Site Loader

OBJETIVO

En esta investigación se
aplicará una solución de ácido giberélico GA3 a plantas de maíz Zea Mays para evaluar el efecto que
tiene en el desarrollo de la altura de los tallos.

 

INTRODUCCIÓN

En el mundo actual es
muy común oír de plantas y ganados a los que se les aplica hormonas para
estimular su desarrollo, y así los agricultores puedan obtener más ganancia por
el mismo costo. Sin embargo, muchas veces estas hormonas no son naturales para
el organismo y por tanto tienen un efecto bastante fuerte. Por ejemplo, el mito
de que al pollo se le inyectaban hormonas para que se desarrollaran más rápido
y con más masa muscular. Recientemente se ha desmentido este método, pero en la
décadas de 1950-1970 era la práctica más popular en la industria avícola. Esto
me condujo a dudar qué pasaría si a una planta se le aplicara mayor cantidad de
una hormona que ya está presente en su organismo. Dado que la autora tiene el acceso
a los materiales y circunstancias necesarias para poder realizar una práctica
sembrando las plantas por su propia cuenta, a la autora se le ocurrió buscar
una planta de fácil cultiva y crecimiento rápido para aplicarle hormonas y
evaluar su efecto. También cabe resaltar que en su familia es común plantar
maíz como alimento para el ganado, y quería evaluar si esto sería una solución
viable para hacer de esto una tarea más efectiva. Por tanto, surgió la
pregunta: ¿Qué efecto tiene la aplicación de las diferentes concentraciones de
una solución de fitohormonas giberelinas en el crecimiento del tallo de la
planta de maíz Zea Mays?

 

Para la búsqueda de la
respuesta se evaluarán las siguientes variables:

Dependiente:
la altura del tallo de la planta de maíz, medido
en m

Independiente:
la acción de la hormona giberelina (g ) en
caso de que se aplique. A un grupo se le aplicó la
solución de la hormona indicada en el paquete, es decir, 1g por litro de agua.
A otro se agregó 1,5g por litro de agua para evaluar el efecto de una dosis más
grande. Finalmente, hubo un grupo control donde no se le aplicó la hormona.

Controlada: 

1.         
Número de plantas en cada
grupo: en cada grupo de evaluación hubo 20 plantas.

2.         
Cantidad de la solución de ácido giberélico ProGibb: a
todas las plantas se les aplicó 50ml de la solución (ver metodología)
correspondiente usando una jeringa en la base del tallo, en horas de la tarde
para que las altas temperaturas no hicieran que la solución se evaporara.

3.         
Tiempo de cultivo: todas
las semillas se sembraron al mismo tiempo y en la misma bandeja para plántulas
para asegurar que las condiciones ambientales para el crecimiento sean las
mismas, de otro modo se podrían obtener plantas más desarrolladas que otras.
Medido en días.

4.         
Luz: todas
las plantas estarán en una misma parcela así que estarán expuestas a la misma
intensidad de luz día durante el mismo número de horas.

5.         
Sustrato de la parcela: Todas
las plantas estarán en el mismo sustrato. Adicionalmente, para la germinación
se usará sustrato rico en nitrógeno donde previamente se plantaron arvejas.

6.         
Fertilizante de calcio: puesto
que la acción de las fitohormonas giberelinas consiste en la elongación de las
células de tallo, es necesaria la aplicación de un fertilizante de calcio para
el fortalecimiento de las paredes celulares de las células de las plantas.

7.         
Agua: al
igual que con la luz, todas las plantas recibirán la misma cantidad de agua
lluvia que descienda sobre la parcela. Hubo lluvia 2-4 veces por semana dado
que es la época de invierno y en la región tiende a haber más lluvia.

 

MARCO TEÓRICO

Las plantas,
al igual que todos los seres vivos, interactúan con el ambiente en el que viven
y las hormonas se encargan de indicar qué acciones deben ser llevadas a cabo
para reaccionar adecuadamente y adaptarse al medio en el que viven (Cipollini,
s.f.). En el caso de las plantas, reciben el nombre de fitohormonas. de las cuales hay 5 tipos:

            – Auxinas: son aquellas que
estimulan el alargamiento de los coleóptilos y son las responsables de que las
plantas crezcan hacia la luz, además suprimen el crecimiento de brotes
laterales.

            – Citoquininas: son aquellas que
estimulan la división celular y el crecimiento de brotes laterales. Trabajan
junto con las auxinas para que una planta crezca correctamente y no solamente
con dominancia apical (vertical).

            – Giberelinas o ácido giberélico:
son aquellas que estimulan el alargamiento del tallo, el crecimiento de frutos
y la germinación de semillas. También trabajan con las auxinas para el correcto
desarrollo de las plantas.

            – Ácido abscísico: es aquella
encargada de la senescencia de la planta, es decir, que detenga su proceso de
producción de frutos. Estimula la inactividad de la misma. Resulta útil en
casos de sequía. Trabaja junto con el etileno.

            – Etileno: es un gas que se dispersa
en los espacios entre las células y se encarga de la estimulación de la
abscisión (caída) de los frutos y las hojas. Trabaja junto con el ácido
abscísico y las auxinas.

 

El ácido
giberélico es la hormona giberelina sintetizada, es un producto ampliamente utilizado
en la industria agrícola por sus beneficios en las plantas: alargamiento del
tallo, crecimiento de frutos, germinación de semillas y la demora en la
senescencia de la planta. Se obtiene por fermentación del hongo Gibberellia fujikuroi. Estimula la
división celular, pero resultan células con una pared débil. Por lo anterior es
necesario aplicarlo junto con un fertilizante de nitrato de calcio cuya función
es precisamente dar más rigidez a las paredes celulares. Las hormonas
giberelinas, comúnmente conocidas como ácido giberélico (GA3), captaron la
atención de científicos por primera vez en 1950. Sin embargo, en 1930 los
agricultores de arroz japoneses conocían de una enfermedad fungal llamada
Bakanae que hacía que las plantas fueran altas pero muy débiles. Los patólogos
encontraron que un producto químico secretado por un hongo patógeno indujo
estos síntomas en la planta.  Del cultivo
de este hongo en el laboratorio se obtuvo el cristal impuro de dos compuestos
fungales que promueven la actividad de crecimiento de la planta. Uno de estos
fue llamado Giberelina A, porque fue aislada del hongo Gibberella. En 1950, la Universidad de Tokio separó 3 giberelinas
diferentes de Giberelina A, llamadas A1, A2 y A3. El sistema de nomenclatura
agregó la G por giberelina, entonces quedaron GA1, GA2 Y GA3. En el mismo año,
científicos del Departamento de Agricultura (USDA) aclararon la estructura
química del compuesto que habían purificado de la filtración de un cultivo Gibberella que llamaron ácido
giberélico. Más tarde se demostró que este ácido giberélico era la misma
sustancia del GA3.

 

Por otro lado, el producto a utilizar es PROGIBB® 10 SP, de
laboratorios Bayer, que es un regulador de crecimiento que actúa como promotor
de la planta contribuyendo en la activación del desarrollo vegetativo de los
brotes puesto que produce agrandamiento y multiplicación de las células. 
Actúa induciendo la floración y el alargamiento del tallo. Produce ruptura de
la latencia en semillas que necesitan periodo de reposo. Inhibe la caída de
flores y por consiguiente aumenta el número de frutos. Retarda o acelera
(dependiendo de las dosis usadas) la maduración de frutos sin cambiar la
calidad de estos. En especial lo relacionado con contenido de carbohidratos y
azúcares. Actúa incrementando los rendimientos de las plantas. (Crop Science
Colombia, s.f.)

 

Finalmente,
acerca de la planta de Zea Mays. Es una especie de gramínea de rápido
cultivo,  típica de América Latina. Es
bastante resistente a las plagas y está lista para colecta entre 2 a 3 meses.
Desarrolla altos tallos que se deben plantar en parcelas cuadradas puesto que
el polen se difunde por el viento. Es preferible sembrarlo en los meses de
abril, mayo y junio por la temperatura y abundante lluvia. El maíz es un cereal
que necesita una provisión abundante de insolación.

 

METODOLOGÍA

En
cuanto a las medidas de seguridad que son necesarias para el desarrollo del
proyecto: puesto que el ácido giberélico ha sido calificado con nivel de
toxicidad IV (no representa peligro en la piel y la dosis letal de consumo por
vía oral es de 2000g) se usarán guantes de nitrilo resistentes a la sustancia.
Se evitó el contacto con la piel, ojos y ropa, usando protector facial,
delantal y botas de caucho. Además se trabajará en un espacio abierto. Después
de la aplicación se deben lavar prolijamente con agua y jabón todas las partes
del cuerpo expuestas al producto. Asimismo la ropa contaminada debe lavarse por
aparte y los recipientes y elementos utilizados deben desecharse o lavarse
prolijamente, según sea el caso.

 

Las
consideraciones éticas dentro de los parámetros del trabajo a realizar: no se
va a generar un impacto ambiental a pesar del producto que se va a usar porque
es a una pequeña escala, y no hay consideraciones éticas distintas a las de
seguridad.

Para realizar este estudio
se necesitaron los siguientes materiales:

·     
1 kilo de semillas certificadas de maíz Zea mays para clima cálido, que no sean genéticamente modificadas.

·     
1 papeleta (10g) ProGibb® 10 SP de
Bayer (Ácido giberélico)

·     
3 recipientes plásticos de 1 litro

·     
1 bandeja de germinación de 60 cavidades

·     
Sustrato (tierra) de cultivo de arveja (alta concentración de
nitrógeno)

·     
Fertilizante de nitrato de Calcio

·     
Jeringas de 5ml y de 50ml

·     
Agua

·     
Guantes para jardinería de nitrilo (para el manejo del ácido
giberélico)

·     
Pala pequeña para jardinería

·     
Parcela para sembrar

·     
Metro de 350cm (error de incertidumbre )

 

Los pasos que se
siguieron fueron:

1.    Se sembraron las semillas en
una bandeja para plántulas usando el sustrato rico en nitrógeno proveniente del
cultivo de arveja.

2.    Quince días después de la
siembra se transplantaron de la bandeja a la parcela, aplicando el fertilizante
de calcio según las instrucciones del empaque. Se pusieron letreros que
indicaban el grupo y el número a cada planta para diferenciarlas.

3.    Quince días después de la
trasplantación se agregaron 10g de ProGibb® de Bayer a 1 litro de agua,
medido con el recipiente, y se mezcló. De esta solución se extrajeron 2,5ml
(medidos con la jeringa de 5ml) y se agregaron a otro litro de agua. Por aparte
se extrajeron 6ml y se agregaron a otro litro de agua. De los dos litros de
agua por separado se extrajeron 50ml de la segunda solución y se aplicaron a
cada planta con la jeringa. Se realizó en horas de la tarde.

4.    
Se prosiguió con el cuidado regular de la planta de maíz hasta 18
semanas después de la germinación. Se midieron las plantas al final del cultivo
haciendo uso de la cinta métrica de 350cm y una escalera para asegurar la
exactitud de la medición.

 

RESULTADOS

A continuación se muestran los registros de crecimiento de cada
una de las plantas de cada grupo.

 

Tabla 1. Registros Grupo
Control

GRUPO CONTROL (sin hormonas)

Planta

Medida (m) (0.01m)

Semana 1

Semana 2

Semana 10

Semana 15

Semana 18

1

0.02

0.07

0.81

1.40

1.75

2

0.04

0.07

1.02

1.59

1.90

3

0.06

0.15

0.74

1.34

1.63

4

0.02

0.08

0.79

1.41

2.20

5

0.07

0.19

1.00

1.50

1.57

6

0.03

0.12

0.95

1.47

1.77

7

0.03

0.07

1.10

1.87

2.22

8

0.05

0.10

0.86

1.64

1.73

9

0.06

0.09

0.77

1.36

1.38

10

0.04

0.10

0.82

1.38

1.53

11

0.03

0.10

0.94

1.76

2.26

12

0.05

0.08

1.07

1.66

1.87

13

0.04

0.07

1.03

1.45

1.57

14

0.03

0.09

1.15

1.67

1.73

15

0.04

0.08

0.60

1.73

1.84

16

0.05

0.08

0.85

1.78

2.31

17

0.03

0.15

0.78

0.84

0.97

18

0.05

0.14

1.18

1.52

2.28

19

0.06

0.18

1.11

1.70

2.10

20

0.06

0.13

0.99

1.50

1.57

 

Tabla 2. Registros Grupo
con hormonas

PLANTAS CON HORMONAS (g de ácido giberélico por planta)

Planta

Medida (m) (0.01m)

Semana 1

Semana 2

Semana 10

Semana 15

Semana 18

1

0.02

0.08

1.66

2.29

2.40

2

0.04

0.15

1.73

2.63

2.81

3

0.02

0.16

1.60

1.98

2.27

4

0.03

0.14

1.55

2.03

2.32

5

0.06

0.09

1.41

2.29

2.45

6

0.07

0.09

1.64

2.73

2.97

7

0.04

0.07

1.76

2.79

2.91

8

0.03

0.08

1.94

2.24

2.50

9

0.05

0.09

1.96

2.89

3.10

10

0.06

0.07

1.78

2.58

2.85

11

0.03

0.08

2.16

2.89

2.96

12

0.05

0.10

2.26

2.78

3.05

13

0.06

0.18

2.32

2.97

3.07

14

0.03

0.08

1.77

2.45

2.80

15

0.05

0.10

1.73

2.63

2.79

16

0.04

0.13

1.98

2.68

2.77

17

0.05

0.07

1.96

2.47

2.83

18

0.03

0.09

1.52

1.95

2.28

19

0.05

0.12

1.10

1.70

1.97

20

0.06

0.10

1.90

2.67

3.02

 

 

PLANTAS CON HORMONAS (g de ácido giberélico por planta)

Las plantas con mayor concentración de ácido giberélico
murieron a los 3-4 días de la aplicación, por tanto no hay datos de crecimiento
para ellas. Al realizar una llamada de consulta a la empresa productora del
ácido giberélico, un ingeniero agrónomo explicó que la causa de muerte de este
grupo fue que recibieron una concentración excesiva de un ácido a una temprana
etapa de crecimiento, no fueron capaces de procesarlo correctamente y por
tanto, se deshidrataron y consecuentemente murieron.

 

Fotografías:

 

 

 

ANÁLISIS:

Para el análisis de los
resultados se tomó solamente el grupo de datos de la semana 18, por ser el
definitivo al final del desarrollo de las plantas. De esta manera, se
obtuvieron las medias y las varianzas de cada uno de los dos grupos.

 

 

En vista de que la
varianza y la desviación estándar dentro de cada uno de los grupos es bastante
similar, se procedió a buscar un método que confirmara que la diferencia de
crecimientos se debía al factor que se alteró y no a algo más.

Se escogió una prueba de
T-Student para comprobar que la diferencia en las

medidas finales de los
dos grupos fue un efecto de la hormona giberelina y no de otros factores. La
prueba de T-Student se utiliza con dos grupos variables, respecto a los cuales
se evalúa el efecto de un factor con dos hipótesis: la nula, donde el factor no
tiene efecto en la diferencia entre los grupos; y la alterna, donde el factor
si causa la diferencia. En este caso, la nula es que por acción del ácido
giberélico no hay diferencia en el crecimiento de las plantas con y sin
hormona; y la alterna es que por acción de la solución, las plantas con hormona
crecerán más que las de control. En este tipo de evaluación se tiene en cuenta
el valor de P, que si es mayor que 0.5 se valida la hipótesis nula, y por el
contrario, se valida la alterna.

 

 

 

Como se puede ver, el
valor de P es muy pequeño y por tanto la hipótesis que se verifica es la
alterna.

 

 

En el país, es común
investigar el efecto del ácido giberélico GA3 en diferentes plantas. Por ejemplo, en un estudio
realizado en injertos de cacao “El AG3 permitió alcanzar los mayores valores en
longitud, número de hojas, área foliar y masa fresca y seca del injerto” (Cárdenas-Hernández,
Álvarez-Herrera, Barragán & Rivera, 2010), demostrando que aún en otras
especies vegetales la hormona tiene el mismo efecto. Por otro lado, esta
afirmación se justifica con Squeo y Cardemil en 2006, quienes concluyeron que
entre los mecanismos de acción de las hormonas giberelinas está que estimulan
fuertemente la división y elongación celular en los tallos de las plantas. En
conclusión, basándose en lo anterior, en la diferencia de las medidas y en el
resultado del test de Student, y retomando además la pregunta de investigación,
es posible afirmar que el efecto que la aplicación de una solución de hormonas
giberelinas es que estas fomentan el alargamiento de los tallos, y en conjunto
con el fertilizante de nitrato de Calcio, las plantas tratadas crecen bastante
fuertes y resistentes.

 

Bibliografía

Cárdenas-Hernández, J., Álvarez-Herrera, J., Barragán
Q, E., & Rivera, C. (2010). Efecto del ácido giberélico y la
6-bencilaminopurina sobre el desarrollo de yemas en injertos de cacao
(Theobroma cacao L.). Agronomía Colombiana, 28(1), 19-27. Recuperado el 29 de
Enero 2018, de https://search.proquest.com/openview/7abed93e72e6c34f93d6af1b0dc8c215/1?pq-origsite=gscholar&cbl=2035748

 

Cipollini,
K. Dr.
Kendra A. Cipollini. Plato.wilmington.edu. Recuperado el 6 de Junio 2017, de http://plato.wilmington.edu/faculty/kcipolli/plant%20hormones%20and%20tropisms%20lab.doc

 

Crop Science Colombia. Cropscience.bayer.co. Recuperado el 26 de Mayo 2017, de https://www.cropscience.bayer.co/es-CO/Productos-e-innovacion/Productos/Productos-Especiales/PROGIBB-10-SP.aspx

 

Gupta,
R., & Chakrabarty, S. (2013). Gibberellic acid in plant. Plant Signaling
and Behavior.
Recuperado el 6 de Junio 2017, de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4002599/

 

Maíz (Zea mays). NaturaLista. Recuperado el 6 de Junio de 2017, de http://www.naturalista.mx/taxa/48448-Zea-mays

 

Squeo,
F., & Cardemil, L. (2006). Fisiología Vegetal (15a ed.,
pp. 12-18). La Serena, Chile: Ediciones Universidad de La Serena. Recuperado el
29 de Enero 2018, de http://listas.exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/Auxinasgiberelinasycitocininas.pdf

Post Author: admin