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Ver el documento (formato PDF)   Manfreda, Vilma Teresa.  "Absorción y eficiencia de uso de P en diferentes genotipos de trigo"  (2004)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El objetivo de la presente tesis fue el estudio de la regulación de los flujos de P y el consumo de lujo en plantas de trigo cultivadas en suministros de P no limitantes para el crecimiento. Este aspecto de la nutrición mineral ha sido objeto de poca atención por los investigadores a nivel mundial a pesar de su implicancia en los aspectos económicos relacionados con la fertilización del cultivo y la sustentabilidad de los sistemas. El acercamiento a los objetivos propuestos se realizó mediante la comparación de genotipos de trigo contrastantes en su eficiencia nutricional de P cultivados bajo condiciones controladas (cámara climática e hidroponia). Se emplearon soluciones de cultivo ya que, además del control estricto del nivel de suministro, permite la valoración de los flujos unidireccionales de P de las raíces (influjo y eflujo de P). Los pasos seguidos fueron: 1) seleccionar desde un conjunto de seis genotipos de trigo dos que fueran contrastantes en su economía del P y, 2) estudiar en ellos, con más detalle, el crecimiento, la tasa de absorción neta (SARP), flujos bidireccionales (influjo y eflujo de P) y la relación biomasa seca/contenido de P (cociente de utilización de P, CUP), como posibles indicadores de la eficiencia nutricional. Se presentan los resultados obtenidos en 0.05 y 5 mol.mˉ³ de P, suministros que mostraron no ser limitantes para el crecimiento. Los genotipos seleccionados fueron Buck candisur y Chaqueño INTA. El primero presentó un crecimiento, una SARP y un CUP mayor que Chaqueño INTA. Estos dos últimos parámetros fueron afectados por el suministro de P en forma diferente para cada genotipo. No se presentaron diferencias significativas entre genotipos ni en el influjo ni en el eflujo de P. Posteriormente se realizaron dos ensayos con estos dos genotipos de trigo, uno en cámara climática y otro en invernáculo, cultivados en un suelo deficiente de P fertilizado con altas dosis de PO4H2, con el fin de comprobar si las diferencias observadas en la SARP y CUP en hidroponia se mantienen en el cultivo con suelo. Los resultados mostraron las mismas diferencias genotípicas en la SARP y CUP que las encontradas en hidroponia. Se realizaron dos experiencias en hidroponia a fin de constatar qué flujos de P se relacionan con la concentración de P en las plantas. La obtención de plantas con distintas concentraciones internas de P se realizó mediante dos métodos: cambios de suministro de P (entre concentraciones no limitantes para el crecimiento) y privación total de P. Como resultado se observó que la SARP, la tasa de acumulación de P en las raíces (TAPr)y la tasa de transporte de P al vástago (TTPv) fueron los flujos que variaron junto con la concentración interna de P en las plantas, mientras que el eflujo e influjo de P presentaron escasas diferencias entre las plantas transferidas y las plantas control. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la absorción de P en suministros no limitantes para el crecimiento está más vinculada con los flujos internos de P (TAPr y TTPv), que con los flujos unidireccionales de entrada (influjo)y salida (eflujo) de este nutriente hacia y desde las raíces. Es de destacar las limitaciones metodológicas en la determinación de los flujos de P (en especial las relacionadas con diferentes tiempos de medición) y la alta variabilidad en los parámetros medidos (relacionados con diferencias entre unidades experimentales, ciclos de luz-oscuridad, etc.) que dificultan su utilización para comparar genotipos. Otro factor que podría haber comprometido las estimaciones de los flujos de P es su expresión por unidad de biomasa seca de raíces en vez de expresarla por unidad de área. Las posibles diferencias entre genotipos y/o entre suministros de P en la relación superficie:biomasa seca de raíces podrían enmascarar o aun arrojar diferencias espúreas en los flujos de P. Afortunadamente estas diferencias no fueron encontradas ni entre genotipos ni entre suministros, por lo que las estimaciones de los flujos realizadas con los pesos secos de raíces pueden asimilarse a las calculadas con la superficie de las mismas. Finalmente se analizó el conjunto de ensayos bajo otra perspectiva en los que se incluyó, además, datos de otro genotipo de trigo (Las Rosas INTA). Este enfoque se basa en el uso de las correlaciones entre las biomasas y el contenido de P que posibilitan identificar los cambios pasajeros en la aclimatación de las plántulas a los suministros de P, y eventualmente descartarlos en el análisis, permitiendo comparar el comportamiento general de los genotipos a más largo plazo. La pendiente de la relación entre el contenido de P y la biomasa seca por planta permitió establecer el valor de la concentración interna de P alcanzada a largo plazo (“concentración de tendencia”), como así también, la capacidad de cada genotipo de conservarla en diferentes suministros de P (0.05; 0.1 y 5 mol.mˉ³ de P). La diferencia de la concentración de P de tendencia entre los suministros indica el consumo de lujo de P entre suministros. Esta diferencia, entre 0.05 y 5 mol P.mˉ³, mostró que Chaqueño INTA presentó un menor consumo de lujo de P, Buck candisur el mayor, siendo el de Las Rosas INTA intermedio. La tasa de absorción neta (SARP) se redefinió mediante la regresión de la biomasa seca de plantas en el tiempo y con las correlaciones biomasa seca de plantas-biomasa seca de raíces y biomasa seca de planta-contenido de P de planta. El límite de la función obtenida para la SARP se interpretó como la “SARP de tendencia", quedando definida por dos componentes: 1) la concentración de P de tendencia y 2) producción-distribución de la biomasa. Ambos factores caracterizan a cada genotipo pero, mientras que el primero puede variar entre suministros de P, el último es constante para cada genotipo. Las diferencias entre genotipos muestran que Chaqueño INTA y Buck candisur difieren sólo en el primer componente, mientras que Las Rosas INTA difiere de estos dos genotipos por su menor producción-distribución de biomasa. Este análisis muestra que Las Rosas INTA posee la menor SARP, Chaqueño INTA intermedia y Buck candisur la mayor. La diferencia en el ordenamiento de genotipos según concentración interna de P o SARP pone en duda el valor de este último parámetro como estimador de la eficiencia de uso de P cuando su suministro es no limitante para el crecimiento. Otro elemento para dudar de la SARP (cuando se la estima en períodos cortos de tiempo, ej: horas) como estimador de la eficiencia nutricional es su variabilidad durante el ciclo de luz-oscuridad en estos suministros. Por último el influjode P (flujo que es sólo posible medirlo en lapsos de 20') es el parámetro de mayor variabilidad. Varía notoriamente entre unidades experimentales, durante el ciclo de luz-oscuridad, con la edad de las plantas y es además afectado por el suministro de P. En este conjunto de factores la variabilidad genotípica, aportada por los seis genotipos estudiados, fue prácticamente nula. No se encontraron correlaciones entre el influjo de P ni con la SARP ni con la concentración interna de P, sin embargo se pudo observar que disminuye en 5 y 0.1 mol P.mˉ³ y que aumenta en 0.05 mol.mˉ³ de P con el aumento de la biomasa. Los resultados muestran como poco adecuado el empleo de mediciones en tiempos cortos de los flujos de P como estimadores de su eficiencia nutricional cuando la disponibilidad de este elemento es alta.

Abstract:
The aim of the current thesis was to study P-fluxes and P-luxury consumption regulation in wheat plants grown in P-supplies which do not limit growth. This area of plant nutrition has been scarcely explored by workers in spite of its importance to the economy of crop fertilization and the sustainability of agronomical systems. The approach to the proposed objectives was to compare wheat genotypes of contrasting nutritional P efficiency, cultivated under controlled conditions (climatic chamber and hydroponics). Hydroponics was utilized because, besides the control of the supply, it allows the measurement of the unidirectional P fluxes in roots (P influx and efflux). The steps followed were: 1) to select, from a group of six wheat genotypes, two with contrasting P economy; and 2) to study in further detail their growth, specific absorption rate of P (SARP), bidirectional fluxes (P-influx and P-efflux) and the relationship dry biomass/P content (Phosphorus utilization quotient, PUQ), as possible indicators of nutritional efficiency. Results were obtained in P supplies of 0.05 and 5 mol P.mˉ³, concentrations that were shown not to be restrictive for growth. Selected genotypes were Buck Candisur and Chaqueño INTA. The first presented a higher growth, SARP and luxury consumption than Chaqueño INTA. The last two parameters were affected by P supply in a different way for each genotype. Significant differences were not observed among genotypes, neither in P influx or P efflux. Later on, experiments were carried out using both genotypes grown in a P deficient soil, one in a climatic camera and another in a glasshouse. High doses of PO4H2 were used with the purpose of checking if the differences observed in the SARP and PUQ between genotypes were maintained, a fact that was confirmed under these conditions. Two other experiments were carried out in hydroponics, with the aim of to verify which of those P-fluxes were related with plant P-concentration. Plants with different internal P concentrations were obtained by two methods: changing P supply (between non-growth limiting concentrations) and deficiency induced by total P deprivation. As a result, it was observed that SARP, P accumulation rate in roots (PARr) and P transport rate in shoots (PTRs) were the fluxes that varied with internal P concentration, while P efflux and influx showed scarce differences between transferred and control plants. These results support the hypothesis that P-uptake in high P supplies is more associated with internal P fluxes (PARr and PTRs) than with the input (influx) and output (efflux) of this nutrient towards and from roots. It should be emphasised that there are methodological limitations in the determination of P-flux (especially those related to different measurement times) and that there is high variability in the measured parameters (related to differences between experimental units, cycles of light-darkness, etc.) that hinder their use for comparing genotypes. Another factor that could have compromised the accuracy of the estimations of the P-fluxes is that they were expressed per unit of root dry matter instead of per unit of root area. Possible differences in the relationship between surface and root dry biomass among genotypes and/or among P supplies would mask or even create spurious differences in P-fluxes amongst them. Fortunately, these differences were neither found between genotypes nor between P-supplies. Therefore, the estimates of these fluxes carried out per unit root dry weight can be assimilated to those calculated using root surface. Finally, was analysed the group of experiments under another perspective, in which we included data of another wheat variety: Las Rosas INTA. The analysis was centred around the use of correlations between the biomasses and P content, which facilitate the identification of changes related to plant acclimatization to P supplies and eventually leads to their elimination from the analysis, allowing the comparison of the general behaviour of genotypes over the long term. The slope of the relationship between plant P-content and dry biomass per plant allowed the estimation of the value of internal P concentration reached over the long term (“trend P-concentration"), as well as the capacity of each genotype to conserve this concentration in different P supplies (0.05; 0.1 and 5 mol P.mˉ³). The difference of the trend P-concentration between non-limiting P-supplies indicates luxury consumption of P. This difference, calculated between 5 and 0.05 mol P.mˉ³, showed that Chaqueño INTA presented the lowest P luxury consumption, Buck Candisur the highest, and Las Rosas INTA an intermediate value. The net specific absorption rate of P (SARP) was redefined by means of the regression of plant dry biomass over time, and by two further correlations: a) plant dry biomass: root dry biomass; and b) plant dry biomass: Plant P content. The limit of SARP function (when time trends to infinite) was interpreted as a “SARP trend”. This value is defined by two components: the trend concentration of P, and the production distribution of biomass. Both factors are characteristics of each genotype, but, while the first can vary between P supplies, the second is constant for each genotype. Differences among genotypes showed that Chaqueño INTA and Buck Candisur only differ in the first component, while Las Rosas INTA differs in its smaller production-distribution of biomass. This analysis showed that Las Rosas INTA had the smallest, Chaqueño INTA intermediate and Buck Candisur the largest SARP. The different rank order obtained for the genotypes according to their internal P concentration or SARP brings into question the adequacy of this last parameter as an estimator of P use efficiency in high P supplies. Another reason for doubting the use of SARP as an estimator of the nutritional efficiency (when it is estimated during short times scale, i.e. hours) is its variability during the light-darkness cycle. Finally, P influx (flux that is only possible to measure in lapses of 20') is the more variable parameter. Besides, it is affected by P supply and shows great variation between experimental units, being affected by light-darkness cycles and plant age. In this group of factors the genotypic variability, contributed by the six genotypes studied, was practically null. They were no correlations found between P influx with the SARP or with the internal P concentration; however, it could be observed that it decreases in 5 and 0.1 and increases in 0.05 mol .mˉ³ of P with biomass increase. The results demonstrate the inadequacy of the employment of short time estimation of P fluxes as efficiency estimators in conditions of high availability of this nutrient.

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Registro:
Título : Absorción y eficiencia de uso de P en diferentes genotipos de trigo    
Autor : Manfreda, Vilma Teresa
Director : Cogliatti, Daniel H.
Consejero : Cabral, Daniel
Año : 2004
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNICEN). Facultad de Agronomía de Azul
Centro de Ecofisiología Vegetal (CEVEG)
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3723_Manfreda
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Agronomía
Biología / Fisiología Vegetal
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