Efecto del secado parcial de la raíz en el crecimiento, intercambio de gases y rendimiento del tomate (Lycopersicon esculentum Mill.)

Abstract

Se estudió el efecto de tres niveles de secado parcial de la raíz (SPR) en comparación con riego convencional, en términos de intercambio de gases, relaciones hídricas, crecimiento, ajuste osmótico, rendimiento, calidad del fruto, estado nutrimental y eficiencia en el uso del agua en tomate (Lycopersicon esculentum Mill.). Se aplicaron cuatro tratamientos: Testigo, en el que la humedad aprovechable residual (HAR) en el sistema radical completo se permitió llegara hasta un 90 %; SPR90-30, en donde en un lado de la raíz dividida la HAR se permitió llegara al 90 % y el otro al 30 %; PRD70-30, en donde en un lado de la raíz dividida la HAR llegó al 70 % y el otro al 30 %; y PRD50-30 en donde en un lado de la raíz dividida la HAR llegó al 50 % y el otro al 30 %. Cuando cada uno de los tratamientos alcanzaba los niveles deseados de HAR entonces se aplicaba el riego. Igualmente, cuando en un lado la HAR alcanzaba valores ≤ 30 % el riego se cambiaba de lado. Los resultados mostraron una disminución significativa del potencial hídrico foliar hasta del 14 % en las plantas con SPR en comparación con el testigo. La acumulación de materia seca en hojas y tallo fue menor en las plantas con SPR en comparación con la testigo. Similarmente, las plantas con SPR presentaron tasas menores de elongación del foliolo y menor longitud del mismo, lo que disminuyó la producción de área foliar hasta en un 42 % en comparación con el testigo. La conductancia estomática y la tasa transpiratoria fue menor en las plantas con SPR hasta en un 31 y 18 % respectivamente en comparación con el testigo, sin embargo la tasa de asimilación de CO2 fue similar entre los tratamientos. La mínima variación en la fotosíntesis y la reducción de la transpiración en las plantas con SPR, aumentó la eficiencia en el uso del agua instantánea en un 28, 25 y 33 % en los tratamientos SPR90-30, SPR70-30 y SPR50-30 respectivamente en comparación con el testigo. En todos los tratamientos la prolina no se acumuló en niveles suficientes para generar un ajuste osmótico. El rendimiento y número de frutos no varió entre los tratamientos. Sin embargo, el contenido de materia seca del fruto disminuyó en las plantas con SPR. No se observaron diferencias en el contenido de sólidos solubles, solo un aumento en la acidez titulable del 25 % en SPR50-30, mientras que la firmeza de los frutos aumentó hasta un 31 % en las plantas con SPR. Los cambios y la limitación del contenido de agua del sustrato modificaron la concentración de calcio, magnesio, sodio y boro en la parte aérea de las plantas con SPR en comparación con el testigo, mientras que la concentración de cobre se redujo en SPR50-30. A su vez, se redujo la extracción de nutrimentos como el nitrógeno, fósforo, potasio, cobre y hierro en las plantas con SPR, mientras que la de sodio aumentó en SPR90-30 en comparación con el testigo. Finalmente, el SPR permitió un ahorro en el agua de riego hasta del 46 %. De esta manera, la implementación del secado parcial de la raíz parece ser una opción viable para la producción de tomate en zonas que presentan problemas de abastecimiento de agua, pues permite el mantenimiento del rendimiento y a la vez optimiza la utilización del recurso hídrico.________It was evaluated the effect of three levels of partial rootzone drying (PRD) irrigation technique compared with conventional irrigation on gas exchange, water relations, plant growth, osmotic adjustment, yield, fruit quality, nutrient status and water use efficiency in tomato plants (Lycopersicon esculentum Mill.). Four treatments were tested: Control, in which readily available water (RAW) in the whole root system was allowed to fell up to 90 %; PRD90-30, where on one side of the divided root RAW was allowed to fell up to 90 %, and on the other side it was allowed to fell up to 30 %; PRD70-30, where on one side of the divided root RAW was allowed to fell up to 70 %, and on the other side it was allowed to fell up to 30 %; and PRD50-30 where on one side of the divided root RAW was allowed to fell up to 50 %, and on the other side it was allowed to fell up to 30 %. When each of the treatments reached the desired RAW levels they were then irrigated. At the same time when on one side RAW reached values ≤ 30 % irrigation was shifted. The results showed a significant decrease in leaf water potential until 14 % in plants under PRD compared to control. Both leaves and stem dry biomass allocation decreased in function of soil water content in PRD plants compared with control. Likewise, PRD plants had slow leaflet elongation rates and less mean leaflet length, this response decreased leaf area until 42 % compared with control. Both stomatal conductance and transpiration rate were reduced in PRD plants until 31 and 18 % respectively compared with control, however leaf CO2 assimilation rate was similar among treatments. Small variation in photosynthesis and reduced transpiration rate in treatments PRD90-30, PRD70-30 and PRD50-30 improved instant water use efficiency in 28, 25 and 33 % respectively compared with control. In plants under all treatments proline did not accumulate sufficiently to cause osmotic adjustment. Yield and fruit number did not show significant differences among treatments. However, fruit dry weight was low in PRD plants compared with control. Treatments did not have significant effect on sugar accumulation in tomato fruits and only a 25% significant increment in titratable acidity in PRD50-30, but PRD treatments increased fruit firmness up to 31 %. Both, changes and soil water content limitations in PRD plants shifted calcium, magnesium, sodium and boron contents in shoot, while copper content was reduced in PRD50-30 treatment. Nutrient extraction was reduced like nitrogen, phosphorus, potassium, copper and iron in PRD plants, while sodium was increased in PRD90-30 treatment. Finally, PRD treatments had a water saving up to 46 %. PRD implementation could be an option for tomato production in zones with water shortages, maintaining yield and optimizing water resources.