El contenido de nutrientes de una planta se puede evaluar analizando una muestra de tejido de esa planta. Estas pruebas son importantes en la agricultura, ya que la aplicación de fertilizantes se puede ajustar si se conoce el estado de los nutrientes de las plantas. El nitrógeno limita más comúnmente el crecimiento de las plantas y es el nutriente más manejado.
Tiempos más útiles
Las pruebas de tejidos casi siempre son útiles, ya que brindan información adicional sobre la fisiología del cultivo. Las pruebas de tejidos son especialmente útiles en determinadas situaciones;
- Para monitorear el estado de nitrógeno del cultivo durante la temporada de crecimiento. Las pruebas de suelo se realizan comúnmente antes de plantar.
- En ambientes altamente controlados, como la producción hidropónica en invernaderos, los cultivos requieren una alimentación constante de nutrientes en su suministro de agua. Incluso una falta transitoria de nutrientes puede reducir los rendimientos. En estos entornos controlados, es poco probable que las pruebas del suelo sean suficientes para controlar el estado del nitrógeno de los cultivos. Las pruebas de suelo son más adecuadas cuando se cultivan cultivos en abonos y abonos de liberación lenta.
- Cuando existe el riesgo de que las aplicaciones de nutrientes sean tóxicas para el cultivo, como durante la aplicación de arena para aves que contiene micronutrientes como el cobre.
- Garantizar que los niveles de nitrógeno en el cultivo no superen un determinado límite. Las altas concentraciones de nitratos tienen implicaciones para la salud humana porque los nitratos se pueden convertir en nitritos en el tracto digestivo humano. Los nitritos pueden reaccionar con otros compuestos en el intestino para formar nitrosaminas, que parecen ser cancerígenas . Los cultivos contienen altas concentraciones de nitrato cuando se usa un exceso de fertilizante. Este es un problema en cultivos con altos niveles de nitratos, como la espinaca y la lechuga . [ cita requerida ]
Desventajas de las pruebas tradicionales
Las pruebas tradicionales de tejidos son pruebas destructivas en las que se envía una muestra a un laboratorio para su análisis. Cualquier prueba de laboratorio (prueba de suelo o tejido) realizada por una empresa comercial le costará al productor una tarifa. Las pruebas de laboratorio tardan al menos una semana en completarse, generalmente 2 semanas. Se necesita tiempo para secar las muestras, enviarlas al laboratorio, completar las pruebas de laboratorio y luego devolver los resultados al productor. Esto significa que es posible que el cultivador no reciba los resultados hasta después del momento ideal para actuar. [1] Las pruebas de tejido con nitrógeno que se pueden realizar rápidamente en el campo hacen que las pruebas de tejido sean mucho más útiles. [1]
Otro problema con las pruebas de tejido de laboratorio es que los resultados a menudo son difíciles de interpretar.
Pruebas de tejido no destructivas
Las pruebas de tejido no destructivas tienen ventajas sobre las pruebas destructivas tradicionales. Las pruebas de tejido no destructivas se pueden realizar fácilmente en el campo y brindan resultados mucho más rápido que las pruebas de laboratorio. [1]
Para evaluar de forma no destructiva el contenido de nitrógeno, se puede evaluar el contenido de clorofila. El contenido de nitrógeno está relacionado con el contenido de clorofila porque una molécula de clorofila contiene cuatro átomos de nitrógeno.
Medidores de contenido de clorofila
La deficiencia de nitrógeno se puede detectar con un medidor de contenido de clorofila. [ cita requerida ] Los medidores determinan el contenido de clorofila al hacer brillar una luz a través de una hoja insertada en una ranura y medir la cantidad de luz transmitida.
Los medidores de clorofila usan diferentes unidades de medida. Por ejemplo, mientras que Minolta usa "unidades SPAD", Force-A usa la unidad Dualex y ADC usa un índice de contenido de clorofila. Todos miden esencialmente lo mismo y hay tablas de conversión disponibles. [2]
Si bien los instrumentos de absorción tradicionales han sido muy populares entre los científicos de plantas y han demostrado funcionar bien con especies de hojas anchas, tienen limitaciones. Limitaciones de los medidores de absorción:
- La muestra debe cubrir completamente la abertura de medición. Cualquier espacio dará lecturas falsas.
- La muestra medida debe ser delgada, por lo que la luz de medición no se absorbe completamente
- La superficie de la muestra debe ser plana.
- El efecto de inducción de Kautsky limita las mediciones repetidas en el mismo sitio.
- La variación en las medidas puede deberse a las nervaduras y las venas medias.
- Correlación lineal limitada a menos de 300 mg / m 2 . [3]
Por lo tanto, hay muestras que no son adecuadas para la técnica de absorción, entre ellas se encuentran las hojas pequeñas, la mayoría de las plantas CAM, agujas de coníferas, frutos, algas en las rocas, briófitas, líquenes y estructuras vegetales como tallos y pecíolos. Para estas muestras, es necesario medir el contenido de clorofila usando fluorescencia de clorofila .
En su artículo científico, Gitelson (1999) afirma: "Se encontró que la relación entre la fluorescencia de la clorofila , a 735 nm y el rango de longitud de onda de 700 nm a 710 nm, F735 / F700 es linealmente proporcional al contenido de clorofila (con coeficiente de determinación, r2, más de 0,95) y, por tanto, esta relación se puede utilizar como un indicador preciso del contenido de clorofila en las hojas de las plantas ". [3] Los medidores de contenido de clorofila de relación fluorescente utilizan esta técnica para medir estas muestras más difíciles.
Los medidores de contenido de clorofila de relación fluorescente tienen las siguientes ventajas:
- Pueden medir muestras pequeñas porque no es necesario llenar la abertura de medición
- Es posible realizar mediciones de hasta 675 mg / m 2 (solo 300 mg / m 2 con técnica de absorción)
- Se pueden medir superficies curvas como agujas de pino y pecíolos
- Se pueden medir muestras gruesas como frutas y cactus
- Se pueden realizar varias mediciones en el mismo sitio porque no hay efecto Kautsky
- Lecturas más consistentes porque se pueden evitar las nervaduras de las hojas y las costillas medias.
Al medir la fluorescencia de la clorofila , se puede investigar la ecofisiología de las plantas . Los investigadores de plantas utilizan fluorómetros de clorofila para evaluar el estrés de las plantas.
Fluorometría de clorofila
Los fluorómetros de clorofila están diseñados para medir la fluorescencia variable del fotosistema II o PSII. Con la mayoría de los tipos de estrés de las plantas, esta fluorescencia variable se puede utilizar para medir el nivel de estrés de las plantas. Los protocolos más utilizados incluyen: Fv / Fm, un protocolo adaptado a la oscuridad, Y (II) o ΔF / Fm 'una prueba adaptada a la luz que se usa durante la fotosíntesis en estado estable, y varios OJIP, protocolos adaptados a la oscuridad que siguen diferentes escuelas de pensamiento. . También se pueden usar protocolos de extinción de fluorescencia más largos para la medición del estrés de las plantas, pero debido a que el tiempo requerido para una medición es extremadamente largo, probablemente solo se puedan probar pequeñas poblaciones de plantas. NPQ o extinción no fotoquímica es el más popular de estos parámetros de extinción, pero también se utilizan otros parámetros y otros protocolos de extinción.
Otro protocolo de prueba basado en la fluorescencia es la prueba OJIP. Este método analiza el aumento de la fluorescencia emitida por las hojas adaptadas a la oscuridad cuando están iluminadas. El aumento de la fluorescencia durante el primer segundo de iluminación sigue una curva con picos intermedios, denominados pasos O, J, I y P. Además, el paso K aparece durante tipos específicos de estrés, como la deficiencia de N. La investigación ha demostrado que el paso K es capaz de medir el estrés N. [4]
Ver también
Referencias
- ^ a b c http://landresources.montana.edu/fertilizerfacts/5_petiole_sap_analysis_a_ouick_tissue_test_for_nitrogen_in_potatoes.htm
- ^ Zhu, Juanjuan, Tremblay, Nicholas y Lang, Yinli (2011). "Comparación de valores SPAD y atLEAF para la evaluación de clorofila en especies de cultivos". Revista canadiense de ciencia del suelo . 92 (4): 645–648. doi : 10.4141 / cjss2011-100 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ a b Gitelson, Anatoly A; Buschmann, Claus; Lichtenthaler, Hartmut K (1999). "La relación de fluorescencia de clorofila F735 / F700 como una medida precisa del contenido de clorofila en plantas". Teledetección del medio ambiente . 69 (3): 296. Bibcode : 1999RSEnv..69..296G . doi : 10.1016 / S0034-4257 (99) 00023-1 .
- ^ Strasser, RJ "Análisis de la clorofila a transitoria de fluorescencia" [1]