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Agriscientia

On-line version ISSN 1668-298X

Agriscientia vol.27 no.1 Córdoba Jan./June 2010

 

ARTÍCULOS

Estimación del area de las hojas en plantas de trigo bajo diferentes tipos de estrés abiótico

Cogliatti, D.H.; M.F. Cataldi y F. Iglesias

D. H. Cogliatti y M.F. Cataldi. Núcleo de Actividades Científico Tecnológicas CIISAS, Facultad de Agronomía de Azul, UNCPBA. Av. República de Italia 780, 7300 Azul. F. Iglesias. Laboratorio de Biología Molecular de Plantas, Fundación Instituto Leloir, Av. Patricias Argentinas 435, Buenos Aires. Correspondencia a: dhc@faa.unicen.edu.ar

RESUMEN

En trigo, es posible estimar el área de las hojas (AF) utilizando el producto del largo, el ancho de la lámina (LxA) y un coeficiente de proporcionalidad (bm). Sin embargo, no hay información sobre la posibilidad de usar el mismo valor del coeficiente para estimar el área en plantas que sufren estrés hídrico, lumínico o nutricional. Para estudiar este punto se realizaron dos experimentos en los cuales se aplicó sequía, sombreo y deficiencias de N y P a plantas de trigo. El coeficiente bm se calculó a partir de la regresión lineal entre AF y LxA y fue similar entre las plantas control y aquellas que sufrieron sequía o deficiencias de N o P, pero fue distinto en plantas sombreadas. El mayor valor de bm en las plantas sombreadas se debió a una mayor proporción del sector medio de la lámina, definido por su forma rectangular. La validación de la posibilidad de usar el bm del control para estimar AF en plantas estresadas se realizó por regresión lineal entre el AF medida y calculada. Se concluye que puede usarse el mismo coeficiente bm para estimar el AF en plantas no estresadas y en plantas que sufren sequía o deficiencias de N o P. El uso del mismo valor del coeficiente bm en plantas sombreadas llevó a una subestimación del AF, la que fue más pronunciada a medida que aumentó el sombreo.

Palabras clave: Trigo; Area foliar estimada; Coeficiente de cálculo; Largo y ancho de la lámina; Estrés abiótico.

Leaf area estimation in wheat plants suffering several kinds of abiotic stress.

SUMMARY

In wheat, leaf area (LA) can be estimated as the product between length, maximum blade width (LxW) and a proportionality coefficient bm. However, it is unknown whether this coefficient is the same in stressed and non stressed plants. In order to study this, two experiments in which drought, shading and N and P deficiencies were applied to wheat plants were performed. The bm coefficient was calculated by linear regression between LA and LxW. The coefficient was similar in control plants as compared to those suffering wilting or N or P-deficiency, but different in shaded plants. The greater bm in shaded plants was due to an increased proportion of the central section of the blade, defined by its rectangular form. Validation of the possibility of using bm of the control to estimate LA in stressed plants was performed by linear regression between measured and calculated LA. It is concluded that the same bm coefficient can be safely used to calculate LA from LxW in non-stressed plants and in those suffering drought or N or P-deficiency. The use of the same coefficient value in shaded plants produced an underestimation of LA, which was more pronounced as shading increases.

Key words: Wheat; Estimated leaf area; Calculation coefficient; Blade length and width; Abiotic stress.

Fecha de recepción: 14/11/08;
fecha de aceptación: 12/03/10

INTRODUCCIÓN

El análisis ecofisiológico del efecto de los factores del ambiente sobre el crecimiento implica, de manera directa o indirecta, evaluar la radiación fotosintéticamente activa interceptada por las plantas y su conversión en biomasa seca (Monteith,1977). El efecto de un estrés ambiental (lumínico, hídrico o nutricional) sobre el crecimiento y el rendimiento puede ser interpretado a través de su efecto sobre las eficiencias de intercepción y utilización de la luz absorbida por las plantas (Fischer, 1985; Abbate et al., 1995). En este contexto, la determinación del área foliar (AF) o del índice de área foliar (IAF) resulta importante para la interpretación de los resultados.

Para la determinación del área de las hojas han sido utilizados diversos métodos, tanto destructivos como no destructivos. Sin embargo, cuando se quiere medir el crecimiento del área foliar de una planta individual, los métodos no destructivos son imprescindibles.

Los medidores electrónicos portátiles, como el LI-3000C de LI-COR Biosciences, USA, o el CI-203 Laser Area Meter, de CID, Inc. USA, realizan mediciones directas del área de las hojas con precisiones del orden del mm2 y han sido utilizados para determinaciones no destructivas en plantas con hojas relativamente grandes como maíz y girasol. En plantas con hojas chicas, como trigo, la utilización de dicho instrumental es más dificultosa, especialmente cuando las plantas están en las primeras etapas de su desarrollo.

Existen, desde hace tiempo, métodos indirectos alternativos para estimar el área de hojas lanceoladas, basados en relaciones geométricas entre el área y algunas medidas del limbo foliar. El área de la hoja se puede estimar a partir de: 1) el largo (L), 2) el ancho máximo de la lámina (A) (Sastre et al., 2002) y 3) el producto del largo y el ancho (LxA) (Rao et al., 1967), con ecuaciones distintas en cada caso. En los casos 1 y 2, dichas ecuaciones se modifican para condiciones ambientales que cambien la relación largo:ancho de las hojas, pero en el caso 3, no se produce dicho inconveniente.

Rao et al. (1967) determinaron que el área de las hojas de trigos mejicanos se puede estimar, con mucha precisión, multiplicando el producto del largo y el ancho máximo (LxA) por un coeficiente de cálculo (bm) de 0,876. Luego, Miralles y Slafer (1991) obtuvieron un valor para el coeficiente de 0,835 en variedades de trigos argentinos cultivados con diferentes densidades y fechas de siembra.

Este coeficiente (bm) (Miralles y Slafer, 1991), puede obtenerse en una submuestra de las hojas: a) dividiendo el AF por el LxA, o b) a través de la regresión lineal entre el AF medida y LxA de cada hoja, forzando la ordenada al origen a 0. Por otro lado, Sestak et al. (1971) observaron variaciones entre 0,65 y 0,95 en el coeficiente bm, obtenido por el procedimiento a) en distintas variedades y densidades de siembra de trigo.

Se sabe que tanto las deficiencias de nitrógeno (Kemp, 1980) y fósforo (Rodríguez et al., 2000) como el estrés hídrico (Eastham et al., 1984) producen en las plantas de trigo una disminución del área de las hojas, mientras que la disminución de la radiación puede producir un aumento (Blackman, 1956; Rodríguez et al., 2000). A pesar de lo expuesto, no se sabe si las plantas que sufren alguna de las situaciones de estrés antes mencionados presentan valores de bm diferentes a los de las plantas no estresadas.

El objetivo del presente trabajo fue verificar si la estimación del área foliar en plantas con estrés hídrico, lumínico o deficiencias de N o P puede realizarse aplicando el mismo coeficiente bm de plantas no estresadas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se realizaron dos tipos de experimentos, el primero en invernáculo y el segundo al aire libre. En ambos se utilizaron una serie de procedimientos comunes que se detallan a continuación.

El material experimental utilizado fueron plantas de trigo (Triticum aestivum L.) cv Buck Ombú en el período de emergencia-macollaje. Al finalizar los experimentos las plantas no habían alcanzado el estado 30 de la escala de Zadoks (Zadoks et al., 1974).

Diez semillas germinadas fueron transplantadas en macetas plásticas de 750 ml llenas con un suelo Argiduol típico (horizonte A) deficiente en fósforo con 5 mg P Kg-1 suelo (Bray y Kurtz, 1945). Una semana más tarde se practicó un raleo, dejando cinco plántulas homogéneas en cada maceta.

En ambos experimentos todos los tratamientos contaron con cinco repeticiones por cosecha, y la maceta fue la unidad experimental.

Los tratamientos de fertilización que se detallan en cada experimento fueron realizados inmediatamente antes del transplante.

Experimento I

Las plantas fueron cultivadas en condiciones de invernáculo por 6 semanas desde el transplante y durante los meses de marzo-abril. El experimento se repitió en los años 2002 y 2003.

Las irradiancias medias bajo la cubierta del invernáculo fueron de 4,7±1,9 y 4,5±1,6 MJ m-2 d-1 de radiación fotosintéticamente activa, para los años 2002 y 2003 respectivamente. Los valores son promedios de cada experimento y están acompañados de sus desviaciones estándar.

Los tratamientos fueron los siguientes

1) Control: Las plantas fueron cultivadas en las condiciones lumínicas del invernáculo y las macetas se regaron diariamente hasta capacidad de campo con agua desmineralizada. El suelo fue fertilizado con 200 mg P Kg-1 suelo, aplicado como K PO4H2, y con 200 mg N Kg-1 suelo, aplicado como KNO3 y urea en partes iguales.

2) Deficiencia de nitrógeno: Las plantas fueron cultivadas en las condiciones lumínicas del invernáculo y las macetas se regaron diariamente hasta capacidad de campo con agua desmineralizada. El suelo fue fertilizado sólo con 200 mg P Kg-1 suelo, aplicado como K PO4H2, y se adicionaron 50 ml de solución de sacarosa al 5% para inmovilizar el N en la flora microbiana.

3) Deficiencia de fósforo: Las plantas fueron cultivadas en las condiciones lumínicas del invernáculo y las macetas se regaron diariamente hasta capacidad de campo con agua desmineralizada. El suelo fue fertilizado sólo con 200 mg N Kg-1 suelo, aplicado como K NO3 y urea en partes iguales.

4) Sequía: Las plantas fueron cultivadas en las condiciones lumínicas del invernáculo. A partir de los 14 días del transplante se interrumpió el riego por una semana, momento en el que se observaron los primeros síntomas de marchitez en las hojas, y luego se regaron con 30 ml diarios de agua desmineralizada por maceta. El suelo fue fertilizado con 200 mg P Kg-1 suelo, aplicado como K PO4H2, y con 200 mg N Kg-1 suelo, aplicado como KNO3 y urea en partes iguales.

5) Sombreo: Las macetas fueron sombreadas a partir de los 14 días del transplante con una red de sombreo de plástico negro que redujo el 56% de la radiación existente dentro del invernáculo. Las macetas se regaron diariamente hasta capacidad de campo con agua desmineralizada. El suelo fue fertilizado con 200 mg P Kg-1 suelo, aplicado como K PO4H2, y con 200 mg N Kg-1 suelo, aplicado como KNO3 y urea en partes iguales.

Experimento II

Este experimento se realizó al aire libre, en macetas del mismo tipo y con el mismo suelo que en el experimento I, desde el 28 de septiembre al 9 de noviembre del año 2002. La irradiancia media durante el experimento fue de 10,4±3,5 MJ m-2 d-1 de radiación fotosintéticamente activa. El valor es el promedio y está acompañado por su desviación estándar.

El suelo fue fertilizado antes del transplante con 200 mg N Kg-1 suelo, aplicado como KNO3 y urea en partes iguales, y 200 mg P Kg-1 suelo, aplicado como KPO4H2. Las macetas se regaron diariamente hasta capacidad de campo con agua desmineralizada.

Los tratamientos consistieron en sombreos que redujeron la densidad de flujo fotónico a nivel de las plantas un 0, 56 y 75% de la radiación solar incidente. Para ello se utilizaron, desde el momento del transplante, redes de sombreo negras con distinta capacidad de intercepción de la radiación.

Cálculos y mediciones

Para comprobar que las plantas habían sufrido efectivamente el efecto de cada uno de los diferentes tratamientos de estrés aplicados, se realizó una cosecha de cinco macetas de cada tratamiento a los 42 y 32 días desde el transplante, para los experimentos I y II respectivamente. Las plantas cosechadas se separaron en vástagos y raíces. El área de las láminas (AF) se determinó con un medidor de área foliar láser CID-203 y las raíces se lavaron cuidadosamente. Luego, los vástagos y las raíces se secaron a 60 °C por una semana y de determinó su peso seco.

Los resultados se analizaron estadísticamente a través del ANOVA y las comparaciones entre medias se realizaron por el test de Scheffé.

Para determinar el coeficiente de proporcionalidad bm entre el AF y el producto del largo por el ancho máximo de las láminas (LxA) se realizaron cosechas con un intervalo de una semana, a partir de los 14 días desde el transplante, en el experimento I, y durante todo el experimento II. En cada cosecha se determinó el área de todas las láminas pertenecientes al vástago principal y macollos con un medidor de área foliar láser CID-203; además, manualmente se midió el largo (L) y ancho máximo (A) de cada una de ellas. Con los datos obtenidos se realizó un análisis de correlación y regresión entre las variables AF y LxA. El cálculo del coeficiente bm de proporcionalidad entre el AF y el LxA se realizó a través del análisis de regresión lineal entre ambas variables, con la ordenada al origen forzada a 0 (Steel y Torrie, 1993). Para este tipo de análisis en el experimento I se reunieron los resultados de los años 2002 y 2003.

La posibilidad de usar el mismo coeficiente bm para calcular el AF en plantas cultivadas con algún estrés abiótico y plantas no estresadas se puso a prueba a través del análisis de regresión lineal entre el AF medida en cada hoja y el AF calculada, usando para los tratamientos con estrés el bm correspondiente al tratamiento control. En cada tratamiento se evaluó estadísticamente si el intercepto fue distinto de 0 y si la pendiente fue distinta de 1.

Con el objeto de realizar un análisis descriptivo de la relación entre la forma de la hoja y el coeficiente bm se analizaron las hojas 2, 3 y 4 totalmente expandidas de los tratamientos control y sombreo 75% de intercepción del experimento II. En ellas se midió el ancho a intervalos de 1 cm desde la base de las láminas. Para facilitar este análisis estadístico descriptivo se normalizaron tanto los anchos como las distancias desde la base de las láminas, dividiéndolas por el largo total de la lámina.

Para el cálculo teórico del coeficiente bm en la sección emergida de hojas en crecimiento se dividió la superficie emergida de la hoja por el producto entre el largo y ancho máximo de la sección emergida. La superficie y el LxA de la parte emergida de la hoja se estimaron a partir de las formas estandarizadas calculadas según el párrafo precedente. El cálculo de la superficie emergida se realizó integrando, a distintas distancias desde el ápice de las láminas, las ecuaciones polinómicas de grado 3 que relacionan el ancho estandarizado con la distancia estandarizada desde la base de la lámina.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Tanto las restricciones en la disponibilidad de N y P como el estrés hídrico y la disminución de la radiación incidente redujeron el crecimiento de las plantas en ambos experimentos (Tabla1). Disminuciones estadísticamente significativas (α=0,05) en la producción de biomasa y área foliar pueden observarse en todos los tipos de estrés abiótico aplicados en el experimento I del año 2002. Resultados similares fueron obtenidos en el año 2003 (datos no mostrados).

Tabla 1: Efecto de los distintos tipos de estrés sobre el crecimiento de plantas de trigo. Los resultados son promedios de cinco repeticiones. Dentro de cada columna los resultados que comparten una letra no tienen diferencias significativas (α=0,05). Los datos corresponden a los 42 y 32 días de la germinación en los experimentos I y II respectivamente. Los datos del experimento I corresponden al año 2002.

En el experimento II, si bien se observaron reducciones en la producción de biomasa proporcionales a la intensidad de sombreo, sólo se observó una reducción significativa del área foliar con el sombreo más intenso. La reducción del área foliar en este tratamiento se debió a la menor contribución de los macollos al área foliar total (datos no mostrados).

La relación peso seco del vástago y peso seco de la raíz mostró también los cambios típicos en la partición de biomasa característicos de cada uno de los tipos de estrés abiótico aplicado (Saab et al., 1990; Manfreda et al., 2000; Varga et al., 2002); dicha relación fue mayor en las plantas sombreadas con respecto de las plantas control y se observó un cambio en el sentido opuesto en el resto de los tratamientos de estrés (Tabla 1).

En la Tabla 2 se puede observar que todos los tratamientos de estrés redujeron en forma estadísticamente significativa (α=0,05) el área de las hojas de las plantas del experimento I, en un número de hoja distinto según el tratamiento. Este resultado puede, en parte, atribuirse al hecho de que mientras los tratamientos de deficiencia de N y P comenzaron desde el transplante, los tratamientos de sequía y sombreo comenzaron 14 días más tarde. Por otro lado, el tratamiento de sombreo afecta inmediatamente el crecimiento de las plantas, mientras que el efecto de los tratamientos de deficiencia de N y P solamente empiezan a manifestarse una vez que las plantas agotan el N y P proveniente de la semilla. El efecto tratamiento de sequía, por su parte, no empieza inmediatamente después de la interrupción del riego sino más tarde, una vez que la evapotranspiración de plantas reduce el potencial agua del suelo en forma significativa.

Tabla 2: Efecto de los distintos tipos de estrés sobre el tamaño y la forma de hojas totalmente expandidas del vástago principal de trigo en el experimento I para el año 2002. Dentro de cada fila, los resultados que comparten una letra no tienen diferencias significativas (α=0,05). La numeración de las hojas indica su orden de aparición en el tiempo.

En el experimento II (datos no mostrados), la aplicación de un sombreo similar al aplicado en el experimento I aumentó significativamente el área de las hojas totalmente expandidas respecto del control no sombreado, a partir de la hoja número dos. Esta respuesta diferente del área de las hojas frente al mismo sombreo de 56% de intercepción, puede deberse a la menor intensidad efectiva recibida por las plantas con 56% de sombreo en el experimento I (2,1±0,8 MJ m-2 d-1) comparada con aquella correspondiente al experimento II realizado al aire libre (4,6±1,5 MJ m-2 d-1). Blackman (1956) informó que en distintas especies herbáceas, tanto mono como dicotiledóneas, la mayor área de cada hoja se obtiene con un 50% de la radiación solar. Es posible que la intensidad de la luz del control del experimento II fuese inhibitoria, mientras que la del control del experimento I y sombreo del experimento II estuviese cerca del óptimo para el crecimiento del área de las hojas.

En todos los tipos de estrés aplicados en el experimento I, con la excepción del sombreo, la reducción del área foliar se debió a una reducción proporcional del largo y del ancho máximo de la lámina respecto de hojas similares en el tratamiento control, sin un cambio importante en la relación largo:ancho de las láminas. En el tratamiento de sombreo, la reducción del área de las hojas se produjo principalmente por una reducción en el ancho máximo, lo que llevó a un aumento estadísticamente significativo de la relación largo:ancho de las láminas.

A partir de los datos presentados en las Tablas 1 y 2 puede concluirse que las plantas sufrieron efectivamente las condiciones de estrés esperadas de los tratamientos aplicados.

Con respecto a la relación entre AF y las dimensiones lineares largo (L) y ancho (A) de la lámina, en cada uno los tratamientos de los experimentos I y II se observó una correlación lineal estadísticamente significativa entre AF y el producto del largo y el ancho máximo (LxA) de las láminas (datos no mostrados). Esto concuerda con lo encontrado en trigo por otros autores (Rao et al., 1967; Miralles y Slafer, 1991). En la Figura 1 se muestra, a modo de ejemplo, la correlación entre AF y LxA en el tratamiento control. Cuando se incluyeron todas las láminas de las hojas (independientemente de su grado de emergencia de entre las vainas de las hojas anteriores) del tallo principal y los macollos del experimento I de los años 2002 y 2003 se obtuvo un coeficiente de correlación de 0,9908 (N=835).


Figura 1: Relación entre el área y el producto entre el largo y el ancho máximo de cada lámina en las plantas de trigo del tratamiento control. En el gráfico se han incluido todas las hojas del vástago principal y macollos del experimento I de los años 2002 y 2003, independientemente de su grado de su grado de desarrollo. R es el coeficiente de correlación.

El análisis de regresión del AF medida en función de LxA, de cada uno de los tratamientos del experimento I, para los datos conjuntos de ambos años (Tabla 3), mostró que la ordenada al origen (a) no fue diferente de 0 en ninguno de los tratamientos. Un resultado similar se encontró con los distintos niveles de sombreo del experimento II (Tabla 3).

Tabla 3: Análisis de la regresión entre el área medida y el producto del largo y el ancho máximo de cada una de las láminas de las hojas de las plantas de trigo de los experimentos I y II. Los valores de a y b están acompañados de sus intervalos de confianza para α=0,05. Para el experimento I de agruparon los datos de los años 2002 y 2003.

A partir de estos resultados puede afirmarse que el coeficiente de proporcionalidad bm para calcular el AF, puede obtenerse como la pendiente de la regresión lineal entre AF y LxA calculada con la ordenada al origen forzada a 0. En la Figura 2a puede observarse que, con la excepción del tratamiento con sombreo, todos los tratamientos mostraron valores similares de bm.


Figura 2: Coeficientes bm de la regresión lineal, con a = 0, entre el producto del largo y el ancho máximo y el área de la lámina, para el experimento I (A) y para el experimento II (B). Las barras representan los límites de confianza para α =0,05.

Cuando el mismo análisis se realizó para el experimento II se observó un aumento del coeficiente bm con el aumento de la intensidad del sombreo (Figura 2b).

Los resultados citados arriba sugieren la posibilidad de usar el coeficiente bm correspondiente a las plantas control (0,759) para calcular el área de las hojas de plantas de trigo que sufren deficiencias de N o P o estrés hídrico.

Para probar dicha hipótesis se realizó el análisis de regresión entre las áreas medidas y las áreas calculadas de las hojas, usando la ecuación AF=0,759 LxA para los tratamientos del experimento I (Figura 3). Para aceptar la hipótesis las pendientes de tratamientos con estrés no deben diferir estadísticamente de 1, ni sus ordenadas al origen de 0. El análisis estadístico mostró que esto fue así tanto en los tratamientos con deficiencias de N y P como en el de sequía.


Figura 3: Regresiones lineales entre las áreas medidas de diferentes tratamientos con estrés y los valores calculados del área de las láminas usando los bm correspondientes al tratamiento control. En todos los casos las ordenadas al origen no difirieron estadísticamente de 0 (α= 0,05). Las pendientes de los tratamientos sequía y deficiencias de N o P, no fueron estadísticamente diferentes de 1 (α= 0,05) y sí lo fueron las correspondientes a los tres tratamientos con sombreo (56 y 75% de intercepción) de los experimentos I y II. Para los tratamientos con estrés del experimento I se utilizó la ecuación AF=0,759 LxA y para el experimento II la ecuación AF=0,744 LxA.

Por el contrario, cuando se analizó la posibilidad de usar el coeficiente bm de los respectivos controles para calcular el AF en los tratamientos con un sombreo de los experimentos I y II, se observó que, si bien las ordenadas al origen de la regresión entre el AF medida y el AF calculada no fueron diferentes estadísticamente de 0, las pendientes difirieron estadísticamente de 1 (Figura 3).

Los resultados mostrados hasta aquí indican que la utilización del coeficiente bm del control para calcular el área de la lámina en plantas sombreadas resulta en una subestimación del 2,28 % en el experimento I y del 3,4% y 8,7% paras los tratamientos de sombreo con 56% y 75% de intercepción de la luz del experimento II, respectivamente (Figuras 2a, 2b).

Otra forma de calcular el impacto de utilizar el valor del coeficiente bm del control para calcular el área foliar de tratamientos con sombreo, en vez de usar su propio bm, es comparar el incremento en el cuadrado medio de los desvíos entre los valores calculados y observados. En el experimento I el cuadrado medio de los desvíos aumentó un 8,5%, mientras que en el Experimento II los aumentos fueron 20,7 y 170,5% para los sombreos con 56 y 75% de intercepción respectivamente.

Por otro lado, es importante hacer notar la diferencia en bm encontrada entre los tratamientos control de los experimentos I y II (Figura 2a y 2b). Esta diferencia podría atribuirse a las diferentes irradiancias registradas en ambos experimentos (4,7 y 4,5 MJ m-2 d-1 para los años 2002 y 2003 en el experimento I y 10,4 MJ m-2 d-1 para el experimento II). En apoyo a esta hipótesis puede observarse que el coeficiente bm del tratamiento control del Experimento l es muy parecido al tratamiento sombreo 56% de intercepción del tratamiento II, el que recibió una irradiancia similar (4,6 MJ m-2 d-1). Estos resultados indican claramente que el ambiente lumínico es importante en la determinación de bm y pueden explicar en parte las diferencias entre los valores de bm observados en este trabajo y los encontrados por otros autores (Rao et al, 1967; Miralles y Slafer, 1991).

Además, es interesante analizar en forma teórica qué cambios en la forma de las hojas determinan las variaciones observadas en el coeficiente bm entre los tratamientos control y sombreo. Uno de los principales cambios observados en las hojas de plantas sombreadas es el aumento de la relación largo:ancho de las láminas con respecto del tratamiento control (Tabla 2, Figura 5).

Para analizar el efecto que tiene el cambio de la relación largo:ancho de las láminas sobre el coeficiente bm se recurrió a una representación geométrica de la hoja de trigo. Se asimiló la forma de la hoja de trigo a la suma de tres formas geométricas: 1) la sección basal a un trapecio, 2) la parte central a un rectángulo y 3) la sección apical a un triángulo (Figura 4). En la Tabla 4 se pueden ver los cambios en la relación largo:ancho (L/A) y el bm de las láminas, producidos por una hipotética reducción del ancho o del largo de las láminas. Resulta claro que los cambios en la relación L/A no están asociadas al coeficiente bm de las hojas. Además, en la Tabla 4 se puede ver que un aumento del largo relativo de la sección central de forma rectangular aumenta el coeficiente bm. Es decir que el coeficiente bm será tanto más parecido a 1 cuanto mayor sea el largo de la sección rectangular central (Hr, Figura 4) respecto del largo total de la lámina.


Figura 4: Esquema de la forma de una hoja de trigo. La sección basal ha sido asimilada a un trapecio, la central a un rectángulo y la apical a un triángulo. b y B son las bases menor y mayor del trapecio; B es también la base del rectángulo, del triángulo y el ancho máximo de la hoja. Htr, Hr y Ht son las alturas del trapecio, rectángulo y triángulo respectivamente.


Figura 5: Representación de la forma de las láminas de las hojas de las plantas del experimento II. Tanto la distancia desde la base como el ancho han sido estandarizados dividiendo por el largo de cada lámina. Los valores son promedios de 10 repeticiones para la hoja 2 y de 15 para la 3 y la 4. Las barras representan los errores estándar. El tratamiento control corresponde al 100% de la radiación solar incidente y el de sombreo al 75% de intercepción. Las ecuaciones en la parte superior de las figuras corresponden al tratamiento control.

Tabla 4: Dimensiones hipotéticas de los distintos sectores de la lámina de una hoja de trigo y su relación con parámetros de tamaño y forma de la lámina y con el coeficiente bm para el cálculo del AF en función del LxA. En cada sector se ha incluido la fórmula para el cálculo del área.

Para verificar si el aumento de bm en las hojas sombreadas se debió a un aumento del largo relativo de la sección central, se analizaron las formas estandarizadas de las hojas 2, 3 y 4 de los tratamientos control y sombreo con 75% de intercepción (Figura 5). Puede verse claramente que el sombreo aumentó el largo relativo de la sección rectangular de la lámina (corresponde a Hr en el diagrama de la Figura 4) respecto del largo total de la lámina.

Por otro lado, es interesante tener en cuenta la variabilidad de los valores de bm entre las hojas de una misma planta, para valorar en su justa medida la subestimación del área de las hojas de plantas sombreadas cuando se las estima usando el bm correspondiente al control. En la Tabla 5 se presentan los valores de bm promedio de hojas individuales totalmente expandidas en el vástago principal de plantas correspondientes al tratamiento control del experimento I. Se puede ver que el coeficiente de variabilidad de bm disminuye desde 16% en la hoja 1 hasta alrededor de 6% en las hojas 4, 5 y 6, concordando con lo observado por otros autores (Sestak et al., 1971; Miralles y Slafer, 1991). Por otro lado, la variabilidad entre los promedios de bm de las distintas hojas es de 3,43%

Tabla 5: Variación del coeficiente bm en distintas hojas de trigo totalmente expandidas, pertenecientes al vástago principal de plantas control del experimento I año 2002. Los valores de bm son promedios y están acompañados de su coeficiente de variabilidad (CV) y el número de repeticiones. La numeración de las hojas indica su orden de aparición en el tiempo.

Esta alta variabilidad entre las hojas de un mismo tratamiento, debida probablemente a diferencias en la forma de las hojas y a errores en la determinación del L, A y AF, minimiza el error sistemático de usar el valor bm del control para calcular el área foliar en plantas sombreadas con una intercepción de 56% o menor.

Finalmente, teniendo en cuenta que las láminas de las hojas emergen progresivamente por dentro de las vainas de las hojas precedentes, se puede pensar que cuando se estima el área visible de hojas en crecimiento usando un bm general, se comete un error derivado de la ausencia total o parcial de los sectores basales de la lámina, lo que determina que la forma de la parte emergida de la lámina no sea igual a la de la lámina entera.

Sobre la base de los ecuaciones de la Figura 5, e integrando la función polinómica correspondiente a cada hoja, se pueden calcular los coeficientes bm de las porciones emergidas de las hojas en crecimiento como el cociente entre el AF y el LxA de porción emergida. En la Figura 6 se puede observar que el coeficiente bm aumenta en función del porcentaje emergido de la lámina de la hoja. Además, cuando solamente la sección apical de forma triangular emergió entre las vainas, el uso de un coeficiente de 0,742 para las plantas control y 0,813 para las sombreadas sobrestima claramente el área de las hojas en crecimiento. A partir del comienzo de la emergencia del sector rectangular la sobreestimación va disminuyendo progresivamente según avanza la extensión de la lámina foliar.


Figura 6: Cambios del coeficiente bm para estimar el área de la lámina de la hoja de trigo durante la emergencia. El coeficiente bm se calculó como el cociente entre el área y el LxA del sector emergido de la lámina. El área emergida de la lámina se calculó integrando a distintas distancias del ápice foliar las ecuaciones polinómicas de la Figura 5. Los datos para realizar los cálculos corresponden al experimento II. El tratamiento control corresponde al 100% de la radiación solar incidente y el de sombreo al 75% de intercepción.

Si bien las estimaciones realizadas en el párrafo precedente se realizaron con ecuaciones obtenidas en hojas totalmente expandidas, éstas tienen validez debido a que los anchos en la parte emergida de las láminas en crecimiento no difieren estadísticamente de aquellos medidos, a distancias semejantes desde el ápice, en las mismas hojas totalmente expandidas (datos no mostrados). Esto último concuerda con lo reportado por Dale (1988).

CONCLUSIONES

El coeficiente bm de las plantas sin estrés abiótico puede usarse para estimar el área de las láminas (AF) de las hojas de trigo a partir del producto entre el largo y ancho máximo (LxA), tanto en plantas deficientes en N y P como en aquellas que sufren estrés hídrico.

El coeficiente bm de plantas control usado para calcular el AF de plantas sombreadas produce una subestimación del área foliar y dicha subestimación aumenta con la intensidad del sombreo.

El incremento en el coeficiente bm en plantas sombreadas se debe a un aumento del largo relativo de la sección media de la lámina, de forma aproximadamente rectangular, respecto del largo total.

En un mismo tratamiento los errores en la determinación del área de las láminas a partir del producto LxA se originan en: a) la variabilidad de bm entre hojas de un mismo nudo b) la variabilidad de bm entre hojas de distintos nudos y c) a la variabilidad de bm en sección emergida de hojas en expansión.

BIBLIOGRAFÍA

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