Caña de Azúcar 20(2):3-16. 2002

RESPUESTA DE CUATRO VARIEDADES DE CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum sp) A CONDICIONES DE SEQUÍA, MEDIANTE LA DETERMINACIÓN DE LA SALIDA DE ELECTROLITOS

E. Y. Hernández y F. L. Amaya L.

INIA–Táchira, Bramón,
estado Táchira, Venezuela.
Recibido: 02/12/03. Aceptado: 10/01/04

RESUMEN

Para medir el efecto de la sequía sobre cuatro variedades de caña de azúcar (Saccharum sp. híbrido), se realizó un experimento bajo condiciones de invernadero, en el Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) del estado Táchira. Se utilizaron las variedades PR 69-2176, PR 61-632, My 55-14 y V 68-74, las cuales se mantuvieron en tres condiciones de humedad del suelo. Se evaluó con el método de valoración conocido como salida de electrolitos. Se determinó el incremento en la salida de electrolitos, a los 75 y 150 días, relacionando la respuesta sobre el daño ocurrido a la membrana celular por la exosmosis; considerando tolerante las variedades de menor incremento relativo en la salida de electrolitos. Los resultados obtenidos a los 75 y 150 días, mostraron que la variedad PR 69-2176 presentó el menor valor (tolerante) bajo las tres condiciones de humedad, siendo los mayores incrementos relativos los presentados por las variedades My 55-14 y V 68-74 (susceptibles). El cultivar PR 61-632 presentó valores intermedios, considerándola medianamente tolerante. El análisis estadístico, concluyó que existen diferencias altamente significativas al 5% de probabilidad.

Palabras Clave: Caña de azúcar, sequía, variedades, salida de electrolitos.

FOUR SUGARCANE VARIETIES (Saccharum sp) RESPONSE TO DROUGHT CONDITIONS, BY MEANS OF THE DETERMINATION OF THE EXIT OF ELECTROLYTIC

SUMMARY

An experiment was established to measure drought effect on four sugarcane varieties (Saccharum sp Hybrid), under greenhouse conditions at Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), in Táchira state. PR 69-2176, PR 61-632, My 55-14 and V 68-74, sugar cane varieties, were submitted under three humidity conditions using exit of electrolytes determination method. The electrolytes were measured at 75 and 150 days; then, the response related to the damaged occurred on cellular membrane by exosmosis. Those varieties that showed low relative increases in the electrolytes measured were considered tolerant. PR 69-2176 resulted as the variety with the lowest value at 75 days as well as 150 days under the three humidity conditions. My 55-14 and V 68-74 showed the greatest increases being considered susceptible. The PR 61-632 variety showed intermediate values meaning fairly tolerant variety. The statistical analysis showed high significant differences at 5% level. 

Key words: Sugarcane, varieties, drought, exit of electrolytes.

INTRODUCCIÓN

Las consecuencias y efectos fisiológicos causados por la sequía son diversos y complejos, involucrándose una serie de procesos metabólicos que derivan en la mayoría de los casos, en una disminución del rendimiento de las plantas cultivadas.

En Venezuela la demanda de azúcar no ha podido ser cubierta con la producción nacional. Se estima que se requieren cerca de 300.000 toneladas métricas, aunque en los últimos años la productividad ha mejorado. Existen evidencias de baja productividad en el país, si se compara con la de otros países tales como Colombia, Guatemala, Sudáfrica y Estados Unidos de Norteamérica que registran valores entre 8 a 12 toneladas de azúcar por hectárea (FAO, 1992).

Del plan estratégico para el autoabastecimiento de azúcar en Venezuela planteado por Yépez (1995), se deriva la idea de aplicar nuevas tecnologías tanto en fábricas como en los cultivos, destacando en el componente primario el uso ineficiente del agua como primera limitante. Actualmente este problema se trata de resolver mediante el manejo de épocas y métodos de siembra, preparación del suelo, nivelación y nuevos sistemas o métodos de riego. Una de las alternativas consiste en la selección de cultivares con menores exigencias de agua, lo cual representaría un ahorro en el uso del líquido y en los costos de producción. El mejoramiento genético en caña de azúcar con el propósito de producir variedades tolerantes a sequía ha sido exitoso. Aunque se plantea la obtención de genotipos con mayor adaptación y rendimiento, si las características que determinan la tolerancia pudieran ser identificadas y usadas como criterio de selección (Puig, 1993), se obtendrían variedades con más capacidad para resistir el déficit hídrico. Esto ayudaría a estabilizar los rendimientos y a elevar la eficiencia en el uso del recurso suelo-agua-planta.

Es factible emplear, para el diagnóstico de la resistencia a la sequía, métodos tales como la medición de la cantidad de electrolitos que salen de una muestra foliar una vez sumergida en agua destilada (grado de tolerancia o susceptibilidad al déficit hídrico), lo cual se considera proporcional al daño causado a las estructuras citoplasmáticas por la desecación. (Meneses, 1985; Balbín, et al, 1987; Mojena, et al, 1987; Rincones, C. 1986).

Con el objeto de evaluar la tolerancia a la sequía de cuatro variedades de caña de azúcar mediante la metodología de determinación de la salida de electrolitos, se realizó una investigación bajo condiciones controladas en el Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) del estado Táchira, utilizando las variedades: PR 61-632, PR 69-2176, V 68-74 y My 55-14, bajo tres condiciones de humedad.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló en condiciones de invernadero en el INIA Táchira. Se utilizaron cuatro variedades comerciales de caña de azúcar identificadas como My 55-14, V 68-74, PR 69-2176 y PR 61-632, de las cuales se conocen características de susceptibilidad a la sequía sólo de la variedad My 55-14.

La semilla utilizada fue seleccionada de plantas de 10 meses de edad del banco de germoplasma ubicado en la Estación Local Yaritagua del INIA en el estado Yaracuy. Esta semilla fue sembrada en maceteros plásticos con capacidades de: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17 y 19 Kg de suelo con características físicas y químicas uniformes. Al suelo se le realizó análisis de retención de humedad para determinar la lámina neta de riego a aplicar por tratamiento. Para ello, se utilizaron las técnicas de: límite inferior y superior de plasticidad, índice de plasticidad, conductividad hidráulica en suelos saturados, macroporosidad y densidad aparente (Wagner y Medina, 1998).

El mismo día de la siembra se inició la práctica del riego aplicándole a los tratamientos un riego de asiento hasta alcanzar la capacidad de campo y manteniéndolo por un lapso de 45 días. Alos 45 días se realizó la fertilización de acuerdo a recomendaciones del laboratorio de suelos del INIA Táchira. El control de malezas se realizó manualmente.

El tiempo de estudio fue de 195 días. La siembra se realizó mediante la colocación de 4 yemas del cultivo por macetero, seleccionándose a los 45 días la planta definitiva para cada unidad experimental. Ese mismo día, se instalaron los tratamientos de frecuencia de riego: 7, 15 y 21 días.

El diseño experimental fue completamente aleatorizado en parcelas divididas, con 4 repeticiones y 10 plantas por unidad experimental (tamaños diferenciales). En total se evaluaron 480 plantas. La variable estudiada en la parcela principal fue la variedad y en la subparcela, la frecuencia de riego. Se realizaron trece (13) muestreos, cosechando una planta cada quince días.

Se utilizó el análisis de varianza y la prueba de mínima diferencia significativa (m.d.s). De esta manera se obtuvo diferencias entre las medias de los tratamientos, al 95% de probabilidad.

Determinación de la tolerancia al déficit hídrico mediante la salida de electrolitos

El método salida de electrolitos se aplicó a los 75 y 150 días y consistió en tomar de la parte central de la hoja 2 una sección de tejido de 10 cm de longitud (Meneses, 1985). Una mitad de la sección se utilizó como muestra control y la otra se sometió a desecación en la estufa a 40°C por dos horas.

La muestra control se sumergió en 20 ml de agua destilada durante tres horas, aplicándose el mismo tratamiento a las muestras sometidas a desecación. Al cabo del tiempo indicado, las muestras se retiraron del agua, midiéndole a esta última la conductividad eléctrica en micro ohmnios (µW) por 100 mg de materia seca.

El grado de tolerancia o susceptibilidad de la variedad a la sequía se determinó por el incremento con respecto al control, el cual se tomó como unidad de referencia.

Contenido relativo de agua en el tejido (%)

Se determinó el peso fresco y seco de la biomasa aérea y subterránea de cada una de las plantas cosechadas. Se determinó el contenido relativo de agua en el tejido (%) utilizando el método gravimétrico. Esta información fue complementaria al estudio para la interpretación de los resultados.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La respuesta de las variedades al incremento relativo en la salida de electrolitos se observa en el Cuadro 1. La variedad PR 69-2176 expresó el menor valor en comparación con los obtenidos en las variedades My 55-14 y V 68-74, cuya respuesta fue muy similar.

Estos resultados coinciden con los de Meneses (1985) quien cataloga la variedad My 55-14 como susceptible.

 En el análisis de varianza se observa que las variables variedad, frecuencia y la interacción variedad x frecuencia, son mostraron significancia estadística (Cuadro 2).

                             CV: 3,15 %

Las diferencias en la respuesta encontrada en las variedades con respecto al incremento en la salida de electrolitos se observan en el Cuadro 3. Todas las variedades se comportaron de manera diferente. Situación similar sucedió en las condiciones donde la frecuencia de riego cada 21 días superó la de 15 días y esta a su vez la de cada 7 días.

                                 m.d.s.= 0,3675 α= 0,05 m.d.s.=0,4025 α= 0,05

En el Cuadro 4 se presenta la información obtenida en la determinación del incremento en la salida de electrolitos a los 150 días de edad de las cuatro variedades evaluadas. A diferencia de la respuesta obtenida en los 75 días, resalta el comportamiento de la variedad PR 61-632, la cual mostró mayor susceptibilidad que la variedad My 55-14 y muy cercana es la respuesta a la variedad V68-74.

En el cuadro 5 los resultados estadísticos confirman diferencias altamente significativas en el comportamiento de las variedades, las frecuencias de riego y su respectiva interacción.

                        m.d.s.=1,097 α= 0,05 CV = 3,07%

A los 150 días igualmente se encontró un comportamiento diferencial tanto en variedades como en frecuencia de riego. La variedad PR 61-632 mostró mayor susceptibilidad que la variedad My 55-14. Con respecto a la variable frecuencia de riego la respuesta obtenida se mantuvo en el tiempo (75 y 150 días), tal como se observa en el Cuadro 7.

                             m.d.s= 0,2598 α = 0,05 m.d.s= 0,2635 α= 0,05

En el Cuadro 8 se destaca la consistencia de la respuesta de la variedad PR 69-2176 a las tres condiciones de humedad, donde mostró los menores valores. Esta característica permite catalogarla como tolerante a la sequía. El caso contrario ocurrió en la variedad V 68-74.

                          m.d.s = 0,805 α= 0,05 

La información del Cuadro 9, confirma que la variedad PR 69-2176 fue la que conservó más humedad en el tejido independientemente de la frecuencia de riego y de la edad del cultivo. Por otro lado, la variedad V 68-74 efectivamente fue la que retuvo menor humedad. Es notorio en la mayoría de los casos que el contenido de humedad a los 150 días de edad es inferior al de los 75 días y del mismo modo, la frecuencia de riego afectó dicho contenido, siendo superior cuando se acortó el período de aplicación de riego.

CONCLUSIONES

El comportamiento de las variedades estudiadas a distintas condiciones de humedad en el suelo fue diferencial. La variedad PR 69-2176 es catalogada como tolerante, mientras que la variedad V 68-74 resultó la más susceptible. Los cultivares PR 61-632 y My 55-14 mostraron condiciones que la catalogan medianamente tolerantes. El método de evaluación de determinación de salida de electrolitos resultó práctico, preciso y rápido para la valoración de la tolerancia de variedades a las condiciones de sequía. La demostración a las condiciones de tolerancia a la sequía de la variedad PR 69-2176, se debe entre otras razones a las características fisiológicas que manifiestan mediante el menor incremento de salida de electrolitos (75 y 150 días) y a la capacidad del tejido de mantener mayor contenido relativo de agua. La determinación del contenido relativo de agua en el tejido, como técnica es rápido y económico, pero no ofreció la precisión del método de salida de electrolitos. Se recomienda su uso como complementario para la interpretación de los resultados. Las evidencias estadísticas demostraron que la frecuencia de riego con intervalos de siete días son significativamente diferentes si se trata de las variedades PR 61-632, My 55-14 y V 68-74.

BIBLIOGRAFÍA

BALBIN, M.; ORTEGA, I. E.; JEKOV, J. 1987. Cambios metabólicos provocados por el déficit hídrico en hojas separadas de caña de azúcar y de maíz. Ciencias de la Agric. 32:82-88. FAO. 1992. Anuario de comercio. Italia, Roma. Volumen 46: 158 -169.

MENESES, S. 1985. Diagnóstico de la resistencia a la sequía de variedades de caña de azúcar mediante la determinación de la salida de electrolitos. ATAC (6) nov-dic:11-16.

MOJENA, R.; VEGA, D.; MENESES, S.; ROBLEDA, D.; RAMÍREZ, A. 1990. Estudio de la resistencia a la sequía en variedades de caña de azúcar mediante indicadores biológicos y fisiológicos. ATAC (2): 40-45.

PUIGH, T.J. 1993. Metodologías in vitro para establecer la reacción de cuatro cultivares de caña de azúcar (Saccharum spp) a condiciones de déficit hídrico. Trabajo de Grado de Magíster Scientiarum. Fac. Agronomía. UCV, Maracay (VE). 101p.

RINCONES, C. 1986. Comportamiento de ocho variedades a dos frecuencias de riego. Caña de Azúcar. Vol. 4, Suplemento (1). p103.

WAGNER, M.; MEDINA, G. 1998. Técnicas de evaluación de compactación de suelos. Maracay, Venezuela., Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Serie B - Nº 33.36 p.

YÉPEZ, M. R. 1995. Plan estratégico para el autoabastecimiento de azúcar en Venezuela. Venezuela Azucarera Nº 54. (abril, mayo y junio): 28-32.