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Evaluación de potenciales osmóticos en suelos y aguas costeros de Oaxaca, México, mediante ecuaciones de predicción

Evaluation of osmotic potentials in soils and coastal waters of Oaxaca, México,using prediction equations

EDGAR IVAN SANCHEZ BERNAL HECTOR MANUEL ORTEGA ESCOBAR ALVARO CAN CHULIM MONICA MARCELA GALICIA JIMENEZ MARCO ANTONIO CAMACHO ESCOBAR (2019)

El objetivo de este estudio es evaluar los coeficientes osmóticos de 30 muestras de suelos y aguas de riego de la costa de Oaxaca, en los que interactúan los parámetros conductividad eléctrica (CE), sólidos totales disueltos (STD) y potencial osmótico (ψπ), considerados en el modelo Ψπ = K3x STD, obtenido de la literatura y requerido para simular tendencias osmóticas o tóxicas de las sales en la relación agua-suelo-planta. Su aplicación puede auxiliar en la prevención de daños a cultivos por salinidad. En laboratorio, se llevaron a cabo análisis fisicoquímicos de suelos y aguas; en gabinete, se elaboraron ecuaciones predictivas. Los Ψπ obtenidos son próximos a los del coeficiente teórico -0.036 x CE (dS m-1) del Laboratorio de Salinidad de los Estados Unidos de América. Ambos métodos presentan alta correlación (r= 0.99). Los Ѱπevaluados son propios de una salinidad clorhídrica de intenso efecto osmótico. Las ecuaciones del modelo propuesto predicen con buena aproximación el fenómeno osmótico salino

The objective of this study was to evaluate the osmotic coefficients of fifteen samples of soils and fifteen irrigation waters of the coast of Oaxaca, in which the parameters electrical conductivity (EC), total dissolved solids (STD) and osmotic potential (ψπ) interact with the model Ψπ = K3x TDS, obtained from the literature and required to simulate osmotic or toxic salt trends in the water-soil-plant relationship. Its application can aid in the prevention of damage of crops by salinity. In laboratory, physical-chemical analysis of soils and waters were performed; in cabinet, predictive equations were done. The Ψπ obtained are close to those of the theoretical coefficient -0.036 x CE (dS m-1) of the Salinity Laboratory of the United States of America. Both methods present a high correlation (r= 0.99). The Ѱπ evaluated are produced by a hydrochloric salinity with an intense osmotic effect. The equations of the proposed model predict well the saline osmotic phenomenon

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CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA Coeficiente osmótico Conductividad eléctrica Sólidos totales disueltos Ecuaciones predictivas Salinidad clorhídrica Osmotic coefficient Electrical conductivity Total dissolved solid Predictive equations Hydrochloride salinity

Dinámica y extracción nutrimental en el cultivo de zarzamora (Rubus ulmifolius) variedad Tupy en Los Reyes, Michoacán

MARIA CONSEPCION OSEGUERA ALVAREZ (2015)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Edafología).- Colegio de Postgraduados, 2015.

México es actualmente el primer exportador de frutillas frescas en el mundo, en particular la zarzamora y el Estado de Michoacán contribuye con el 95% del total. La producción de zarzamora en Michoacán se concentra en la región de Los Reyes. El adecuado manejo de la fertilización es fundamental para la obtención de buena calidad de frutos y altos rendimientos. Una forma eficaz de controlar la nutrición es mediante la aplicación de soluciones nutritivas con un determinado balance iónico, en las cuales el potencial osmótico juega un papel determinante en la asimilación de nutrientes por las plantas. La demanda nutrimental contabiliza los requisitos de cosecha, la extracción total o el consumo de nutrimentos que efectúa un cultivo en particular para completar su ciclo de producción. Se estableció un experimento con plantas de zarzamora Var. Tupy en Los Reyes Michoacan, para evaluar el efecto de la aplicación de soluciones nutritivas (SN) con diferente potencial osmótico (PO): -0.018, -0.036, -0.054, -0.072 y -0.090 MPa, sobre la asignación de biomasa, la concentración y extracción de NPK , tomando como base la solución nutritiva universal de Steiner, modificada con amonio. Las etapas fenológicas consideradas en el estudio fueron las siguientes: Etapa I = vegetativa – antes de defoliación; Etapa II = después de defoliación – brotación; Etapa III = brotación – floración; Etapa IV = floración – fructificación. El N total en los diferentes órganos se determinó por el método de microkjeldahl, fósforo (P) y potasio (K) por emisión atómica (AES-ICP), además del contenido de biomasa seca, rendimiento y calidad del fruto. El mayor contenido de MS en planta se observó en los tratamientos con un PO de -0.072 y -0.090 MPa de la SN. El tallo fue el órgano que acumuló mayor cantidad de MS en las cuatro etapas fenológicas evaluadas. Los resultados en la dinámica de concentración de NPK mostraron diferencias estadísticas significativas para N en corona para la etapa brotación – floración, P en corona para la etapa después de defoliación - brotación y K en tallo para la etapa brotación – floración. Los resultados en extracción mostraron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos para la extracción de P y K en planta completa en la etapa brotación-floración. _______________ ABSTRACT: Mexico is currently the leading exporter of fresh berries in the world, especially blackberry, and Michoacan State accounts for 95 % of the total. Blackberry production in Michoacan is concentrated in the region of Los Reyes. Proper management of fertilization is essential for obtaining good quality fruits and high yields. An effective way to control nutrition is by applying nutrient solutions with a certain ionic balance, in which the osmotic potential plays an important role in nutrient uptake by plants. The nutritional requirements demand accounted harvest, the total removal or consumption of nutrients that performs a particular crop to complete its production cycle. An experiment with blackberry plants ´Tupy´ in Los Reyes, Michoacan was developed to evaluate the effect of osmotic potential (OP) of nutrient solution (NS): -0.018, -0.036, -0.054, -0.072 and -0.090 MPa, on biomass accumulation, concentration and removal of NPK, based on the universal Steiner nutrient solution modified with ammonium. Phenological stages considered in the study were as follows: Stage I = Vegetative - before defoliation; Stage II = after defoliation - sprouting; Stage III = sprouting - flowering; Stage IV = flowering - fruiting. The results showed statistically significant differences for sprouting - flowering stage. Total N was determined in different organs by the micro Kjeldahl method, phosphorus (P) and potassium (K) by atomic emission (ICP-AES), in addition to dry matter, yield and fruit quality. The highest content of DM in plant was observed in treatments with PO -0.072 and -0.090 MPa of NS. The stem was the organ that accumulated greater amount of DM in the four phenological stages evaluated. The results showed statistically significant differences for N in crown for sprouting - flowering stage, P in crown for after defoliation - sprouting stage and K in stem for sprouting – flowering stage. The results showed statistically significant differences between treatments for P and K removal at sprouting – flowering stage.

Master thesis

Solución nutritiva Potencial osmótico Etapas fenológicas Nutrient solutions Osmotic potential Pheological stages Edafología Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA FERTILIDAD DEL SUELO

Estrés osmótico durante la germinación, emergencia y desarrollo fenológico del maíz

ADRIANA CAMPOS FLORES (2015)

"Se estudió el efecto del potencial osmótico en los procesos fisiológicos relacionados con la capacidad de germinación, vigor, desarrollo vegetativo y variables asociadas con la actividad fotosintética en una variedad experimental de maíz amarillo. La investigación incluyo cuatro estudios, llevados a cabo en el Laboratorio de Fisiología de semillas del Centro de Capacitación y Desarrollo en Tecnología de Granos y Semillas (CCDTS) y en invernadero, ambos pertenecientes a la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, en Buenavista Saltillo, Coahuila, México. Estudio preliminar: incluyo un ensayo de germinación de semillas y una caracterización física y análisis bromatológico. Estudio I. Ensayo de germinación y vigor, consistió en la siembra de semillas en papel Anchor humedecido con soluciones salinas ajustadas a diez diferentes potenciales osmóticos (PO) en un rango de -0.125 MPa a -1.250 MPa, usando NaCl y un testigo con agua destilada, posteriormente se colocaron en una cámara de germinación (25 ±1°C) por siete días. El vigor y la capacidad germinación se midieron al cuarto y séptimo día después de la fecha de siembra respectivamente. Estudio II. Índice de Velocidad de Emergencia (IVE) las semillas se sembraron en suelo pesado en un invernadero, al inicio del ensayo se aplicaron siete potenciales osmóticos (-0.25, -0.50, -0.75, -1.0, -1.25, -1.5) y un testigo con agua destilada. La emergencia de plántulas se evalúo por siete días, al medio día y al final la se obtuvo la emergencia total (ET) y el peso de las plántulas (PSP). Estudio III. Se evaluaron los caracteres de la planta y variables fotosintéticas en diferentes etapas fenológicas (en las hojas 5, 8, 12, 16) bajo condiciones de estrés salino en invernadero. Se utilizó un medidor portátil de fotosíntesis (LICOR LI-6400) para determinar la tasa de la asimilación de CO2, CO2 intercelular, conductancia estomática (gs) y la tasa de transpiración (E). Los resultados del estudio preliminar mostraron 100% de germinación de la semilla, 10.57 % de proteína, 5.1% de lípidos, 80.92 % de carbohidratos y 1.95 % de contenido de fibra. Estudio I. Los resultados indican que esta variedad de maíz tiene la habilidad de germinar a un PO por encima de -1.00 MPa (CE= 18.57 dSm-1), sin que presente una reducción drástica en el número de x plántulas normales. Sin embargo a PO más bajos, la germinación y el vigor de semillas, así como la longitud de plúmula y de la raíz, así como el peso seco, se reducen en una forma dramática. Estudio II. Reducciones en el PO causa una disminución en el índice de velocidad de emergencia (IVE), emergencia total (ET) y peso seco de plántulas (PS); a -1.5 MPa, el IVE se redujo de 6.26 a 0.09, la ET descendió de 100 a 2.66 % y el PS de 214.35 a 51.5 mg plántula-1. Estudio III. La tasa neta de fotosíntesis no cambio al reducirse el PO de la solución, sin embargo, la conductancia estomática bajo cuando las plantas se regaron con soluciones salinas de -3 MPa, esta respuesta sugiere que la anatomía de la hoja cambio, conservando cloroplastos para llevar a cabo la asimilación de CO2. El Contenido de clorofila bajo 35% cuando un estrés extremo fue aplicado (-3 MPa) pero la hoja pudo mantener la actividad fotosintética. En general, el potencial osmótico de las soluciones tuvo un efecto negativo en la germinación y vigor, así como en la tasa fotosintética. La reducción en la germinación de las semillas expuestas a condiciones de salinidad es resultado del estrés osmótico o la toxicidad iónica que afectan el metabolismo y la movilización de reservas almacenadas en la semilla. Por otra parte cuando las soluciones salinas son aplicadas en invernadero en plantas con un desarrollo más avanzado, la solución de agua afecto el crecimiento por dos razones: 1) se reduce de la habilidad de la planta para absorber agua y esto conlleva reducciones en la tasa de crecimiento, y 2) Cuando grandes cantidades de sal entran en la planta en el flujo de la transpiración, se va a presentar daño celular que resulta en reducciones en el crecimiento. El daño celular causa una disminución en la cantidad de clorofila. Sin embargo la tasa de asimilación de CO2 se mantiene."

"The effect of the osmotic potential on the physiological processes related to germination capacity, vigor, vegetative development and variables associated to the photosynthetic activity was studied, in a yellow maize experimental variety. The research included four studies, carried out in the Seed Physiology Laboratory of the Training and Seed Technology Development Center and in the greenhouse at the Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, in Buenavista, Saltillo, Coahuila, Mexico. Preliminary Study: Included a seed germination test and a physical and bromatological characterization. Study I. Germination and vigor tests, consisted in planting seeds in germination Anchor paper, wetted with salinity solutions and adjusted to ten different osmotic potentials (OP), ranging from -0.125 to -1.250 MPa using NaCl and a check with distilled water. Thereafter were placed in a growth chamber (25±1°C) for 7 days. Vigor and germination capacity were evaluated 4th and 7th days after the planting date, respectively. Study II. Emergence speed index (ESI). Seeds were planted in a greenhouse in a heavy soil, seven saline solutions treatments (- 0.250, -0.500, 0.750, -1.000, -1.250, -1.500 MPa) and a check (distilled water) were applied once at the beginning of the test. Seedlings emergence was evaluated at midday for seven days, and at the end the total emergence (TE) and the seedlings weight (SWT) were obtained. Study III. The responses of agronomic and photosynthetic variables were evaluated in different phenological stages (at the 5th, 8th, 12th and 16th leaf) under saline stress, in greenhouse conditions. A portable photosynthesis meter (LICOR LI-6400) was used, to determine CO2 assimilation rate, intercellular CO2, stomatal conductance and transpiration rate. Results from the preliminary test showed 100 % seed germination, 10.57 % protein, 5.1 % lipids, 80.92 % carbohydrates and 1.95 % fiber content. Study I. Results indicated that this maize variety has the ability to germinate at a PO above -1.00 MPa (CE = 18.57 dS/m), without having a drastic reduction in the number of normal plants. However at lower OP, seed vigor and germination, as well as root and shoot length and dry weight, decreased in a dramatic way. Study II. Decreases in the OP, caused a reduction in the ESI, TE, and SWT; at 1.5 MPa, the ESI dropped from 6.26 (check) to 0.09. The TE descended from xiii 100 to 2.66 % and the SWT from 214.35 to 51.5 mg/seedling. Study III. The net photosynthesis rate did not change with decreasing the OP, however the stomatal conductance dropped when the plants were watered with -3 MPa saline solutions, this response suggests the leaves anatomy changed, conserving chloroplasts to carry out the CO2 assimilation. The chlorophyll content dropped 35 % when extreme stress was applied (-3 MPa), but it was able to maintain the leaf photosynthetic activity. In general, the OP solutions had a negative effect in the seed vigor and germination, and in the photosynthetic rate. Germination breakdown in seeds exposed to saline conditions is the result of the osmotic stress or the ion toxicity, affecting the seed metabolism and the mobilization of stored reserves. On the other hand, when saline solutions are applied to greenhouse grown plants, the water solution affects growth for two main reasons: 1). It reduces the ability of the plant to take up water, and this leads to reductions in the growth rate, and 2). When enormous amounts of salt enter the plant in the transpiration stream, there will cause cell damage, resulting also in growth reductions. Cell damage causes a reduction in the amount of chlorophyll, however the CO2 assimilation rate is constant."

Master thesis

Salinidad Germinación Vigo Potencial osmótico CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

INCREMENTO DEL RENDIMIENTO Y EXTRACCION NUTRIMENTAL EN JAMAICA MEDIANTE SOLUCIONES NUTRITIVAS

JOSE DE JESUS SANCHEZ PRADO RUBEN BUGARIN MONTOYA Gelacio Alejo Santiago CECILIA ROCIO JUAREZ ROSETE CIRCE AIDIN ABURTO GONZALEZ (2019)

The concentration of the nutrient solution is an important factor that regulates the growth and development of plants in hydroponic systems. The objective of the work was to identify the best osmotic potential of the nutritive solution to increase the yield of chalices of Jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) and quantify the internal nutritional requirement (RI) of N, P, K, Ca and Mg. A completely randomized experimental design with four repetitions was used. The treatments were the concentrations of -0.018, -0.036, -0.054, -0.072, -0.090 MPa of Steiner nutrient solution in osmotic potential.

La concentración de la solución nutritiva, es un factor importante que regula el crecimiento y desarrollo de las plantas en sistemas hidropónicos. El objetivo del trabajo fue identificar el mejor potencial osmótico de la solución nutritiva para incrementar el rendimiento de cálices de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) y cuantificar el requerimiento interno nutrimental (RI) de N, P, K, Ca y Mg. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. Los tratamientos fueron las concentraciones de -0.018, -0.036, -0.054, -0.072, -0.090 MPa de solución nutritiva de Steiner en potencial osmótico.

Article

Extracción nutrimental Hibiscus sabdariffa L. Materia seca Potencial osmótico Rendimiento de cáliz Nutrient extraction Hibiscus sabdariffa L. Dry matter Osmotic potential Calyx yield CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Radiación gamma y manejo nutrimental en la producción y calidad del chile chilhuacle (Capsicum annuum L Solanaceae)

VICTOR GARCIA GAYTAN (2018)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Edafología).- Colegio de Postgraduados, 2018.

Existen factores adversos como sequía, calor, frío, infecciones por patógenos, que tiene un impacto negativo sobre el rendimiento de los cultivos a nivel mundial. Por tanto, el potencial de rendimiento debe incrementarse frente a estos problemas. El mejoramiento de los cultivos sigue siendo una necesidad importante, puesto que aún no hemos sido capaces de satisfacer la demanda de alimentos a nivel mundial. La radiación gamma es un método eficaz para inducir mutagénesis en los organismos vivos y se emplea para el mejoramiento genético de plantas. El objetivo del presente investigación fue evaluar diferentes dosis de rayos gamma (RG) en semillas de chile chilhuacle, así como analizar las respuestas fisiológicas, la producción y calidad de frutos en plantas regadas con solución nutritiva bajo diferentes niveles de potencial osmótico (PO) en condiciones de invernadero; además de identificar los polimorfismos de los posibles mutantes por RG con el uso de marcadores moleculares RAPD. Primero se evaluaron los parámetros fisiológicos en plántulas por el efecto de siete dosis de radiación gamma (RG) (0, 10, 20, 40, 80, 120 y 160 Gy), en otro experimento fueron seleccionados tres dosis de RG (0, 10, 80 y 120 Gy) y las plantas fueron adaptadas a diferentes potenciales osmóticos (PO) (‒ 0.036, ‒ 0.072, ‒ 0.092 y ‒ 0.108 MPa) de la solución nutritiva en hidroponía. Las dosis de radiación gamma tuvieron efectos significativos en las lecturas SPAD, altura de planta, diámetro de tallo y volumen radical. Con 80 y 120 Gy hubo incrementos de aminoácidos y azúcares en hojas y frutos. Con la RG de 10 Gy y el PO de ‒ 0.072 y ‒ 0.092 MPa se obtuvieron los valores más altos en las variables de rendimiento. Dos plantas mutantes de fruto con pericarpio de color rojo se obtuvieron con 10 y 120 Gy, inicialmente la irradiación de semillas fueron provenientes de frutos negros. Un total de 57 fragmentos de PCR se amplificaron, 12 fragmentos revelaron polimorfismo con promedio de 2.4 bandas polimórficas por primers. Los resultados mostraron evidencias de que el uso de la RG es un método potencialmente eficaz para inducir variación en chile chilhuacle. Los cambios genotípicos en los mutantes se expresan fenotípicamente como mayor incremento en el número de frutos por planta en el PO de ‒ 0.072 y ‒ 0.092 MPa respectivamente. _______________ GAMMA RADIATION AND NUTRIMENTAL MANAGEMENT IN THE PRODUCTION AND QUALITY OF CHILE CHILHUACLE (Capsicum annuum L. Solanaceae). ABSTRACT: There are adverse factors such as drought, heat, cold, infections by pathogens, which has a negative impact on crop yield worldwide. Therefore, the performance potential must increase in the face of these problems. The improvement of crops continues to be an important need, since we have not yet been able to meet the demand for food worldwide. Gamma radiation is an effective method to induce mutagenesis in living organisms and is used for the genetic improvement of plants. The objective of the present investigation was to evaluate different doses of gamma rays (GR) in chilhuacle chili seeds, as well as to analyze the physiological responses, production and quality of fruits in plants irrigated with nutrient solution under different levels of osmotic potential (OP) in greenhouse conditions; besides identifying the polymorphisms of the possible mutants by RG with the use of RAPD molecular markers. First the physiological parameters in seedlings were evaluated by the effect of seven doses of gamma radiation (GR) (0, 10, 20, 40, 80, 120 and 160 Gy), in another experiment three doses of GR were selected (0, 10, 80 and 120 Gy) and the plants were adapted to different osmotic potentials (OP) (‒ 0.036, ‒ 0.072, ‒ 0.092 and ‒ 0.108 MPa) of the nutrient solution in hydroponics. Gamma radiation doses had significant effects on SPAD readings, plant height, stem diameter and root volume. With 80 and 120 Gy there were increases of amino acids and sugars in leaves and fruits. With the RG of 10 Gy and the OP of ‒ 0.072 and ‒ 0.092 MPa, the highest values were obtained in the performance variables. Two fruit mutant plants with red pericarp were obtained with 10 and 120 Gy, initially the irradiation of seeds were from black fruits. A total of 57 PCR fragments were amplified, 12 fragments revealed polymorphism with an average of 2.4 polymorphic bands per primers. The results showed evidence that the use of GR is a potentially effective method to induce variation in chili chilhuacle. The genotypic changes in the mutants are phenotypically expressed as a greater increase in the number of fruits per plant in the OP of ‒ 0.072 and ‒ 0.092 MPa respectively.

Doctoral thesis

Chile chilhuacle Radiación gamma Potencial osmótico Polimorfismos Fragmentos Seguridad alimentaria Chili chilhuacle Gamma radiation Osmotic potential Polymorphisms Fragments Food security Edafología Doctorado CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS HORTICULTURA HORTALIZAS

Potencial osmótico y absorción nutrimental en el cultivo in vitro de Agave potatorum Zucc

ANA LUISA SOLANO AGAMA (2011)

Tesis (Maestra en Ciencias, especialista en Edafología).- Colegio de Postgraduados, 2011.

Con el objeto de conocer el efecto del potencial osmótico de las sales inorgánicas del medio de Murashige y Skoog se determinó el contenido de humedad, peso de materia seca, concentración y extracción nutrimental en brotes de Agave potatorum Zucc. Se establecieron medios de cultivo con los siguientes potenciales osmóticos: -0.187, -0.139, -0.094 y -0.050 MPa. El experimento se estableció con un diseño completamente al azar con tres repeticiones. Los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza y comparación de medias. Después de 90 días del establecimiento del experimento se encontraron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos para las variables evaluadas. El medio de cultivo con potencial osmótico de -0.187 MPa presentó los mayores valores para contenido de humedad (93.74 %), peso de materia seca (350.4 mg explante-1), concentración de N (2.97 %), P (0.21%), K (5.41%), Ca (0.40%), Mg (0.21%), Fe (244.03 ppm), Zn (107.66 ppm) y Mn (152.79 ppm), además de la extracción de N (9.5 mg explante-1 ), P (0.7 mg explante-1 ), K (18.4 mg explante-1 ),Ca (1.4 mg explante-1 ), Mg (0.7 mg explante-1 ), Fe ( 81. 22 µg explante-1 ), Cu (7.51 µg explante-1 ), Zn (36.88 µg explante-1 ) y Mn (53.59 µg explante-1 ). _______________ OSMOTIC POTENTIAL AND NUTRIENT ABSORPTION IN THE in vitro CULTURE OF Agave potatorum Zucc. ABSTRACT: With the object to determine the effect of osmotic potential of inorganic salts of Murashige and Skoog was determined moisture content, dry matter, nutrient concentration and extraction in shoots of Agave potatorum Zucc. Culture media were established with the following osmotic potentials: -0.187, -0.139, -0.094 and -0.050 MPa. The experiment was established with a completely randomized design with three repetitions. The data were subjected to an analysis of variance and mean. After 90 days of the establishment of the experiment were statistically significant differences between treatments for the variables. The culture medium osmotic potential of -0.187 MPa showed the highest values for moisture content (93.74%), dry matter weight (350.4 mg explant-1), concentration of N (2.97%), P (0.21%) K (5.41%), Ca (0.40%), Mg (0.21%), Fe (244.03 ppm), Zn (107.66 ppm) and Mn (152.79 ppm), as well as the extraction of N (9.5 µg explant-1), P (0.7 µg explant-1), K (18.4 µg explant-1), Ca (1.4 µg explant-1), Mg (0.7 µg explant-1), Fe (81. 22 µg explant-1), Cu (7.51 µg explant-1), Zn (36.88 µg explant-1) and Mn (53.59 µg explant-1).

Master thesis

Agave potatorum Potencial osmótico Medio MS Absorción Extracción nutrimental Osmotic potential MS's medium Nutrient absorption Extraction Maestría Edafología CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Conductividad eléctrica de la solución nutritiva en el rendimiento y calidad de tomates (Lycopersicon esculentum Mill) nativos cultivados en invernadero

DALILA FLORES GONZALEZ (2011)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Edafología).- Colegio de Postgraduados, 2011.

México cuenta con una gran diversidad de tomates (Lycopersicon esculentum Mill.) nativos, sin embargo, existen pocos estudios que muestren el potencial y adaptación de estos genotipos para ser cultivados en condiciones de invernadero e hidroponía, con capacidad para competir en calidad y productividad con las variedades comerciales. Por lo anterior, los objetivos de esta investigación fueron: 1) evaluar el potencial de rendimiento de 100 genotipos nativos de tomate cultivados en invernadero e hidroponía y seleccionar los 10 genotipos más sobresalientes en rendimiento y 2) evaluar el efecto de tres valores de conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva Steiner en el crecimiento, rendimiento y calidad de diez genotipos nativos sobresalientes en rendimiento. Se realizaron dos experimentos: en el primero se estableció un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones, en el que se evaluó el rendimiento en cinco racimos de 100 genotipos nativos de tomate y un híbrido (“Sun 7705”) como testigo, cultivados en invernadero e hidroponía. En el segundo experimento se utilizó un diseño factorial (3 x 12) con tres valores de CE (1, 2 y 3 dS m-1; -0.036, -0.072 y -0.108 MPa, respectivamente), diez genotipos nativos sobresalientes en rendimiento en la primera fase de la investigación (PUETHNE1-13, PUETHNE1-33, PUETHNE1-35, PUETHNE1-40, PUETHNE1-107, PUETHNE1-109, PUETHNE1-115, PUETHNE1-128, PUETHNE1-135, PUETHNE1-197) y dos híbridos comerciales (“Caiman” tipo bola y “Sun 7705” tipo saladette); se evaluaron diversas variables en planta (altura, diámetro de tallo, número de hojas, materia seca de tallo y hojas, rendimiento de cuatro racimos) y en fruto (longitud y anchura, porcentaje de jugo, pH, conductividad eléctrica en el jugo (CEJ), sólidos solubles totales (SST), acidez titulable (AT), índice de madurez (SST/AT), color (luminosidad, hue, croma), firmeza, rendimiento de pasta (RP) y concentración de licopeno). En el primer experimento, 84 genotipos nativos fueron estadísticamente similares en rendimiento al híbrido “Sun 7705”. En el segundo experimento se observó un incremento de la materia seca de tallo y hojas, SST, AT, CEJ, croma, porcentaje de jugo y RP al elevar la CE de la solución nutritiva. El híbrido “Caiman” (tipo bola) y el genotipo nativo PUETHNE1-128 exhibieron el mayor rendimiento, el resto de los genotipos nativos evaluados mostraron un rendimiento similar al híbrido “Sun 7705” (tipo saladettee). La mayoría de los genotipos nativos superaron a los híbridos comerciales en sólidos solubles totales y concentración de licopeno. Con base en el rendimiento, los genotipos nativos evaluados mostraron un alto potencial para ser cultivados en sistemas hidropónicos e invernadero; además, presentaron un gran potencial en sus características de calidad organoléptica que podrían ser utilizadas en programas de mejoramiento genético para la generación de variedades que produzcan frutos de alto valor comercial y nutracéutico. _______________ ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF THE NUTRIENT SOLUTION ON THE YIELD AND QUALITY OF NATIVE TOMATOES (Lycopersicon esculentum Mill.) GROWN IN GREENHOUSE. ABSTRACT: Mexico has a great diversity of native population of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.), however, there are few studies about the potential and adaptation of these genotypes to be cultivated in greenhouse and hydroponics, and to compete in quality and productivity with commercial varieties. Therefore, the objectives of this research were: 1) to evaluate the potential yield of 100 native genotypes of tomato grown in greenhouse and hydroponics and select the 10 outstanding genotypes in yield and, 2) to assess the effect of three electrical conductivity (EC) of the Steiner nutrient solution on growth, yield, and quality of ten outstanding native genotypes in yield. Two experiments were conducted. In the first an experimental design was established completely at random with four replications, yield was evaluated in five clusters of 100 native genotypes of tomato and a hybrid ("Sun 7705") as a control, cultivated in greenhouse and hydroponics. In a second experiment a factorial design (3 x 12) was established; with three EC levels (1, 2 and 3 dS m-1; - 0.036, - 0.072 and - 0.108 MPa, respectively), and ten outstanding native genotypes in yield selected from the first experiment (PUETHNE1-13, PUETHNE1-33, PUETHNE1-35, PUETHNE1-40, PUETHNE1-107, PUETHNE1-109, PUETHNE1-115, PUETHNE1-128, PUETHNE1-135, PUETHNE1-197) and two commercial hybrid tomatoes ("Caiman" ball type and "Sun 7705" saladette type). Variables evaluated in the second experiment were: height, stem diameter, number of leaves, dry matter of stem and leaves, yield from four clusters, and in fruit were length and width, percentage of juice, pH, electrical conductivity in juice (ECJ), total soluble solids (TSS), titratable acidity (TA), maturity index (TSS/TA), color (brightness, hue and chroma), fruit firmness, yield of paste (YP) and lycopene concentration. In the first experiment, 84 native genotypes were statistically similar in yield to the hybrid "Sun 7705". In the second experiment it was observed an increase in dry matter of stem and leaves, TSS, TA, ECJ, chroma, percentage of juice and RP to raise the EC of the nutrient solution. The hybrid "Caiman" (ball type) and the native genotype PUETHNE1-128 exhibited the highest yield, the rest of the tested native genotypes showed a similar production to the hybrid "Sun 7705". Most of the native genotypes surpassed the commercial hybrids in total soluble solids and lycopene concentration. Based on yield, native genotypes assessed showed a high potential to be grown in hydroponics and greenhouse. In addition, these showed great potential in characteristics of organoleptic quality that could be used in breeding programs for the generation of varieties to produce fruits of high commercial value and nutraceutical quality.

Master thesis

Potencial osmótico Producción Genotipos nativos Características organolépticas Hidroponía Osmotic potential Production Native genotypes Organoleptic characteristics Hydroponics Maestría Edafología Lycopersicon esculentum CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Incremento del rendimiento y extracción nutrimental en jamaica mediante soluciones nutritivas

JOSE DE JESUS SANCHEZ PRADO GELACIO ALEJO-SANTIAGO Cecilia R. Juárez-Rosete Circe Aidín Aburto González FRANCISCO DE JESUS CARO (2018)

La concentración de la solución nutritiva, es un factor importante que regula el crecimiento y desarrollo de las plantas en sistemas hidropónicos. El objetivo del trabajo fue identificar el mejor potencial osmótico de la solución nutritiva para incrementar el rendimiento de cálices de jamaica (Hibiscus sabdariffa L.) y cuantificar el requerimiento interno nutrimental (RI) de N, P, K, Ca y Mg. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. Los tratamientos fueron las concentraciones de -0.018, -0.036, -0.054, -0.072, -0.090 MPa de solución nutritiva de Steiner en potencial osmótico. La unidad experimental fue una maceta con una planta, empleando como sustrato escoria volcánica basáltica roja. Se realizaron siete muestreos destructivos durante el ciclo de cultivo. A la cosecha, se evaluó la producción de cáliz seco por planta y se eligió el tratamiento con mayor rendimiento para cuantificar los requerimientos nutrimentales del cultivo. El mejor potencial osmótico fue -0.072 MPa para la producción de cáliz seco, con rendimiento de 1.98 t ha−1. El RI de la biomasa total fue 2.86, 0.50, 2.80, 1.71 y 0.54% de N, P, K, Ca y Mg, respectivamente; lo que equivale en kg t−1 de cáliz seco a: N 93.1, P 16.4, K 91, Ca 55.7, Mg 17.7. El patrón de extracción nutrimental total en la biomasa aérea del cultivo fue en el orden N > K > Ca > Mg > P. Las tasas de extracción nutrimental, variaron para cada nutrimento en las diferentes etapas fenológicas.

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CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA Extracción nutrimental Hibiscus sabdariffa L. materia seca potencial osmótico rendimiento de cáliz

Respuesta fisiológica a salinidad en dos genotipos de maíz

CARMEN ALICIA AYALA CONTRERAS (2015)

"Los procesos fisiológicos en las diferentes etapas de desarrollo del cultivo de maíz son especialmente sensibles a la salinidad. Los objetivos del presente trabajo fueron determinar y documentar la respuesta germinativa y de vigor de una población de maíz criollo de San Martin de las Vacas en Ramos Arizpe, Coahuila y de un híbrido comercial Dupont Pioneer (P2948W), sometidos a diferentes niveles de salinidad, bajo condiciones de laboratorio; y evaluar la respuesta fotosintética de los genotipos, sembrados en suelos acondicionados con diferentes niveles de salinidad bajo condiciones de invernadero. Los tratamientos consistieron en la aplicación de soluciones con diferentes potenciales osmóticos, expresados en megapascales (MPa), utilizando como sal el Sulfato de Sodio (Na2SO4) y calculados de acuerdo a la ecuación de J. H. Van’t Hoff. Se llevaron a cabo tres estudios: Estudio preliminar, diseñado para determinar la calidad fisiológica de los materiales genéticos; Estudio I: Efecto de la salinidad en la tasa de asimilación de CO2, con cuatro tratamientos -1, -2, -3 MPa y un testigo (agua destilada) en cuatro diferentes etapas fenológicas indicadas como unidades de muestreo (5ta, 8va, 12va y hoja final) , aplicados por medio de las soluciones de riego, se evaluó: tasa de asimilación de CO2, conductancia estomática, concentración de CO2 intercelular, tasa de transpiración, longitud y diámetro de tallo, peso seco de tallo y de raíz; Estudio II: Efectos de la salinidad en la germinación y vigor de la semilla, se evaluaron siete tratamientos (00, -0.25, -0.50, -0.75, -1.0, -1.25 y -1.50 MPa), se aplicaron por medio de riegos en ensayos de laboratorio; las variables evaluadas fueron: germinación, vigor, longitud y peso seco de plúmula y de radícula en todas las plántulas normales. En los resultados del estudio preliminar, se observó un porcentaje mayor a 97% para ambos genotipos. En el estudio I, se obtuvo diferencias significativas (P ≤ 0.01) entre tratamientos y entre muestreos (hojas) para todas las variables. Entre genotipos para la tasa de asimilación de CO2 y el CO2 intercelular; entre tratamientos para altura de planta y peso seco de vástago (P ≤ 0.01); entre genotipos (P ≤ 0.05), para peso seco de vástago y de raíz; en general, los resultados indican que la fotosíntesis se reduce según disminuyen los potenciales osmóticos. En el Estudio II, se encontraron xi diferencias (P ≤ 0.01) entre tratamientos para todas las variables evaluadas; entre genotipos para vigor (P ≤ 0.05) y en peso seco y longitud de radícula (P ≤ 0.01), siendo el híbrido el que presentó un mejor comportamiento; respecto a la interacción tratamiento x genotipo, hubo diferencias significativas en vigor y en peso seco de plántula (P ≤ 0.05), así como en peso seco y longitud de radícula (P ≤ 0.01). Se observó que al incrementar la Conductividad Eléctrica de la solución, se reduce la capacidad germinativa y el vigor de la semilla. El estrés salino afecta la germinación de semillas mediante la reducción de la absorción de agua o por medio de la acumulación de sodio, causando un desequilibrio en la absorción de nutrientes y un efecto tóxico, que puede interferir en las secuencias metabólicas de la germinación."

"The physiological processes in different growth stages of the corn crop are especially sensitive to salinity. The objectives of this research work were to determine and to document the germination response and seed vigor of one blue maize landrace from San Martin de las Vacas in Ramos Arizpe, Coahuila, and a commercial Dupont Pioneer hybrid (P2948W), with different solution salinity levels, under laboratory conditions; and to evaluate the photosynthetic response of both genotypes, planted in soil watered with different saline solutions treatments, cultivated in a greenhouse. Treatments consisted in solutions with different osmotic potentials, expressed in Megapascals (MPa), using a sodium sulfate salt (Na2SO4) as a solute and calculated based in the J.H. Van´t Hoff equation. Three different studies were carried out: Preliminary study: Designed to determine the genotypes physiological seed quality. Study I: The salinity effects in the CO2 assimilation rate, with the application of four solution treatments (-1.0, -2.0, -3.0 MPa and a check with distilled water), in four different phonological stages (5th, 8th, 12th, and last leaves); the evaluated variables were: CO2 assimilation rate, intercellular CO2, stomatal conductance, transpiration rate, stem length and diameter, and stem and root dry weight. Study II. Consisted in the evaluation of seven solution treatments (0.0, - 0.25, 0.50, -0.75, -1.0, -1.25, -1.50 MPa), in a germination standard essay, to find out their effect in the seed vigor and germination; the evaluated variables were: seed vigor and germination, length and dry weight of stems and roots, in all normal seedlings. Results from the preliminary study showed 97 % germination for both genotypes. Study I. Significant differences (P≤0.01) or (P≤0.05) were found among treatments and among phenological stages (leaves) for all variables, results indicate that the photosynthetic rate diminishes with a decrease in the solution osmotic potentials. Study II. Significant differences (P≤0.01) were found among treatments for all variables; between genotypes (P≤0.05) for seed vigor and dry weight and root length (P≤0.01), having the hybrid the best performance. Significant treatment x genotype interactions were found for seed vigor and seedling dry weight (P≤0.05), as well as for root dry weight and length (P≤0.01). In general, it was observed that reducing the xiv solutions potentials, diminishes the germination capacity and the seed vigor. Salt stress affects seed germination by reducing water absorption or through accumulation of Na, causing an imbalance in nutrient uptake and a toxic effect that may affect metabolic sequences of germination."

Master thesis

Zea mays L Potencial osmótico Efectos fisiológicos CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Respuestas fisiológicas a la sequía, de cinco especies de orquídeas epífitas, en dos selvas secas de la península de Yucatán

Physiological responses to drought of five epiphyte orchid species in two dry forests of the Yucatan Peninsula

EDILIA DE LA ROSA MANZANO JOSE LUIS ANDRADE TORRES Gerhard Zotz CASANDRA REYES GARCIA (2014)

El dosel de las selvas secas presenta cambios anuales drásticos de luz y disponibilidad de agua, debido a que la mayoría de los árboles pierde sus hojas durante la temporada de sequía. Las epífitas que ahí habitan presentan una morfología y fisiología adecuadas para tolerar la escasez de agua y el exceso de luz. Se estudiaron las respuestas fisiológicas de cinco especies de orquídeas epífitas en relación con la variación vertical del microambiente y a la estacionalidad en una selva baja caducifolia y en una selva mediana subcaducifolia, durante las temporadas de lluvias, nortes y sequía. Los cambios fisiológicos en las orquídeas fueron debido al efecto de los cambios estacionales en ambas selvas. Las orquídeas mostraron diferentes estrategias de tolerancia a la sequía: las hojas de Encyclia nematocaulon, Cohniella yucatanensis y Laelia rubescens, de la selva baja, mantuvieron su estado hídrico constante durante el año, pero disminuyeron su tasas de fotosíntesis durante la sequía. Aunque el estado hídrico foliar de E. nematocaulon y Lophiaris oerstedii, de la selva mediana, disminuyó durante las sequía, la fotosíntesis no disminuyó en L. oerstedii. Cohniella ascendens no mostró variación fisiológica estacional en sus hojas; se sugiere que esto fue debido a su baja densidad estomática y a la inclinación de las mismas, porque ello evita la perdida de agua y la exposición directa a la radiación. La especie más abundante, E. nematocaulon, mostró reducción foliar y estomas pequeños, lo que le confirió gran plasticidad morfológica y fisiológica para tolerar la alta radiación y la sequía en ambas selvas.

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CONTENIDO RELATIVO DE AGUA FOTOINHIBICIÓN METABOLISMO ÁCIDO DE LAS CRASULÁCEAS POTENCIAL OSMÓTICO SELVAS SECAS BIOLOGÍA Y QUÍMICA