Agua-suelo-clima

 

Suministro de calcio en el desarrollo y nutrición de Lilium asiático

 

Calcium supply in the development and nutrition of asiatic Lilium

 

M. Edna Álvarez-Sánchez¹*, Ranferi Maldonado-Torres¹, Rosario García-Mateos², Gustavo Almaguer-Vargas², Julia Rupit-Ayala³, Fabiola Zavala-Estrada³

 

¹ Departamento de Suelos. Universidad Autónoma Chapingo. 56230. Chapingo, Estado de México, México. * Autor responsable. (edna_alvarez30@yahoo.com.mx).

² Intituto de Horticultura. Universidad Autónoma Chapingo. 56230. Chapingo, Estado de México, México.

³ Departamento de Fitotecnia. Universidad Autónoma Chapingo. 56230. Chapingo, Estado de México, México.

 

Recibido: Agosto, 2007.
Aprobado: Septiembre, 2008.

 

Resumen

Lilium es una especie de gran importancia económica dentro de la producción y comercialización de flores de corte en el mercado internacional. En condiciones de cultivo en suelo o sustrato, algunos cultivares desarrollan síntomas visuales de quemaduras en hojas jóvenes y problemas de calidad, como flacidez del tallo y menor vida en florero. Estos síntomas se han atribuído a una deficiencia de Ca, e indican que el requerimiento de este nutriente puede ser distinto entre cultivares. Por tanto el objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto del suministro de Ca en el desarrollo y nutrición de Lilium asiático cv. Dream land y Vermeer, y determinar la demanda de Ca de estos cultivares. Los tratamientos fueron la aplicación de soluciones nutritivas con diferentes niveles de Ca determinados según el método universal de preparación de soluciones nutritivas (Steiner, 1984). Los tratamientos no tuvieron efecto (p>0.05) en el desarrollo y nutrición de Dream land. La necesidad de suministro promedio de Ca para este cultivar fue 6.75 me L^-1, mientras que para el cv. Vermeer el máximo desarrollo se obtuvo con 9.94 me L^-1. La concentración de Ca asociada con la máxima producción de peso seco (51.6 g planta^-1) en el momento del corte para Dream land fue 0.31 % y 0.30 % para Vermeer con una biomasa de 16.9 g planta^-1. La demanda de Ca, así como el suministro, varió entre cultivares.

Palabras clave: Lilium asiático, requerimiento y suministro de calcio.

 

Abstract

Lilium is a species of great economic importance in the production and commercialization of cut flowers in the international market. Under conditions of cultivation in soil or substrate, some cultivars develop visual symptoms of leaf scorch and tip burn in young leaves and problems of quality, such as flacidity of the stem and shorter vase life. These symptoms have been attributed to a deficiency of Ca, and indicate that the requirement for this nutrient may be different among cultivars. Therefore, the objective of the present investigation was to evaluate the effect of the supply of Ca in the development and nutrition of Asiatic Lilium cv. Dream Land and Vermeer, and to determine the demand of Ca of these cultivars. The treatments were the application of nutritive solutions with different levels of Ca determined according to the universal method of preparation of nutritive solutions (Steiner, 1984). The treatments had no effect (p>0.05) on the development and nutrition of Dream land. The requirement of average supply of Ca for this cultivar was 6.75 me L^-1; while for cv. Vermeer the maximum development was obtained with 9.94 me L^-1. The concentration of Ca associated with the maximum production of dry weight (51.6 g plant^-1) at the moment of cutting for Dream land was 0.31% and 0.30% for Vermeer, with a biomass of 16.9 g plant^-1. The requirements of Ca, as well as the supply, varied among cultivars.

Key words: Lilium asiático, requirement and supply of calcium.

 

INTRODUCCIÓN

El Lilium asiático (Lilium híbrido asiático) es una especie de fácil manejo y poco exigente en cuanto a requerimientos ambientales y nutricionales, lo que ha permitido su amplio cultivo en México, además de ser muy cotizada en el mercado internacional de flores de corte. Los nuevos cultivares muestran diferencias en color, porte de la flor y la susceptibilidad a desarrollar una sintomatología típica caracterizada por quemaduras en hojas. Este síntoma se observa como bandas transversales blancas grisáceas a 1 o 2 cm en el extremo de las hojas (leaf scorch) o como puntas necróticas en las hojas de la parte baja de la planta (tip burn). Los síntomas se manifiestan más claramente cuando la planta alcanza una longitud aproximada de 30-40 cm, justo antes de que los botones florales empiezan a ser visibles (Berghoef, 1986; Chang y Miller, 2003 y 2004). Estos síntomas se han identificado con bajo (< 4 me L^-1) o adecuado (8 me L^-1) suministro de calcio en la solución de riego (Berghoef, 1986; Chang y Miller, 2003). Entre los cultivares asiáticos y orientales que presentan con frecuencia esta sintomatología están Pirate, Marseille, Vermeer, Dream land, Star Gazer, Acapulco y Muscadet. La sintomatología descrita es consecuencia de un colapso de una de las capas de células del parénquima de empalizada justo debajo de la capa epidermal y se atribuye a una deficiencia de Ca (Berghoef, 1986; Bush, 1995).

Un factor que puede influir en esta deficiencia es el uso de soluciones nutritivas tipo, ya que hay poca información relativa a soluciones nutritivas estandarizadas por especies, cultivares, estados de desarrollo, condiciones climáticas o métodos de cultivo (Benton, 1997). Una situación similar se presenta con el abonado estándar usado para los cultivares de Lilium en fertirriego (Gill et al., 2006).

La deficiencia de calcio también se atribuye a que en el mejoramiento genético de los cultivos ornamentales los híbridos presentan una mayor acumulación de biomasa, altas tasas de crecimiento (Beattie y White, 1993) y mayor necesidad de nutrientes, lo que promueve una mayor demanda nutrimental (Bass et al., 2000; Engelbrecht, 2004). Esto explica por qué en las mismas condiciones de crecimiento algunos cultivares de la misma especie desarrollan su ciclo en forma óptima, en tanto que otros presentan deficiencias, si no reciben fertilizaciones complementarias (Baligar et al. , 2001).

El suministro adecuado de nutrientes, así como el requerimiento por el cultivo, son factores a considerar para ajustar la composición y precisar el control de la solución nutritiva para alcanzar el máximo potencial genético de desarrollo (Benton, 1997). En la presente investigación fue evaluado el efecto de suministrar diferentes concentraciones de Ca a través de fertirriego en el desarrollo y nutrición de Lilium asiático cv. Dream land y Vermeer, y fue determinada la demanda de Ca de estos cultivares.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Bulbos de Lilium híbridos asiáticos cultivar Vermeer y Dream land calibre 12/14 (peso seco promedio 6.5 g), fueron plantados en contenedores de polietileno de 1.20 m anchura, 2.20 m longitud y 0.2 m profundidad. Debido al su pH casi neutro, inerte y al poco aporte de nutrientes, se utilizó tezontle rojo como sustrato, con tamaño de partícula 5 mm, pH 7.1, conductividad eléctrica 0.11 dS^.m^-1, 11, 6.1, 2.4 y 0.3 mg^.L de Ca, Mg, K y P determinados mediante la metodología para análisis de sustratos propuesta por Ansorena (1994).

Los tratamientos (Cuadro 1) fueron concentraciones de Ca mediante soluciones nutritivas definidas de acuerdo con la técnica de Steiner (1984): 1) Ca alto, T1; 2) Ca bajo, T2; 3) Ca bajo más aspersiones foliares con quelato de Ca 1%, T3; 4) testigo, T4, que fue la solución universal (Steiner, 1984).

El diseño experimental fue completamente al azar con cuatro repeticiones por tratamiento y 32 contenedores o unidades experimentales por cultivar; cada contenedor tuvo 70 plantas. Las soluciones nutritivas fueron aplicadas por riego por goteo iniciando 10 d después de la emergencia (DDE). En las dos primeras semanas se suministró 50% de la concentración final. Las aspersiones foliares con quelato de Ca 1% (EDTA-Ca al 14%) fueron a los 43, 51 y 58 DDE.

La plantación se hizo el 26 de abril de 2003. La emergencia ocurrió 10 d después de la plantación en 87% del total plantado. La cosecha se hizo el 9 de julio, cuando el primer botón floral presentaba color. El experimento fue realizado en invernadero, donde la temperatura promedio mensual durante el crecimiento de cultivo fue 24.3, 24.9, 24.8 y 24.1 °C para abril, mayo, junio y julio, y la humedad relativa promedio fue 47, 47.1, 58.1 y 57.2%. El cultivo fue realizado según las prácticas de manejo recomendadas (Miller, 1992).

Cuatro muestreos de planta entera cada tres semanas desde los 15 DDE, extrayendo al azar cuatro plantas por unidad experimental de cada cultivar. Las muestras fueron lavadas con agua destilada y seccionadas en raíz, bulbo, parte aérea e inflorescencia. Luego fueron secadas en estufa a 70 °C hasta peso constante. El peso seco y la concentración de Ca en la planta entera. La concentración de Ca en las muestras fue determinada mediante una digestión húmeda con una mezcla de ácido nítrico y perclórico (proporción de 2:1) y su concentración se midió con un espectrofotómetro de absorción atómica (marca GBC modelo Avanta PM, Australia).

Desde los 22 DDE, se realizaron muestreos foliares cada dos semanas, recolectando la hoja más joven recientemente madura de 10 plantas en competencia completa, seleccionadas al azar en cada unidad experimental; fueron procesadas y la concentración de Ca analizada como se describió anteriormente. Al momento de plantar, en una muestra de cinco bulbos de cada cultivar previamente lavados, fue determinado el peso seco y la concentración de Ca.

Pruebas de normalidad y homogeneidad fueron realizadas en los residuales de las variables y, debido a que cumplían con estos requerimientos, se hizo un análisis de varianza y prueba de medias LSD (p<0.05) usando el paquete SAS (1989). Un modelo exponencial fue ajustado para los datos de la concentración de Ca en las muestras foliares.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Efecto del Ca en el crecimiento

Los tratamientos con Ca no afectaron significativamente el peso seco y la altura del cv. Dream land, en tanto que Vermeer, presentó diferencias en peso seco desde los 57 DDE y en altura sólo a los 64 DDE (Cuadro 2). En Dream land el peso seco promedio acumulado por planta en el punto de corte fue 51.6 g con una altura de 90.5 cm, muy superior al del cv. Vermeer. En este último cultivar, un bajo suministro de Ca (4.66 me L^-1) causó el menor (p≤0.05) peso seco (13.8 g planta^-1) y la menor altura (81.4 cm), mientras que el mayor crecimiento (16.9 g planta^-1 y 92.7 cm de altura) fue con el tratamiento alto en Ca.

En estos cultivares, a pesar tener el mismo ciclo de desarrollo hasta el punto de corte, el crecimiento en términos de altura y acumulación de biomasa fue muy distinto. El conocimiento de la acumulación de biomasa y de nutrientes durante el ciclo ha sido usado como base para generar recomendaciones precisas de fertilización nitrogenada en los cultivares Aristo, Conecticut King, y Enchantment de Lilium asiático (Slangen et al. , 1989).

Un análisis de la velocidad de acumulación de materia seca (Cuadro 2) durante el ciclo de desarrollo de los cultivares (promedio de los tratamientos en Dream land) muestra las siguientes tasas de crecimiento: un crecimiento: un crecimiento acelerado, 0.75 g d^-1, entre 0 a 15 DDE; una reducción, 0.48 g d^-1, de 16 a 36 DDE; un aumento, 0.54 g d^-1, de 37 a 57 DDE período que coincidió con la etapa de formación de botones; un crecimiento acelerado, 1.63 g d^-1, de 58 a 64 DDE, como consecuencia del desarrollo de la inflorescencia. En Vermeer (alto en CA), las tasas de crecimiento fueron: 0.13 g d^-1 de 0 a 15 DDE; 0.12 g d^-1 de 16 a 36 DDE; 0.18 g d^-1 de 37 a 57 DDE); 0.39 g d^-1 de 58 a 64 DDE). En el momento en que el botón se hizo visible (a los 43 DDE en Dream land y 50 DDE para Veermer), el cv. Dream land apenas había acumulado 67% de su biomasa total, pero Vermeer tuvo 78%, mostrando que aun cuando son cultivares de ciclo similar hasta el punto de corte, éste último tiene requerimientos más fuertes de fotosintatos y, en consecuencia, de todos los nutrientes en un corto período de tiempo.

En el presente estudio ninguno de los cultivares ensayados mostraron síntomas visibles de deficiencia de Ca, aunque en Vermeer sí se manifestaron condiciones de hambre oculta debido a que hubo respuesta diferencial a los niveles de Ca suministrados. En condiciones de suministro de Ca menores a 8 me L^-1, la sintomatología de deficiencia en Lilium se presenta justo antes de la aparición del botón floral, cuando se inicia un periodo de crecimiento rápido: 3-5 cm d^-1 en el cv. Pirate y 0.11 g d^-1 en Star Gazer (Berghoef, 1986; Chang y Miller, 2003).

Concentración de Ca

En el Cuadro 3 se presenta la prueba de comparación de medias de las concentraciones de Ca en planta entera. En ambos cultivares, la concentración de Ca aumentó con la edad de la planta y fue influenciada significativamente por el suministro de Ca. En Vermeer el tratamiento alto de Ca y el testigo provocaron las concentraciones más altas de Ca en la planta en todo el ciclo, mientras que en Dream land este efecto sólo fue significativo a los 57 d, cuando los tratamientos testigo y alto en Ca promovieron las mayores concentraciones.

Es importante señalar que la administración de Ca via foliar no resultó en un beneficio en el crecimiento y concentración de Ca, particularmente en Vermeer, que mostró ser más demandante en Ca. El Ca en el interior de la planta se mueve en grandes distancias en el xilema debido principalmente al flujo de masas generado por el torrente de la transpiración (Kirby y Pilbeam, 1984). En consecuancia, parte de los desordenes del Ca resultan de una muy limitada capacidad de la planta para regular la distribución de Ca entre los tejidos de baja transpiración como ocurre con las hojas muy jóvenes en desarrollo en el Lilium (Chang y Miller, 2004).

La producción total de materia seca y la concentración de Ca en planta entera de Vermeer en el tratamiento alto en Ca (Figura 1), fue porque éste promovió significativamente la mayor producción de materia seca, concentración y acumulación de Ca durante el ciclo. La concentración de Ca calculada donde se produjo la máxima acumulación de biomasa seca (16.9 g planta^-1) fue 0.30%.

Dado que en Dream land el peso seco en planta entera no fue influenciado por el suministro de Ca, en la Figura 2 se muestra la relación entre la concentración de Ca en la planta y el peso seco promedio de los tratamientos, acumulado durante el ciclo hasta el momento del corte. La concentración de Ca asociada con la máxima producción de peso seco (51.6 g planta^-1) fue 0.31%. Según Chang y Miller (2004), en el cultivar 'Star Gazer' la concentración de Ca asociada con el máximo rendimiento fue 0.87% con un peso seco total de 27.7 g planta^-1. Estos resultados muestran que el requerimiento de Ca del Lilium depende del tipo de híbrido.

En la presente investigación, a pesar de haberse incluido 4.66 me L^-1 de Ca en la solución nutritiva, concentración inferior a la adecuada (8 me L^-1), no se presentó la sintomatología esperada en ninguno de los dos cultivares. Es posible que las reservas de Ca en el bulbo hayan influido en la respuesta de los cultivares, ya que en Dream land la concentración de Ca en los bulbos fue 0.053%, y en Vermeer 0.03%. Chang y Miller (2004) estudiaron la nutrición y distribución del Ca asociado con la sintomatología de deficiencia en Lilium Star Gazer (híbrido oriental), y encontraron que con 8 me L^-1 (considerado óptimo para el crecimiento normal de Lilium) y una concentración inicial de Ca en el bulbo menor a 0.05%, las plantas presentaban sintomatología de deficiencia de Ca, pero no en aquéllas con bulbos con mayor concentración de Ca. Esto explicaría que en Dream land las concentraciones de Ca en la planta fueran similares en el nivel alto y bajo de suministro de Ca (Cuadro 3). Los datos muestran la diferencia en los requerimientos de Ca entre cultivares e híbridos y con ello su posible susceptibilidad a presentar deficiencias por este nutriente.

Acumulación de Ca

En el Cuadro 3 se presenta la prueba de significancia de acumulación nutrimental en planta entera de Lilium para los cv. Dream land y Vermeer. Los tratamientos influenciaron significativamente la acumulación de Ca en Vermeer durante el ciclo del cultivo; en Dream land no hubo efecto de los tratamientos. En Vermeer con el tratamiento bajo de Ca, la planta dejó de acumularlo desde los 57 DDE, en tanto que con el tratamiento alto, testigo y bajo en Ca + Q, ésta se mantuvo activa hasta los 64 DDE.

Un análisis de la velocidad de acumulación de Ca durante el ciclo de desarrollo de los cultivares (promedio de todos los tratamientos para Dream land y para el tratamiento alto en Ca en Vermeer), mostró que en Dream land en los primeros 15 DDE, la velocidad de acumulación de Ca fue muy lenta (0.64 mg d^-1). Después aumentó con tasas constantes de 2.1 mg d^-1 hasta los 57 DDE, a partir del cual inició un crecimiento rápido de los botones florales con demandas sustanciales de Ca en un tiempo muy corto (7 d), donde la velocidad de acumulación de Ca aumentó a 8.9 mg d^-1. Con 9.6 me^.L^-1 de Ca, el cultivar Vermeer presentó tasas de acumulación de 0.15 mg d^-1 (0 a 15 DDE), 0.67 mg d^-1 (16-36 DDE), 0.72 mg d^-1 (37-57 DDE) y 2.5 mg d^-1 (58 a 64 DDE), considerablemente menores a las de Dream land.

En Lilium la mayor demanda nutrimental, en particular la de Ca, se acentúa durante la aparición del botón floral, cuando se presentan los síntomas de deficiencia de este elemento (Berghoef, 1986; Beattie y White, 1993; Chang y Miller, 2004). Ahora se analiza en forma detallada las diferencias en las demandas de los cultivares estudiados durante este evento fenológico: para Dream land y Vermeer, la aparición del botón ocurrió a los 43 y 50 DDE; de 36 a 57 DDE que incluyen este evento fenológico, los requerimientos de Ca para formar 1 g MS fueron 1.52 mg Ca g^-1 para Dream land y 2.0 mg Ca g^-1 para Vermeer. Así mismo, la concentración de Ca en la hoja más recientemente madura en el mismo evento fenológico en Dream land fue 0.42%, determinado mediante la ecuación %Ca_hoja=0.1306e^00271DDE (R²=0.96); en Vermeer fue 0.76%, determinado con la ecuación %Ca_hoja= 0.1677e^00301DDE (R²=0.99). Al respecto, Chang y Miller (2003) determinaron que para Star Gazer cultivado en régimen adecuado de Ca (8 me L^-1) el requerimiento de Ca para formar 1 g de MS a los 40 DDE, cuando aparece el botón floral, fue 4.6 mg Ca g^-1, con una concentración promedio de 1.3% Ca en las hojas.

Los resultados de la presente investigación muestran que la producción de biomasa ejerce una demanda de Ca que puede ser muy distinta entre cultivares y debe tomarse en cuenta en el programa de nutrición, en particular, cuando se producen en invernadero, simultáneamente, más de dos cultivares o incluso híbridos.

 

CONCLUSIONES

Las concentraciones de Ca suministradas vía radical mediante la solución nutritiva no influenciaron significativamente el desarrollo y nutrición de Lilium cv. Dream land, pero sí en Vermeer. Las necesidades promedio de suministro de Ca para Dream land fueron 6.75 me L^-1, mientras que en Vermeer el máximo desarrollo se consiguió con 9.94 me L^-1.

La concentración de Ca asociada con la máxima producción de peso seco (51.6 g planta^-1) en el momento del corte para Dream land fue 0.31 % y 0.30% para Vermeer, con una biomasa de 16.9 g planta^-1. El contenido de Ca fue 162.3 y 51.2 mg planta^-1 para Dream land y Vermeer, mostrando grandes diferencias en las demandas de Ca.

 

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el financiamiento del proyecto 35341 -B "Nutrición y producción de especies ornamentales en condiciones de fertirrigación".

 

LITERATURA CITADA

Ansorena, M. J. 1994. Sustratos, Propiedades y Caracterización. Mundi-Prensa, México. 169 p.         [ Links ]

Baligar, V. C., N. K. Fageria, and Z. L. He. 2001. Nutrient use efficiency in plants. Communications in Soil Sci. and Plant Analysis 32:921-950.         [ Links ]

Bass, R., N. Marissen, and A. Dik. 2000. Cut rose quality as affected by calcium supply and translocation. Acta Horticulturae 518:4554.         [ Links ]

Beattie, D. J., and J. W. White. 1993. Lilium. Hybrids and species. In: De Hertogh, A., and M. Le Nard (eds). The Physiology of Flower Bulbs. Elsevier Science Publishers B. V. Amsterdam, The Netherlands. pp: 423-454.         [ Links ]

Benton, J. J. Jr. 1997. Nutrient solution. In: Hydroponics. A Practical Guide for the Soilless Grower. St. Lucie Press. Boca Raton, Florida. USA. pp: 55-87.         [ Links ]

Berghoef, J. 1986. Effect of calcium on tipburn of Lilium 'Pirate'. Acta Horticulturae 177: 433-438.         [ Links ]

Bush, D.S. 1995. Calcium regulation in plant cells and its role in signaling. Ann. Rev. Plant Physiol. and Plant Molecular Biol. 46: 95-122.         [ Links ]

Chang, Y. CH., and W.B. Miller. 2003. Growth and calcium partitioning in Lilium Star Gazer in relation to leaf calcium deficiency. J. Am. Soc. Hort. Sci. 128: 788- 796.         [ Links ]

Chang, Y. CH., and W.B. Miller. 2004. The relationship between leaf enclosure, transpiration, and upper leaf necrosis on Lilium 'Star Gazer'. J. Am. Soc. Hort. Sci. 129: 128-133.         [ Links ]

Engelbrecht, G.M. 2004. The effect of nitrogen, phosphorus and potassium fertilization on the growth, yield and quality of Lachenalia. Ph. D. thesis. University of the Free State Bloemfontein. Bloemfontein, South Africa.         [ Links ]

Gill, S., E. Dutky, and Ch. Schuster. 2006. Production of hybrid lilies as cut flowers. Central Maryland Research and Education Center. University of Maryland Cooperative Extensión. USA. 16 p.         [ Links ]

Kirkby, E. A., and D. J. Pilbeam. 1984. Calcium as a plant nutrient. Plant, Cell and Environ. 7:397-405.         [ Links ]

Miller, W.B. 1992. Easter and Hibrid Lily Production. Principles and Practice. Timber Press. Portland, Oregon. USA. 120 p.         [ Links ]

SAS. 1989. Statistical Analysis System. Versión 8. SAS Institute Inc. (Ed.), Cary, NC, USA. 943 p.         [ Links ]

Slangen, J. H. G., G. J. Krook, C. H. M. Hendricks, and N. A. A. Hof. 1989. N-dressing and nutrient uptake by lilies on sandy soils. Netherlands J. Agric. Sci. 37:269-272.         [ Links ]

Steiner, A.A. 1984. The universal nutrient solution. In: Proceedings of 6^th International Congress on Soilless Culture. International Society for Soilless Culture. Wageningen, The Netherlands. pp: 633-650.         [ Links ]