Aquest article ha estat escrit originalment en castellà. L'hem traduït automàticament per a la vostra comoditat. Tot i que hem fet esforços raonables per a aconseguir una traducció precisa, cap traducció automática és perfecta ni tampoc pretén substituir-ne una d'humana. El text original de l'article en castellà podeu veure'l a Efecto del riego deficitario moderado y severo en la tasa de crecimiento, morfología radical, transpiración y relaciones hídricas en plantas de Callistemon citrinus

Efecte del reg deficitari moderat i sever en la taxa de creixement, morfologia radical, transpiració i relacions hídriques en plantes de Callistemon citrinus

S. Álvarez i M.J. Sánchez-Blanco (Departament de Reg. Centre d'Edafologia i Biologia Aplicada del Segura del CSIC).

S. Bañón (Departament de Producció Agrària. Universitat Politècnica de Cartagena.

15/01/2014

Callistemon citrinus és una espècie australiana molt usada com a arbust de flor en jardins i paisatgisme a l'àrea mediterrània a causa que presenta cert grau de tolerància al dèficit hídric. No obstant això l'estrès hídric perllongat pot alterar el comportament fisiològic i morfològic de la planta. Plantes de C. citrinus creixent en condicions de viver es van sotmetre a tres tractaments de reg: un control regat diàriament a capacitat de camp i dos tractaments deficitaris (reg deficitari moderat i reg deficitari sever), que corresponen al 50 i 25% del control, des de març de 2009 a abril de 2010.

Introducció

El gènere Callistemon pertany a la família Myrtaceae i posseeix algunes de les espècies ornamentals australianes més importants, a causa dels seus interessants característiques (ràpid creixement, floració abundant amb formes inusuals i colors brillants i gran varietat de formes i volums) (Mitchem, 1993; Lao i Jiménez, 2002). Les espècies de Callistemon presenten cert grau de tolerància als estressis ambientals com la sequera i la salinitat (Lippi et al., 2005). És per aquestes raons per les quals Callistemon ha tingut un èxit considerable com un arbust de flor per al seu ús en jardins i paisatgisme urbà a l'àrea mediterrània. No obstant això, l'estrès hídric perllongat resultant de l'escassa precipitació i de les altes temperatures a l'estiu en aquesta zona pot disminuir el creixement de fulles i brots o retardar i reduir el nombre de flors, grandària i/o qualitat el que afectaria a l'aparença visual de la planta, un factor especialment important en plantes ornamentals que es destinen a ús en jardineria i paisatgisme. En aquestes condicions, el maneig del reg és un factor important i existeix una pressió considerable en el sector de la indústria de planta ornamental per produir cultius de manera més eficient, reduint la quantitat d'aigua aportada sense perdre el valor ornamental (Cameron et al., 2006). Per a això és important conèixer el percentatge de reducció de l'aigua aportada perquè el valor ornamental de les plantes no es vegi minvat (Chyliński et al., 2007). En aquest sentit, supervisar els regimenes d'humitat dels vivers i comprendre les respostes morfològiques i fisiològiques a la gestió de l'aigua és crític per optimitzar la producció de plantes de qualitat (Franco et al., 2006).

Plantes en l'hivernacle a l'inici de l'assaig.

Atenent a tot l'exposat, es va desenvolupar el present assaig, aprofundint en el coneixement d'aspectes fisiològics i morfològics relacionats amb el consum i eficiència en l'ús de l'aigua, estat hídric, intercanvi gasós, creixement, i processos de floració de plantes de Callistemon ben regades i amb dos nivells de reg deficitari.

Material i mètodes

En aquesta experiència es van emprar 80 plantes de Callistemon citrinus d'1-2 anys d'edat. Els exemplars van ser transplantados a tests negres rodons de 5 l de volum. El substrat va ser una barreja de fibra de coco, torba negra + torba rossa i perlita (8:7:1 en volum) i enriquida amb 2 g l^-1 d'un fertilitzant d'alliberament lent (Osmocote Plus: 14:13:13 N, P, K més microelementos). Aquests tests van ser traslladats a l'hivernacle de la finca experimental de l'ENCEBES, situada a Santomera (Múrcia), on van créixer durant tres setmanes regant-se fins a completar el 100% de les necessitats hídriques abans de ser sotmeses als diferents tractaments de reg. L'experiment es va dur a terme de març de 2009 a abril de 2010. Les plantes es van repartir en tres grups corresponents als tres tractaments de reg, Control, reg deficitari moderat (RDM) i reg deficitari sever (RDS).

Mesurada del color en fulles de Callistemon.

Les plantes del tractament control es regaven fins a cobrir les seves necessitats hídriques, mantenint el pes de les plantes després del reg proper al seu pes a capacitat de camp, i obtenint drenatge després del reg, les plantes sotmeses a RDM van tenir un reg del 50% de les plantes del control, i les plantes del tractament RDS del 25% de la quantitat d'aigua aplicada a les plantes control. L'assaig va durar 53 setmanes des de l'inici dels tractaments i les plantes eren regades diàriament mitjançant un sistema automàtic de reg programable, el temps de reg es modificava segons la climatologia i el desenvolupament de les plantes. L'aigua utilitzada tenia un valor de conductivitat de 0.8 dS m^-1. L'aigua total aportada des de l'inici dels tractaments va ser de 164 l pl^-1 per a les plantes del tractament control, 82 l pl^-1 per a les plantes del RDM i 47 l pl^-1 per les del tractament RDS.

Evolució de les inflorescències. En el seguiment de la floració (nombre d'inflorescències per planta), es tenien en compte quan les inflorescències es trobaven entre les fases C i G (incloses).

Periòdicament, es va mesurar l'altura màxima i el nombre d'inflorescències per planta en 25 plantes per tractament. La taxa de creixement relativa es va calcular com la taxa de l'increment en altura en relació a l'altura inicial de la planta. Per a l'avaluació de la distribució de les arrels es va realitzar un mostreig destructiu al final de l'assaig en 3 plantes per tractament. Una vegada separat el sistema radical del substrat, es va col·locar en una safata de plàstic transparent i es va mesurar la longitud de les arrels (L) en els diferents intervals de diàmetres considerats mitjançant un escàner connectat a un ordinador amb un programari (Winrhizo LA 1600 Regent Inc., USA). Al final de l'assaig es van determinar els paràmetres relacionats amb el color usant un colorímetre Minolta CR-10, en 10 plantes per tractament. El consum diari per planta es va calcular com a pèrdua de pes entre dos regs consecutius (pes després del reg menys pes abans del reg de l'endemà). Durant l'experiment, es va mesurar periòdicament el potencial hídric foliar (Ψ_h) i potencial hídric de tija (Ψ_t) amb una càmera de pressió tipus Scholander (Mod. 3000; Soil Moisture Equipment Co., Santa Barbara, CA, USA).

El potencial hídric de tija (Ψ_t) es va mesurar en fulles que havien estat prèviament tapades (Choné et al., 2001). En la mesura de la conductància estomática (g_s) i de la taxa de fotosíntesi neta (P_n) es va utilitzar un aparell portàtil LI-COR 6400 (LI-COR Inc., Lincoln, NE, USA). Aquestes mesures es van realitzar al migdia solar en 6 plantes per tractament. El ràtio P_n/g_s es va usar com una estimació de l'eficiència intrínseca de l'ús de l'aigua. La significació dels efectes dels tractaments de reg va ser analitzada mitjançant una anàlisi de variància simple, usant Statgraphics Plus i les mitjanes dels tractaments van ser separades amb la Prova de Rang Múltiple de Duncan (P≤0.05).

Resultats i discussió

Creixement i paràmetres ornamentals

L'evolució de la taxa de creixement de l'altura de la planta, independentment del tractament, presenta tres períodes de creixement, primera setmana de maig, agost i març (Figura 1a). Les plantes de tots dos tractaments de reg deficitari van reduir aquest paràmetre i van mostrar un cert retard a aconseguir el màxim respecte del control. Aquest mateix comportament s'ha pogut observar en condicions controlades en aquesta espècie i en altres espècies ornamentals (Sánchez-Blanco et al., 2009; Álvarez et al., 2011).

Figura 1: Taxa relativa de creixement (A), nombre d'inflorescències per planta (B) i evapotranspiración (C) en plantes de callistemon sotmeses a diferents tractaments de reg.

El reg deficitari va reduir la longitud total d'arrels de forma proporcional al nivell de dèficit aplicat (Taula 1). En relació a la distribució de les arrels, RDM va augmentar el percentatge d'arrels amb un diàmetre entre 0,5 i 2 mm i va disminuir aquelles amb un diàmetre menor de 0,5 mm, comparat amb el control. Això millora el suport físic, enforteix les arrels i disminueix la possibilitat de ruptura durant el transplante i ajuda a un establiment més ràpid de les plantes ornamentals en el seu ús en jardineria i paisatgisme (Cameron et al., 2006; Bañón et al., 2006; Franco et al., 2006).

Taula 1: Morfologia radical en plantes de C. citrinus sotmeses a diferents tractaments de reg al final de l'assaig. Els valors són la mitjana de 3 plantes.

Al final de l'assaig es va produir la major intensitat de la floració (Figura 1b). Després de 53 setmanes de reg deficitari RDS va reduir el nombre d'inflorescències per planta en comparació del control, però RDM no va veure reduït la intensitat de la floració, malgrat la dràstica reducció de l'aportació hídrica pel que fa al control. No es van observar canvis en el color de les fulles de les plantes de RDM en relació al control (Taula 2). Les fulles de les plantes del tractament RDS presenten un major valor d'hue i menor valor de croma, és a dir fulles més verdes però amb un color més mat, menys viu que les de les plantes control. El reg deficitari pot reduir la intensitat de la floració, avançar, retardar o escurçar la floració (Cuevas et al., 2009; Bernal et al., 2011). Els diferents nivells d'estrès hídric aplicats en el nostre experiment van produir diferents respostes en la qualitat de les plantes de C. citrinus, amb el que la severitat de l'estrès és un factor important a tenir en compte a l'hora d'aplicar estratègies de reg deficitari. El grau de dèficit hídric va influir en el desenvolupament floral, però que en les nostres condicions les plantes de callistemon poden enfrontar-se a situacions moderadament limitants d'aigua, sense perdre el seu valor ornamental (Henson et al., 2006).

Taula 2: Color en fulles de C. citrinus sotmeses a diferents tractaments de reg al final de l'assaig. Els valors són la mitjana de 10 plantes.

Relacions hídriques i eficiència en l'ús de l'aigua

El consum diari va variar al llarg de l'assaig, va ser major en els mesos d'estiu i va disminuir a l'hivern, és a dir, està estretament relacionat amb les variables climàtiques, temperatura i DPV, encara que la taxa d'evapotranspiracion (ET) també està influenciada pels períodes de creixement actiu i de formació de les inflorescències (Figura 1c). ET va ser major en les plantes control que en les plantes de tots dos tractaments de reg deficitari a causa de la major quantitat d'aigua disponible en el substrat (Jaleel et al., 2008; Lenzi et al., 2009).

El potencial hídric foliar va tenir els valors màxims al desembre i els mínims a l'agost, quan els valors de temperatura i DPV van ser majors (Figura 2a). En general, els valors més alts de Ψ_h van correspondre a les plantes control, encara que aquestes diferències entre tractaments no van ser significatives durant els primers cinc mesos. Els valors del potencial hídric de tija (Ψ_t) van descendir de forma proporcional al nivell de dèficit imposat. L'error estàndard de el Ψ_t va ser molt menor que el de el Ψ_t, amb el que Ψ_t va identificar diferències significatives entre tractaments abans i amb més amplitud (Choné et al., 2001). Les màximes i mínimes diferències entre el Ψ_h i el Ψ_t, mesurats simultàniament en la mateixa planta van coincidir amb les màximes i mínimes taxes d'evapotranspiracion. La diferència entre el potencial de fulla i el potencial de tija és un bon indicador de la transpiració instantània en C. citrinus.

Figura 2: Potencial hídric foliar i de tija (Ψ_h, Ψ_t; A), conductància estomática (g_s; B) i eficiència intrínseca (P_n/g_s; C) en plantes de callistemon sotmeses a diferents tractaments de reg.

L'efecte del reg es reflecteix en els valors de conductància estomática (gs) en les plantes de callistemon (Figura 2b). Tots dos tractaments de reg deficitari van produir una reducció de la conductància estomática des de les primeres setmanes d'aplicació dels tractaments, la qual cosa suggereix un eficient control estomático en aquesta espècie (Mugnai et al., 2009). Aquesta reducció va resultar més acusada en les plantes sotmeses a reg deficitari sever i es va mantenir fins al final de l'assaig, la qual cosa podria retardar la recuperació de la planta i causar danys permanents. L'evolució estacional de g_s va consistir en una depressió menor a l'estiu que es produeix en tots els tractaments, més acusat en RDS i un major descens a l'hivern sense tenir en compte la quantitat d'aigua aplicada (Gulías et al., 2009). En C. citrinus l'intercanvi gasós va ser més sensible a les condicions d'hivern que a les d'estiu. En general, les plantes de tots dos tractaments de reg deficitari van tenir major eficiència intrínseca de l'ús de l'aigua (P_n/g_s) que les plantes control durant l'assaig (Figura 2c).

Vista general de l'hivernacle al final de l'assaig.

Conclusions

Callistemon va respondre al dèficit hídric reduint la taxa de creixement i augmentant l'eficiència intrínseca en l'ús de l'aigua. El reg deficitari moderat (reduccions del 50%) pot usar-se de forma satisfactòria en la producció de plantes de callistemon, la qual cosa redueix el consum d'aigua, mentre manté una bona qualitat global en el seu valor ornamental (millora el sistema radical i manté la intensitat de la floració i el color de les fulles). No obstant això, el reg deficitari sever (reduccions del 75% de l'aigua aplicada) no és recomanat, ja que disminueix el valor ornamental de el Callistemon hagut de principalment a la reducció del nombre de flors.

Agraïments

Aquest treball ha estat finançat pels projectes: CICYT (AGL 2011-30022-C02-01, -02) i Fundació Sèneca (15356/PI/10).

Bibliografia

Álvarez, S., Navarro, A., Nicolás, I., and Sánchez-Blanco, M.J. (2011). Transpiration, photosynthetic responses, tissue water relations and dry mass partitioning in Callistemon plants during drought conditions. Scientia Horticulturae 129, 306-312.
Bañón, S., Ochoa, J., Franco, J.A., Alarcón, J.J., and Sánchez-Blanco. (2006). Hardening of oleander seedling by deficit irrigation and low air humidity. Environmental and Experimental Boten, 56, 36-43.
Bernal, M., Estiarte, M., and Peñuelas, J. (2011). Drought advances spring growth phenology of the Mediterranean shrub Erica multiflora. Plant Biology 13, 252-257.
Cameron, R.W.F., Harrison-Murray, R.S., Atkinson, C.J., and Judd, H.L. (2006). Regulated deficit irrigation: a means to control growth in woody ornamentals. Journal of Horticultural Science & Biotechnology 81, 435-443.
Choné, X., Van Leeuwen, C., Dubourdieu, D., and Gaudillère, J.P. (2001). Stem water potential is a sensitive indicator of Grapevine Water status. Annals of Botany 87, 477-483.
Chyliński, W.K., Łukaszewska, A.J., and Kutnik, K. (2007). Drought response of two bedding plants. Acta Physiologiae Plantarum 29, 399-406.
Cuevas, J., Pinillos, V., Cañet, i M.L., González, M., Alonso, F., Fernández, M.D., and Os, J.J. (2009). Optimal levels of postharvest deficit irrigation for promoting early flowering and harvest dates in loquat (Eriobotrya japonica Lindl.). Agricultural Water Management 96, 831-838.
Franco, J.A., Martínez-Sánchez, J.J., Fernández, J.A., and Bañón, S. (2006). Selection and nursery production of ornamental plants for landscaping and xerogardening in semi-arid environments. Journal of Horticultural Science & Biotechnology 81, 3-17.
Gulías J., Xifri, J., Jonasson, S., Medrano, H., and Flexas, J. (2009). Seasonal and inter-annual variations of gas exchange in thirteen woody species along a climatic gradient in the Mediterranean island of Mallorca. Flora 204, 169-181.
Henson, D.I., Newman, S.I, and Hartley, D.I. (2006). Performance of selected herbaceous annual ornamentals grown at decreasing levels of irrigation. HortScience 41, 1481-1486.
Jaleel, C.A., Gopi, R., Sankar, B., and Gomathinayagam, M. (2008). Differential responses in water usi efficiency in two varieties of Catharanthus roseus under drought stress. Comptes Rendus Biologies 33, : 42-47.
Lao, M.T., and Jiménez, S. (2002). Estudi comparatiu del comportament productiu de Callistemon citrinus. En: I Jornades Ibèriques de plantes ornamentals. Servei de Publicacions i Divulgació. Conselleria d'Agricultura i Pesca. Junta d'Andalusia, 113-120.
Lenzi, A., Pittas, L., Martinelli, T., Lombardi, P., and Tesi, R. (2009). Response to water stress of some oleander cultivars suitable per pot plant production. Scientia Horticulurae 122, 426-431.
Lippi, G., Vernieri, P., Serra, G., and Carrai, C. 2005. Callistemon spp-Resistenza agli stress ambientali. Clamer Informa 11, 7-12.
Mitchem, C.M. (1993). Callistemon the beautiful bottlebrushes. Plantsman 15, 29-41.
Mugnai, S., Ferrante, A., Petrognani, L., Serra, G., and Vernieri, P. 2009. Stres-Induced Variation in Leaf Gas Exchange and Chlorophyll a Fluorescence in Callistemon Plants. Research Journal of Biological Sciences 4, 913-921.
Sánchez-Blanco, M.J., Álvarez, S., Navarro, A., and Bañón, S. (2009). Changes in leaf water relations, gas exchange, growth and flowering quality in potted geranium plants irrigated with different water regimes. Journal of Plant Physiology 166, 467-476.