Introducción
El sistema productivo de la palma de aceite en Colombia se ve seriamente afectado bajo los escenarios de
cambio climático, los cuales generan grandes variaciones en el régimen pluviométrico y disponibilidad hídrica del
suelo. El déficit hídrico afecta el metabolismo y la fisiología de la planta, reduce la tasa fotosintética y la
transpiración (Smith, 1989), genera variación en la proporción de inflorescencias masculinas y femeninas (Corley,
1976), se retarda el crecimiento de la planta (Corley, 1976; Rivera et al, 2012), y en general se reduce la
productividad del cultivo (Mejía, 2000; Romero, Ayala y Ruiz, 2007). Por otro lado, los altos costos de la
implementación de sistemas de riego eficientes, los cuales no son asequibles a todos los productores de palma
(Leyva, 2001), obliga a que se haga uso de sistemas que requieren mayores volúmenes de agua, condición que
termina siendo desfavorable para el sostenimiento de la palmicultura, y mas bajo las condiciones ambientales
actuales. Es por esto, que para contrarrestar el efecto del déficit hídrico en el cultivo de la palma de aceite es
necesario identificar materiales tolerantes y con características de interés para incluirlos en programas de
mejoramiento genético y desarrollar nuevas variedades menos vulnerables a las condiciones de estrés.
Este trabajo busca identificar las fuentes de tolerancia al déficit hídrico de materiales obtenidos de cruzamientos
Dura x Pisífera con polen tipo “Yangambi” (Tester) y madres de la colección Biológica de E. guineensis colectada
en la república de Angola.
Metodología
Fueron evaluados 25 cruzamientos de los cuales 22 fueron obtenidos de cruzamientos Dura x Pisífera con polen
tipo “Yangambi” (Tester) y madres de la colección Biológica de E. guineensis colectada en la república de Angola
en cinco zonas geográficas con regímenes climáticos contrastantes, y tres materiales de origen comercial CIRAD
(IRHO 1001, 2501 y 7001).
Caracterización de materiales de la colección biológica Angola
de palma de aceite para la búsqueda de rangos de tolerancia y
susceptibilidad al déficit hídricoArley Fernando Caicedo1, Iván Mauricio Ayala1, Rodrigo Ruíz Romero1, Hernán Mauricio Romero1,2
1Programa Biología y Mejoramiento de la Palma, Cenipalma. 2Departamento de Biología, Universidad nacional de Colombia.
Correo electrónico: [email protected]
CIRAD 1001
CIRAD 2501
CIRAD 7001
1.11.11
1.4.1.8
1.8.1.61.9.1.2
1.9.1.5
2.3.2.6
2.4.1.2
3.10.1.4
3.3.1.1.3
3.4.2.3
3.4.3.3
3.5.1.8
3.8.1.14
3.8.2.2
3.9.3.9
4.1.1.7
4.1.3.55.2.1.8
5.9.1.8T1
T2
T3
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0
__
__
__
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oto
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mo
l C
O2m
-2s
-1)
Fotosíntesis (μmol CO2m-2s-1)
________________Condición de Capacidad de Campo______________
Fuente de
variaciónGL
Fotosíntesis
(μmol CO2m-2s-1)
Conductancia
estomática
(mmol H2Om-2s-1)
Transpiración
(mmol H2Om-2s-1)
UEA
(μmolCO2/mol
H2O)
Potencial
Hídrico Foliar
(MPa)
Azúcares Reductores
(mg glucosa/g de
muestra)
Condición
Hídrica1 0.0002 *** 0.0009 *** 0.0004 *** 0.0748 n.s. 0.0022 ** 0.0014 **
Material 24 0.0217 * 0.0023 ** 0.0676 n.s. 0.1607 n.s. 0.5479 n.s. 0.0003 ***
Cond x Material 24 0.2683 n.s. 0.0073 ** 0.1466 n.s. 0.3531 n.s. 0.4693 n.s. 0.3263 n.s.
Tabla 1. Análisis de varianza para Fotosíntesis, Conductancia estomática, transpiración, Uso Eficiente del Agua, Potencial
Hídrico foliar, azúcares totales y reductores en 25 genotipos de Palma de aceite evaluados bajo dos potenciales hídricos
del suelo (capacidad de campo y -1 Mpa).
n.s.: no significativo.; *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. GL: grados de libertad.
Resultados
Los valores de conductancia estomática, fotosíntesis, transpiración, potencial hídrico foliar y contenido de
azúcares reductores presentaron diferencias significativas entre las condiciones hídricas (Tabla 1), así como
también entre materiales.
El potencial hídrico foliar bajo estrés por déficit hídrico es más alto (potenciales más negativos) (Tabla 2), de
modo que los materiales con valores menos negativos en déficit hídrico ajustaron su potencial hídrico para
mantener el flujo de agua en su sistema.
El contenido de azúcares es más alto en palmas estresadas por déficit hídrico. Esta respuesta de acumulación
busca en la planta estabilizar macromoléculas importantes en el mantenimiento de la turgencia de las células
(Laksmi et al, 2009).
Los cruzamientos que presentan tasas fotosintéticas altas en condiciones de déficit hídrico, pero baja
fotosíntesis en capacidad de campo se presentan en el cuadrante A, los cruzamienos que presentan altas
tasas fotosínteticas tanto en condiciones de estrés como en capacidad de campo se encuentran en el cuadrante
B y son las más promisorias a exhibir tolerancia al estrés hidrído. Por otra parte, el cuadrante C presenta los
cruzamientos de menor respuesta tanto en condiciones de capacidad de campo como en condiciones de estrés
y en el cuadrante D se presentan los cruzamientos que no se comportan bien en condiciones de estrés pero
presentan un buen comportamiento en condiciones de capacidad de campo (Figura 2).
Bibliografía• Corley R. H. V. 1976. Inflorescence abortion and sex differentiation. En R. H. V. Corley, J. J. Hardon, and B. J. Wood [eds.], Developments in crop science, vol. 1, Oil palm research, 37–54. Elsevier,
Amsterdam, Netherlands
• Farooq, M. Waihid, A. Kobayashi, N. Fujita, D. Basra, S. 2009. Plant Drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development, Vol 29. Pp 185-212.
• Florido , M; Bao, L. 2014. Tolerancia al estrés por déficit hídrico en Tomate (Solanum lycopersicum L.). Cultivos tropicales, vol. 35 (3). 70-88.
• Lakshmi, P.; Satish, K.; Tran, L. y Nguyen, H. Physiological and molecular aproaches to improve drought resistance in soybean. Plant & Cell. Physiol.,2009, vol. 50, no. 7, pp. 1260-1276.
• Leyva P. 2001. El medio ambiente en Colombia. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM. 2a Edición. Bogotá, pp: 530
• Mejía, J.O. 2000. Consumo de agua por la palma de aceite y efectos del riego sobre la producción de racimos, una revisión de literatura. Revista Palmas, 21 (1): 51-58
• Smith B. 1989 The Effects of Soil Water and Atmospheric Vapor Pressure Deficit on Stomatal Behavior and Photosynthesis in the Oil Palm. J. Exp. Bot. 40 (215): 647-651.
• Romero, H. Ayala, I. y R. Ruiz. 2007. Ecofisiología de la palma de aceite. Palmas 28 (Especial, Tomo I), 176-184.
Figura 2. Fotosíntesis comparada en condiciones de capacidad de campo y déficit hídrico de los cruzamientos Angola x
tester. Las líneas representan el promedio general en cada condición hídrica. Los materiales con valores por encima de
los promedios se consideran candidatos con buena tasa fotosintética.
A
DC
B
Conclusiones• Respuestas diferenciales en fotosíntesis fueron encontradas en los cruzamientos Angola x tester cuando
fueron expuestos a condiciones de déficit hídrico severo.
• En los cruzamientos evaluados se presentaron algunos con valores de fotosíntesis superiores a los Testigos,
lo que indica un potencial a ser explorado para futuras investigaciones.
• Este trabajo fue un primer tamizaje cruzamientos generados a partir de la colección de Angola establecida en
Cenipalma, los cuales deben ser evaluados en campo, con el propósito de determinar la eficiencia en el uso
del agua y su relación con la productividad.
AgradecimientosAl Fondo de Fomento Palmero, Superintendencia del campo experimental Palmar de La Vizcaína y a los
Auxiliares de campo Pedro Parada S y Wilson Díaz.
Semillas en estado de desarrollo BBCH 004 (plúmula y radícula ya
diferenciadas) adecuadas para la siembra
Las palmas permanecen en germinadores de arena
durante tres meses
Cuando las plántulas presentan dos o más
hojas lanceoladas (BBCH102), son llevadas a condiciones controladas
en casa de mallas
Monitoreo diario de la humedad edáfica con sensores SM-150 y
Datalogger HH2 (Delta T Inc.)
Materiales
Fotosíntesis
(μmol CO2m-2s-1)
Conductancia
estomática
(mmol H2Om-2s-1)
Transpiración
(mmol H2Om-2s-1)
UEA
(μmolCO2/mol H2O)
Potencial Hídrico Foliar
(MPa)
Azúcares Reductores
(mg glucosa/g de
muestra)
CC DH CC DH CC DH CC DH CC DH CC DH1-1-1-11 10.36 2.74 0.19 0.026 2.60 0.52 4.01 5.43 -0.21 -0.84 9.94 16.26
1-4-1-8 11.72 2.04 0.24 0.013 3.04 0.35 3.93 5.48 -0.22 -0.99 12.04 20.53
1-8-1-6 11.30 3.04 0.23 0.018 2.86 0.37 4.00 8.12 -0.22 -0.79 11.49 21.25
1-9-1-2 10.43 3.18 0.23 0.024 2.88 0.55 3.69 5.72 -0.24 -0.74 12.34 13.59
1-9-1-5 10.89 3.58 0.24 0.024 3.00 0.54 3.77 6.16 -0.25 -1.03 11.54 18.63
1001 13.28 2.73 0.21 0.020 2.97 0.50 4.60 6.56 -0.20 -0.83 14.89 23.56
2-3-2-6 12.27 1.52 0.25 0.013 3.08 0.31 4.02 3.79 -0.18 -1.05 12.11 22.12
2-4-1-2 11.96 2.20 0.28 0.018 3.29 0.39 3.63 5.55 -0.22 -0.79 16.14 22.61
2501 11.52 1.00 0.22 0.010 2.82 0.25 4.15 4.90 -0.22 -0.89 20.14 27.52
3-10-1-4 12.37 3.50 0.25 0.028 2.92 0.60 4.29 6.28 -0.22 -0.78 15.15 23.90
3-3-1-1- 9.84 3.72 0.17 0.028 2.38 0.63 4.25 5.96 -0.20 -0.73 9.66 26.91
3-4-2-3 11.38 1.92 0.22 0.013 3.05 0.32 3.75 5.85 -0.21 -1.03 11.47 22.20
3-4-3-3 12.12 2.74 0.28 0.018 3.25 0.42 3.86 5.58 -0.24 -0.85 7.05 25.43
3-5-1-8 11.71 1.31 0.23 0.010 2.89 0.26 4.19 5.62 -0.22 -0.88 7.23 18.04
3-8-1-14 12.02 3.06 0.25 0.022 3.16 0.51 3.68 6.30 -0.17 -0.97 15.52 18.01
3-8-2-2 9.46 1.43 0.16 0.011 2.46 0.29 3.89 4.06 -0.24 -1.03 12.78 22.94
3-9-3-9 12.65 2.97 0.30 0.020 3.38 0.46 3.77 6.00 -0.22 -0.90 18.28 28.37
4-1-1-7 11.65 2.42 0.23 0.020 2.89 0.40 4.10 5.34 -0.19 -0.85 10.32 16.91
4-1-3-5 12.54 2.85 0.26 0.022 3.16 0.50 4.01 5.87 -0.22 -0.75 14.57 20.90
5-2-1-8 11.26 2.51 0.19 0.016 2.72 0.38 4.19 6.47 -0.20 -0.74 11.26 26.59
5-9-1-8 9.61 1.85 0.18 0.013 2.54 0.30 3.76 6.25 -0.21 -1.12 14.87 21.40
7001 12.04 3.44 0.22 0.023 2.84 0.55 4.28 6.32 -0.20 -0.93 8.21 19.07
T1 9.80 1.75 0.20 0.015 2.66 0.35 3.74 5.12 -0.23 -1.07 10.31 19.74
T2 11.35 2.88 0.22 0.018 2.86 0.41 4.04 7.23 -0.21 -1.11 10.66 23.77
T3 11.62 4.08 0.24 0.029 3.07 0.68 3.87 6.00 -0.26 -0.75 11.79 19.49
Ẋ 11,41 2,58 0,23 0,02 2,91 0,43 3,98 5,84 -0,21 -0,90 12,39 21,59
Tabla 2. Promedios de las variables Fotosíntesis, Conductancia estomática, transpiración, Uso Eficiente del
Agua, Potencial Hídrico foliar y azúcares reductores en 25 genotipos de Palma de aceite evaluados bajo dos
potenciales hídricos del suelo (capacidad de campo y -1 Mpa).
Dos potenciales Hídricos del suelo:
C.C (-0,042MPa).
D.H. (-1 MPa)
A los 30 días se evalúan:
- Fotosíntesis
- Transpiración
- Conductancia estomática
- UEA
- Potencial hídrico foliar
- Azúcares reductores y totales