El vigor de la raíz es determinante en la selección de variedades de patata resistentes a la sequía

En este estudio llevado a cabo en el noroeste de Inglaterra, se determinó la importancia del vigor de la raíz en el mantenimiento de la producción de patata en condiciones de sequía. Para ello se realizó un experimento en campo y otro en invernadero con dos variedades de patata con contrastada resistencia a la sequía.

Experimento en campo

El riego se aplicó mediante dos cintas de goteo colocadas a ambos lados del caballón. Se regó mediante un programador controlado por sensores de humedad. Hasta la fase de iniciación del tubérculo, fase en la que el cultivo se muestra muy sensible a un déficit hídrico, se regó para mantener el suelo a capacidad de campo (ca. 40% en volumen). A partir de ese momento, durante la fase de crecimiento del tubérculo (principios de julio a final de agosto), se aplicaron cuatro tratamientos de riego:

• FI: riego completo (riego cuando la humedad del suelo en volumen (θv)< 35% hasta llegar a 45%).
• PRD-A: secado parcial de raíces alternado, en el que se regaba un lado como en FI y el otro se mantenía sin riego hasta que θv se estabilizaba momento en el que se alternaba el lado húmedo y el seco (se aplicó un 80% del riego en FI).
• PRD-F: secado parcial de raíces fijo, como en PRD-A pero sin alternado (60% de FI).
• WRD: riego deficitario homogéneo, sin riego (0% de FI).

Previo a la instalación de los tratamientos de riego y al final de éstos, se determinó la humedad del suelo en el perfil (hasta 100 cm) mediante sondas en 16 puntos de la parcela (2 por combinación de tratamiento y variedad). Los valores de permitividad eléctrica del suelo obtenidos en la medición final se refirieron a la medición inicial para evitar problemas de calibración derivados de cambios de textura y densidad en el perfil.

Al final del cultivo, finales de agosto, se cosechó una muestra representativa de cada combinación variedad x tratamiento en la que se midió la producción de tubérculo. En las proximidades de cada sonda de humedad se sacaron sucesivos ‘cores’ de suelo con una barrena cada 20 cm hasta los 80 cm de profundidad (0-20, 20-40, 40-60 y 60-80 cm).

Experimento en invernadero

A mediados de febrero de 2012 se plantaron 24 patatas de siembra de cada variedad en macetas de 5 l rellenas de suelo superficial cribado, traído de la parcela en la que se llevó a cabo el experimento de campo. Las macetas se colocaron en un invernadero con calefacción y lámparas con fotoperiodo de 14 h. Las plantas que germinaron correctamente, 16 de Maris Piper y 22 de Horizon, se dividieron en dos grupos que recibieron distintos tratamientos de riego: i) FI: plantas regadas cuando θv<35% hasta capacidad de campo (45%) y; ii) DI: plantas regadas cuando θv<20% hasta llegar al 35%.

Los tratamientos de riego se aplicaron desde 7 días después de la emergencia (DDE) hasta los 33 DDE. θv se determinó mediante pesada, de modo que cada maceta de cada tratamiento se regaba cuando ésta alcanzaba un peso determinado correspondiente a θv<35% (tratamiento FI) o θv<20% (DI). Durante el experimento se realizaron dos cosechas de plantas, una intermedia a los 21 DDE y otra al final del experimento a los 33 DDE. En cada una de las cosechas se realizaron mediciones simultáneas de intercambio gaseoso mediante un analizador de gases por infrarrojo, potencial hídrico en hoja (Y_hoja) y concentración de acido abcísico en savia xilemática [X-ABA] recogida de la hoja a una sobrepresión de 0,5 MPa sobre la presión de equilibrio marcada por el potencial hídrico (Foto 3). Además, se determinó también el peso seco de distintas fracciones de la planta (hoja, tallo y raíces) así como el peso fresco de tubérculos en la última medición, cuando éstos habían alcanzado ya un apreciable tamaño.

Resultados del experimento de campo

Estos resultados de campo parecen apoyar la hipótesis de que un mayor crecimiento de raíces en profundidad es fundamental para mantener la producción de patata en condiciones de sequía, debido a la gran capacidad que tiene la especie para obtener agua de los horizontes más profundos (Stalham y Allen, 2004). Sin embargo, este mejor comportamiento de Horizon sobre Maris Piper podría deberse también a diferencias fisiológicas que confirieran una mayor eficiencia en el uso del agua a la variedad Horizon. Con el fin de contestar resolver esta duda, se realizó el ensayo en condiciones controladas en invernadero, donde las plantas se sembraron en macetas.

Resultados del experimento en invernadero

El ácido abcísico (ABA) es considerado como una señal química que “alerta” a la planta de un descenso de la humedad del suelo para que cierre estomas y disminuya el crecimiento aéreo (Davies et al., 2011). Se ha encontrado que variedades tolerantes producen menos ABA en respuesta a la sequía (Wang y Huang, 2003). Sin embargo, en este caso, tampoco este parámetro varió en respuesta a la sequía (datos no mostrados).

Figura 3: Relación entre la tasa neta de fotosíntesis (A) y la conductancia estomática (g_s) en el experimento de invernadero. Datos agrupados de los dos tratamientos de riego y las dos cosechas.

Agradecimientos

Este estudio ha sido financiado por el proyecto europeo SIRRIMED (FP7- KBBE-2009-3-245159). C. Ballester visitó Lancaster Environment Centre con financiación incluida en su beca predoctoral del INIA.

Referencias bibliográficas

• Davies W. J., Zhang J., Yang J., Dodd I. C. (2011) Novel crop science to improve yield and resource use efficiency in water-limited agriculture. Journal of Agricultural Science, 149, 123-131.
• Ierna A., Mauromicale G. (2012) Tuber yield and irrigation water productivity in early potatoes as affected by irrigation regime. Agricultural Water Management, 115, 276-284.
• Stalham M. A., Allen E. J. (2004) Water uptake in the potato (Solanum tuberosum) crop. Journal of Agricultural Science, 142, 373-393.
• Tardieu F. (2012) Any trait or trait-related allele can confer drought tolerance: just design the right drought scenario. Journal of Experimental Botany, 63, 25-31.
• Wang Z. L., Huang B. R. (2003). Genotypic variation in abscisic acid accumulation, water relations, and gas exchange for Kentucky bluegrass exposed to drought stress. Journal of the American Society for Horticultural Science 128, 349-355.
• Wishart J., George T. S., Brown L. K., Ramsay G., Bradshaw J. E., White P. J., Gregory P. J. (2013) Measuring variation in potato roots in both field and glasshouse: the search for useful yield predictors and a simple screen for root traits. Plant and Soil, 368, 231-249.