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

Lozano Jácome, Lina Marcela

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

dc.contributor.advisor	Rodríguez López, Nelson Facundo
dc.contributor.advisor	Gozález Méler, Míquel A.
dc.contributor.advisor	Palacio López, Kattia
dc.contributor.author	Lozano Jácome, Lina Marcela
dc.contributor.evaluator	Lata, Luis Felipe
dc.contributor.evaluator	Deaquiz Oyola, Yuli Alexandra
dc.date.accessioned	2025-08-01T14:21:42Z
dc.date.available	2025-08-01T14:21:42Z
dc.date.created	2025-07-10
dc.date.embargoEnd	2027-01-11
dc.date.issued	2025-07-10
dc.description.abstract	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.
dc.description.abstractenglish	Potassium silicate is an alternative source to supply the requirements of silicon (Si) and potassium (K+) for plants in agricultural systems, especially for monocotyledonous species such as rice, corn, sorghum, among others. Si is the second most abundant element in the Earth's crust, and various studies have shown that it can improve plant growth and yield; however, Si is not usually readily available in soils. Additionally, K+ is considered an essential mineral element for regulating different physiological mechanisms, water use, and plant productivity, especially in agricultural crops. Nevertheless, little is known about how the application of potassium silicate contributes to the phenotypic expression in corn plants (Zea mays L.) and their tolerance to water deficit and excess. The objective of this project was to evaluate the contribution of potassium silicate to the phenotypic expression in corn plants (Z. mays L.) and their tolerance to water deficit and excess. Initially, an experiment was established with two treatments: one with the application (T1) and another without the application of potassium silicate to the soil (T2), to verify the variation in morphological, physiological, and biomass traits between treatments and phenotypic plasticity, in the vegetative stages V6 and V9, in the corn genotype used in response to the application of potassium silicate to the soil. The results suggest that, under the experimental conditions used in the experiment and under constant irrigation, the application of potassium silicate to the soil does not cause significant alterations in the morphological, physiological, growth, and biomass allocation traits evaluated. Therefore, no plastic response of the corn genotype used to the application of potassium silicate to the soil was evident. In a second experiment, plants treated with and without potassium silicate were subdivided into six treatments: T1: plants without potassium silicate application irrigated -control-; T2: plants with potassium silicate application irrigated; T3: plants without potassium silicate application subjected to water deficit; T4: plants with potassium silicate application subjected to water deficit; T5: plants without potassium silicate application subjected to excess water in the soil; and T6: plants with potassium silicate application subjected to excess water in the soil. The results obtained under the experimental conditions used in this experiment suggest that, depending on the water treatment experienced by the plants, the responses of the morphological, physiological, growth, and biomass allocation traits were significantly different to respond and tolerate water deficit and excess. Potassium silicate stimulated greater tolerance to excess water than its counterparts subjected to water deficit. Significant alterations in morphological and physiological traits were observed, especially in plants subjected to water deficit compared to their irrigated counterparts and also under excess water in the soil, regardless of the application of potassium silicate to the substrate. The application of potassium silicate did not stimulate greater accumulation of total dry biomass; however, water deficit and excess water in the substrate did cause alterations in some morphological, physiological, and growth traits, with effects on phenotypic plasticity and integration of the plants of the genotype used in this experiment. Finally, the most relevant conclusions from this research are that: i) The response of plants to the application of potassium silicate used did not cause significant alterations in the morphological, physiological, growth, accumulation, and biomass allocation traits expected; especially under conditions of constant irrigation; and ii) under conditions of water deficit and excess, potassium silicate did not stimulate variation at the whole-plant level, i.e., total dry biomass accumulated, and it was evident that the corn genotype used was more sensitive to water deficit than to excess water, presenting significant alterations in morphological, physiological, growth, and biomass accumulation traits.
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001679905
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Biología
dc.description.googlescholar	https://scholar.google.com/citations?user=eDxXcnUAAAAJ&hl=es
dc.description.orcid	https://orcid.org/0000-0002-5869-8742
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45827
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Maestría en Biología
dc.publisher.school	Escuela de Biología
dc.rights	info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Morfología
dc.subject	Fisiología
dc.subject	Crecimiento
dc.subject	Plasticidad
dc.subject	Integración fenotípica
dc.subject.keyword	Growth
dc.subject.keyword	Physiology
dc.subject.keyword	Phenotypic Integration
dc.subject.keyword	Morphology
dc.subject.keyword	Phenotypic Plasticity
dc.subject.keyword	Silicon
dc.title	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
dc.title.english	Contribution of potassium silicate on the phenotypical expression in corn plants (Zea mays L.) and on their tolerance to deficit and excess of water in the soil
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría