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Contribución del silicato de potasio sobre la expresión fenotípica en plantas de maíz (Zea mays L.) y en su tolerancia al déficit y al exceso de agua en el suelo

Resumen

El silicato de potasio es una fuente alternativa para suplir los requerimientos del silicio (Si) y el potasio (K+) para las plantas en los sistemas agrícolas, especialmente, para especies monocotiledóneas, tales como el arroz, maíz, sorgo entre otros. El Si, es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y diversos estudios demuestran que puede mejorar el crecimiento y el rendimiento de las plantas; sin embargo, generalmente, el Si no está fácilmente biodisponible en los suelos. Además, el K+, se considera un elemento mineral esencial para la regulación de diferentes mecanismos fisiológicos, el uso del agua y la productividad de las plantas y especialmente, cultivos agrícolas. No obstante, poco se conoce acerca de cómo la aplicación del silicato de potasio contribuye sobre la expresión fenotípica en plantas de maíz (Zea mays L.) y en su tolerancia al déficit y al exceso de agua en el suelo. El objetivo de este proyecto fue evaluar la contribución del silicato de potasio sobre la expresión fenotípica en plantas de maíz (Z. mays L.) y en su tolerancia al déficit y al exceso de agua en el suelo. Inicialmente, se estableció un experimento con dos tratamientos: uno con la aplicación (T1) y otro sin la aplicación de silicato de potasio al suelo (T2), para verificar la variación en rasgos morfológicos, fisiológicos y de biomasa entre los tratamientos y plasticidad fenotípica, en las etapas vegetativa V6 y V9, en el genotipo de maíz utilizado en respuesta a la aplicación del silicato de potasio al suelo. Los resultados permiten sugerir que, bajo las condiciones experimentales utilizadas en el experimento y bajo irrigación constante, la aplicación del silicato de potasio al suelo no provoca alteraciones significativas sobre los rasgos morfológicos, fisiológicos, de crecimiento y de asignación de biomasa evaluados. Por lo tanto, no se evidenció una respuesta plástica del genotipo de maíz utilizado a la aplicación del silicato de potasio al suelo. En un segundo experimento, las plantas de tratadas con y sin silicato de potasio, se subdividieron en seis tratamientos así: T1: plantas sin aplicación de silicato de potasio irrigadas -control-; T2: plantas con aplicación de silicato de potasio irrigadas; T3: plantas sin aplicación de silicato de potasio sometidas a déficit hídrico; T4: plantas con aplicación de silicato de potasio sometidas a déficit hídrico; T5: plantas sin aplicación de silicato de potasio sometidas a exceso de agua en el suelo y T6 plantas con aplicación de silicato de potasio sometidas a déficit hídrico. sometidas a exceso de agua en el suelo. Los tratamientos hídricos se impusieron a partir de la etapa vegetativa V10, mediante la suspensión de la irrigación y manteniendo una lámina de agua de aproximadamente, 5 cm por encima de la superficie del suelo, durante 12 días. El criterio fisiológico de finalización del experimento fue cuando el los valores de la tasa fotosintética neta fuese cercano o igual a cero en los tratamientos de suspensión o de exceso de agua en el suelo con respecto a los tratamientos testigos o controles. Se evaluaron rasgos fisiológicos de intercambio gaseoso y potencial hídrico a cada tres días durante los 12 días del experimento. Al final del experimento se los evaluaron rasgos morfológicos, de crecimiento y de asignación de biomasa y se verificó el grado de plasticidad fenotípica entre los tratamientos. Los resultados obtenidos bajo las condiciones experimentales utilizadas en este experimento sugieren que, dependiendo del tratamiento hídrico que experimentaron las plantas, las respuestas de los rasgos morfológicos, fisiológicos, de crecimiento y de asignación de biomasa, fueron significativamente diferentes para responder y tolerar al déficit hidrico y al exceso de agua en el suelo. El silicato de potasio, estimuló una mayor tolerancia al exceso de agua que sus contrapartes sometidas al déficit hídrico. Las alteraciones significativas en os rasgos morfológicos y fisiológicos, se observaron, especialmente, en las plantas sometidas a déficit hidrico al compararlas con sus contrapartes irrigadas y también, bajo exceso de agua en el suelo, independientemente de la aplicación de silicato de potasio al sustrato. La biomasa total de las plantas se redujo significativamente en las plantas bajo déficit hidrico que sobre condiciones de exceso de agua en el sustrato. La plasticidad fenotípica fue rasgo dependiente observándose una mayor plasticidad en respuesta al déficit hidrico. Se concluye que la aplicación de silicato de potasio no estimuló una mayor acumulación de biomasa seca total; sin embargo, el déficit hidrico y al exceso de agua en el sustrato, si provocó alteraciones sobre algunos rasgos morfológicos, fisiológicos y de crecimiento, con efectos sobre la plasticidad e integración fenotípica de las plantas del genotipo utilizado en este experimento. Finalmente, con la ejecución de este trabajo de investigación las conclusiones más relevantes, son que: i) La respuesta de las plantas a la aplicación del silicato de potasio utilizado no provocaron las alteraciones contundentes sobre los rasgos morfológicos, fisiológicos, de crecimiento, acumulación y asignación de biomasa esperados; especialmente, bajo condiciones de irrigación constante y ii) bajo condiciones de déficit y de exceso de agua las plantas, el silicato de potasio no estimuló una variación a nivel de planta entera, i.e. biomasa seca total acumulada, y se evidenció que el genotipo de maíz utilizado fue más sensible al déficit hidrico que al exceso de agua, presentando alteraciones significativas en los rasgos morfológicos, fisiológicos, crecimiento y acumulación de biomasa.