Respuestas agronómicas, fisiológicas y de calidad de Tagetes erecta a factores ambientales

Abstract

Factores o estímulos de naturaleza abiótica como salinidad, deficiencia o exceso de nutrimentos, y luz, entre otros, pueden afectar el metabolismo secundario en plantas. En esta investigación se realizaron cuatro experimentos con el objetivo de evaluar las respuestas morfológicas, fisiológicas y de calidad de Tagetes erecta var. Inca a diferentes estímulos ambientales en invernadero, usando como sustrato inerte una mezcla tezontle y perlita (60:40, v:v), y las plantas fueron irrigadas mediante un sistema de riego por goteo. Los tratamientos fueron aplicados al inicio de la floración. En el primer experimento se trataron plántulas con dos concentraciones de NaCl (10 y 47 mM), y se pudo observar que el suministro de esta sal en la solución nutritiva a una concentración de 10 mM incrementa la biomasa seca en todos los órganos de la planta, así como la concentración y acumulación de K+ en hojas y flores, carotenoides totales, flavonoides, aminoácidos libres totales y proteínas solubles totales, y aceites esenciales, predominando ocimeno y limoneno en hojas, y piperitona en flores. Con 47 mM de NaCl incrementa la acumulación y concentración de Na+ en raíces, y con ambas concentraciones salinas incrementa el farneseno en raíces y cariofileno en tallos. En el segundo experimento se evaluaron cuatro porcentajes de sombrado (0, 30, 50 y 70 %), y se pudo apreciar que con 30 % de sombreado, incremento la biomasa seca en todos los órganos de la planta, así como el contenido del aceite esencial cariofileno en flores y clorofilas en hojas. Con 50 % de sombreado se incrementaron carotenoides totales en tallos, así como piperitona, azúcares totales en hojas y aminoácidos libres totales en flores. En el tratamiento testigo (0 % de sombreado) incrementó la concentración de flavonoides totales, piperitona y aminoácidos libres totales en hojas, y β-farneseno en raíces. En el tercer experimento se evaluaron cuatro niveles de nitrógeno (0, 4.2, 8.4 y 12.6 mg L-1), y se pudo observar que la aplicación de 12.6 mg L-1 de N incrementa la biomasa seca total en todos los órganos de la planta, así como la concentración de N en hojas y tallos, mayor acumulación de N en hojas, flores y tallos y las clorofilas también se elevaron. Con dosis de 8.4 mg L-1 aumentó la concentración de N en flores, la piperitona en flores y aminoácidos libres totales en hojas. Con 4.2 mg L-1 se registró un efecto positivo en flavonoides totales, incremento en D-limoneno y Trans-ocimeno en hojas, en tallos piperitona y β-farneseno, mayor concentración de aminoácidos libres totales en flores y proteínas solubles totales en hojas. En el cuarto experimento, se evaluaron tres concentraciones de N (8.47, 12.71 y 16.94 mg L-1 y dos porcentajes de sombreado (0 y 70 %), observándose que por efecto principal de N con dosis de 16.94 mg L-1 N en la solución nutritiva se incrementan carotenoides totales, y aminoácidos libres totales en hojas y flores. Con dosis de 8.47 mg L-1 de N se incrementan flavonoides totales en flores. Por efecto principal de sombreado al 70 % aumentaron los carotenoides totales y flavonoides totales en flores, aminoácidos libres totales en hojas, en tanto que el tratamiento testigo sin sombreado incrementó aminoácidos libres totales en flores y proteínas solubles totales en hojas y flores. Por efecto de la interacción de los factores de estudio incrementaron carotenoides totales y aminoácidos libres totales en hojas con dosis de 16.94 mg L-1 al 70 %, y flores con la misma dosis sin sombreado. Los aceites esenciales fueron variables, predominando D-limoneno y ocimeno en hojas, trans-pineno en flores, piperitona en tallos y β-farneseno en raíces. _______________ MORPHOLOGICAL, PHYSIOLOGICAL AND QUALITY RESPONSES OFTagetes erectaTO ENVIRONMENTAL STIMULI. ABSTRACT: Factors or stimuli of abiotic nature such as salinity, nutrient deficiency or excess, and light, among others, may affect the secondary metabolism in plants. In this study we carried out four experiments aimed to evaluate morphological, physiological and quality responses of Tagetes erecta var. Inca to different environmental stimuli, under greenhouse conditions, using a mixture of tezontle and perlite (60:40, v:v) as an inert substrate, and a drop-irrigation system to water plants. All treatments were applied in the beginning of the flowering stage. In the first experiment we tested two NaCl concentrations (10 y 47 mM), and observed that the application of 10 mM NaCl to the nutrient solution resulted in significant increases in dry-biomass weight of all plant tissues, as well as concentration and accumulation of K+ in leaves and flowers, total carotenoid, flavonoids, total free amino acids, total protein contents, and essential oils, especially ocimene and limonene in leaves, and piperitone in flowers. With 47 mM NaCl we observed increases in concentration and accumulation of Na+ in roots, and with both salt concentrations, the farnesene in roots, and the caryophyllene in stems were augmented. In the second experiment, four shadow treatments were evaluated: 0, 30, 50 y 70 %. By using 30 % shadow, evident increases in dry biomass weight in all plant tissues as well as in the content of essential oils caryophyllene in flowers and chlorophylls in leaves were observed. With 50 % shadow we observed significant increases in total carotenoids, as well as in piperitone, total sugars, and total free amino acids in flowers. In the control (0 % shadow) the concentration of total flavonoids, piperitone and total free amino acids in leaves and β-farnesene in roots were observed. In the third experiment four levels of N (0, 4.2, 8.4 and 12.6 mg L-1) in the nutrient solution were evaluated. We observed that the application of 12.6 mg L-1 N increases the dry biomass weight in all plant tissues, as well as the concentration of N in leaves and stems, accumulation of N in leaves, flowers and stems, and chlorophylls in leaves. By applying 8.4 mg L-1 N an increase in N concentration in leaves, piperitone in flowers and total free amino acids in leaves were observed. The treatment of 4.2 mg L-1 N increased total flavonoids, D-limonene and trans-ocimene in leaves, piperitone and β-farnesene in stems, total free amino acids in flowers and total soluble proteins in leaves. In the fourth experiment, three N concentrations (8.47, 12.71 and 16.94 mg L-1), and two shadow levels (0 and 70 %), were evaluated. The application of 16.94 mg L-1 N in the nutrient solution increased total carotenoids, as well as total free amino acids in flowers and leaves, while the application of 8.47 mg L-1 N increased total flavonoids in flowers. The 70 % shadow positively affected total carotenoids and total flavonoids in flowers, free amino acids in leaves, while control plants without shadow augmented total free amino acids in flowers, and total soluble proteins in leaves and flowers. Interaction of these study factors (N and shadow) increased total carotenoids and total free amino acids when applying 16.94 mg L-1 at 70 %, in leaves, and in flowers with the same dosage of N but without shadow. Essential oils varied, being more predominant D-limonene and ocimene in leaves, trans-pinene in flowers, piperitone in stems, and β-farnesene in roots.