El efecto de los fertilizantes en la eliminación de los daños causados a las plantas por los pesticidas
La segunda mitad del siglo XX se caracterizó un rápido progreso técnico que, por un lado, contribuyó a un fuerte aumento de la productividad laboral y, por otro, a la acumulación de productos que contaminan el hábitat de las plantas y los seres humanos. La producción y el uso intensivo de productos químicos para la protección de plantas pueden atribuirse a estos últimos factores.
Al cultivar plantas, a menudo se crean condiciones en las que los agroquímicos tóxicos pueden acumularse en el suelo en cantidades tales que ya ejercen un efecto negativo sobre la microflora y las plantas superiores, causando alteraciones en las funciones fisiológicas del organismo. Además, hay que tener en cuenta que, como han demostrado diversos estudios con isótopos, los venenos penetran en las plantas, se acumulan en los productos agrícolas y, por lo tanto, ejercen un efecto negativo en la vida humana y animal.
Al mismo tiempo, el uso de agroquímicos en la producción agrícola para proteger las plantas de las plagas es un método económicamente rentable para intensificar la producción agrícola, y es considerado por los científicos como una condición crucial para el desarrollo de la agricultura.
Por lo tanto, junto con la necesidad de utilizar agroquímicos en la agricultura, surge una nueva tarea: eliminar su influencia negativa en la actividad vital de diversos organismos. Esto se puede lograr de varias maneras: acelerando la descomposición de los venenos en el suelo, aumentando la resistencia de las plantas agrícolas a ellos, activando los procesos de reparación ante daños reversibles de las células y reduciendo su acumulación en los organismos vivos.
Se sabe por la literatura que el efecto negativo de los venenos disminuye con un alto contenido de humus en los suelos y con la aplicación de fertilizantes orgánicos. Para ilustrarlo, presentamos los resultados de uno de los experimentos de Bogdarina (Tabla 1), en el que se determinó la dependencia entre la acción inhibidora del hexaclorano en las plántulas de trigo y el contenido de humus en el suelo.
Según los datos de la investigación, el daño a las raíces del trigo en diferentes suelos es causado por diferentes dosis: en arena estéril — 50 mg/m²; en suelo arenoso con vegetación — 250—500 g/m²; en suelo arcilloso — 500 g/m²; en suelo rico en humus — 2000 g/m².
De los datos anteriores se desprende que, en un suelo rico en humus, las raíces de trigo sufren menos daños. Estos datos muestran, ante todo, la importancia de la microflora para la descomposición del veneno. Sin embargo, estos mismos datos permiten pensar que, al desintoxicar pesticidas, es necesario tener en cuenta también la posibilidad de su descomposición bajo la influencia de otros factores ambientales.
Tabla 1. Influencia en la altura de las plantas de trigo con diferente proporción de chernozem (tierra negra) y arena (altura de las plántulas, cm)
| Esquema del experimento | Proporción de chernozem y arena en el medio | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 4:0 | 3:1 | 2:2 | 2:3 | 0:4 | |
| Al aplicar hexaclorano en el medio de nutrición radicular | |||||
| Sin veneno | 7,9 | 8,6 | 9,0 | 10,5 | 10,6 |
| Al aplicar en el medio | 7,8 | 5,9 | 5,2 | 3,7 | 3,7 |
| Al espolvorear las semillas con hexaclorano antes de la siembra | |||||
| Sin espolvoreo | 7,5 | 9,0 | 8,5 | 9,5 | 9,4 |
| Con espolvoreo de semillas | 6,9 | 6,4 | 5,2 | 1,5 | 0,0 |
Como muestran trabajos anteriores, en determinadas condiciones, ciertos pesticidas pueden descomponerse bajo la influencia de factores físicos y físico-químicos (volatilización, lixiviación, descomposición térmica, descomposición bajo la acción de la radiación solar, hidrólisis y oxidación).
Sin embargo, la reducción de la acción tóxica de los pesticidas no puede reducirse únicamente a su descomposición en el suelo. Obviamente, aquí hay que tener en cuenta la resistencia de las diferentes especies de plantas, lo que está relacionado en gran medida con su capacidad de reparación y regeneración.
En artículos temáticos anteriores, planteamos la hipótesis: dado que las sustancias fisiológicamente activas de naturaleza húmica aceleran significativamente la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas y, por lo tanto, activan los procesos de reparación, también deberían mitigar la acción dañina de los venenos agrícolas en las plantas. El efecto estimulante de las sustancias fisiológicamente activas de naturaleza húmica sobre la microflora se estableció hace mucho tiempo.
Por lo tanto, en nuestros experimentos partimos de la base de que, mediante el uso de sustancias fisiológicamente activas de naturaleza húmica, se puede lograr, por un lado, la aceleración de los procesos de reparación en las plantas dañadas y, por otro, la estimulación de la actividad microbiológica, lo que debería conducir a la descomposición de los venenos en el suelo y reducir su entrada en las plantas. El presente trabajo está dedicado a la investigación de estas cuestiones.
Metodología de trabajo
Las cuestiones planteadas en este estudio se resolvieron mediante la realización de experimentos de vegetación en cultivos en arena y en suelo, gracias a lo cual fue posible aislar el papel de la materia orgánica en el suelo. La importancia de la materia orgánica de los fertilizantes se diferenció mediante la aplicación paralela de fertilizantes minerales y húmicos.
Los experimentos en cultivo de arena se establecieron sobre la mezcla de Pryanishnikov, introduciendo los fertilizantes húmicos en forma del preparado Adept Agro.Bio y calculándolos para P (fósforo) y N (nitrógeno) en los equivalentes correspondientes. En los cultivos en suelo, los fertilizantes se aplicaron en las mismas dosis que en los de arena.
En los experimentos se utilizó chernozem (tierra negra) común con un contenido de humus del 4,9%. Debido a que los pesticidas inhiben principalmente el aparato genético de la célula, consideramos necesario en estos experimentos cultivar pepinos para la producción de semillas con la prueba posterior del material de semilla obtenido. Dado que el volumen de las macetas permitió introducir solo 12 kg de sustrato nutritivo, se dejó una planta por maceta para el registro de la producción de semillas.
El cultivo experimental fue el pepino. Los experimentos de vegetación se llevaron a cabo en un pabellón de malla bajo un techo de película de polietileno. El riego se realizó con agua del grifo a razón del 70% de la capacidad de campo total para la arena y el suelo, respectivamente. El experimento se repitió cinco veces. Como venenos de estudio se tomaron tiofos, ftalán y hexaclorano.
Los experimentos se realizaron en dos series. En la primera serie, queríamos averiguar si la planta puede restaurar su actividad vital después de ser dañada por pesticidas durante una exposición a corto plazo y qué papel pueden jugar en este caso las sustancias fisiológicamente activas de naturaleza húmica. Se partió de la base de que la fase de desarrollo más vulnerable desde el punto de vista de la susceptibilidad a los venenos es la fase de germinación de las semillas. En relación con esto, para inducir el daño, las semillas de pepino se remojaron durante 24 horas en soluciones de venenos en concentraciones que dañan las plantas en un 50%, lo que para el ftalán fue del 0,5% y para el tiofos del 0,02%.
Las semillas de control se remojaron en agua. Después del remojo, las semillas se lavaron y se plantaron para obtener plántulas en la mezcla de Chesnokov, que contenía humato de potasio (K) al 0,005% y sin él. Dos semanas después, las plántulas obtenidas de esta manera se plantaron de acuerdo con el esquema del experimento en macetas de vegetación.
Los experimentos de esta serie se llevaron a cabo en 2018 y en 2019, y las semillas obtenidas de diferentes variantes en 2018 se plantaron sobre un fondo idéntico: la mezcla nutritiva completa de Pryanishnikov en cultivo de arena. Con esto se determinó la influencia de los factores estudiados en la primera generación.
En la segunda serie de experimentos, que se realizaron en 2019, los venenos (ftalán) se introdujeron en el medio de nutrición radicular a razón de 2,5 mg de ftalán por 1 kg de arena y suelo. Estas dosis se tomaron teniendo en cuenta la DI50 (Dosis Infectiva/Inhibitoria 50), que se determinó en experimentos de laboratorio. Las plántulas de pepino se obtuvieron como se describe anteriormente, con la diferencia de que todas las semillas se remojaron en agua. Las semillas de pepino de la primera reproducción también se remojaron en agua y luego, para obtener plántulas, se cultivaron durante dos semanas sobre un fondo idéntico: la mezcla de Chesnokov.
Los experimentos de ambas series fueron acompañados de observaciones sobre la dinámica del crecimiento, el tiempo de aparición de las fases de desarrollo y el registro de la cosecha, realizándose la recolección después de la maduración completa de los frutos para semilla. En la segunda serie de experimentos, se determinó adicionalmente el contenido de venenos en el suelo y en las plantas durante el período de vegetación. El contenido de venenos en el suelo y las plantas se determinó de forma dinámica: ftalán — colorimétricamente (por reacción con resorcinol).
Influencia de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes en la ontogénesis de los pepinos, la descomposición del ftalán y el hexaclorano en sustratos de nutrición radicular y su entrada en las plantas
Las observaciones visuales, así como las mediciones de la altura de las plantas ya a los 15 días, mostraron una gran diferencia en la influencia del veneno en el crecimiento de las plantas dependiendo del medio de nutrición radicular. En el cultivo de arena, el hexaclorano introducido sobre el fondo de la mezcla mineral de Pryanishnikov causó una fuerte inhibición de los procesos de crecimiento (Fig. 1). Esta diferencia, comenzando desde las dos semanas de edad, se mantuvo hasta el final de la vegetación.
La introducción en el medio de Adept Agro.Bio en cantidades estrictamente equivalentes a la variante anterior mejoró significativamente el crecimiento de los pepinos; sin embargo, las plantas de control (mezcla completa de Pryanishnikov sin hexaclorano) crecieron significativamente mejor.
La introducción de hexaclorano en cultivos de suelo, como se deduce de la Fig. 1, afectó el curso de los procesos de crecimiento de manera muy diferente. La inhibición de las plantas sobre el fondo de fertilizantes minerales bajo la influencia de este veneno fue menos drástica que en los cultivos de arena y se observó durante aproximadamente 40 días.
Fig. 1. Influencia del HCH (Hexaclorociclohexano), introducido en el medio sobre el fondo de diversas condiciones de nutrición radicular, en la altura de los pepinos:I — cultivo en arena; II — cultivo en suelo; 1 — mezcla de Pryanishnikov sin aplicación de HCH; 2 — HCH introducido sobre el fondo de la mezcla mineral de Pryanishnikov; 3 — HCH introducido sobre el fondo de Adept Agro.Bio.
Posteriormente, el crecimiento de las plantas en esta variante fue paralelo al control, y dos semanas antes de la cosecha incluso lo superó. En la variante con la introducción de hexaclorano en el suelo sobre el fondo de Adept Agro.Bio, la curva de crecimiento de las plantas fue menor que la del control, pero solo al comienzo del desarrollo. Las plantas de tres semanas alcanzaron la altura de las de control y luego comenzaron a superarlas. La diferencia se mantuvo hasta el final de la vegetación. Por lo tanto, Adept Agro.Bio no solo eliminó la acción inhibidora del hexaclorano sobre el crecimiento de la planta, sino que también lo estimuló.
Cabe señalar que la altura de las plantas en los cultivos de suelo en todas las variantes fue significativamente mayor que en los cultivos de arena. La Figura 2 ilustra la influencia del ftalán en el crecimiento de las plantas estudiadas y muestra que el ftalán, introducido en cultivos de arena sobre el fondo de la mezcla mineral de Pryanishnikov, inhibe el crecimiento de las plantas significativamente menos en comparación con el hexaclorano.
La introducción de este veneno sobre el fondo de la mezcla de Pryanishnikov, donde el P y el N se dieron en forma de Adept Agro.Bio, no inhibió en absoluto el crecimiento de las plantas, e incluso, comenzando aproximadamente desde las dos semanas de edad, lo estimuló. En los cultivos de suelo, la introducción de ftalán casi no afectó el crecimiento de las plantas independientemente de la forma en que se administraron los fertilizantes, y solo la variante de control fue algo mejor.
Dado que la formación de ovarios está relacionada con la fertilización, los resultados obtenidos permiten pensar que la introducción de venenos en el suelo reduce la actividad de las células sexuales, mientras que Adept Agro.Bio, que contiene sustancias fisiológicamente activas, las estimula. En los cultivos de suelo, en todas las variantes del experimento se formaron ovarios, aunque bajo la influencia de Adept Agro.Bio su número disminuyó algo en comparación con el control mineral. También disminuyó en el caso de la introducción de hexaclorano en el suelo, mientras que la introducción de ftalán incluso estimuló algo su formación.
Fig. 2. Influencia del ftalán, introducido en el medio sobre el fondo de diversas condiciones de nutrición radicular, en la altura de los pepinos:I — cultivo en arena; II — cultivo en suelo; 1 — mezcla de Pryanishnikov sin aplicación de ftalán; 2 — ftalán introducido en el medio sobre el fondo de la mezcla mineral de Pryanishnikov; 3 — ftalán introducido sobre el fondo de Adept Agro.Bio.
En la Tabla 2 se presentan los resultados del experimento que caracterizan la influencia de los factores estudiados sobre el peso de la materia seca de las plantas y el contenido de clorofila.
Tabla 2. Influencia de los venenos agrícolas y las condiciones de nutrición en la formación de materia seca y clorofila en las hojas (experimento de 2019)
| Esquema del experimento | Cultivo en arena | Cultivo en suelo | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Veneno | Fondo de nutrición | Peso de materia seca de una planta 15/07, g | Contenido total de clorofila 15/07, mg % | Peso de materia seca de una planta 15/07, g | Contenido total de clorofila 15/07, mg % |
| 0 | Mezcla de Pryanishnikov | 7,6 | 173 | 13,8 | 155,4 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 14,2 | 514 | 17,1 | 237,2 | |
| Ftalán 15 mg/kg | Mezcla de Pryanishnikov | 10,0 | 218 | 16,1 | 294,3 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 11,3 | 324 | 11,9 | 388,9 | |
| Hexaclorano 2,5 mg/kg | Mezcla de Pryanishnikov | 2,0 | 108 | 16,7 | 313,7 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 4,0 | 268 | 19,4 | 315,6 | |
Estos datos muestran que, en condiciones de cultivo en arena, las plantas con hexaclorano fueron significativamente inferiores en peso a las de control; lo mismo se puede decir sobre el contenido de clorofila en ellas. El ftalán, introducido en estas mismas condiciones, no ejerció una influencia inhibidora sobre el peso de las plantas. En el control sin la introducción de venenos, el peso de la materia seca de la planta con Adept Agro.Bio fue casi el doble que con la mezcla de Pryanishnikov. El contenido de clorofila en todas las variantes del experimento con Adept Agro.Bio superó su contenido en las variantes con equivalentes minerales.
En los cultivos de suelo, la acción de los venenos sobre la formación de materia seca de las plantas a la misma edad, así como sobre la formación de clorofila, siguió el mismo patrón que en los cultivos de arena. Es importante señalar que ambos venenos en el cultivo de suelo no solo no redujeron el contenido de clorofila en las hojas, sino que afectaron positivamente este indicador en comparación con el control.
Pasando al análisis de los datos de la Tabla 3, en primer lugar hay que señalar que la introducción de venenos en el medio de nutrición radicular influyó drásticamente en el porcentaje de rendimiento de frutos con respecto a la cantidad de ovarios. Tal acción de los venenos es especialmente notable con el hexaclorano. En el caso de su introducción en el medio en cultivos de arena sobre el fondo de la mezcla mineral de Pryanishnikov, inhibió tanto este proceso que en esta variante no hubo frutos en absoluto. Con Adept Agro.Bio, sí se formaron frutos, aunque el rendimiento de frutos con respecto a la cantidad de ovarios fue el más bajo del experimento.
El ftalán, en comparación con el hexaclorano, afectó menos este indicador, y en la variante con Adept Agro.Bio el rendimiento de frutos con respecto al control fue incluso algo mayor que en el control mineral sin introducción de veneno. Adept Agro.Bio, introducido sin veneno, estimuló claramente el porcentaje de rendimiento de frutos con respecto a la cantidad de ovarios. En esta misma variante se observó el peso máximo de un fruto para semilla y el peso de las semillas de un fruto.
La introducción de hexaclorano sobre el fondo de la mezcla mineral de Pryanishnikov, como ya se mencionó, llevó a la ausencia total de producción de semillas, mientras que la introducción de este veneno sobre el fondo de Adept Agro.Bio permitió que parte de las plantas formaran frutos pequeños y obtuvieran cierta cantidad de semillas. La introducción de ftalán en cultivos de arena afectó drásticamente la productividad de semillas de los pepinos, sin embargo, el peso de un fruto para semilla en la variante con Adept Agro.Bio fue el más alto del experimento, aunque el porcentaje de rendimiento de semillas se caracteriza por el valor más pequeño.
Tabla 3. Influencia de los venenos agrícolas y fertilizantes, introducidos al plantar las plántulas de pepino, en su productividad de semillas (experimentos de 2019)
| Esquema del experimento | Datos de cosecha | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Veneno introducido en el medio de nut. radicular (mg/kg) | Fondo de nutrición | % de rendimiento de frutos sobre cant. de ovarios | Peso de un fruto para semilla, g/maceta | Peso de semillas de un fruto, g/maceta | % de rendimiento de semillas | Peso absoluto de las semillas, g |
| Cultivo en arena | ||||||
| 0 | Mezcla de Pryanishnikov | 26,7 | 66,2 | 1,23 | 1,84 | 14,0 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 40,0 | 93,5 | 1,69 | 1,81 | 17,2 | |
| Ftalán 2,5 mg/kg | Mezcla de Pryanishnikov | 20,0 | 25,5 | 0,83 | 3,35 | 15,1 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 30,8 | 164,0 | 0,56 | 0,96 | 15,1 | |
| Hexaclorano 15,6 mg/kg | Mezcla de Pryanishnikov | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 14,3 | 51,4 | 0,64 | 1,24 | 10,6 | |
| Cultivo en suelo | ||||||
| 0 | NP equivalente a mezcla Pryanishnikov | 30,5 | 74,8 | 1,34 | 1,80 | 16,4 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 45,5 | 193,0 | 2,74 | 1,50 | 18,8 | |
| Ftalán 2,5 mg/kg | NP equivalente a mezcla Pryanishnikov | 33,3 | 87,3 | 1,78 | 1,75 | 15,8 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 37,5 | 121,7 | 1,55 | 1,27 | 15,8 | |
| Hexaclorano 15,6 mg/kg | NP equivalente a mezcla Pryanishnikov | 17,7 | 64,8 | 0,87 | 1,34 | 12,4 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 23,1 | 107,3 | 1,47 | 1,37 | 16,3 | |
Esto indica que Adept Agro.Bio favorece más el crecimiento de la pulpa del fruto que el de las semillas. El mayor porcentaje de rendimiento de semillas se dio en la variante donde se introdujo ftalán sobre el fondo de la mezcla completa de Pryanishnikov, sin embargo, en este caso, el peso del fruto para semilla fue mínimo, lo que sugiere una inhibición por parte del ftalán de los procesos de crecimiento propiamente dichos. El peso absoluto de las semillas cambió menos que el indicador de rendimiento de semillas, sin embargo, la acción del hexaclorano fue clara.
En los cultivos de suelo, la influencia de los venenos y fertilizantes en la producción de semillas fue menos drástica en comparación con el cultivo en arena. En este experimento no hubo caso en que la planta no formara frutos, independientemente de si se introdujo veneno o no, y qué fertilizante se añadió a la maceta. Sin embargo, el peso de los frutos para semilla y de las semillas de un fruto varió significativamente dependiendo de las condiciones creadas por el medio radicular.
Al igual que en el experimento en cultivos de arena, la introducción de hexaclorano en el suelo sobre el fondo de fertilizantes minerales redujo sustancialmente la formación de producción de semillas. En el caso de la introducción de Adept Agro.Bio, el crecimiento del fruto y el rendimiento de semillas se normalizaron. La introducción de ftalán sobre el fondo de fertilizantes minerales aumentó algo el peso de las semillas de un fruto y no afectó su rendimiento.
Este mismo veneno sobre el fondo de Adept Agro.Bio dio una reducción del porcentaje de rendimiento de semillas en comparación con el control mineral, aunque el peso de las semillas de un fruto fue prácticamente igual, y el peso del fruto en general superó al control mineral. El peso máximo del fruto y las semillas se obtuvo en la variante de introducción de Adept Agro.Bio como fuente de nitrógeno y fósforo en el suelo. Sin embargo, el porcentaje de rendimiento de semillas en esta variante fue significativamente menor que con los fertilizantes minerales. Bajo la influencia de Adept Agro.Bio, es decir, un fertilizante que contiene formas fisiológicamente activas de humatos, disminuye el porcentaje de rendimiento de semillas en tomates bajo la condición de un aumento en la cosecha total de frutos.
Fig. 3. Dinámica de descomposición de los venenos en el sustrato de nutrición radicular:I — HCH (Hexaclorociclohexano); II — ftalán: 1 — arena, mezcla completa de Pryanishnikov; 2 — arena, mezcla de Pryanishnikov donde N y P se dan en Adept Agro.Bio; 3 — suelo, fertilizantes minerales equivalentes a Adept Agro.Bio; 4 — suelo, Adept Agro.Bio.
Consideremos ahora la influencia de las diversas condiciones en el medio de nutrición radicular sobre la descomposición de los venenos (Fig. 3). De esta figura se desprende que la descomposición del ftalán procedió con bastante intensidad y hacia el final de la vegetación la cantidad de venenos descendió a niveles admisibles. Sin embargo, tanto el sustrato como los fertilizantes dejaron su huella en este proceso.
La descomposición del ftalán procedió más rápidamente en el suelo fertilizado con Adept Agro.Bio, y más lentamente en la arena con la introducción de la mezcla mineral de Pryanishnikov. La introducción de Adept Agro.Bio en la arena determinó la descomposición de los venenos a la misma velocidad que hubo al introducirlo en el suelo fertilizado con fertilizantes minerales.
En cuanto al curso de este proceso en el tiempo, aproximadamente hasta los 45 días la descomposición del ftalán procedió bastante activamente, y luego se ralentizó. El hexaclorano, introducido en el medio de nutrición radicular, también se descompuso en el suelo, y en el tiempo obedeció al mismo patrón que la descomposición del ftalán.
En cuanto a la influencia de los sustratos radiculares y los fertilizantes, también aquí se mantiene en general el mismo patrón que para el ftalán. Sin embargo, la brecha en la acción de estos factores durante la descomposición del hexaclorano fue mayor que con el ftalán. A saber: la introducción de Adept Agro.Bio en el suelo aseguró la descomposición completa del veneno en el día 70, mientras que en todas las demás variantes la descomposición no se completó hasta el final de la vegetación.
La cantidad de hexaclorano no descompuesto en el sustrato en el cultivo de arena en la variante "mezcla completa de Pryanishnikov" a lo largo de todo el período de vegetación fue siempre mayor que en todas las demás variantes. Por lo tanto, basándose en estos datos, se puede concluir que la velocidad de descomposición de los venenos está influenciada tanto por el carácter del sustrato como por la aplicación de fertilizantes. La materia orgánica del suelo, así como su introducción con el fertilizante, contribuyó a una mejor descomposición de los venenos agrícolas estudiados.
El medio de nutrición radicular y los fertilizantes influyen también en la acumulación de venenos en la planta. De la Tabla 4, en la que se presentan datos análogos sobre el contenido de venenos en diferentes órganos de las plantas, se pueden sacar conclusiones ante todo de que en los cultivos de arena las plantas acumulan en sí mismas más veneno que en los cultivos de suelo.
Tabla 4. Influencia de los fertilizantes en la acumulación de venenos en las plantas (experimento de 2019)
| Esquema del experimento | Concentración de veneno y isómeros gamma por 100 g de sustancia seca absoluta | |||
|---|---|---|---|---|
| Ftalán | Hexaclorano | |||
| Fert. min. | Adept Agro.Bio | Fert. min. | Adept Agro.Bio | |
| Cultivo en suelo | ||||
| Plántulas después de 30 días | ||||
| Raíces | 17,2 | 5,8 | 12,948 | 1,60 |
| Tallos | 4,8 | 2,1 | trazas | trazas |
| Hojas | 2,1 | 0,32 | 2,74 | 0,95 |
| Frutos | ||||
| Cáscara | 1,127 | 0,419 | 2,4 | 0,54 |
| Pulpa | 0,695 | 0,447 | 1,8 | 0,49 |
| Cultivo en arena | ||||
| Plántulas después de 30 días | ||||
| Raíces | 19,2 | 7,1 | sin datos | 2,82 |
| Tallos | 6,9 | 4,4 | — | 2,4 |
| Hojas | 2,8 | 0,3 | — | 1,4 |
| Frutos | ||||
| Cáscara | — | 0,764 | — | 1,9 |
| Pulpa | — | 0,522 | — | 1,33 |
La introducción de Adept Agro.Bio en el medio nutritivo contribuyó a la reducción de la acumulación tanto de ftalán como de hexaclorano en las plantas. El veneno se acumula más en las raíces, luego en los tallos y donde menos se encontró fue en las hojas.
En cuanto al contenido de ftalán y hexaclorano en los frutos, lamentablemente, se encontró allí en todas las variantes del experimento. La introducción de fertilizantes orgánicos y el cultivo de pepinos en suelo fertilizado con Adept Agro.Bio permitieron reducir la acumulación tanto de ftalán como de hexaclorano en los frutos.
Tal acción de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes es más fácil de vincular con su influencia en el curso de la descomposición de los venenos en el suelo. Al mismo tiempo, se puede plantear la hipótesis de que en este caso tiene lugar una menor permeabilidad de las células de la raíz para los venenos, sin embargo, no tenemos pruebas directas para tal conclusión. Esto requiere experimentos especiales en los que se investigue la permeabilidad de las paredes celulares en las plantas para diferentes venenos. No se excluye la suposición de que, gracias a procesos enzimáticos en la propia planta, se produce la descomposición de los venenos.
Influencia de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes en la ontogénesis de pepinos dañados en la fase de germinación de semillas por ftalán y tiofos
Las plantas pueden estar sujetas a la acción dañina de los venenos utilizados en la agricultura para el control de plagas cuando se introducen en el suelo y actúan así durante todo el período de vegetación, y durante una exposición a corto plazo cuando se tratan las semillas con ellos. El primer caso se discutió anteriormente. Ahora consideremos la segunda posibilidad.
Anteriormente, al describir la metodología, ya se señaló que para averiguar si las sustancias orgánicas del suelo y los fertilizantes, y ante todo sus formas fisiológicamente activas, restaurarían la actividad vital de las plantas en la ontogénesis después del daño por pesticidas en la fase de germinación de las semillas, se realizaron experimentos con el remojo de semillas de pepino (ver metodología) en soluciones de venenos con el posterior trasplante de las plantas a medios fertilizados de manera diversa.
La Fig. 4 ilustra el crecimiento de las plantas después del remojo de las semillas en solución de ftalán, la Fig. 5 — en solución de tiofos según los experimentos de 2019. De las figuras se desprende que, independientemente de en qué se remojaron las semillas, la altura de las plantas durante el período de vegetación en los cultivos de suelo fue siempre mayor que en los de arena.
Al cultivar pepinos en arena sobre el fondo de la mezcla completa de Pryanishnikov, la altura de las plantas dañadas y no dañadas por el ftalán fue inicialmente cercana y solo hacia el final de la vegetación se hizo más notable la influencia inhibidora del ftalán.
Al cultivar pepinos en cultivos de suelo, las plantas hasta principios de julio no tuvieron diferencias fiables en el crecimiento en todas las variantes. Hacia el final de la vegetación, la altura de las plantas sobre el fondo mineral difería notablemente del fondo con el preparado Adept Agro.Bio. Cabe señalar también que el crecimiento de las plantas sobre el fondo mineral a mediados de julio prácticamente cesó, mientras que con fertilizantes húmicos las plantas crecieron hasta el amarillamiento del follaje.
Fig. 4. Influencia de las sustancias húmicas fisiológicamente activas en el crecimiento de pepinos cuyas semillas fueron dañadas por ftalán (experimento de 2019):I — cultivo en arena; II — cultivo en suelo; 1 — control, medio con fertilizantes minerales, semillas remojadas en agua; 2 — medio con fertilizantes minerales, semillas remojadas en ftalán; 3 — medio con Adept Agro.Bio, semillas remojadas en ftalán.
Como se desprende de la Fig. 5, la influencia del remojo de semillas en tiofos afectó el crecimiento de las plantas aproximadamente igual que al remojar en ftalán. En los experimentos de 2018, el carácter del crecimiento de los pepinos no difirió fundamentalmente del cuadro de 2019, por lo que no se presentan los gráficos correspondientes.
Fig. 5. Influencia de las sustancias húmicas fisiológicamente activas en el crecimiento de pepinos cuyas semillas fueron dañadas por tiofos (experimento de 2019):I — cultivo en arena: II — cultivo en suelo; 1 — control, medio con fertilizantes minerales, semillas remojadas en agua; 2 — medio con fertilizantes minerales, semillas remojadas en tiofos.
A pesar de que no se detectó una diferencia particular en la altura de las plantas por variantes en el experimento de 2019 el 15/07, la diferencia en la acumulación de materia seca y contenido de clorofila (Tabla 5) en esa misma fecha, es decir, en el apogeo de la floración, fue sustancial en los cultivos de arena y menos notable en los de suelo.
Las plantas de control, cuyas semillas se remojaron en agua y se cultivaron sobre un fondo con la introducción de Adept Agro.Bio, se diferenciaron positivamente en estos indicadores de las variantes con fertilizantes minerales. El remojo de semillas tanto en ftalán como en tiofos inhibió significativamente la formación de materia seca de las plantas en el momento del apogeo de la floración bajo la condición de cultivarlas en la mezcla nutritiva de Pryanishnikov, mientras que Adept Agro.Bio normalizó completamente el proceso de formación de materia seca.
Tabla 5. Influencia de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes en la acumulación de materia seca y clorofila en las plantas (experimento de 2019)
| Esquema del experimento | Peso de materia seca de una planta en el apogeo de la floración 15.06.19, g | Contenido total de clorofila el 15.07.19, mg % | |
|---|---|---|---|
| Medio de remojo de semillas | Medio de cultivo de plantas | ||
| Cultivo en arena | |||
| Agua (Control) | Mezcla completa de Pryanishnikov | 7,6 | 173,8 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 14,2 | 514,9 | |
| Ftalán 0,5% | Mezcla de Pryanishnikov | 3,3 | n. d. |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 16,2 | n. d. | |
| Tiofos 0,2% | Mezcla de Pryanishnikov | 6,5 | 128,8 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 14,2 | 305,7 | |
| Cultivo en suelo | |||
| Agua (Control) | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 13,8 | 155,4 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 17,10 | 237,2 | |
| Ftalán 0,5% | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 14,9 | 191,5 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 14,0 | 287,2 | |
| Tiofos 0,02% | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 15,5 | 168,2 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 15,8 | 257,6 | |
En los cultivos de suelo, obviamente, el factor normalizador en el plan indicado fueron las sustancias húmicas del propio suelo, ya que la influencia de los fertilizantes húmicos en este caso no difirió de la influencia de los minerales. De esta misma tabla se desprende que los fertilizantes húmicos estimularon el proceso de formación de clorofila. En cuanto a la influencia del tratamiento con venenos de las plantas en la fase inicial de su desarrollo, para el momento de la floración no afectó drásticamente el contenido de clorofila.
La Tabla 6 ilustra la influencia de los factores estudiados en la fructificación y formación de semillas durante dos años de experimentos. En primer lugar, es necesario señalar que, aunque los patrones generales de acción de los venenos y fertilizantes estudiados son fundamentalmente idénticos en ambos años, el grado de manifestación de estos factores varía según el año.
Así, por ejemplo, en 2018, el remojo de semillas en solución de ftalán y tiofos, al trasplantar las plántulas a cultivos de arena sobre la mezcla completa de Pryanishnikov, inhibió drásticamente el peso del fruto para semilla. La influencia de los venenos en la formación de semillas fue aún más drástica y llevó a que en la variante con ftalán todos los frutos en todas las repeticiones de dicha variante resultaran partenocárpicos (sin semillas), y con tiofos dieron una cosecha insignificante.
El cultivo de plantas dañadas por ambos venenos en un medio con humofos normalizó de manera fiable la productividad de semillas de los pepinos. En 2019, la acción inhibidora de los venenos sobre la formación de frutos para semilla y semillas en condiciones de cultivo de arena fue mucho menos notable.
Los fertilizantes húmicos, estrictamente equilibrados en contenido de elementos nutritivos minerales con la mezcla de Pryanishnikov, estimularon claramente tanto el crecimiento del fruto para semilla como la formación de semillas. La acción de este fertilizante sobre los pepinos dañados al comienzo del desarrollo por el ftalán se manifestó en que normalizaron completamente la formación de producción de semillas, incluso aumentando ligeramente la cosecha frente al control no dañado. Sin embargo, aún no se puede concluir sobre la sinergia en este caso, ya que el aumento frente al control con la introducción de Adept Agro.Bio, pero sin daño por veneno, está dentro de los límites del posible error experimental.
La acción de los fertilizantes húmicos con el daño de las plantas por tiofos fue menos drástica en comparación con la variante anterior. Y, sin embargo, el efecto normalizador de estos fertilizantes en esta variante tampoco deja dudas, ya que tanto el peso del fruto para semilla como el peso de las semillas corresponden a su peso en la variante con la mezcla completa de Pryanishnikov, pero sin la exposición al veneno. En cuanto a la influencia de todas las variantes estudiadas sobre el peso absoluto de las semillas, fue poco notable.
Los resultados de los experimentos muestran que en los cultivos de suelo la acción inhibidora del ftalán se manifestó menos que en los cultivos de arena, mientras que la acción del tiofos fue bastante notable. La influencia normalizadora de los fertilizantes húmicos en los cultivos de suelo se manifestó en ambos años de experimentos, pero en 2019 el grado relativo de su impacto fue mayor. La introducción de Adept Agro.Bio bajo plantas no dañadas por venenos dio un aumento significativo tanto del peso del fruto como de las semillas, sin embargo, el porcentaje de rendimiento de estas últimas fue menor que en la variante de control fertilizada con fertilizantes minerales.
Los datos obtenidos confirman una vez más los datos obtenidos anteriormente de que las sustancias fisiológicamente activas estimulan más intensamente el crecimiento del pericarpio en comparación con las semillas, gracias a lo cual el porcentaje de rendimiento de semillas disminuye algo, aunque su peso absoluto y la cosecha no solo no disminuyen, sino que incluso aumentan.
Tabla 6. Influencia de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes en la productividad de semillas de pepinos dañados por venenos durante la germinación de las semillas (según experimentos de 2018—2019)
| Esquema del experimento | Peso medio de un fruto para semilla por maceta | Peso medio de semillas por maceta | Peso absoluto de las semillas | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Medio de remojo de semillas | Medio de cultivo de plantas | 2018 | 2019 | 2018 | 2019 | 2018 | 2019 | ||||
| g | % | g | % | g | % | g | % | ||||
| Cultivo en arena | |||||||||||
| Agua | Mezcla de Pryanishnikov | 109,8 | 100 | 66,7 | 100 | 1,98 | 100 | 1,23 | 100 | 13,8 | 15,0 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | n. d. | — | 93,5 | 138,2 | n. d. | — | 1,69 | 137,5 | n. d. | 15,0 | |
| Ftalán 0,5% | Mezcla de Pryanishnikov | 16,1 | 14,7 | 43,2 | 64,7 | p. c. | — | 1,07 | 87,0 | p. c. | 15,3 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 130,5 | 119,0 | 103,0 | 152,2 | 1,74 | 87,8 | 1,78 | 145,0 | 18,6 | 15,1 | |
| Tiofos 0,02% | Mezcla de Pryanishnikov | 19,7 | 18,0 | 48,5 | 72,7 | 0,16 | 8,0 | 1,05 | 85,4 | 14,4 | 12,0 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 112,3 | 110,8 | 76,8 | 115,2 | 2,01 | 101,5 | 1,31 | 106,5 | 14,1 | 18,6 | |
| Cultivo en suelo | |||||||||||
| Agua | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 136,9 | 100 | 74,7 | 100 | 2,01 | 100 | 1,34 | 100 | 14,3 | 16,4 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | - | - | 193,0 | 258,0 | - | - | 2,74 | 204,2 | - | 18,8 | |
| Ftalán 0,5% | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 121,7 | 88,9 | 59,7 | 79,8 | 1,63 | 77,6 | 1,06 | 76,8 | 14,3 | 15,3 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 158,0 | 115,2 | 117,2 | 156,8 | 2,27 | 108,2 | 2,60 | 194,0 | 16,9 | 17,1 | |
| Tiofos 0,02% | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 116,5 | 85,2 | 42,3 | 56,6 | 1,68 | 80,0 | 0,56 | 41,7 | 12,3 | 12,9 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 148,5 | 108,5 | 113,0 | 151,0 | 2,46 | 117,2 | 2,03 | 151,5 | 13,1 | 35,6 | |
Nuestros experimentos de vegetación se realizaron en un pabellón de malla, gracias a lo cual la temperatura y la humedad del aire fueron las mismas que en el ambiente abierto. Por lo tanto, explicar la diferencia en la fuerza del efecto de los factores estudiados por años no es posible sin vincularla a las condiciones meteorológicas concretas de ambos años. Presentamos estos datos en la Tabla 7.
Tabla 7. Condiciones climáticas en el pabellón de vegetación durante mayo—julio de 2018/2019.
| Indicador | Año | Mayo (décadas) | Junio (décadas) | Julio (décadas) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| Temperatura del aire, °С | 2018 | 15,0 | 23,7 | 28,4 | 28,8 | 24,6 | 22,9 | 23,4 | 29,0 | 31,1 |
| 2019 | 11,9 | 19,1 | 22,7 | 20,8 | 25,3 | 22,8 | 20,1 | 26,2 | 29,2 | |
| Humedad relativa del aire, % | 2018 | 80,4 | 46,8 | 63,1 | 43,7 | 66,1 | 73,7 | 52,6 | 44,4 | 56,4 |
| 2019 | 69,6 | 52,2 | 69,5 | 59,5 | 63,7 | 63,2 | 74,9 | 56,5 | 42,7 | |
| Cantidad de horas de insolación | 2018 | 0,1 | 12,7 | 9,6 | 10,7 | 8,6 | 6,9 | 6,8 | 10,6 | 9,6 |
| 2019 | 4,7 | 9,3 | 10,3 | 9,3 | 11,8 | 7,7 | 4,2 | 10,2 | 11,3 | |
Con el fin de estudiar la influencia de la acción dañina de los venenos en la descendencia, como ya se mencionó en la descripción de la metodología, en 2019 se estableció un experimento en el que las semillas obtenidas en 2018 de todas las variantes se plantaron sobre un fondo común: la mezcla completa de Pryanishnikov en cultivos de arena.
Las observaciones visuales ya mostraron que las condiciones de cultivo de las plantas madres no ejercieron una influencia particular sobre el crecimiento de las plantas de la primera generación. Sin embargo, las plántulas en la variante con remojo de semillas maternas en tiofos y su cultivo sobre fondo mineral en cultivos de arena se retrasaron en peso y formación de materia seca. Los datos de cosecha de este experimento se presentan en la Tabla 8.
Tabla 8. Influencia de la materia orgánica del suelo y los fertilizantes en la productividad de semillas de pepinos de primera generación, cuyas formas parentales fueron dañadas por venenos.
| Esquema del experimento | Datos de cosecha de la 1ª generación de formas parentales | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Medio de remojo de semillas | Medio de cultivo de plantas | Peso medio del fruto para semilla por maceta | Peso medio de semillas por maceta | Peso absoluto de las semillas | ||
| g | % | g | % | |||
| Plantas madres se cultivaron en cultivo en arena | ||||||
| Agua | Mezcla de Pryanishnikov | 85,5 | 100,0 | 1,65 | 100,0 | 14,5 |
| Ftalán 0,5% | Mezcla de Pryanishnikov | n. d. ya que los frutos en 2018 fueron p.c. (partenocárpicos) | ||||
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 113,5 | 132,6 | 1,97 | 119,4 | 15,8 | |
| Tiofos 0,02% | Mezcla de Pryanishnikov | 53,8 | 62,9 | 0,82 | 50,0 | 12,0 |
| Mezcla de Pryanishnikov, donde NP se dan en Adept Agro.Bio | 64,5 | 75,44 | 1,03 | 68,5 | 14,6 | |
| Plantas madres se cultivaron en cultivo en suelo | ||||||
| Agua | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 133,5 | 100 | 2,03 | 100 | 16,4 |
| Ftalán 0,5% | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 129,3 | 95,46 | 2,26 | 111,4 | 17,1 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 133,5 | 102,2 | 2,35 | 115,8 | 17,1 | |
| Tiofos 0,02% | NP equiv. mezcla Pryanishnikov | 123,4 | 91,9 | 1,83 | 90,2 | 15,0 |
| NP dados en Adept Agro.Bio | 132,7 | 99,4 | 1,97 | 97,0 | 16,0 | |
Estos muestran que las plantas de la primera generación, cultivadas a partir de semillas obtenidas en cultivo en arena bajo la variante con Adept Agro.Bio, pero que tuvieron daño por ftalán, dieron una producción de semillas completamente normal, mientras que con el daño a las formas maternas por tiofos, la formación de semillas y frutos para semilla en las plantas de la primera generación fue claramente inhibida. La ventaja de Adept Agro.Bio en este aspecto se encontraba casi dentro de los límites del error experimental.
Tampoco se notó una diferencia sustancial en la cosecha de frutos para semilla y semillas de plantas cultivadas en cultivo en suelo. En este caso, probablemente, la materia orgánica del suelo eliminó la toxicosis en las plantas madres y las semillas de estas plantas resultaron ser cualitativamente cercanas.
En general, todo el material experimental presentado muestra que la materia orgánica del suelo y los fertilizantes ejercen una influencia sustancial en la mitigación de los daños en las plantas causados por los venenos agrícolas. Esto da derecho a suponer que los fertilizantes húmicos pueden convertirse en un factor importante en la lucha contra la contaminación del hábitat de las plantas y su mejora.
Sin embargo, el material presentado aún no permite dar ninguna recomendación en este aspecto, pero indica la necesidad de un estudio más profundo y amplio de esta cuestión.
