

The objetive consisted in a study of the content of the amino acid proline in Valencia Citrus sinensis orange leaves as a function of the water content in a Fluventic Haplustolls soils. Results of the time cycles are presented (l993-l994-l995-l996-l997). the Valencia orange was grafted on Mandarine Cleopatra Citrus reshni, Lemon Volkameriana Citrus volkameriana and Citrange Carrizo Poncirus trifoliata x Citrus sinensis. The orange plants were established in totally randomized split plot, design, with an irrigation interval of 5, 10 and 15 days. Different groups of irrigation treatments and patterns were formed with relationship to the proline content during the months: October and December (l993), March (l995), February (l996) and March (l997) registering the greatest values in amino acids, when irritagion intervals of 15 days were applied in grafting Cleopatra and Volkameriana. The greatest extraction of moisture was present in the treatments where Volkameriana and Cleopatra grafting was used respectively with irrigation every 10 and l5 days.
key words: Irrigation, proline, water content, orange, Venezuela.

Recibido el 23-2-2001 l Aceptado el 12-9-2002

Introducción

En climas secos las plantas deben consumir cientos de toneladas de agua por cada tonelada de tejido vegetal producido. Inevitablemente los cultivos deben transportar a la atmosfera la mayor parte del agua tomada del suelo. Esta pérdida de agua por las plantas esta determinada por la especie vegetal y su estado fisiológico Villafañe (16). Al respecto Jerez (7) y Sanson (14) mencionaron al aminoácido prolina como factor de resistencia a la sequía en algunos cultivos teniendo en cuenta el tiempo que las plantas están sometidas a estrés prolongado. En este sentido Laborem (8) indicó que la acumulación de prolina en hojas de cítricos sometidas a estrés por sequía esta asociada a una constante pérdida de agua por la capacidad de transporte del nitrógeno, lo que pone de manifiesto que la acumulación del aminoácido es un síntoma claro de la respuesta al deterioro por el déficit hídrico y no a una características adaptativa del valor de supervicencia. Finalmente evaluaciones realizadas por Torres et al. (15) y Marchall (10) respecto a relaciones hídricas y contenido de prolina, encontraron diferencias significativas entre las variedades de copas y patrones. Por lo expuesto el objetivo de este trabajo es estudiar el contenido de prolina en naranja "Valencia", durante cinco ciclos en función del contenido de humedad en un suelo Fluventic Haplustolls.

Materiales y métodos

El ensayo se instaló en terrenos del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias (CENIAP), Maracay, estado Aragua, el cual tiene coordenadas de 10º-14'LN y 67º-37' L.O; la altitud sobre el nivel del mar es de 455 m. Aplicando el método citado por Ewel y Madriz (6) y tomando como referencia climática lo citado por Wagner (18) respecto al período (l993-l997), la zona se clasifica como Bosque Seco Tropical Subhumedo (6), al presentar una precipitación anual de 1089 mm, una temperatura media anual de 24,4ºC y una evaporación anual de 1.743 mm. Aplicando el método de balance hídrico de Thornthwaite, citado por Papadakis (12) el lugar bajo estudio presenta los meses de enero, febrero, marzo y abril con gran déficit hídrico; mayo con pequeño déficit hídrico y junio, julio agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre sin déficit hídrico.

La naranja Valencia fue injertada sobre mandarina Cleopatra, Citrus reshni Hert; Limón Volkameriana, Citrus volkameriana Pascuale y Citrange Carrizo, Poncirus trifoliata x Citrus sinensis. Dichos patrones fueron transplantados de recipientes de 200 litros, de donde originalmente fueron estudiados Laborem et al. (9) al terreno definitivo en l992, en el cual se realizó este estudio. Estas plantas con cuatro años de desarrollo fueron sembradas en un suelo Fluventic Haplustolls, separadas 3x5m. El diseño experimental, fue completamente aleatorizado formando nueve tratamientos provenientes de un factorial de 3², con cinco repeticiones. El análisis de varianza se realizó en base a un arreglo factorial de parcelas divididas, de tal manera de detectar los efectos: patrón, intervalo de riego e interacción (Intervalo de riego x Patrón), al respecto se utilizó el modelo tipo III para efectos mixtos, empleando la rutina del General Linear Model y el Statistical Analysis System. Para la normalización de la variable prolina (micromol/g MF), se empleó la transformación logarítmica según la siguiente ecuación; Prolina (t) = Log (prolina - 1).

A cada planta al momento del transplante y luego cronológicamente para cada intervalo de riego (5,10 y 15) se les aplicó 120 litros de agua (38,19mm) en un área circular de 3.1416 m². El período de riego comenzó en el mismo momento que finalizaron las lluvias (20-11-92).

Los riegos sucesivos se aplicaron según calendario de riego y de acuerdo a los tratamientos planteados. Durante el período de lluvias no se aplicó riego. En el estudio de suelo (cuadro1), se utilizaron las metodologías siguientes: textura por el método de Bouyoucos modificado Chirinos et al. (3). La conductividad hidráulica en suelo no disturbado por el método de Darcy, Pla (13). La macroporosidad, la densidad aparente, el módulo de ruptura y la retención de humedad de acuerdo a los métodos citados por Pla (13). Para determinar la humedad gravimétrica del suelo antes de aplicar el riego en cada tratamiento, se tomaron muestras por triplicado de: 0-20,20-40 y 40-60 cm de profundidad y luego fueron pasadas y secadas en una estufa a 105ºC durante 24 horas. El resultado obtenido fue transformado a tensión de humedad (KPa) promedio en el suelo (cuadro 2) utilizando para tal fin, los valores característicos de retención de humedad en cada estrato analizado (cuadro 1). En este trabajo se reporta la información desde el año l993 hasta l997.

Se tomaron muestras foliares en número de dos posteriormente a la toma de muestras de suelo antes de aplicar el riego. Dichas muestras tomadas de ramas con hojas completamente desarrolladas fueron seleccionadas en número de seis por planta; a estas se les determinó la prolina colorimetricamente usando el método de Bates et al. (2). La fertilización fue aplicada al momento del transplante (l992) y luego sistemáticamente cada tres meses; en cada planta se utilizó 150 gramos de urea más 150 gramos de cloruro de potasio, en función del contenido medio de materia orgánica y bajo potasio aprovechable en el suelo.

Cuadro 1. Características físicas y químicas (*) del suelo donde se compararon cinco ciclos (1993-1997) del cultivo naranja Valencia Citrus sinensis.
 

* Realizado en el laboratorio de suelos del CENIAP-IIRA
** Fa, Suelo franco arenoso
¹ Tomado de Wagner et al. (1987) FONAIAP-CENIAP-IIRA
² M.O., Contenido de materia orgánica en niveles moderados^m
3 K, Permeabilidad del suelo
⁴ MAC, Macroporosidad del suelo
⁵ DAS, Densidad aparente del suelo
⁶ MR, Módulo de ruptura
⁷ pH, Reacción del suelo
⁸ CE, Conductividad eléctrica del suelo
⁹ P₂O₅, Contenido de fósforo en niveles altos^a
10 K2O, Contenido de potasio en niveles bajos^b

Cuadro 2. Tensión de humedad en el suelo (KPa) antes del riego durante cinco ciclos del cultivo naranja Valencia.
 

Dado los altos niveles de fósforo aprovechable en el suelo, no se consideró la aplicación de este elemento (cuadro 1)

Resultados y discusión

En el cuadro 3a se reporta el contenido de prolina durante cinco ciclos de desarrollo (l993-l997). En dicho cuadro se nota que existe diferencia estadística (P<0,01 y P<0,05) respecto al efecto patrón en los períodos: octubre y diciembre (l993); enero (l994); febrero y marzo (l995) y febrero (l996). Se detectó en la prueba de Tukey que los patrones Volkameriana y Carrizo presentaron respectivamente la mayor y menor concentración del aminoácido prolina. También se observa que cada patrón se comporta diferente en la síntesis del aminoácido dependiendo del nivel del contenido de humedad que tenga el suelo. Al respecto los niveles de prolina varían, siendo mayor en la medida que los intervalos de riego aumentan. Estos resultados coinciden con los obtenidos por Torres et al. (15), Laborem (8) y Laborem et al. (9), los cuales encontraron diferencias significativas entre injerto y patrón al evaluar las relaciones hídricas y contenido de prolina en hojas de cítricas.

Como se observa en el cuadro 3b, el contenido de prolina en hojas de naranja "Valencia", esta relacionado con el déficit hídrico a que ha sido sometido la planta. En este sentido la comparación de las media según la prueba TUKEY, muestran diferencia estadística (P<0,01 y P<0,05) entre intervalos de riego para los períodos: octubre y diciembre (l993), febrero y marzo (l994), febrero y marzo (l996) y marzo (l997). De acuerdo a lo antes señalado se nota que el riego aplicado cada l5 días, indicó en promedio la mayor acumulación del aminoácido prolina (31,22 micromol/g.MF) en correspondencia con una tensión de humedad promedio en el suelo (469 KPa), mayor de 120 KPa, tensión de agua crítico Doorenbos y Pruitt (5) que incide de manera determinante en la productividad del cultivo (ver cuadro 2). Es importante destacar que la inusual síntesis de prolina obtenida para riego cada 10 días, la cual resultó menor que aquella de 5 días (cuadros 3b y 4) podría estar relacionada con la textura del suelo sobre el cual se instaló el ensayo. De acuerdo a Cortez (4), el término Fluventic Haplustolls, es aplicado a suelos que presentan horizontes enterrados (A/C). En el caso especifico del Campo Experimental del CENIAP, el suelo bajo estudio, se caracteriza por tener "lentes arenosos" los cuales originan una diferencia de capilaridad entre los horizontes A y C. Al respecto, la inexistencia de un horizonte B genera una mesa de agua colgante entre los horizontes presentes A y C, provocándose en esta zona, por razones de hidráulica de suelo, un mayor contenido de humedad y en consecuencia menor tensión de agua, lo que originaría una mayor turgencia en el vegetal, correspondiéndose con una menor síntesis del aminoácido.

Cuadro 3a. Efecto patrón sobre el contenido de prolina (micromol/g.MF) durante cinco ciclos del cultivo naranja Valencia.
 

Medias de igual letra no difieren estadisticamente, Tukey.

Cuadro 3b. Efecto patrón sobre el contenido de prolina (micromol/g. MF) durante cinco ciclos del cultivo naranja Valencia.
 

Medias de igual letra no difieren estadisticamente, Tukey.

Cuadro 4. Efecto interacción (patrón x intervalo de riego) sobre el contenido de prolina (micromol/ g.MF) durante cinco ciclos del cultivo naranja Valencia
 

Medias de igual letra no difieren estadisticamente, Duncan.

Para el caso especifico del riego aplicado cada 15 días, se confirma lo encontrado por Brevedan y Hodges (1) y Jerez (7) los cuales señalan que la acumulación de prolina es un síntoma claro de la respuesta de la planta a su deterioro por el déficit hídrico y no por su adaptación de supervivencia. Igualmente mencionan que debe tomarse en cuenta el tiempo que las plantas están sometidas a un estrés hídrico prolongado.

Del análisis de varianza, referente al contenido de prolina (cuadro 4), se verifica la existencia de diferencia estadística (P<0,01 y P<0,05) respecto al efecto interacción (patrón x intervalo de riego) durante los períodos: diciembre (l993), enero y febrero (l994), febrero y marzo (l995), febrero y marzo (l996), febrero y marzo (l997). En dicho cuadro se observa en promedio de los cincos años estudiados, que el patrón Cleopatra regado cada l5 días presentó los valores más altos del contenido de prolina (36,10 micromol/g.MF) seguido del patrón Volkameriana (30,22 y 29,48micromol/g.M.F) regado respectivamente cada 10 y 15 días. Se verifica de esta manera lo encontrado por Palfi y Juhaz (11) y Wagner et al. (17) los cuales señalan que al existir déficit hídrico en la planta el contenido de prolina se incrementa violentamente. También se nota en el mismo cuadro 4, para las condiciones de riego antes señaladas que los patrones Cleopatra y Volkameriana presentan respectivamente en el suelo tensiones de humedad (645, 506 y 396 KPa) superiores a 120 KPa, valor indicado como crítico por Doorenbos y Pruitt (5). Tal situación califica a estos patrones como altos extractores de humedad del suelo, los cuales según Salibe, citado por Laborem (8) se pueden identificar como patrones resistentes a condiciones de estrés hídrico. Cabe considerar por otra parte (cuadro 2), que el patrón Carrizo al presentar en promedio, los menores valores de tensión de humedad en el suelo (366 KPa) cuando el riego fue aplicado cada 15 días, lo identifican como el más tolerante a condiciones de estrés hídrico. Sin que esto descarte que los tres portainjertos demostraron buena capacidad de recuperación, al reponerse el contenido de humedad en el suelo.

Conclusiones

Se encontró diferencia estadística (P<0,01 y P<0,05) durante seis períodos para efecto patrón, destacándose a Volkameriana con la mayor concentración del aminoácido prolina. superando siempre en promedio a Cleopatra y Carrizo respectivamente.

Se encontró diferencia estadística (P<0,01 y P<0,05) durante siete períodos para efecto intervalo de riego. Las plantas que fueron regadas a mayor intervalo (15 días) presentaron los mayores contenidos de prolina.

Se encontró diferencia estadística (P<0,01 y P<0,05), durante nueve períodos para efecto (patrón x intervalo de riego). Aún cuando, las plantas con mayor déficit hídrico (riego cada 15 días) presentaron en promedio, los mayores contenidos de prolina, no se pudo comprobar en este experimento una asociación entre el nivel de sequía y el contenido del aminoácido, cuando el riego fue aplicado cada 10 días. Esta situación fue imputable a las condiciones hidráulicas del suelo Fluventic Haplustolls por presentar este en su perfil, horizontes enterrados y lentes arenosos, que originaron la existencia de un contenido de humedad no esperado en este trabajo.

Los menores valores de tensión de humedad en el suelo, obtenidos en el patrón Carrizo, lo identifican como el más tolerante a las condiciones de estrés hídrico. Sin embargo, los tres portainjertos estudiados demostraron buena capacidad de recuperación, al reponerse el contenido de humedad en el suelo.

Literatura citada

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