Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

Vol. 18 Núm. 2 (2024)
En imprenta / In press

Sección de hortalizas

El exceso de zinc reduce el crecimiento de plantas de cebolla (Allium cepa L.)

https://doi.org/10.17584/rcch.2024v18i2.17400

Publicado 2024-04-28

  • Fánor Casierra-Posada
    • ,
  • Luis Miguel Trujillo-Niño

Fánor Casierra-Posada
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja

Luis Miguel Trujillo-Niño
Innovak Colombia SAS. Sopo

Harvest of bulb onion in Boyaca, Colombia. Photo: F. Casierra-Posada

Resumen

A pesar de que el zinc (Zn) es un elemento esencial para el metabolismo de las plantas, las actividades antrópicas y las malas prácticas agrícolas, así como también, el uso frecuente de plaguicidas y fertilizantes ricos en este elemento pueden causar que niveles tóxicos de Zn estén disponibles para las plantas. Se realizó en Tunja, Colombia, un trabajo en invernadero en el que plántulas de cebolla de bulbo (Allium cepa L.) se expusieron a 0 (control), 20, 40, y 80 mg L-1 de Zn en solución nutritiva. El exceso de Zn en la solución tuvo un efecto bastante drástico sobre la acumulación de peso seco, también redujo los valores de la tasa absoluta de crecimiento, del área foliar especifica, del consumo de agua, de la eficiencia en el uso del agua, del área foliar, de la longitud de raíces y, por el contrario, incrementó el contenido de solidos solubles totales en el zumo del bulbo. De este modo, la mayoría de las variables relacionadas con el crecimiento fueron afectadas negativamente a partir de 20 mg L-1 de Zn en la solución. Además, el efecto tóxico del Zn es más drástico cuando las plantas crecen en solución nutritiva en comparación a cuando crecen en suelo. Por otro lado, el experimento duró solo hasta 54 días después del trasplante, dado que fue el momento máximo que pudieron soportar las plantas, especialmente aquellas que se expusieron a contenidos de Zn más elevados, con lo que se puede inferir que estas plantas tienen baja tolerancia a contenidos elevados de Zn en el sustrato.

Palabras clave

Peso seco, Metales pesados, Área foliar, Estrés, Tolerancia, Relaciones hídricas

PDF (English)

Referencias

  • Abou El-Nasr, M.K., H.M. El-Hennawy, M.S.F. Samaan, T.A. Salaheldin, A. Abou El-Yazied, and A. El-Kereamy. 2021. Using zinc oxide nanoparticles to improve the color and berry quality of figle grapes cv. Crimson seedless. Plants 10(7) 1285. Doi: https://doi.org/10.3390/plants10071285
  • Ajakaiye, M.B. and J.K. Greig. 1976. Response of 'Sweet spanish' onion to soil-applied zinc. J Am. Soc. Hort. Sci. 101(5), 592-596.
  • Alengebawy, A., S.T. Abdelkhalek, S.R. Qureshi, and M.-Q. Wang. 2021. Heavy metals and pesticides toxicity in agricultural soil and plants: ecological risks and human health implications. Toxics 9(3), 42. Doi: https://doi.org/10.3390/toxics9030042
  • Benitez, N., D.H. Vivas, and E.D. Rosero. 2009. Toxicidad de los principales plaguicidas utilizados en el municipio de Popayán, usando Bacillus subtillis. Biotecnol. Sector Agropecu. Agroind. 7(1), 15-22.
  • Cakmak, I., P. Brown, J.M. Colmenero-Flores, S. Husted, B.Y. Kutman, M. Nikolic, Z. Rengel, S.B. Schmidt, and F.-J. Zhao. 2023. Micronutrients. pp. 283-385. In: Rengel, Z., I. Cakmak, and P.J. White (eds.). Marschner’s mineral nutrition of plants. 4th ed. Elsevier, Amsterdam, Netherlands. Doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819773-8.00017-4
  • Casierra-Posada, F., L.A. González, and C. Ulrichs. 2010. Growth of broccoli plants (Brassica oleracea L. var. Italica) affected by excess zinc. Rev. Colomb. Cienc. Hortic. 4(2), 163-174. Doi: https://doi.org/10.17584/rcch.2010v4i2.1237
  • Casierra-Posada, F. and J. Poveda. 2005. La toxicidad por exceso de Mn y Zn disminuye la producción de materia seca, los pigmentos foliares y la calidad del fruto en fresa (Fragaria sp. cv. Camarosa). Agron. Colomb. 23(2), 283-289.
  • Casierra-Posada, F., C. Ulrichs, c. Büttner, and C. Pérez. 2012. Growth of spinach plants (Spinacia oleracea L.) exposed to excess zinc and manganese. Agron. Colomb. 30(3), 344-350. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/48723
  • Casierra-Posada, F. and N.J. Vargas. 2015. Fisiología del crecimiento y la nutrición en cebolla de bulbo (Allium cepa L. hib. ‘Yellow Granex’) en condiciones tropicales. Editorial UPTC, Tunja, Colombia.
  • Feigl, G., N. Lehotai, A. Molnár, A. Ördög, M. Rodríguez-Ruiz, J.M. Palma, F.J. corpas, L. Erdei, and Z. Kolbert. 2015. Zinc induces distinct changes in the metabolism of reactive oxygen and nitrogen species (ROS and RNS) in the roots of two Brassica species with different sensitivity to zinc stress. Ann. Bot. 116, 613-625. Doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcu246
  • Feigl, G., A. Molnár, R. Szőllősi, A. Ördög, K. Törőcsik, D. Oláh, A. Bodor, K. Perei, and Z. Kolbert. 2019. Zinc-induced root architectural changes of rhizotron-grown B. napus correlate with a differential nitro-oxidative response. Nitric Oxide 90, 55-65. Doi: https://doi.org/10.1016/j.niox.2019.06.003
  • Fischer, G. and F.L. Fischer-García. 2023. Heavy metal contamination of vegetables in urban and peri-urban areas. An overview. Rev. Colomb. Cienc. Hortic. 17(2), e16011. Doi: https://doi.org/10.17584/rcch.2023v17i2.16099
  • Ghosh, M., S. Bhadra, A. Adegoke, M. Bandyopadhyay, and A. Mukherjee. 2015. MWCNT uptake in Allium cepa root cells induces cytotoxic and genotoxic responses and results in DNA hypermethylation. Mutat. Res. 774, 49-58. Doi: https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2015.03.004
  • Hamal, J.P. and M.K. Chettri. 2022. Impact of heavy metals and biochemical parameters on specific leaf area of roadside trees in Kathmandu, Nepal. Ecol. Environ. Conserv. 28(3), 1108-1118. Doi: https://doi.org/10.53550/EEC.2022.v28i03.005
  • Hassan, M.U., M. Nawaz, A. Mahmood, A.A. Shah, A.N. Shah, F. Muhammad, M. Batool, A. Rasheed, M. Jaremko, N.R. Abdelsalam, M.E. Hasan, and S.H. Qari. 2022. The role of zinc to mitigate heavy metals toxicity in crops. Front. Environ. Sci. 10, 990223. Doi: https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.990223
  • Hunt, R. 1990. Basic growth analysis. Plant growth analysis for beginners. Springer, London. Doi: https://doi.org/10.1007/978-94-010-9117-6
  • Hussain, A., S. Ali, M. Rizwan, M.Z. Rehman, A. Hameed, F. Hafeez, S.A. Alamri, M.N. Alyemeni. and L. Wijaya. 2018. Role of zinc–lysine on growth and chromium uptake in rice plants under Cr stress. J. Plant Growth Regul. 37(4), 1413-1422. Doi: https://doi.org/10.1007/s00344-018-9831-x
  • Hussain, S., M. Khan, T.M.M. Sheikh, M.Z. Mumtaz, T.A. Chohan, S. Shamim, and Y. Liu. 2022. Zinc essentiality, toxicity, and its bacterial bioremediation: a comprehensive insight. Front. Microbiol. 13, 900740. Doi: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.900740
  • Kaur, H. and N. Garg. 2021. Zinc toxicity in plants: a review. Planta 253(6), 129. Doi: https://doi.org/10.1007/s00425-021-03642-z
  • Liu, T., C. Zhang, G. Yang, J. Wu, G. Xie, H. Zeng, C. Yin, and T. Liu. 2009. Central composite design-based analysis of specific leaf area and related agronomic factors in cultivars of rapeseed (Brassica napus L.). Field Crops Res. 111(1-2), 92-96. Doi: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2008.11.001
  • Mahmoudi, H., I.B. Salah, W. Zaouali, W. Zorrig, A. Smaoui, T. Ali, M. Gruber, Z. Ouerghi, and K. Hosni. 2021. Impact of zinc excess on germination, growth parameters and oxidative stress of sweet basil (Ocimum basilicum L.). Bull. Environ. Cont. Toxicol. 106(5), 899-907. Doi: https://doi.org/10.1007/s00128-021-03188-6
  • Nekoukhou, M., S. Fallah, A. Abbasi-Surki, L.R. Pokhrel, and A. Rostamnejadi. 2022. Improved efficacy of foliar application of zinc oxide nanoparticles on zinc biofortification, primary productivity and secondary metabolite production in dragonhead. J. Clean Prod. 379(2), 134803. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134803
  • Oprea, B.Ş., D.-M. Motelică, N.O. Vrînceanu, M. Costea, G.I. Plopeanu, and V. Carabulea. 2022. Research on the heavy metal content in onion bulbs correlated with soil from private households located in the Copşa Mică area, central Romania. J. Appl. Life Sci. Environ. 55(1), 92-99. Doi: https://doi.org/10.46909/alse-551049
  • Palacio, S.M., R.F. Espinoza-Quiñones, R.M. Galante, D.C. Zenatti, A.A. Seolatto, E.K. Lorenz, C.E. Zacarkim, N. Rossi, M.A. Rizzutto, and M.H. Tabacniks. 2005. Correlation between heavy metal ions (copper, zinc, lead) concentrations and root length of Allium cepa L. in polluted river water. Braz. Arch. Biol. Technol. 48, 191-196. Doi: https://doi.org/10.1590/S1516-89132005000400024
  • Rafie, M.R., A.H. Khoshgoftarmanesh, H. Shariatmadari, A. Darabi, and N. Dalir. 2017. Influence of foliar-applied zinc in the form of mineral and complexed with amino acids on yield and nutritional quality of onion under field conditions. Sci. Hortic. 216, 160-168. Doi: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.01.014
  • Repkina, N., I. Nilova, and N. Kaznina. 2023. Effect of zinc excess in substrate on physiological responses of Sinapis alba L. Plants 12(1), 211. Doi: https://doi.org/10.3390/plants12010211
  • Singh, N., V.K. Gupta, A. Kumar, and B. Sharma. 2017. Synergistic effects of heavy metals and pesticides in living systems. Front. Chem. 5, 70. Doi: https://doi.org/10.3389/fchem.2017.00070
  • Shovon, T.A., D.M.A. Rozendaal, D. Gagnon, F. Gendron, M. Vetter, and M.C. Vanderwel. 2020. Plant communities on nitrogen-rich soil are less sensitive to soil moisture than plant communities on nitrogen-poor soil. J. Ecol. 108(1), 133-144. Doi: https://doi.org/10.1111/1365-2745.13251
  • Subba, P., M. Mukhopadhyay, S.K. Mahato, K.D. Bhutia, T.K. Mondal, and S.K. Ghosh. 2014. Zinc stress induces physiological, ultra-structural and biochemical changes in mandarin orange (Citrus reticulata Blanco) seedlings. Physiol. Mol. Biol. Plants 20(4), 461-473. Doi: https://doi.org/10.1007/s12298-014-0254-2
  • Sun, Z., T. Xiong, T. Zhang, N. Wang, D. Chen, and S. Li. 2019. Influences of zinc oxide nanoparticles on Allium cepa root cells and the primary cause of phytotoxicity. Ecotoxicology 28(2), 175-188. Doi: https://doi.org/10.1007/s10646-018-2010-9
  • Terán-Chaves, C.A., L. Montejo-Nuñez, C. Cordero-Cordero, and S.M. Polo-Murcia. 2023. Water productivity indices of onion (Allium cepa) under drip irrigation and mulching in a semi-arid tropical region of Colombia. Horticulturae 9(6), 632. Doi: https://doi.org/10.3390/horticulturae9060632
  • Zaheer, I.E., S. Ali, M.H. Saleem, M.A. Ashraf, Q. Ali, Z. Abbas, M. Rizwan, M.A. El-Sheikh, M.N. Alyemeni, and L. Wijaya. 2020. Zinc-lysine supplementation mitigates oxidative stress in rapeseed (Brassica napus L.) by preventing phytotoxicity of chromium, when irrigated with tannery wastewater. Plants 9(9), 1145. Doi: https://doi.org/10.3390/plants9091145
  • Zhou, H., G. Zhou, Q. He, L. Zhou, Y. Ji, and M. Zhou. 2020. Environmental explanation of maize specific leaf area under varying water stress regimes. Environ. Exp. Bot. 171, 103932. Doi: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.103932

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Artículos más leídos del mismo autor/a

1 2 > >> 

Artículos similares

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.