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Revista de la Facultad de Agronomía
versión impresa ISSN 0378-7818
Rev. Fac. Agron. v.23 n.2 Caracas jun. 2006
Caracterizacion agronomica de accesiones de Azolla de Venezuela
Agronomic characterization of Azolla accessions from Venezuela
Y. Espinoza1 y R. Gutierrez1
1Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Apdo. 4653 Maracay 2101. Venezuela. Fallecido.
1Autor para correspondencia email: yespinoza@inia.gov.ve
Resumen
Dada la importancia de la simbiosis Azolla-anabaena como fijadora de nitrógeno y su potencial uso como biofertilizante, se realizaron diez expediciones de muestreo durante 1991-1993, con el propósito de identificar y evaluar la productividad agronómica en Azolla nativa. Las accesiones fueron mantenidas en umbráculo luego de la recoleta. Se recolectaron en total 67 accesiones en todas las regiones muestreadas, de las cuales un 50% se encontraron en los estados Apure, Guárico y Portuguesa. Se identificaron 29 accesiones utilizando características morfológicas y anatómicas de la planta y de los órganos reproductivos. De las 43% accesiones identificadas, 35% pertenecen a Azolla filiculoides, 9% a A microphylla y el resto (57%) no pudo ser determinada. La productividad de las recolectas se ubicó entre 250-1340 kg MS.ha-1 y entre 13-40 kg N.ha-1. Las accesiones FONAIAP 1, 16, 22, 24, 31, 54 y 57 fueron identificadas como las más promisorias en razón de su tasa de fijación de nitrógeno, tasa relativa de crecimiento y tiempo de duplicación de la biomasa, para ser utilizadas como biofertilizante o suplemento animal. Sin embargo, la accesión FONAIAP 10 perteneciente a la especie A. microphylla fue la más eficiente en la utilización del fósforo.
Palabras clave: Azolla, biofertilizante, fijación simbiótica, tasa de crecimiento, tiempo de duplicación, fósforo.
Abstract
Ten samplings were done from 1991-1993, with the aim of identifying and evaluating the agronomical productivity in the native Azolla, due to the importance of the Azolla-anabaena symbiosis as a way to fix nitrogen and its potential use as biofertilizer. Assents were kept in greenhouse conditions once were collected. A total of 67 assents were collected in all the sampled regions, and a 50% were found in Apure, Guárico and Portuguesa cities. 29 assents were identified using morphological and anatomical characteristics of the plant and of the reproductive organs. Of the 43% identified assents, 35% belong to Azolla filiculoides, 9% to A microphylla and the rest (57%) could not be determined. The productivity of the collection was from 250-1340 kg MS.ha-1 and from 13 - 40 kg N.ha-1. FONAIAP assents 1, 16, 22, 24, 31, 54 and 57 were identified as the most promissory in reason of the fixation rate of nitrogen, relative growth rate and duplication time of the biomass to be used as biofertilizer or as animal supplement. However, FONAIAP assent 10 that belongs to the A. microphylla was the most efficient in the use of phosphorus.
Key words: Azolla, biofertilizer, nitrogen fixation, growing rate, doubling time, phosphorous.
Recibido el 20-2-2003 ● Aceptado el 28-3-2005
Introducción
Azolla es un género de pequeños helechos acuáticos cuyos individuos son capaces de asociarse simbióticamente con el alga verde-azul fijadora de nitrógeno Anabaena azollae. Este género tiene un amplio intervalo altitudinal de distribución desde el nivel del mar hasta 5.000 de altitud (11). En general, Azolla prefiere condiciones frías y semisombreadas y se desarrolla mejor en contenidos altos de fósforo, tanto en el agua como en el suelo.
Existen siete especies de Azolla ampliamente distribuidas a nivel mundial. Esta distribución ha sido fuertemente influenciada por el hombre, debido a la introducción indiscriminada del helecho de un área a otra. Previo a la dispersión humana, A. carolininana fue reportada en América del Norte y el Caribe; A. filiculoides en Sur América y oeste mediterráneo, incluyendo a Alaska; A. microphylla en América tropical y subtropical; A. mexicana en el norte de Sur América y oeste de Norte América; A. nilotica desde el Nilo hasta Sudan; A. pinnata en Asia y costas de África Tropical; A. japónica en Japón (13). En Venezuela se ha reportado la presencia de A. filiculoides, (5) y A. carolininana , (15).
De acuerdo a Becking (1) la fijación de nitrógeno de la simbiosis varía con el tipo de especie de Azolla. Sin embargo, Reynaud (20) y Watanabe et al. (29) encontraron que los factores ambientales ejercieron gran influencia sobre esta capacidad y la de producción de grandes cantidades de biomasa. Tanto la fijación de nitrógeno como la alta tasa de crecimiento le permitieron producir en poco tiempo gran cantidad de biomasa rica en nitrógeno. Esta propiedad ha motivado su estudio como biofertilizante para cultivos desarrollados en condiciones de inundación (13, 29). El FONAIAP inició en 1991 un proyecto de investigación para evaluar la potencialidad de la asociación Azolla-anabaena como biofertilizante para arrozales venezolanos, para lo cual se planteó la necesidad de recolectar y desarrollar un banco de germoplasma de las especies de Azolla en Venezuela. Los objetivos del presente trabajo fueron caracterizar morfológica y anatómicamente, así como evaluar la productividad agronómica de accesiones de Azolla-anabaena de Venezuela.
Materiales y métodos
Durante 1991 a 1993 se realizaron diez expediciones para recolectar especies de Azolla (figura 1). Las rutas fueron trazadas tratando de abarcar las áreas del país sujetas a inundaciones frecuentes, sistemas de riego y drenaje, campos de cultivo de arroz, lagos, ríos y esteros, ubicados en los estados Amazonas, Aragua, Apure, Barinas, Bolívar, Cojedes, Delta Amacuro, Guárico, Lara, Mérida, Portuguesa y Zulia. Asimismo, los lugares donde se realizaron las colectas de Azolla fueron ubicados geográficamente considerando la distancia al centro poblado más cercano. Las expediciones fueron realizadas durante la época lluviosa (mayo-octubre), cuando la disponibilidad de agua no fue un factor limitante.
Figura 1. Recorrido realizado para las recolectas de Azolla en Venezuela
En cada sitio donde se localizó el helecho, se tomaron muestras superficiales de suelo y agua para realizarle análisis químico. Las muestras de suelo luego de secadas al aire y tamizadas, se les determinó pH potenciométricamente en suspensión suelo:agua (1: 2,5), conductividad eléctrica (CE), P y K por el método de Olsen, (14), carbono orgánico por combustión húmeda (28) y calcio por el método de Mehlich-3 (12). Las muestras de agua fueron conservadas a 4oC hasta el momento del análisis. A cada una se les determinó el pH, conductividad eléctrica, P por colorimetría utilizando el método fosfovanadatomolibdato (9), K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn y Cu por espectrofotometría de absorción atómica (Perkin Elmer 3100, Perkin Elmer Corporation, Norwalk, Conneticut). En el caso de Ca y Mg se usó lantano en HCl al 1%. Se determinó el contenido de nitrógeno utilizando el método Kjeldahl (4) utilizando un bloque digestor Tecator 40 modelo 1016 y un destilador automático Tecator 1002 (Tecator, Hoganas, Suiza). Adicionalmente, se realizaron observaciones acerca de las características generales del área de recolecta, vegetación asociada y coloración del helecho. Cuando la población de Azolla ocupaba un área superior a 0,5 m2, se midió la biomasa presente.
Las muestras recolectadas fueron colocadas en recipientes plásticos (315 cm2 de superficie y 4 cm de profundidad) y trasladadas al laboratorio de Biología de Suelos del Ceniap-INIA. Todas las accesiones recolectadas se hicieron crecer en una solución suelo agua de 1:1 enriquecida con superfosfato triple a una concentración de 0,8 mg.kg-1. En estas condiciones, las recolectas fueron mantenidas en umbráculo a temperaturas que oscilaron entre 28 a 38oC, y una humedad relativa de 80%. Cada dos días se le adicionó agua de chorro. El suelo fue cambiado cada 6 meses, manteniéndose en cada caso el mismo tipo de suelo de procedencia. El P fue adicionado cuando la concentración en la solución fue menor de 0,6 mg.kg-1 (31).
El material recolectado de Azolla, se identificó a nivel de especie sólo en las muestras fértiles que presentaron mega y microesporocarpo, ya que los caracteres vegetativos no son suficientes para su clasificación a nivel de especie. Los caracteres vegetativos utilizados fueron principalmente la forma del cuerpo de la planta, se consideró el tallo principal, ramas laterales, número de pares de hojas por rama, forma y dimensión de la hoja dorsal y ventral (Tan et al., (26)). Además, se estudio la anatomía y morfología de los órganos reproductivos presentes siguiendo la metodología de Svenson (24) y Tan et al. (26). Se estudiaron características del mega y microesporocarpo utilizando microscopio compuesto y electrónico, número de órganos flotadores, esporangios por microesporocarpo, másulas por esporangio, estructura de las másulas, así como presencia o no de septos sobre el gloquidio (26).
Para la determinación de la tasa de fijación de nitrógeno (TFN), tasa relativa de crecimiento (TRC) y tiempo de duplicación de la biomasa (TD), se sembraron 0.5 g de Azolla fresca, previamente identificada, en recipientes plásticos (95 cm2 de área y 7 cm de profundidad). Se adicionó 250 ml de solución nutritiva de Hoagland (sin nitrógeno) y el pH de la solución fue ajustado a 6,5 con 0,1M NaOH. Luego, fueron colocadas en el invernadero en las condiciones ambientales anteriormente mencionadas. La cosecha se realizó a los 15 días de la siembra.
Los tratamientos fueron arreglados en un diseño completamente aleatorio con tres repeticiones. La solución nutritiva fue renovada cada 3 días. Luego de cosechadas, las muestras fueron secadas en una estufa a 90ºC hasta alcanzar peso constante y por diferencia de peso se determinó el contenido de humedad de la muestra. La TRC y TD, fueron calculados usando las formulas propuestas por Lales et al. (10):
donde, p1 y p2 correspondieron al peso seco inicial y final, respectivamente, y t al periodo de observaciones en días.
Por otra parte, TFN fue establecida luego de la determinación del N total en la planta. La TFN fue calculada usando N total determinado al final de la incubación y dividido por el tiempo de incubación (t) en días (5).
Para la evaluación de la potencialidad de uso del P de las especies de Azolla nativas, sólo se consideraron aquellas accesiones que pudieron ser identificadas a nivel de especie. Se sembró 0,5 g de material fresco en recipientes plásticos de 0,95 cm2 de área, al cual se le adicionó solución nutritiva de Hoagland libre de nitrógeno y con concentraciones de P de 0, 0,5, 2, 4, 8 y 16 mg.L-1. La concentración de P en el medio fue determinada como la solución de P requerida para producir 95% de la pronosticada máxima producción de materia seca (25). Se utilizaron curvas respuestas para cada una de las accesiones evaluadas. La cosecha de las muestras fue realizada a los quince días después de la siembra. Los tratamientos fueron arreglados en un diseño completamente aleatorio con tres repeticiones. La concentración de P en el tejido fue determinada por el método amarillo de vanadatomolibdato (9), después de una digestión húmeda con H2SO4 y 30% H2O2 (27).
El P total acumulado fue calculado con la materia seca total por la concentración de P en el tejido (8). La eficiencia de utilización de P fue calculada como materia seca total dividida por el P total acumulado (7).
Los datos fueron analizados con procedimientos provistos por el Sistema de análisis estadísticos (SAS) (22). Se utilizó el procedimiento Proc Mixed para el análisis de varianza y separación de medias. Todos los resultados fueron considerados significativamente diferentes a P<0,05, al menos que se indicara lo contrario. Por otra parte, los resultados obtenidos en los ensayos de invernadero fueron analizados por medio de un análisis de clasificación. Los agrupamientos fueron obtenidos por el método de distancia promedio (19).
Resultados y discusión
Descripción de los lugares de recolección
Durante el periodo muestreado se recolectaron un total de 67 muestras. El 50% de las accesiones fueron recolectadas en los estados Apure, Guárico y Portuguesa (cuadro 1), lo que podría explicarse por el mayor desarrollo de infraestructuras de riego y drenaje y/o persistencia de aguas superficiales en estos estados; además, de las altas aplicaciones de fertilizantes fosforados utilizados, lo cual, permite un desarrollo continuo de las especies de Azolla y por lo tanto, una mayor frecuencia de recolecta.
Cuadro 1. Distribución geográfica, año de recolecta, identificación de accesiones y de productividad de especies de Azolla nativas de Venezuela. Las recolectas fueron realizadas durante los meses de mayo a octubre de los años 1991 a 1993.
Entidad Federal | Año de recolecta | Especie | Productividad | |||
|
| Azolla filiculoides | Azolla microphylla | Azolla n.i | Biomasa | Nitrógeno |
|
|
| ---------kg.ha-1------- | |||
Apure | 1992 | 6 | 0 | 10 | 583 | 17 |
Aragua | 1991 | 1 | 1 | 0 | 815 | 31 |
Barinas | 1992 | 2 | 0 | 3 | 952 | 29 |
Cojedes | 1992 | 2 | 0 | 2 | 485 | 18 |
Delta Amacuro | 1992 | 1 | 0 | 5 | 306 | 11 |
Guarico | 1992 | 1 | 2 | 8 | 640 | 18 |
Lara | 1992 | 0 | 0 | 1 | 1272 | 37 |
Mérida | 1993 | 0 | 3 | 5 | 257 | 13 |
Monagas | 1993 | 0 | 0 | 2 | n.d. | n.d. |
Portuguesa | 1992 | 9 | 0 | 1 | 1340 | 40 |
Zulia | 1992 | 1 | 0 | 1 | n.d. | n.d. |
n.i = no identificas
n.d. = no determinado
En general, la mayoría de las recolectas (70%) fueron realizadas en lagunas y canales de agua hechos por el hombre con fines agrícolas. Sólo el 10% se localizaban en condiciones ambientales no asociadas a agroecosistemas. La profundidad del agua de los sitios de muestreo varió desde 5,0 hasta 90,0 cm, encontrándose la mayor proporción de las muestras en cuerpos de aguas con profundidades entre 32 a 50 cm.
Las características químicas del suelo y agua donde se recolectaron las accesiones de Azolla son presentadas en el cuadro 2. En general, se observó que las características evaluadas tanto en suelo como en el agua presentaron altos coeficientes de variación >16 y >103 para suelo y agua, respectivamente. Esto reflejó la diversidad de ambientes donde se puede desarrollar este helecho. Esto fue coincidente con las observaciones realizadas por San Valentin et al. (21).
Cuadro 2. Características de los suelos y aguas donde se recolectaron las muestras de Azolla.
Característica | Promedio | Desviación estándar | Mínimo | Máximo | Coeficiente de variación |
| Suelo | ||||
pH | 6,54 | 1,01 | 4,81 | 8,81 | 16 |
CE (mmhos.cm-1) | 0,21 | 0,32 | 0,01 | 1,23 | 130 |
MO (%) | 2,42 | 1,62 | 0,23 | 5,64 | 70 |
P(mg.kg-1) | 26,41 | 21,40 | 5,01 | 107,00 | 81 |
K (mg.kg-1) | 147,34 | 106,40 | 24,02 | 488,00 | 72 |
Ca (mg.kg-1) | 747,30 | 359,61 | 115,01 | 1395,00 | 48 |
| Agua | ||||
pH | 8,01 | 0,52 | 6,82 | 8,73 | 6 |
CE (mmhos.cm-1) | 0,70 | 1,83 | 0,04 | 13,01 | 263 |
MO (%) | 1,01 | 2,24 | 0,00 | 12,13 | 228 |
P(mg.L-1) | 9,63 | 22,20 | 0,00 | 216,12 | 302 |
K (mg.L-1) | 46,52 | 68,43 | 0,11 | 344,41 | 158 |
Mg (mg.L-1) | 8,42 | 8,72 | 0,02 | 36,32 | 103 |
Zn (mg.L-1) | 0,51 | 0,07 | 0,00 | 0,43 | 138 |
Cu (mg.L-1) | 0,06 | 0,32 | 0,00 | 0,44 | 530 |
Fe (mg.L-1) | 1,43 | 2,43 | 0,00 | 12,01 | 166 |
Mn (mg.L-1) | 0,22 | 0,53 | 0,00 | 2,40 | 236 |
CE = Conductividad eléctrica
MO = Materia orgánica
Los valores de pH del suelo variaron entre 6,6 a 8,7, coincidiendo con lo reportado por Lumpkin y Plucknett (11), quienes encontraron que el intervalo óptimo para el desarrollo del sistema biológico Azolla-anabaena se situó entre 4,5 a 8,0. Igualmente, este intervalo incluyó los valores reportados por Quintero y Ferrara-Cerrato (17) que variaron entre 5,0 y 5,5 para el crecimiento de A. caroliniana.
Identificación de las accesiones de Azolla
La identificación de las recolectas de Azolla a nivel de especie se realizó utilizando las características de los órganos reproductivos. Esta caracterización fue posible solo en aquellas accesiones donde se observó la formación de órganos sexuales. Aunque Azolla crece bien en los invernaderos, tanques o acuarios, raramente fructifica bajo tales condiciones. Así mismo produce a veces microesporangios bajo condiciones de invernadero; sin embargo, los megaesporangios son comparativamente raros. En este estudio, sólo en el 44% de las recolectas se observó una serie de estados de desarrollo del micro- y megaesporangio.
Se conoce poco sobre los factores que inducen la formación de esporocarpos. Becking (1) reportó que en regiones templadas con altas temperaturas y alta intensidad de luz, seguida de bajas temperaturas se indujo la formación de esporocarpos. En regiones tropicales, se ha reportado que bajas temperaturas indujeron la formación de esporocarpos en A. pinnata (2).
Los estados de desarrollo de micro y megaesporocarpos fueron observados en las accesiones luego de permanecer en el umbráculo por aproximadamente un mes. El 35% de las accesiones que formaron esporocarpos perteneciern a la especie A. filiculoides y 9% a A. microphyla (cuadro 1). Aun cuando el microesporocarpo fue considerado para la clasificación a nivel de especie, el megaesporocarpo fue la característica más decisiva para una adecuada identificación. De acuerdo a Svenson (1944), las características más valiosas para el diagnóstico del género fueron la presencia de septos en los tricomas del gloquidio sobre la másula y el tipo de superficie escultural sobre la megaespora. Sin embargo, se han encontrado especímenes donde los tricomas son septados y no septados, (23). En este estudio, se examinó la apariencia de la superficie de la megaespora con la ayuda de un microscopio electrónico. Las características del microesporocarpo se tomaron usando un microscopio compuesto.
Cuando la forma de la planta era circular o en forma de abanico con presencia de papilas limitadas a las hojas y algunas ramas, el megaesporocarpo con apariencia regularmente punteada de aspecto parecido a una pelota de golf, y los gloquidios con pocas septas (menos de tres) o ninguna, se clasificó la planta como A. filiculoides. Por el contrario, si el aspecto del órgano femenino era irregular, con apariencia de una pelota de tenis, gloquidios con muchas septas (más de tres), especialmente cerca de su terminación distal, fue clasificada como A. mycrophylla (26).
Por otra parte, un 10% de las accesiones recolectadas produjo microesporangios, pero no se observaron megaesporocarpos. En este caso, se clasificaron como dudosas y fueron reportadas en este estudio como no identificadas. El resto de las recolectas (47%) no presentaron esporocarpos.
Productividad de accesiones
En cuanto a la productividad de las recolectas de Azolla medida in situ, sin limitaciones de agua, se ubicó entre 257 a 1340 kg.ha-1 de materia seca y 13 a 40 kg.ha-1 de nitrógeno (cuadro 1). Según Braun y Nierzwicki-Bauer (3) Azolla requierió de agua en cantidades abundantes para mantener su integridad estructural y procesos fisiológicos. Sin embargo, existen otros factores que pueden afectar la productividad de la planta. Se ha establecido que bajo condiciones óptimas, Azolla puede doblar su producción de biomasa cada 2 a 3 días (30).
Aunque en este trabajo no se relacionó el efecto de la temperatura sobre la producción de biomasa a nivel de campo, es conocido que en condiciones controladas de laboratorio la tasa de crecimiento de A. mexicana, A. microphylla y A. pinnata fue mayor a temperaturas superiores a los 30oC; sin embargo, A. caroliniana y A. filiculoides se desarrollaron mejor a temperaturas menores de 25oC (16, 30). También existen otros factores, tales como luz y turbulencia del agua, que pueden afectar la productividad de la planta, por lo que se hace difícil comparar los valores aquí encontrados con otros reportados en ambientes diferentes.
Talley et al. (25) encontraron una productividad de 1800 kg.ha-1de materia seca y 58 kg.ha-1 de N para A. filiculoides y A. caroliniana en condiciones óptimas de crecimiento. En estudios en campos de arroz realizados por Watanabe et al. (29) a través de cosechas repetidas se reportaron rendimientos diarios de 0,4 a 3,6 kg N.ha-1.d-1. En general, se han reportado en la literatura valores de N fijado que oscilaron entre 53 a 1000 kg.ha-1 y de producción de materia seca entre 39 a 390 t.ha-1 en cultivos con ciclos de 40 a 365 días (6).
La TRC, el TD y la TFN de las recolectas mostraron diferencias estadísticamente significativas (P<0,05) (cuadro 3). Las accesiones FONAIAP 16, 54 y 35 provenientes de los estados Guárico, Delta Amacuro y Portuguesa, respectivamente, mostraron el mayor potencial de mantener la TRC más alta (P<0,05) en condiciones óptimas de crecimiento, comparada con las otras recolectas; sin embargo, la mayor TFN fue observada en las recolectas FONAIAP 29 y 57 procedentes de los estados Portuguesa y Zulia, respectivamente. Con respecto al TD, la accesión FONAIAP 16 mostró el menor tiempo, necesario para duplicar su masa (2,90 d), mientras que la accesión FONAIAP 39 presentó el valor más alto (4,38 d).
Cuadro 3. Tasa de fijación simbiótica de nitrógeno (TFN), tasa relativa de crecimiento(TRC) y tiempo de duplicación (TD) de especies de Azolla, colectadas en Venezuela.
No de colecta1 | Estado de procedencia | TFN (mg N g día) | TRC (g g día) | TD (días) | Potencialidad |
FONAIAP 1 | Aragua | 12,3 | 0,23 | 3,02 | Alto |
FONAIAP 10 | Guarico | 11,2 | 0,22 | 3,20 | Medio |
FONAIAP 13 | Guarico | 10,8 | 0,21 | 3,45 | Medio |
FONAIAP 15 | Guarico | 9,5 | 0,22 | 3,24 | Medio |
FONAIAP 16 | Guarico | 12,6 | 0,24 | 2,90 | Alto |
FONAIAP 17 | Guarico | 11,2 | 0,23 | 2,98 | Medio |
FONAIAP 18 | Apure | 10,9 | 0,23 | 3,22 | Medio |
FONAIAP 19 | Apure | 10,7 | 0,22 | 3,09 | Medio |
FONAIAP 20 | Apure | 10,5 | 0,22 | 3,22 | Medio |
FONAIAP 22 | Apure | 11,8 | 0,23 | 3,09 | Alto |
FONAIAP 23 | Apure | 11,0 | 0,22 | 3,13 | Medio |
FONAIAP 24 | Apure | 11,9 | 0,23 | 3,09 | Alto |
FONAIAP 25 | Apure | 11,1 | 0,23 | 2,97 | Medio |
FONAIAP 27 | Portuguesa | 11,5 | 0,21 | 3,29 | Bajo |
FONAIAP 28 | Portuguesa | 12,4 | 0,23 | 3,11 | Medio |
FONAIAP 29 | Portuguesa | 13,8 | 0,23 | 2,96 | Alto |
FONAIAP 30 | Portuguesa | 10,9 | 0,22 | 3,21 | Medio |
FONAIAP 31 | Portuguesa | 12,4 | 0,23 | 2,99 | Medio |
FONAIAP 32 | Portuguesa | 11,8 | 0,22 | 3,08 | Medio |
FONAIAP 33 | Portuguesa | 12,7 | 0,21 | 3,24 | Bajo |
FONAIAP 34 | Portuguesa | ND2 | 0,20 | 3,41 | Medio |
FONAIAP 35 | Portuguesa | 12,8 | 0,24 | 2,94 | Medio |
FONAIAP 36 | Portuguesa | 9,3 | 0,21 | 3,24 | Bajo |
FONAIAP 37 | Portuguesa | 11,7 | 0,23 | 3,05 | Medio |
FONAIAP 39 | Portuguesa | ND | 0,16 | 4,38 | Bajo |
FONAIAP 40 | Portuguesa | 11,3 | 0,23 | 3,14 | Medio |
FONAIAP 41 | Portuguesa | 10,2 | 0,23 | 3,03 | Medio |
FONAIAP 42 | Barinas | 10,2 | 0,23 | 3,10 | Medio |
FONAIAP 43 | Barinas | 10,9 | 0,23 | 3,04 | Medio |
FONAIAP 46 | Barinas | 11,3 | 0,22 | 3,16 | Medio |
FONAIAP 48 | Aragua | 11,3 | 0,23 | 3,05 | Medio |
FONAIAP 49 | Cojedes | 10,7 | 0,21 | 3,29 | Bajo |
FONAIAP 54 | Delta Amacuro | 12,5 | 0,24 | 2,97 | Alto |
FONAIAP 55 | Delta Amacuro | 10,8 | 0,22 | 3,19 | Medio |
FONAIAP 57 | Zulia | 13,3 | 0,23 | 3,04 | Alto |
FONAIAP 62 | Mérida | 8,9 | 0,21 | 3,35 | Bajo |
LSD (P<0.05) |
| 0,52 | 0,011 | 0,189 |
|
1El número de recolecta corresponde al orden de entrada de cada muestra al banco de germoplasma.
2ND = no determinado.
Con la finalidad de comparar las accesiones en base a estas tres variables, se realizó un análisis de agrupamiento de las accesiones recolectas. Los grupos fueron asociados por el método de distancia promedio, lo que permitió la elaboración del dendograma el cual agrupó a las accesiones de acuerdo a su similitud (figura 2). Este análisis revelo tres grupos con un coeficiente de similitud de 0,6, caracterizados por potencialidad alta, media y baja, respectivamente. El grupo más numeroso fue representado por una potencialidad media.
Figura 2. Análisis de agrupamiento de 37 muestras de Azolla recolectadas en Venezuela. Los grupos fueron definidos teniendo 60% de similitud.
Estos resultados permitieron visualizar la variación existente entre las recolectas nativas de Azolla, lo cual produjo diferencias en su utilización como biofertilizante o suplemento proteínico para la alimentación animal. De acuerdo a esta clasificación, las accesiones con mayor TFN, TRC y menor TD fueron FONAIAP 1, 16, 22, 24, 31, 54 y 57 provenientes de Aragua, Guarico, Apure, Portuguesa, Delta Amacuro y Zulia, respectivamente. Estas accesiones presentaron un alto potencial para fijación de nitrógeno atmosférico, además de duplicar su biomasa en corto tiempo cuando no hubo limitaciones externas para su crecimiento, por lo que podrían recomendar como biofertilizante o alimento animal; sin embargo, es necesario realizar estudios donde el factor suelo se incluya, ya que la interacción suelo-agua-planta puede modificar los resultados obtenidos en condiciones óptimas.
Por otro lado, uno de los factores que más limita el crecimiento de Azolla es la disponibilidad de P en el medio (17, 18). Para la ejecución de este ensayo se consideraron solo 7 de recolectas, estas accesiones previamente habían sido caracterizadas con potencialidad de TFN de alta, media o baja. La figura 3 resume la respuesta de producción de materia seca con respecto a la concentración de P en el medio de crecimiento. En general, aunque la materia seca incrementó con el aporte de P hasta 4 mg.L-1, este incremento fue significativo (P<0,05) solo para las recolectas FONAIAP 1, 10, 42, y 54. Cuando la concentración de P en solución fue de 0,5 mg L-1 solo la accesión FONAIAP 10 tuvo una significante (P<0,05) producción de materia seca (0,19 g.d-1), comparada con el resto de las recolectas (aproximadamente 0,13 g.d-1). De acuerdo a Peters et al. (16) la máxima producción de materia seca de Azolla se ubica entre 0,29-0,41 g.d-1 , en este ensayo los requerimientos externos de P para producir 95% de la máxima producción de la materia seca fue de 2 y 4 mg.L-1 para las accesiones FONAIAP 10 , 54 y FONAIAP 42, respectivamente (figura 3).
Figura 3. Curvas respuestas de materia seca para accesiones deAzolla nativas de Venezuela sobre limitadas concentraciones de P en solución.
La concentración de P en el tejido se incrementó con el aumento de la concentración de P del medio (figura 4). Cuando la concentración de P en el medio fue de 8 mg.L-1, la concentración de P en el tejido alcanzó un valor máximo de 3 mg.L-1. La accesión FONAIAP 54 identificada como Azolla filiculoides, procedente de Delta Amacuro, mostró una concentración de P en el tejido significativamente alta (P<0,05) comparada con el resto de recolectas a concentraciones de P del medio de >4 ppm. Sin embargo, a concentraciones entre 2 y 4 ppm, todas la accesiones de Azolla alcanzaron productividad (figura 3). Este comportamiento refleja la existencia del denominado consumo de lujo de las plantas de Azolla. Resultados similares han sido encontrados por Watanabe et al. (29) para A. pinnata.
Figura 4. Efecto de la concentración de P en el medio sobre la concentración de P en el tejido de recolectas de Azollanativas de Venezuela.
En general, la eficiencia de utilización de P declinó con el incremento de la concentración de P en el medio, indicando una disminución en la utilización interna de P para producir materia seca (figura 5). La eficiencia calculada de P para la accesiones estudiadas fueron significantemente diferentes (P<0,05) sólo a bajas concentraciones de P en el medio (0 y 4 mg.L-1). Estos resultados fueron indicativos que las accesiones FONAIAP 10, 29 y 54 procedentes de Guárico, Portuguesa y Delta Amacuro, respectivamente, fueron capaces de producir altas cantidades de materia seca con muy baja utilización de P interno.
Figura 5. Relación de eficiencia de utilización de P de accesiones de Azollas nativas de Venezuela sobre un intervalo de concentraciones de fósforo.
Las medidas de eficiencia de nutriente (productividad por unidad de P disponible) sugieren que a muy bajas concentraciones de P (0,5 mg.L-1), la accesión FONAIAP 10 perteneciente a la especie A. microphylla fue la mas eficiente en el uso del P. Por otra parte, los requerimientos de P externos indicaron que la accesión FONAIAP 10 requirió menos P en el medio para lograr el 70% de su máxima productividad (0,29 g MS), comparada con la accesión FONAIAP 54 perteneciente a la especie A. filiculoides que produjo el 70% de su productividad máxima (0,39 g MS) a concentraciones de P tres veces mayor.
Conclusiones
En las expediciones realizadas en Venezuela se colectaron 67 accesiones de Azolla, de las cuales 29 se identificaron a nivel de especie. El resto no pudo ser identificado por la ausencia del megaesporocarpos.
Aunque las accesiones FONAIAP 1, 16, 22, 24, 31, 54 y 57 fueron clasifidas con potencialidad alta para ser utilizadas como biofertilizante nitrogenado, por su alta TFN, TRC y un bajo TD, estas no fueron las más eficientes en la utilización de P; mientras que la accesión FONAIAP 10 clasificada con potencialidad media fue la más eficiente en el uso del P.
Se encontró una gran variabilidad de respuestas al P dentro de las accesiones de Azolla, lo cual debe ser considerado como criterio de selección de dichas colectas cuando su utilización esté dirigida hacia suelos con limitaciones en la disponibilidad de P.
Es necesario realizar otras evaluaciones de las accesiones mas promisorias encontradas en este estudio, donde el factor suelo sea incluido, ya que la interacción suelo-agua-planta puede modificar los resultados obtenidos bajo condiciones óptimas.
Agradecimiento
Los autores quieren manifestar su agradecimiento al FONACIT por el financiamiento de esta investigación, bajo el Proyecto No S1-2311.
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