EL SELENIO EN LA PRODUCCIÓN DE CULTIVOS.

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Un excelente efecto positivo que tiene el Selenio en el crecimiento de las plantas es el rendimiento, la calidad de cultivos, contrarresta el estrés abiótico (sequía, frío y estrés por metales) y fortalece el sistema de defensa de las plantas contra el estrés biótico lo que genera protección contra el ataque de patógenos, insectos y herbívoros.

El selenio (Se) es un microelemento esencial para animales, humanos y algunos microorganismos; este elemento puede ser benéfico para las plantas, dependiendo de su concentración, estado de oxidación, método de aplicación, así como el tipo y edad de la planta. En la naturaleza, el Se existe en formas inorgánicas (selenito y selenato) y orgánicas (selenocisteína y selenometionina).

En las plantas, el metabolismo del Se está estrechamente relacionado con el azufre (S) debido a las similitudes químicas entre estos dos elementos. La absorción del selenato se da mediante transportadores de sulfato. Una vez que el Se es absorbido por la planta, éste sufre una serie de cambios metabólicos hasta finalmente ser incorporado en las moléculas orgánicas o hasta su liberación en forma volátil. El metabolismo del Se puede variar dependiendo de la especie vegetal, la etapa de crecimiento de la planta y el órgano de transporte y acumulación del Se. Por ejemplo, especies como Astragulus (Fabaceae), Brassica oleracea y Stanleya pinnata (Brassicaceae) acumulan y toleran altas concentraciones de Se.

Además de la absorción del Se inorgánico, las plantas pueden absorber los compuestos orgánicos de Se (selenocisteína y selenometionina) por medio de permeasas de aminoácidos.

 

El papel del selenio en las plantas. 

El selenio es considerado un elemento benéfico para las plantas y se caracteriza por tener una doble actividad biológica en la producción de los cultivos, debido a que bajas concentraciones de Se favorecen el crecimiento y el desarrollo, mientras que altas concentraciones pueden generar efectos tóxicos. Varios estudios indican que el Se tiene efecto de germinación de semillas, el crecimiento de las plantas, la producción, la senescencia, la fotosíntesis, el potencial respiratorio, la biosíntesis de los metabolismos secundarios y la tolerancia al estrés biótico y abiótico. (Figura 1). Aunque, altas concentraciones de Se pueden afectar negativamente a las plantas, provocando estrés oxidativo, clorosis y retraso en el crecimiento.

Entre los efectos positivos del Se, los más reportados son: mayor altura de planta, aumento en la longitud de la raíz y más acumulación de biomasa fresca y seca. En plántulas de tomate y pimiento, con la aplicación de Se se encontró mejor crecimiento de la raíz, mayor volumen radical y área foliar, así como mayor contenido de compuestos fenólicos. La raíz es el primer órgano que detecta las condiciones de estrés en el suelo, una planta con una buena arquitectura del sistema radicular le permitirá enfrentar mejor las condiciones abióticas subóptimas, a través de una mejor absorción de agua, así como de macro y micro nutrimentos.

Otras investigaciones demostraron que la aplicación de selenio y nitrógeno (N) promovió el crecimiento de las plantas, el rendimiento de los tubérculos y la calidad de las plantas de papa, además se observó que los efectos de la interacción entre N y el Se promovieron significativamente el crecimiento y el rendimiento en comparación con los tratamientos con N y/o Se de forma individual.

 

En cultivos hidropónicos, se reportó una relación de dosis-efecto del selenito en el crecimiento de las plantas. Tal y cómo se muestra en la siguiente tabla:

SEMILLA O PLANTA DOSIS DE SELENITO EFECTOS POSITIVOS
 

Trigo

 

1.0 mg de Se/L

Promovió notablemente la germinación de semillas.
Plantas de chile serrano 2.4 uM Se Incremento el porcentaje de germinación y crecimiento de plántulas.
(Camellia sinesis)  

100 mg de Se/L

El rendimiento se incrementó el doble con la aplicación de Se en comparación con el testigo (sin selenio).
Café (Coffea arabica L.) 10 uM Se Aumento el rendimiento y contenido de cafeína y azúcar soluble.
Plantas de arroz

(Oriza sativa L.)

2 y 10 uM Se Se tuvo mayor rendimiento.
Plantas de pepino 0.026 mg de Se/kg Respondieron favorablemente con una dosis baja en el suelo.
Plantas frijol mungo

(Phaseolus aureus)

0.1, 0.25, 0.5 y 0.75 mg de Se/L El crecimiento de los brotes fue mayor que el de las raíces además del aumento de clorofilas y mayor respiración celular.
Plantas de brócoli 10 uM de Se Incremento un precursor de glucosinolatos alifáticos con actividad anticancerígena.
Cultivos de tomate, lechuga y rábano. 1.5 y 40 mg de Se/kg de suelo Aumento la acumulación de fenoles y flavonoides, mejorando la calidad y las características organolépticas de estos cultivos.
Albahaca 10 mg de Se/L Incremento el 73% de concentración de pigmentos (antocianinas).

 

La función del selenio durante el estrés abiótico.

El selenio juega un papel importante en la protección de las plantas contra varios tipos de estrés abiótico incluyendo el frío, las altas temperaturas, la sequía, la salinidad y el estrés por metales pesados como el arsénico (As), el cadmio (Cd), el plomo (Pb) y el mercurio (Hg). Varias investigaciones indican que, los daños causados por las bajas temperaturas son un problema común para las plantas que crecen en las regiones templadas. De tal manera que dosis adecuadas de Se pueden reducir el daño en los cloroplastos y mejorar el contenido de clorofilas.

 

El selenio en la defensa con el estrés biótico.

Se ha demostrado que el Se inhibió fuertemente la germinación de las esporas, la elongación del tubo germinal y la extensión micelial de Penicillium expansium, en cultivo in vitro. Otras cualidades que tiene el Se es el potencial para controlar la pudrición del moho gris (Botrytis cinérea) en frutos de tomate. Además puede ofrecer un control integral postcosecha contra el moho gris de frutos y hortalizas. Así como el selenito reduce la severidad de las enfermedades causadas por el oomiceto Phytophthora capsici en las plantas de chile y de la bacteria Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis (Cmm) en plantas de tomate.

En experimentos realizados en campo, se encontró que las plantas fertilizadas con Se y por lo tanto con alto contenido de Se en su tejido, tuvieron una menor carga de invertebrados y mostraron menor daño por herbívoros. Lo anterior pudiera indicar que los cultivos tolerantes a Se, con mayor acumulación de Se, podrían requerir menor aplicación de plaguicidas, reduciendo los costos de producción.

 

Conclusión.

El selenio tiene un efecto dual en la producción de cultivos, mostrando efectos positivos con la dosis adecuada (generalmente bajas concentraciones <20 uM) y efectos negativos con dosis altas. Es necesario realizar más estudios para encontrar la concentración óptima de Se que aumente la productividad de los cultivos agrícolas y la tolerancia al estrés, ya que los efectos del Se en las plantas depende de la especie, la etapa de crecimiento, la dosis, la especiación, tiempo de exposición, forma de aplicación y las condiciones del suelo y/o ambiente.

 

Autoría e investigación correspondiente a:

Dra. Soledad García Morales, Jonathan Garza-García, Armando Hernández-Díaz, Janet León-Morales del CIATEJ y Adalberto Zamudio-Ojeda de la UDG.

Imagen tomada: Sofos.com

 

 

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