Informe Laboratorio Terrestre, CRECIMIENTO DE PLANTAS DE MAIZ Y FRIJOL PDF

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desarrollo embrionario y cfecimiento longitudinal influido por diferentes tipos de abonos y gamas de luz...

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IMPORTANCIA DE LOS FACTORES AMBIENTALES Y CLIMÁTICOS EN LA GERMINACION Y CRECIMIENTO DE LAS SEMILLAS Phaseolus vulgaris Y Zea mays.

INTRODUCCION Montería es la capital del departamento de Córdoba; está situada al noroeste del país a orillas del río Sinú en la región Caribe Colombiana, sus coordenadas geográficas son: 8º 45’ 27 N y 75º 53’ 24 O, con una altitud de 18msnm, Montería presenta un clima cálido seco con una estación seca y otra lluviosa a lo largo del año. Aunque la temperatura media es de 28°C, en ocasiones aumenta a temperaturas superiores a 40°C (Minambiente, 2011). Existen diferentes factores ambientales que pueden influir en el crecimiento de las plantas, hay que entender la importancia de las condiciones óptimas de temperatura, luz y humedad. La temperatura que afecta la tasa de desarrollo de la planta a través de sus distintas fases y la producción de hojas, tallos y otros componentes. Todos los procesos fisiológicos de la planta ocurren más rápidamente a medida que la temperatura aumenta entre una temperatura base y una temperatura óptima (Instituto Nacional de Meteorología, 2010). Por otro lado, la humedad puede ser el factor ambiental más difícil de controlar en el trabajo con plantas. Incluso los equipos de control ambiental más sofisticados no pueden controlar perfectamente el nivel de humedad en invernaderos. Los niveles de humedad fluctúan con el cambio de la temperatura del aire y, además, las plantas transpiran y agregan vapor de agua al ambiente constantemente. El aire húmedo contribuye directamente a los problemas, como enfermedades de las raíces y las hojas, secado lento del sustrato, estrés de las plantas, pérdida de calidad, pérdida de producción, etc. (JoAnn Peery, 2017). Y por último la luz que es un factor fundamental para los organismos productores como lo son las plantas, teniendo en cuenta que es un requerimiento muy importante para el crecimiento y desarrollo de las mismas por procesos de suma importancia como la fotosíntesis (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2010). La velocidad de emergencia de cualquier cultivo depende de dos factores fundamentales: temperatura y disponibilidad de agua. Si la temperatura es baja la velocidad de emergencia se independiza de la disponibilidad de agua; pero si la temperatura no es limitante la disponibilidad de agua determinará la velocidad de emergencia. Con valores menores a 50% de agua útil ya tenemos un importante retraso en este proceso. Entonces es importante sembrar con una buena humedad, pero algo también fundamental es la temperatura porque si ésta es baja el cultivo nace en forma despareja. Ambos parámetros son fundamentales en los cultivos de maíz y frijol, ya que puede que no tengan la capacidad de compensar más adelante.

El maíz es un cultivo de crecimiento rápido, que rinde más con temperaturas moderadas y un suministro abundante de agua. La temperatura ideal es entre 24 °C a 30 °C (Rev. Salud pública, 2011). EL fríjol común por su domesticación se adapta a un rango de altitudes medias, con moderadas temperaturas, suelos orgánicos y temporalmente abundantes lluvias (Beebe et al., 2011). Desde la siembra hasta la cosecha, la planta de frijol pasa por varias etapas de desarrollo; la rapidez con que suceda es variable y depende principalmente de la genotipo, temperatura, entre otros factores ambientales.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL 

Determinar la influencia que tienen los factores ambientales y climáticos en la germinación y el desarrollo de las semillas de Phaseolus vulgaris y Zea mays L.

OBJETIVOS ESPECIFICOS   

Analizar la influencia que tiene el factor humedad en la germinación y crecimiento de las semillas de Phaseolus vulgaris y Zea mays L. Comparar el efecto que tienen distintos espectros de luz en la germinación y crecimiento de las semillas de Phaseolus vulgaris y Zea mays L Identificar la eficiencia de las semillas de Phaseolus vulgaris y Zea mays L., ante los distintos factores ambientales.

RESULTADOS Y ANALISIS

HUMEDAD

Factor Humedad (Zea mays) 180

Crecimiento (mm)

160 140 120 100 80 60 40 20 0 1

2 T1

3

T2

4

5

6

7

8

Tiempo (dias)

T3

Gráfico 1. Relación entre el crecimiento de Zea mays y la humedad, teniendo en cuenta tres tratamientos; T1 (casi seco), T2 (exprimido), T3 (empapado).

Factor Humedad (Phaseolus vulgaris) 140

Crecimiento (mm)

120 100 80 60 40 20 0

1

2 T1

3 T2

T3

4

5

6

7

8

Tiempo (dias)

Gráfico 2. Relación entre el crecimiento de la planta Phaseolus vulgaris y la humedad, teniendo en cuenta tres tratamientos; T1 (casi seco), T2 (exprimido), T3 (empapado).

ANALIS DE RESULTADOS El maíz es un cultivo de crecimiento rápido, que rinde más con temperaturas moderadas y un suministro abundante de agua, de esta manera la mejor producción de maíz se daría en sustratos con poca capacidad para inundarse y de la misma manera para secarse (Coyuntura Agraria, 2010), esto no implica que la planta requiera de una elevada capacidad de retención de agua. Zea mays es una planta que se caracteriza por lograr germinar y crecer en casi cualquier tipo de ambiente en relación a la humedad, característica que fue observada en el grafico 1 en el que el crecimiento de Zea mays con respecto a los tres tratamientos aplicados fue exponencial; sin embargo las plantas del tratamiento 1 y 2 crecieron en menor tiempo (día 1) que la planta en el tratamiento 3 (día 2), esto debió deberse a la cantidad de agua que contenía, ya que estando empapado se retardará el proceso de absorción de nutrientes por medio de las raíces para su posterior crecimiento, hay que tener en cuenta también que a medida que transcurrió el tiempo se perdió gran parte del agua contenida por evaporación en este tratamiento lo que le favorece a la planta para evitar ahogarse. Ahora bien, uno de los aspectos observados fue que para este tratamiento se presentó un crecimiento un poco acelerado para los días 5 al 6, lo que indica que a medida que pasa el tiempo pueden existir variaciones en la velocidad de crecimiento, si se tiene disponibilidad de recursos hídricos en el medio. Por otro lado, Phaseolus vulgaris es una planta que se caracteriza porque requiere desde el inicio del ciclo hasta cierto tiempo en días después de la siembra, de humedad adecuada en el suelo, para un buen crecimiento, desarrollo de la planta, formación y llenado del grano (Porch & Hall, 2013), en el gráfico número 2 que abarca la planta de Phaseolus vulgaris se observa un crecimiento exponencial muy marcado para el tratamiento 2, pero para los tratamientos 1 y 3 su crecimiento no fue muy significativo sino hasta el día 4; a partir de allí el crecimiento de las plantas para ambos tratamientos fue exponencial aunque no muy marcado, logrando aumentar 35 mm y 25 mm de longitud respectivamente, lo que indica que la cantidad de humedad necesaria que requiere la planta para su crecimiento y desarrollo normal no es ni muy seca ni muy sobresaturada de agua.

LUZ Zea mays SELECCIÓN DEL ENVASE VERDE

DESCRIPCIÓN COMPARATIVA ENTRE LAS PLÁNTULAS Fue la que presento menor crecimiento

ROJO AZUL AMARILLO TRANSPARENTE NEGRO

Presento plántulas con un crecimiento mayor a las del envase amarillo y menor a las de envase transparente Las plántulas tuvieron el segundo lugar en crecimiento después de las del envase negro Presento plántulas con un crecimiento menor a las del envase rojo Las plántulas tuvieron el tercer lugar en crecimiento después de las del envase azul Las plántulas fueron las que tuvieron un mayor crecimiento Con respecto a las otras GRAFICA DE (Zea mays)

CRECIMIENTO (mm)

FACTOR LUZ (Zea mays) 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1

2 VERDE AMARILLO

3

4 ROJO DÍAS NEGRO

5 AZUL

6

7 8 TRANSPARENTE

Grafica 1 La luz es un factor abiótico muy importante ya que es un indispensable recurso para los diferentes procesos vitales como la fotosíntesis y el desarrollo del embrión. la luz es la energía necesaria para realizar la fotosíntesis, esta energía es expresada como radiación lumínica, y transformada a energía química. No sólo las plantas se centran en espectros de luz específicas para la fotosíntesis, pero diferentes espectros de luz se utilizan para diferentes tipos de crecimiento en las plantas. Hay millones de receptores de fotosíntesis en una hoja de una planta y cada receptor incluye pigmentos especializados que absorben frecuencias específicas durante la fotosíntesis. En la gráfica 1 se puede observar que la planta de Z ea maíz que estaba cubierta por cartulina negra presento un mayor crecimiento con 150 mm esto se debe

posiblemente a un proceso conocido como etiolación, este es un proceso natural que ocurre en las plantas por la ausencia prolongada de luz, ya que al estar totalmente cubierta esta no tiene la posibilidad de poder captar o absorber ningún tipo de espectro de luz. Este proceso se manifiesta tanto en plantas enteras o plántulas recién germinadas (Mederos K; 2016) el cual es nuestro caso, donde se observan crecimientos desproporcionados del tallo principal en busca de luz. Vale la pena aclarar que en nuestro experimento solo se dio inicio a este fenómeno mas no hubo desarrollo completo ya los tallos no se transformaron en tejidos blanquecinos, ni hubo una pérdida total de la pigmentación de las hojas. Por ende, estas al no obtener ni la cantidad ni la calidad de la luz adecuada para su crecimiento y desarrollo normal, originaron como consecuencia el inicio del proceso de etiolación. por otra parte, otras de las bases para fundamentar porque las plantas crecieron más es porque todos aquellos objetos que están recubiertos de negro no reflejan ningún color y absorben casi toda la radiación solar (90 a 98%) y por ende todas las longitudes de onda. (Kenneth W & Wills M, 2018) De igual forma la planta que estaba cubierta por papel celofán de color azul presento un crecimiento aproximado de 97 mm esto se debe a que la luz azul es uno de los puntos críticos de absorción del pigmento verde de las hojas que es el responsable de absorber radiación fotosintéticamente activa (RFA) (es el intervalo donde las plantas fotosintetizan que va desde 400 a 700 nm) , por lo tanto, el proceso fotosintético es más eficiente cuando hay luz azul ya que este ayuda el movimiento del cloroplasto, la regulación del crecimiento y la apertura de los estomas la cual ayuda al incrementando de la velocidad metabólica de las plántulas y por lo tanto es el responsable del crecimiento vegetativo. Caso contrario ocurrió con la planta de Zea maíz que poseía el papel celofán de color verde el cual tuvo el menor crecimiento con 77 mm, esto se debe porque la clorofila absorbe muy poco el espectro de luz verde, el cual en su mayoría es reflejado, por lo tanto, este juega un papel mucho menor en el crecimiento de las plantas (Manus R, 2011). Sin embargo, las plantas absorben todas las longitudes de onda, caso muy diferente es el rendimiento fotosintético que otorga cada color. Con respecto a la hipótesis planteada no se rechaza en cuanto a los espectros de luz escogidos para mayor y menor crecimiento los cuales fueron negro y verde respectivamente. Phaseolus vulgaris SELECCIÓN DEL ENVASE VERDE ROJO

DESCRIPCIÓN COMPARATIVA ENTRE LAS PLÁNTULAS Presentaron plántulas con un crecimiento menor que las plántulas de envase azul, pero mayor a las del envase verde Fueron las plántulas con menor crecimiento

AZUL AMARILLO TRANSPARENTE NEGRO

Presentaron crecimiento menor que las plántulas de envase amarillo y mayor a las de envase verde Fueron las plántulas con mayor crecimiento, con respecto a las plántulas de los otros envases Presentaron crecimiento menor que las plántulas de envase verde y mayor a las de envase negro Presentaron crecimiento menor que las plántulas de envase transparente y mayor a las de envase rojo GRAFICA DE (Phaseolus vulgaris) FACTOR LUZ (Phaseolus vulgaris)

40

CRECIMIENTO (mm)

35 30 25 20 15 10 5 0 1

2 VERDE AMARILLO

3

ROJO

4

NEGRO

5 AZUL

DÍAS

6 7 TRANSPARENTE

8

Grafica 2.

En la gráfica 2 se puede observar que las plántulas con mayor crecimiento fueron las del envase con celofán amarillo y las de menor crecimiento fueron las del envase con celofán rojo. En base a estos resultados, comparándolos con nuestra hipótesis planteada, se acepta que las plántulas de mayor crecimiento fueron las del envase amarillo. Mientras que se rechaza que las plantas que tendrían menor crecimiento serían las de envase verde, ya que los resultados anteriormente mencionados muestran que estas son las de envase rojo. Esto debido a que la luz amarilla presenta una longitud de onda larga (570nm a 590nm), lo que genera un aumento de la temperatura en las plántulas por la absorción de energía, lo que activa los procesos metabólicos de dichas plantas induciendo al crecimiento de las mismas. Las plántulas absorben totalmente las

longitudes de ondas del espectro amarillo por medio de la clorofila a (pigmento verde de todas las células fotosintéticas, encargado de absorber todas las longitudes de onda de la luz visible). Pero además se encuentran lo que son los pigmentos accesorios, encargados de absorber la energía que la clorofila a es incapaz de absorber. Los pigmentos accesorios que absorben este tipo de longitudes de onda (amarilla) son la clorofila b, xantofila. (Hernández R., 2014). Permitiendo observar mayor crecimiento en las plántulas amarillas. Caso contrario ocurrió con las plántulas de menor crecimiento, donde la hipótesis que planteamos no concordó con nuestros resultados. Ya que nuestro experimento mostro que las plántulas con menor crecimiento fueron las que estaban cubiertas con papel celofán rojo, lo que se vio influenciado en la diferencia del día de germinación, debido a que las plántulas solo tuvieron dos días para alcanzar su altura máxima (Figura 2). Por lo tanto, no tuvieron un desarrollo normal con respecto a las plántulas con los otros colores de celofán. Cabe resaltar que los resultados obtenidos se pudieron ver influenciados por el crecimiento de un hongo, lo que pudo afectar de alguna manera el proceso de germinación, afectando así los resultados finales de la investigación.

TEMPERATURA

Día Sábado Domingo Lunes Martes Miércoles

T1 95 95 95 97 99

TABLA DE CRECIMIENTO (mm) Frijol T2 T3 T1 70 90 100 93 90 100 140 90 102 147 90 102 150 90 102

Maíz T2 90 93 100 140 160

T3 90 90 90 90 90

La temperatura actúa sobre los órganos de la planta como un factor iniciador y regulador de los ´procesos de metabolismo, como la fotosíntesis, la transpiración, crecimiento y desarrollo (las diferentes etapas por las que pasa la planta desde la germinación a la madurez de sus frutos). Cualquier modificación de sus valores en una determinada zona hará que el comportamiento de los cultivos sea diferente ya que algunos órganos y hasta la propia planta pueden morir cuando la temperatura rebasa los límites de un rango determinado (Porch & Hall, 2013).

Altura (mm)

Factor Temperatura (Zea mays) 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 1

2

3

4

5

Tiempo (días) T1

T2

T3

Figura X: Factor temperatura sobre el crecimiento de Zea mays La planta Zea mays tuvo mayor crecimiento en el tratamiento T2 (temperatura ambiente 28°C) con respecto a los demás tratamientos ( Figura X), esto puede deberse a que esta planta alcanza una mayor tasa crecimiento en temperaturas comprendidas entre 24 ºC y 30 ºC (Hoseney, 1991), donde realiza mejor los procesos fotosintéticos que ayudan a la formación de azucares utilizados en el metabolismo, a medida que aumenta la temperatura el crecimiento disminuye como ocurrió en el tratamiento T3 (temperatura caliente 42°C) esto es debido a que en temperaturas más altas, la radiación es usada en forma apenas más significativa y eficiente en la fotosíntesis, pero la duración de las hojas, o sea el tiempo disponible para absorber radiaciones, es reducida, lo que produce la fotoinhibición que en algunos casos es reversible, pero los daños pueden ser irreversibles si la duración de las altas temperaturas es prolongada, llegando así en los casos extremos a la muerte de los tejidos (Bert, 2015). Además las altas temperaturas afecta a la producción de hormonas especialmente ácido abscísico y citoquininas lo cual puede a su vez restringir el desarrollo de los cloroplastos y reducir la actividad fotosintética en los vástagos, cabe resaltar que una manera de responder la planta al estrés por temperatura es el cierre de los estomas para evitar la pérdida de agua lo que genera una disminución de la fotosíntesis que se ve reflejada en la disminución del crecimiento en las plantas jóvenes como se observa en el tratamiento T3, resultado que concuerda con los obtenidos por Yzarra et al., (2010) al evaluar el efecto del clima en la producción y productividad del Zea mays amarillo duro en la costa central del Perú. Por otra parte las bajas temperatura también afectan notablemente el crecimiento y desarrollo de las plantas ya que actúa sobre las funciones enzimáticas como sobre las propiedades de las membranas y se ponen en evidencia por la reducción de la fotosíntesis, debido a la translocación de los carbohidratos que disminuye sensiblemente durante el período nocturno y lleva a la acumulación de almidón en los

cloroplastos, lo cual reduce el proceso de la fotosíntesis, lo que produce que le crecimiento sea más lento en el tratamiento T1 (temperatura fría 4°C) resultado con cuerda con los obtenidos por Arbués (2011) al evaluar el efecto de heladas en post-floración del Zea mays, en la producción y calidad de la cosecha.

Altura (mm)

Factor Temperatura (Phaseolus vulgaris) 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 1

2

3

4

5

Tiempo (días) T1

T2

T3

La planta de Phaeseolus vulgaris tuvo mayor crecimiento en el tratamiento T2, esto puede deberse a que la temperatura de este tratamiento está en el rango de temperatura optima comprendida entre 14°C y 35°C (Beebe et al., 2011) en la cual la planta tiene mayor crecimiento debido a que no se encuentra sometida a estrés, por lo tanto la planta realiza todos sus procesos fisiológicos que le permiten tener un crecimiento constante ya que realiza la fotosíntesis y los fotoasimilados son transportado a los órganos de crecimiento. Sin embargo este crecimiento puede disminuir al bajar la temperatura como se observa en el tratamiento T1, debido a que los carbohidratos totales que se encuentran las hojas producto de la fotosíntesis no se movilización a través de la planta, o lo hacen muy lentamente ya que la baja temperatura afecta la actividad enzimática (Lara, 2015). Además las altas temperaturas influyen en el crecimiento de las plantas como se observa en el tratamiento T3 la cual no tuvo crecimiento resultado que con cuerdan con los obtenido en el estudio de Barrera, (2016) al evaluar los Mecanismos morfofisiológicos asociados con la tolerancia a altas temperaturas en Phaseolus vulgaris . Las plantas de Phaseolus vulgaris genera mecanismos para soporta al estrés que está sometida, uno de esos mecanismo es el cierre de estomas para mantener el balance hídrico en las células, la estabilidad de las membranas, incremento de la fotoinhibición, lo que genera disminución en la producción y translocación de los fotoasimilados (Omae et al., 2012).

BIBLIOGRAFÍA 

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