Efecto de la aplicación de los fungicidas propineb y mancozeb sobre el estado nutricional de plántulas de banano en medio hidropónico Effect of fungicides propineb an mancozeb on the nutritional status of banana plants growing under hydroponic culture
Juan Carlos Méndez1*, Floria Bertsch*+, Oscar Castro**+
Se evaluó el efecto de la aplicación reitera-da y/o alterna de los fungicidas propineb y man-cozeb sobre el estado nutricional y el crecimiento de plántulas de banano procedentes de cultivo in vitro. Para ello, se realizó un experimento en cultivo hidropónico con 2 ]]>
Palabras clave: Nutrición en banano, propineb, mancozeb, micronutrientes, magnesio.
Abstract
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The effect of reiterative and/or alternate application of propineb and mancozeb fungicides on the nutritional status and growth of banana seedlings produced in vitro culture was evaluated. The greenhouse experiment was conducted under hydroponic culture with 2 different nutrient solutions, with high and low contents of Mg and Zn, high content of Mn and optimal amounts in the other mineral nutrients in both solutions. The foliar treatments were: a control, propineb in water, propineb in water:oil-emulsion, propineb ]]>
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Sin embargo, es escasa la información existente en cuanto a la influencia que tiene la aplicación repetida de estos productos y su consecuente aporte de microelementos, en la absorción de otros nutrientes esenciales para la planta, a pesar de que se ha documentado una interacción antagónica en la absorción entre elementos catiónicos con una misma valencia (Marschner 1995). Por ejemplo, en el caso del Mg es conocido su antagonismo con otros cationes divalentes (como el Mn), que al estar presentes en altas ]]>
Al respecto, Quartin et ál. (2001) mencionan que altas concentraciones de Mn en el medio de crecimiento inhibe la absorción de Mg por parte de las raíces de algunos cultivares de trigo. ]]>
En Costa Rica, las plantaciones de banano se establecen principalmente en la Vertiente Atlántica, en donde es posible distinguir 2 regiones con marcadas diferencias edáficas debido al origen de los suelos. En la sección Este del Río Reventazón predominan los suelos con alto contenido de bases, formados a partir de aluviones de origen sedimentario y depositados por inundaciones frecuentes (Arias et ál. 2010). ]]>
Por otro lado, en la sección Oeste de la cuenca de este río predominan los suelos con propiedades ándicas, formados a partir de materiales volcánicos y donde los contenidos de bases intercambiables son mucho más bajos (López y Solís 1991, Méndez y Bertsch 2012). De acuerdo con López y Solís (1991), además de los bajos niveles de Mg presentes en el suelo, los desbalances con otros elementos como el K, han reportado con ]]>
Por lo tanto, con la ejecución del presente trabajo se pretende obtener información preliminar que permita identificar el efecto de varios ciclos de aplicación, de los fungicidas propineb y ]]>
Musa sp.) en solución nutritiva, y más concretamente en lo que respecta al aporte de los elementos Zn y Mn y su repercusión en la relación Mg:Mn.
Materiales y Métodos
El experimento se realizó en el Centro de Investigaciones Agronómicas de la Universidad de Costa Rica (CIA-UCR) con plántulas de banano provenientes de cultivo in vitro, establecidas en solución nutritiva dentro de un invernadero durante enero a marzo del 2012.
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Selección y preparación del material
Con el fin de garantizar la homogeneidad del material vegetal, las plántulas fueron trasplantadas en 2 recipientes de 20 l de capacidad y se sometieron a un período de aclimatación en medio hidropónico ]]>
Cuadro 1.
Al finalizar el período de aclimatación se seleccionaron las plantas que presentaron un mayor grado de uniformidad entre sí (
Figura 1), y se establecieron 3 grupos (según su tamaño) que corresponderían posteriormente a cada uno de los bloques del experimento. De cada grupo se tomaron 3 plantas, a las cuales, después de permanecer por un período de 48 horas en una estufa a 80ºC, se les determinó el peso seco. En el Cuadro 2 se presenta el peso seco promedio inicial para las diferentes partes ]]>
Una vez seleccionado el material que se utilizaría en el experimento se instalaron 3 plántulas por pote de 4 l de capacidad recubiertos con bolsas plásticas negras. Los potes fueron colocados sobre mesas de trabajo a una distancia inicial de 40 cm entre cada uno de ellos y se cubrieron con tapas de estereofón, las cuales sirvieron de soporte para colocar las plántulas sobre la solución nutritiva.
Aplicación de tratamientos
En total se aplicaron 12 tratamientos, producto de la combinación de 6 tratamientos foliares (Cuadro 3) con 2 diferentes concentraciones de los elementos Mg y Zn en la solución nutritiva (25 y 0,05 mg.l-1 de Mg y Zn respectivamente en una solución; 200 y 0,3 mg.l-1 de Mg y Zn en la otra solución). En ambos casos el Mn se mantuvo en niveles relativamente altos (24 mg.l-1).
La concentración de los demás elementos durante el tiempo en que se aplicaron los tratamientos, fue la misma que se presentó en el Cuadro 1. La ]]>
Durante las 2 primeras semanas de aplicación de tratamientos la solución nutritiva se cambió cada 7 días; después de este tiempo fue necesario realizar los cambios de solución cada 5 días ]]>
Las aspersiones foliares se realizaron basándose en un volumen equivalente a 25 l.ha-1 de mezcla. El área de aplicación fue de 0,6 m2 (6 potes por tratamiento: 3 repeticiones x 2 soluciones) lo que correspondió ]]>
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A partir del sexto ciclo, fue necesario reajustar el volumen de aplicación debido a la expansión del área foliar de las plantas, al ser necesario aplicar 3,5 ml de solución para los 6 potes correspondientes de cada tratamiento foliar.
Los fungicidas utilizados se ]]>
Para el caso del tratamiento foliar 3 (prop/ man) se alternó el uso de propineb y mancozeb de ciclo por medio, por lo que se realizaron 4 aplicaciones de cada producto. En ]]>
-1 de producto comercial (según recomendación de la etiqueta del producto).
Diseño experimental y análisis de datos
En el experimento se empleó un diseño de bloques completos al azar y se conformaron 3 bloques, dentro de los cuales se distribuyó de manera aleatoria los 12 tratamientos (producto del factorial 6 x 2 mencionado anteriormente). La conformación de los bloques se basó en el tamaño y la homogeneidad de las plantas al momento de ]]>
Cuadro 2. Cada unidad experimental estuvo constituida por un pote con 3 plantas.
Semanalmente se realizaron evaluaciones visuales del estado en el que se encontraban las plantas con el fin de identificar la aparición de síntomas de ]]>
Para evaluar la concentración y la absorción total de los elementos, 4 días después del último ciclo de aplicación se cosecharon todas las plantas y se separaron en raíz, pseudotallo y láminas foliares. A cada una de estas partes se le ]]>
3 y analizándolo por medio de un equipo de Espectroscopía de Emisión Atómica con plasma (ICP), por medio de los procedimientos establecidos para este tipo de determinaciones descritos por Díaz y Hunter (1978) y ]]>
El análisis estadístico se hizo mediante el programa SigmaPlot 11.0; con el cual se realizó un análisis de varianza (p≤0,05) para determinar la existencia de diferencias significativas y una prueba de Diferencia Mínima Significativa (DMS) de Fisher (p≤0,05) para realizar la separación estadística de medias.
Resultados y Discusión
Concentración y ]]>
En la hoja, no hubo interacción (p<0,05) de los tratamientos foliares con la solución nutritiva, lo cual indica que el efecto de las aspersiones fue similar, independientemente del nivel de Zn en la solución. Hubo diferencias significativas (p<0,05) entre los tratamientos que incluyeron propineb en aplicaciones continuas (8 ciclos), que pasaron de un promedio de 16 mg.kg-1 en el tratamiento ]]>
-1 de Zn, o sea el doble, en los tratamientos de propineb en aceite y en agua, respectivamente. No hubo diferencias significativas (según prueba DMS p<0,05) entre estos 2 últimos tratamientos (Figura 2a). Los tratamientos que incluyeron mancozeb no difirieron del testigo (p<0,05) en la concentración foliar de Zn. No obstante, a pesar de que cuando este producto se alternó con propineb (prop/man) se presentó un incremento en el contenido de Zn, este aumento no ]]>
A nivel de pseudotallo, al igual que lo ocurrido en las hojas, con las aplicaciones de propineb tanto en agua como en aceite, se obtuvieron las mayores concentraciones de Zn. En el caso de los tratamientos propineb alternado con mancozeb (prop/man) y mancozeb con Zn foliar (man+Zn) se encontraron diferencias significativas (p<0,05), y estas fueron únicamente con ]]>
Figura 2b).
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En la raíz no hubo diferencias entre los tratamientos asperjados y únicamente se hallaron diferencias significativas entre las 2 soluciones con diferentes niveles de Zn y Mg (p<0,05). Se obtuvo una concentración promedio de Zn de 43,8 mg.kg-1 en los casos donde la solución contenía los niveles más elevados de Zn, en comparación con la concentración promedio de 23,8 mg.kg-1obtenida cuando la solución contenía ]]>
En las Figuras 2b y 2c se puede observar que el efecto de la concentración de Zn en el tejido por causa de las diferencias en la solución nutritiva, es más marcado en la raíz que en el pseudotallo. ]]>
Respecto a la absorción total de Zn, en la Figura 2d se observa que hubo diferencias significativas (p<0,05) entre los diferentes tratamientos asperjados y entre las soluciones nutritivas, sin embargo el comportamiento de los tratamientos asperjados presentó una tendencia similar en ambas soluciones, por lo que no se halló una interacción entre tratamientos (p<0,05). Entre los ]]>
Los niveles más altos de Zn ]]>
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Estos resultados reflejan la capacidad que tiene el propineb de aportar Zn al ser utilizado de manera reiterada en varios ciclos de aplicación, independientemente de si la concentración en la solución nutritiva fue alta o baja. Esta capacidad de aporte de Zn por parte del propineb ha sido también reportada por Tiancang et ál. (2008), quienes al evaluar la efectividad de este producto para controlar el hongo Diplocarpon mali en árboles de manzana, ]]>
-1 luego de haber realizado 2 ciclos de aplicación.
El propineb es un fungicida que contiene un 16% de Zn (con base en la formulación del producto comercial) mientras que en el mancozeb tiene una concentración de apenas 2,5% de este elemento (Lo et ál. 1996, Weingerl y Kerin 2000). La diferencia en el contenido de Zn de estos 2 fungicidas ]]>
Por esta misma ]]>
A pesar de que es conocido el efecto que tienen los aceites agrícolas y los agentes surfactantes en el mejoramiento de la penetración de moléculas a través de la cutícula de las hojas, debido al aumento en la permeabilidad que sufre la misma ante la presencia de este tipo de sustancias (Stock y Holloway 1993, Fernández y Eichert 2009); para efectos de absorción de ]]>
Translocación del Zn
El Zn ha sido descrito en diversas ocasiones como un elemento de movilidad intermedia dentro de la planta, sin embargo su tasa de translocación puede variar según la especie y las condiciones propias del momento ]]>
Los resultados muestran que parte del Zn absorbido a través de las hojas fue transportado al pseudotallo de la planta, ya que en este tejido fue posible observar diferencias significativas (p<0,05) con los tratamientos que llevaron aplicaciones consecutivas de propineb. Además en el ]]>
Figura 2b), esto a pesar de que en la hoja no hubieron diferencias, lo cual hace pensar que parte del Zn aplicado foliarmente fue movilizado. Estos resultados contrastan con lo citado por Vargas y Solís (1999) y por Arias et ál. (2006) quienes mencionan que la movilidad del Zn en plantas de banano es muy limitada. ]]>
Basándose en los resultados de este experimento, se puede decir que además de la movilización acrópeta del Zn vía xilema, la cual se refleja en el incremento en el contenido de Zn en la raíz y el pseudotallo al aumentar la concentración de este elemento en la solución, se dio una movilización de tipo basípeta, vía floema (de las hojas al pseudotallo) en el caso de los tratamientos foliares que contenían propineb ]]>
Esta capacidad de transporte del Zn vía floema ha sido confirmada en otras especies; por ejemplo Haslett et ál. (2001) encontraron que en plantas de trigo hubo movilización de este elemento por el floema a partir de las hojas asperjadas con fuentes inorgánicas (ZnO y ZnSO4) y quelatadas hacia las partes inferiores de la planta, al igual que lo ]]>
Fageria et ál. (2009) mencionan que la removilización de un nutriente dentro de la planta es esencial para que el efecto de la aplicación sea exitoso, ya que si este es inmovilizado después de su aplicación su efecto positivo estaría limitado ]]>
A pesar de que en el pseudotallo se evidenció un aumento en la concentración de Zn al incrementarse la concentración de este elemento en la solución nutritiva, fue en la raíz donde la mayoría del Zn absorbido fue retenido, lo cual puede estar relacionado con la capacidad de este tejido de acumular minerales ]]>
Figura 2b y 2c, al observar que fue en ]]>
Por lo tanto, basándose en los resultados obtenidos en este experimento se tiene que las aspersiones de productos que contienen Zn no suprimen la absorción de este elemento por parte de las raíces, y que ]]>
Concentración y absorción de Mg
Con base en los resultados ]]>
Figura 3).
Los resultados de este ensayo ]]>
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Sin embargo al variar la concentración de Mg en la solución nutritiva de 25 a 200 mg.l-1 sí fue posible observar un incremento significativo (p<0,001) en la concentración de este elemento en las 3 partes de la planta evaluadas, que pasa de concentraciones promedio (con base en la cantidad de materia seca) de 0,26 a 0,45% en las hojas, de 0,19 a 0,39% en el pseudotallo y de 0,25 a 0,47% en la raíz ]]>
Figura 3a,b,c).
En términos de absorción total de Mg, se observó que, a nivel general hubo un incremento de hasta un 70% en la cantidad total de este elemento absorbido por las plantas de banano al aumentar 8 veces la ]]>
Figura 3d). Marschner (1995) menciona que al incrementar el suplemento de Mg más allá de los niveles requeridos para un adecuado crecimiento es común que se dé un incremento en la cantidad de Mg almacenado en las vacuolas, el cual actúa como un “buffer” y como un criterio de compensación de cargas y osmorregulación de la vacuola.
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Al usar una concentración moderadamente alta de Mn en la solución nutritiva (24 mg.l-1) y niveles de Mg (Mg bajo con una relación Mg:Mn 1:1 y Mg alto con una relación Mg:Mn 8:1) se esperaba observar un efecto antagónico diferenciado entre estos 2 elementos, según la relación Mg:Mn, al agregar de manera reiterada cantidades adicionales de Mn y Zn provenientes del mancozeb y propineb respectivamente; esto debido a que tanto el Mn+2 como el Zn+2 ]]>
+2 por los sitios de intercambio en las partículas del complejo coloidal del suelo y en las membranas biológicas a lo interno de la planta (Merhaut 2007). Sin embargo, en este caso, no se observó efecto alguno sobre el Mg por parte de estos 2 elementos al ser aplicados foliarmente.
A pesar de que las ]]>
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Por ejemplo, Heenan y Campell (1981) encontraron que el Mn podía competir eficientemente con el Mg, debido a la interacción efectiva del Mn a nivel de la membrana plasmática de las raíces y por el bloqueo de los sitios de transporte del Mg. Por su parte Kaya et ál. (2001) encontraron que a concentraciones extremadamente altas de Zn (30 mg.l-1) la acumulación de Mg en plantas de tomate (frutos y hojas) fue inhibida, en comparación con plantas sometidas a ]]>
-1).
En plantas de banano Turner y Barkus (1983) reportaron el antagonismo entre estos 2 elementos al evaluar las plantas que crecían en medios con altas concentraciones de Mn. Estos autores encontraron que se dio un incremento de 7 veces en la absorción del elemento Mn, mientras que la absorción de Mg se vio significativamente reducida.
Por lo tanto, respaldándose con los resultados obtenidos en este ensayo y con lo reportado por los autores anteriormente citados, se podría esperar que la disminución en la absorción de Mg debido al efecto antagónico del Zn y del Mn se presente principalmente cuando estos 2 últimos elementos se encuentran disponibles en grandes cantidades para ser absorbidos por la raíz, y no así por ]]>
Sin embargo, es importante anotar que, a largo plazo, es probable que el uso reiterado durante muchos ciclos de aplicación de fungicidas pueda llegar a afectar la absorción de otros elementos catiónicos como el Mg, especialmente si en el suelo se presentan condiciones que facilitan la ]]>
-1.año-1 de Mn foliar debido al uso reiterado de productos como el mancozeb; esta dosis es mucho mayor a la recomendada para corregir deficiencias de Mn en banano. Moreira (1999) señala que el Mn suplido foliarmente es absorbido de manera eficiente, lo cual puede conducir a una acumulación progresiva si es aplicado de manera constante. ]]>
Efecto sobre la concentración de Mn y la relación Mg:Mn a nivel de planta
En términos de concentración en los diferentes tejidos analizados (hoja, ]]>
Sin embargo, tal y como se ]]>
En el presente ]]>
-1 cuando los niveles de Mg eran bajos (25 mg.l-1) a 1676 mg.kg-1 ]]>
-1) (Figura 4). Sin embargo en términos porcentuales la raíz fue la parte de la planta que mayor reducción en la concentración de Mn tuvo al incrementar los niveles de Mg en la solución, presentándose una disminución del 38% con respecto a la condición encontrada cuando la cantidad de Mg era baja en la solución. ]]>
A pesar de esa disminución en el contenido de Mn, visualmente no se encontró ningún síntoma de posible deficiencia de este elemento, ya que aún en altas concentraciones de Mg en la solución nutritiva los niveles de Mn a nivel foliar se mantuvieron por encima de 1500 mg.kg-1 de materia seca, lo que corresponde a concentraciones muy superiores a las reportadas como el mínimo requerido para ]]>
-1 (Arias 2002, Soto 2008).
Por el contrario, con esas concentraciones de Mn en la lámina foliar se han reportado la aparición de síntomas por toxicidad con este elemento. Vargas (2001) encontró síntomas por toxicidad de Mn en plantas de plátano (Musa AAB ]]>
-1. Sin embargo en este experimento tampoco se observaron síntomas por toxicidad con Mn, lo cual puede deberse a la capacidad que tienen las plantas de banano para tolerar altos contenidos de Mn (Vargas 2001).
Al respecto Clarkson ]]>
Los resultados ]]>
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Arias (2002) menciona que al aplicar Mg en el cultivo de banano se encontró una disminución entre el testigo y la mayor dosis de Mg aplicada (300 kg.ha-1.año-1) de 120 mg.kg-1 en la concentración de Mn foliar (en la tercer hoja). Turner y Barkus (1980) al trabajar con plantas de banano, encontraron una disminución en la cantidad de materia seca producida al someterse la planta a niveles de Mg bajos y ]]>
Por su parte, Le Bot et ál. (1990) trabajó con plantas de tomate y trigo para derminar que al incrementar los niveles de Mg no solo hubo disminución en la absorción de Mn, sino que aún al presentarse altas concentraciones de Mn ante la presencia también de altos niveles ]]>
En la Figura 5 se muestra como al pasar de una relación 1:1 de Mg:Mn en la solución ]]>
Figuras 3 y 4).
La mayor variación en la relación Mg:Mn en la raíz indica que al incrementar la concentración de Mg en el medio de crecimiento gran parte del Mn fue retenido en este tejido, lo cual se puede asociar con la capacidad que tiene este órgano para “retener” elementos cuando ]]>
A nivel fisiológico, Marschner (1995) indica que en diversos estudios de activación enzimática llevados a cabo in vitro se ha encontrado que el Mn ha sido reemplazado por el Mg, o viceversa. El Mn está involucrado en diversas funciones bioquímicas, principalmente como activador de diversas enzimas envueltas en la respiración, en la síntesis de aminoácidos y ligninas y ]]>
También, hay ocasiones en las que el exceso de Mn puede inhibir la acción del Mg, tal y ]]>
Figura 5, en la que se muestra como en las hojas, a pesar de que en la solución nutritiva el incremento fue de 8 unidades, la relación Mg:Mn se ]]>
Efecto sobre la producción de biomasa y en la absorción de otros nutrimentos
En términos de ]]>
Entre soluciones nutritivas sí se presentaron diferencias significativas (p<0,05), ]]>
Figura 6).
Una razón por la que se pudo dar esta diferencia en la cantidad de materia seca producida es debido a la interacción (antagonismo) con otros elementos que se dio al ]]>
En la Figura 7 se evidencia que la absorción de Ca se redujo prácticamente a la mitad (de 0,41% a 0,21% en promedio en relación con la cantidad de materia seca) en todos los tejidos de la planta al incrementarse el contenido de Mg en la solución nutritiva. Esta relación ]]>
La disminución en la cantidad de materia seca al disminuir la concentración de Ca en ]]>
Además la concentración de Zn y Mg en la solución nutritiva no interfirió con los tratamientos aplicados foliarmente, ya que tanto en concentraciones altas como bajas de estos elementos se ]]>
Conclusiones
El uso reiterado del fungicida propineb incrementó la concentración de Zn en la parte ]]>
No se encontraron diferencias significativas en el efecto de la aplicación de tratamientos foliares sobre la concentración de Mn, sin embargo es probable que estos resultados se deban a la alta concentración de este elemento en la solución nutritiva. Tampoco hubo efecto en la ]]>
Al elevarse la concentración de Mg en la solución nutritiva sí se observó un efecto antagónico con el Mn y el Ca, ya que su ]]>
Finalmente, es ]]>
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Juan Carlos Méndez. Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. Autor para correspondencia. Correo electrónico: juancarlos.mendez@ucr.ac.cr
Floria Bertsch. Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. Oscar Castro.Laboratorio de Fitopatología, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. 1. Autor para correspondencia. Correo electrónico: juancarlos.mendez@ucr.ac.cr
* Centro de Investigaciones Agronómicas, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. ** Laboratorio de Fitopatología, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.