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Martínez Guevara

Huamani Cruz Jose

Chancafe Araujo Alvaro

Diaz Acebedo Diego

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Aplicación en investigación experimental

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Silicon induced positive response at biochemical and gene expression level in tomato plants inoculated with Fusarium oxysporum

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Artículos científicos Silicon induced positive response at biochemical and gene expression level in tomato plants inoculated with Fusarium oxysporum El silicio induce respuestas positivas a nivel bioquímico y de expresión de genes en plantas de tomate inoculadas con Fusarium oxysporum Tomato plants infested by Fusarium oxysporum (Fol) show limitations in yield and fruit quality.

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Aplicación en la física de materiales y la ingeniería electrónica.

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Citado por SciELO

Similares en SciELO
Estudio de la eficiencia cuántica de un detector de microbandas de silicio mediante la modelación matemática
Study of silicon microstrips detector quantum efficiency using mathematical simulation

Diana Leyva Pernía ¹, Ana Esther Cabal Rodríguez ², Ibrahin Piñera Hernández ², Antonio Leyva Fabelo ², Yamiel Abreu Alfonso2, Carlos M. Cruz Inclán ²
¹Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas (InSTEC)
Carlos III y Luaces, Centro Habana, La Habana, Cuba
²Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN)
Calle 30, NO 502, entre 5ta y 7ma, Miramar, Playa. La Habana, Cuba
aleyva@ceaden.edu.cu

Se presentan los resultados en la aplicación de la simulación matemática para el estudio de la eficiencia cuántica de un detector de silicio cristalino del tipo microbandas, destinado a imagenología médica y al desarrollo de otras aplicaciones como la autenticación y fechado de obras de arte. Se evaluó el efecto de la geometría fuente-detector, de la energía de los rayos X y del grosor de la zona muerta del detector en la efi ciencia cuántica de este dispositivo. Los resultados de la simulación se compararon con el pronóstico teórico y con los datos experimentales disponibles, verificándose una adecuada correspondencia. Se concluyó que la configuración frontal es más eficiente para energías incidentes menores a los 17 keV, y que la configuración de borde es la recomendada para aplicaciones que requieran la detección de energías superiores a este valor.
También se determinó que la disminución de la zona muerta del detector conduce a un considerable aumento de la efi ciencia para cualquier valor de energía en el intervalo de 5 a 100 keV.

Palabras claves: detector de microbandas de silicio, eficiencia cuántica, modelos matemáticos, geometría, evaluaciones comparativas, datos experimentales, datos teóricos, espectrometría de rayos X.

The paper shows the results from the application of mathematical simulation to study the quantum efficiency of a microstrips crystalline silicon detector, intended for medical imaging and the development of other applications such as authentication and dating of cultural heritage. The effects on the quantum efficiency of some parameters of the system, such as the detector-source geometry, X rays energy and detector dead zone thickness, were evaluated. The simulation results were compared with the theoretical prediction and experimental available data, resulting in a proper correspondence. It was concluded that the use of frontal confi guration for incident energies lower than 17 keV is more effi cient, however the use of the edge-on configuration for applications requiring the detection of energy above this value is recommended. It was also found that the reduction of the detector dead zone led to a considerable increase in quantum efficiency for any energy value in the interval from 5 to 100 keV.

Key words: Si microstrip detectors, quantum efficiency, mathematical models, geometry, comparative evaluations, experimental data, theoretical data, X-ray spectrometry.

Los detectores semiconductores de radiaciones aventajan a otros tipos de detectores por su alta resolución energética y temporal, rápida respuesta, elevada estabilidad de la señal, pequeño tamaño, etc. Estos sensores en la actualidad son ampliamente utilizados en aplicaciones que van desde las investigaciones básicas de la física de las altas energías, pasando por la imagenología médica, hasta el estudio no destructivo de las obras del patrimonio cultural.

El progreso actual de la microtecnología ha permitido la producción confiable y a gran escala de detectores semiconductores de diseños sofisticados, con un costo aceptable y excelentes propie dades (por ej. tiempos de respuesta menores de 5 ns, exactitud de localización de un evento de 5 μm en una coordenada, separación entre dos eventos inferior a 10 μm, voltajes de polarización de menos de 100 V, e instalación relativamente simple).

Entre los detectores semiconductores de avanzada más extendidos hoy en día están los basados en silicio cristalino (c-Si) del tipo matricial y de microbandas [1-5].

Son precisamente estos detectores de microbandas los que se han tomado como objeto de investigación en este trabajo, donde, utilizando la modelación matemática de los procesos físicos de transporte de la radiación en el dispositivo se evalúa su efi ciencia cuántica de detección y el impacto sobre esta propiedad de la disminución de la zona muerta de silicio con vistas a la futura optimización del propio detector.

Los detectores de silicio de microbandas, como el empleado en este investigación, están conformados por un arreglo de bandas de Si tipo p+ insertadas en un cristal n, en cuyo contacto posterior se encuentra una fina capa n+ para crear el contacto óhmico. Cada una de las bandas del detector está conectada a la electrónica de lectura y la alimentación se aplica a través de una línea común. La Fig. 1 muestra una fotografía del sistema detector, donde se aprecia el dispositivo sensor en la parte superior de la imagen, así como su electrónica de lectura.

El detector estudiado posee 300 μm de espesor y 10 mm de largo. Presenta 384 microbandas de 70 μm de ancho, con una separación entre los ejes de dos bandas continuas (pitch) de 100 μm y grosor del electrodo de aluminio de 7 μm. El espesor del Si correspondiente a la zona muerta (ZM) es 765 μm. Este detector fue fabricado en el Instituto ITC-IRST en Trento, Italia, y se utiliza en experimentos de la física de las altas energías y aplicaciones de la física médica.

Existen dos tipos de configuraciones geométricas fuente-detector factibles de emplear para este tipo de dispositivo, la confi guración frontal y la de borde, como se representa en la Fig. 2. Nótese que en la configuración frontal el detector se representa como una celda; esto se debe a que la radiación incidente es colimada, de modo que solo una pequeña área de la banda es irradiada como si fuera un píxel. En este caso la radiación incide de forma directa y perpendicular sobre las microbandas, mientras que en la configuración de borde la radiación incide sobre un borde del dispositivo de forma longitudinal con respecto a las bandas. Aunque no aparece dibujada en la Fig. 2, sí se tuvo en cuenta en la simulación la presencia de una la lámina de aluminio de 70 μm de espesor que recubre la zona del detector expuesta a las radiaciones con el fi n de protegerlo de la luz. También se consideraron en la simulación todas las regiones y medios adyacentes a cada píxel o banda estudiada.

La eficiencia cuántica caracteriza la capacidad del dispositivo para interactuar con los fotones que llegan a él [6]. En el caso del detector en estudio a las bajas energías utilizadas, donde el efecto de interacción predominante es el fotoefecto, y según la configuración geométrica empleada, esta se puede determinar teóricamente mediante las ecuaciones:

donde , , y son los coeficientes másicos de atenuación, y las densidades del Al y del Si respectivamente; , , son los espesores del electrodo de Al más la capa protectora del mismo material, la ZM y la zona activa respectivamente; y es la longitud de la banda. Los datos de estos coeficientes se tomaron de [7].

El sistema de códigos MCNPX 2.6b utilizado, consiste en un grupo de subrutinas para la simulación secuencial por Monte Carlo de los eventos probabilísticos individuales que componen los procesos de transporte de diferentes partículas, fundamentalmente neutrones, electrones y fotones en una confi guración geométrica tridimensional dada y con una composición determinada de materiales [8].

En el experimento de simulación se utiliza la salida F1 que calcula el número de fotones que atraviesan una superficie predeterminada. Los datos así obtenidos permiten determinar la eficiencia cuántica bajo las mismas premisas que se expusieron al presentar las ecuaciones (1) y (2), solo que ahora:

donde es el número de fotones que interactúa en la zona activa del detector, el número de fotones incidentes en el detector, , y son el número de fotones que atraviesan las capas de Al, la zona muerta y la zona activa del detector respectivamente; y todas son magnitudes calculadas directamente por el MCNPX.

Para la simulación la fuente se situó a 11 cm del detector en ambas confi guraciones y en cada experimento esta emitió 106 fotones monoenergéticos seleccionados en el intervalo de interés de entre 5 keV y 100 keV. Este número de fotones garantizó que los errores relativos de los resultados fueran menores del 1%.

En la configuración de borde, además de utilizar los valores originales de las dimensiones del detector, se realizaron las simulaciones para varios espesores de la zona muerta con el fin de evaluar la influencia de este parámetro en la eficiencia.

Los resultados para el caso de la confi guración frontal se compararon con datos experimentales obtenidos en estudios efectuados con este detector en el marco de la colaboración existente entre el CEADEN, la Universidad de Turín y el InSTEC.

Las curvas de la dependencia de la eficiencia cuántica con la energía para las confi guraciones frontal y de borde calculadas a partir de los resultados de las simulaciones se muestran en la Fig. 3.

En la configuración frontal se observa el rápido incremento de la eficiencia con la energía a partir de los 5 keV cuando los fotones logran alcanzar la zona activa, obteniéndose un máximo de aproximadamente 0,6 a los 11 keV. A partir de este valor de energía la eficiencia comienza a decaer rápidamente, llegando a ser prácticamente cero para energías superiores a 60 keV. Esto se debe a que en la configuración la zona activa posee un espesor de solo 300 μm, por lo que con el aumento de la energía, aumenta también la probabilidad de que los fotones incidentes atraviesen totalmente el dispositivo sin interactuar.

Para la configuración de borde, el aumento de la eficiencia se inicia solo a los 10 keV cuando ya la energía es suficiente para que los fotones comiencen a sobrepasar la zona muerta de silicio de 765 μm y puedan llegar al volumen activo del detector. El máximo de eficiencia se alcanza a 35 keV y este es en 25% superior al máximo alcanzado para la configuración frontal. El decrecimiento que se aprecia es lento y aún, al máximo valor de energía estudiado, la eficiencia se mantiene por encima de 0,32.

La Fig. 4 muestra la comparación entre las curvas de la eficiencia cuántica en función de la energía de los fotones incidentes calculada mediante la simulación con el MCNPX, la determinada teóricamente según [2] y la medida experimentalmente. Como se observa, las curvas simulada y teórica muestran una excelente coincidencia en todo el intervalo de energías, resultando el factor de la correlación de Pearson igual a 0,99996. Al comparar la curva experimental con las simulada y teórica se obtiene una buena correspondencia, especialmente para las bajas energías, que se verifica por un factor de la correlación de Pearson en ambos casos igual a 0,99876.

Como se aprecia en la Fig. 3, la influencia de la ZM en la eficiencia cuántica del detector empleado en confi guración de borde es muy significativa, pues de manera directa infl uye en el desplazamiento del máximo hacia las altas energías. La ZM no se puede obviar en la construcción del detector, pues sobre ella es que se construye el anillo de guarda, cuya función es la colección de las corrientes de fuga que constituyen una de las principales fuentes de ruido del dispositivo. Sin embargo, se puede estudiar la posibilidad de disminuir el tamaño de esta ZM y su efecto en la efi ciencia cuántica. Para contribuir con ese estudio se procedió a evaluar la mediante la simulación para diferentes valores de espesor de la ZM seleccionados según las posibilidades reales constructivas (60 μm y 20 μm). La Fig. 5 presenta las curvas de simulada en función de la energía para tres valores de la ZM.

Se observa que para los espesores de ZM de 60 μm y 20 μm hay un apreciable aumento de la eficiencia en el intervalo de energías entre 5 keV y 40 keV, especialmente para energías menores a 30 keV, llegando a alcanzar eficiencias cercanas a 0,99 para 20-25 keV. Este resultado indica que trabajar en la disminución de la ZM es importante si se quiere alcanzar una alta eficiencia de la configuración de borde a energías de los rayos X como las del Cu (8,04 keV), el 109Cd (22,16 keV) y sobre todo el más extendido en la radiografía médica, el Mo (~19,6 keV).

En la Fig. 6 se muestra el cálculo de la efi ciencia cuántica del detector en confi guración de borde para diferentes valores de ZM, a una energía fija que se tomó igual a 35,5 keV y que se corresponde con el máximo de la eficiencia alcanzado en el detector cuando la zona muerta es 765 μm.

Además se aprecia una dependencia lineal entre la eficiencia cuántica y el grosor de la ZM, aumentando de manera monótona la primera con la disminución de la segunda. La efi ciencia cuántica de detector alcanza 23% de incremento para 20 μm de ZM con respecto al grosor real de esta. Teniendo en cuenta que es precisamente la ZM donde está ubicado el anillo de guarda, la demostración de la conveniencia definitiva de una disminución substancial de la zona muerta pasa por determinar el efecto que tendría este proceder sobre el ruido del sistema asociado a las corrientes de fuga.

Teniendo como objetivo inicial de esta investigación el estudio de la infl uencia de algunos parámetros característicos sobre la efi ciencia cuántica de detectores de Si cristalino de microbandas, y utilizando para ello la simulación matemática del transporte de la radiación en la materia, se arribaron a las siguientes conclusiones:

Los resultados de la simulación para la configuración fuente-detector del tipo frontal se compararon con el pronóstico teórico y con los datos experimentales disponibles, verificándose una buena correspondencia. Al utilizar detectores con espesores de zona muerta convencionales es más eficiente utilizar la confi guración frontal para energías incidentes menores a los 17 keV, mientras que para aplicaciones que requieran la detección de energías superiores a este valor resulta más recomendable el empleo de la confi guración de borde. La disminución de la zona muerta del detector se acompaña de un aumento de la efi ciencia en la configuración de borde. Para grosores de zona muerta de 20 μm y energía de los fotones de 35,5 keV, la eficiencia cuántica llega a ser hasta 23% superior que la que caracteriza al mismo detector pero con la zona muerta de 765 μm.

1. ALEKSEEV AG, BELOV AM, ZABRODSKII VV. A 16 × 16 hybrid matrix array detector for visualizing XUV plasma radiation. Instruments and Experimental Techniques. 2010; 53(2): 209-212.
2. BERGAMASCHI A, CERVELLINO A, DINAPOLI R, et. al. Photon counting microstrip detector for time resolved powder diffraction experiments. Nucl. Instrum. and Methods in Phys Res Section A. 2009; 604(1-2): 136-139.
3. FERNÁNDEZ M, DUARTE J, GONZÁLEZ J, et. al. Infraredtransparent microstrip detectors. Nucl Instr and Meth in Phys Res Section A. 2009; 598(1): 84-85.
4. PARZEFALL U, DALLA G, ECKERT S, et. al. Silicon microstrip detectors in 3D technology for the sLHC. Nucl Instr and Meth in Phys Res Section A. 2009; 607(1): 17-20.
5. LEYVA A, MONTAÑO LM, DÍAZ CC, et. al. Empleo de detector semiconductor de c-Si del tipo microbandas en la obtención de imágenes radiográfi cas digitales de maniquíes y muestras biológicas de mamas. Revista Mexicana de Física. 2009; 55(4): 327-331.
6. KNOLL GF. Radiation detection and measurement. 3rd edition. John Wiley & Sons Inc., 1999.
7. Base de datos XCOM de NIST [en línea]. <http: //physics. nist.gov/PhysRefData> [consultado: 12-07-2010].
8. BRIESMEISTER JF. MCNPXTM User's Manual. Los Álamos National Laboratory, 2008.

Recibido: 14 de septiembre de 2010
Aceptado: 28 de abril de 2011

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Estudio de la eficiencia cuántica de un detector de microbandas de silicio mediante la modelación matemática

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investigación con carbono

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Experiencia mexicana en la implementación del modelo RothC-26.3 de la dinámica del carbono orgánico en suelos: alcances y limitaciones

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Artículo

FERTILIZATION INCREASES SOIL ORGANIC CARBON STOCKS BUT DOES NOT MITIGATE CLIMATE CHANGE IN THE ARGENTINE PAMPAS

LA FERTILIZACIÓN AUMENTA EL CARBONO ORGÁNICO DEL SUELO ENLA PAMPA ARGENTINA PERO NO MITIGA EL CAMBIO CLIMÁTICO

Cátedra de Fertilidad y Fertilizantes, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Argentina

Soils can act as carbon sinks mitigating global warming. This generates interest in determining how agricultural practices affect the stock of soil organic carbon (SOC). Fertilization increases SOC stocks and its impacts have been calculated at a global level. The aim of this study was to determine if fertilization leads to carbon sequestration in the Pampas of Argentina. A meta-analysis of local studies was performed to determine how fertilization impacts SOC stocks in agricultural soils. Forty studies were compiled presenting data from 27 experiments from which 109 comparisons of SOC stocks between fertilized and unfertilized treatments were extracted. Fertilization caused a significant increase of ca. 3% in the topsoil (0-20 cm) SOC stock. When nutrients application rate could be accurately defined (n= 71), the average increase in SOC stock was ca. 1 t ha-1. Increments were much smaller in comparison with those reported in literature and the carbon footprint of applied nutrients (2.31 t Ceq. ha-1). Even if increments in SOC stock in the subsoil were similar to those measured in the topsoil, greenhouse gas emission from fertilizer application would not be offset by the carbon sequestered in the soil. Fertilization has a low impact on SOC stocks and does not compensate greenhouse gases emissions in the Pampas. Rates of SOC increments resulting from fertilization identified in other regions of the world should not be applied in this region.

Keywords: carbon sequestration; life cycle assessment; management practices.

Los suelos pueden actuar como sumideros de carbono y mitigar el calentamiento global. Esto genera interés en determinar cómo las prácticas agrícolas afectan las reservas de carbono orgánico del suelo (COS). La fertilización produce aumentos en el COS y se han calculado coeficientes de su impacto a nivel global. El objetivo fue determinar si la práctica de la fertilización conduce al secuestro de carbono en la Región Pampena de Argentina. Se realizó un metanálisis de estudios locales para determinar cómo la fertilización afecta el COS en los suelos agrícolas. Se compilaron cuarenta estudios que presentaban datos de 27 experimentos de los cuales se extrajeron 109 comparaciones de existencias de COS entre tratamientos fertilizados y no fertilizados. La fertilización determinó un aumento significativo de ca. 3% en la reserva de COS de la capa superior del suelo (0-20 cm). En los casos en los que la dosis de nutrientes aplicados estuvo bien definida (n= 71), el aumento promedio en el COS fue de ca. 1 t ha-1. Este aumento fue mucho menor que los aumentos de COS informados en la literatura y que la huella de carbono de los nutrientes aplicados (2,31 t Ceq. ha-1). Incluso suponiendo que el aumento relativo del COS en el subsuelo fuera similar al medido en la capa superficial, las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la aplicación de fertilizantes no serían compensadas por el carbono secuestrado en el suelo. La fertilización es una práctica que tiene bajo impacto en el COS y no mitiga el calentamiento global en la Región Pampeana. En esta región no se deben aplicar los coeficientes de aumento de carbono por fertilización determinados en otras regiones del mundo.

Palabras clave: secuestro de carbono; análisis de ciclo de vida; prácticas de manejo.

INTRODUCTION

It is possible to transform cultivated soils into atmospheric carbon sinks as a mechanism to mitigate global warming (Paustian et al., 2016; Lal, 2017). With adequate management practices, around 20-35% of human carbon emissions could be sequestered in these soils (Minasny et al., 2017). Fertilization is among the management practices that allow increasing soil organic carbon (SOC) stock. Several global meta-analyses have shown that the application of nutrients to the soil promotes an increase in SOC stocks compared to unfertilized controls (Geisseler & Scow, 2014; Han et al., 2016; Ladha et al., 2011). The increase of the SOC stocks is produced by higher residue carbon input (Lu et al., 2011; Tian et al., 2015) and a decrease in microbial respiration (Ramirez et al., 2012; Xu et al., 2020) which leads to a longer residence time of the SOC (Lu et al., 2011). The increase of SOC content is produced only in agroecosystems with residue returned (Alvarez, 2005). A regional survey in China's croplands showed that SOC stock increased between 1980 and 2011 (Tao et al., 2019), in line with existing meta-analyses. Such increase of the SOC stock was partially attributed to a greater productivity of fertilized crops.

Unfortunately, not every increase in SOC stock implies that the greenhouse effect is mitigated. Life cycle studies show that the increases in SOC content due to improved management practices may not compensate for the effect of additional emission of greenhouse gases associated to the implementation of such practices (Schlesinger & Amundson, 2018). It is important that soils do not act as a source of CO ₂ and become carbon sinks (Sykes et al, 2020), not only because the carbon cycle will be impacted but also soil productivity (Soussana et al., 2019) and quality (Fazeria, 2012; Feller et al., 2012) will be improved. Consequently, to determine the effect of fertilization on global warming, its impact on SOC stock must be determined along with the associated greenhouse gas emissions.

The Pampas Region in Argentina is an area of great importance due to its capacity to produce grain crops (Dominguez & Rubio, 2019). Fertilization is a massively adopted practice but its effects on SOC stocks and greenhouse gas emissions are unknown. The objectives of this study are to evaluate the impact of fertilization on SOC levels in Pampean soils and to contrast the carbon sequestered in soils with the additional greenhouse emissions due to the implementation of such practice. This study seeks to assess whether the application of fertilizers can be considered a way to mitigate the greenhouse effect or a management practice that enhances global warming.

MATERIALS AND METHODS

Study area

The Pampas is a plain area of ca. 50 Mha, located between 28ºS-40ºS and 57ºW-66 ºW in Argentina (Fi-gure 1). Natural vegetation consists of grassland and around 33 Mha are under cultivation (INDEC, 2022). The mean annual temperature varies from 14ºC to 23ºC from South to North and mean annual rainfall increases from 500 mm to 1200 mm from West to East. Mollisols are the predominant soils with both texture and SOC content following the rainfall gradient: coarse soils with low SOC content in the West to fine soils with high SOC content in the East (Berhongaray et al., 2013). Well-drained soils are cultivated with grain crops while hydromorphic areas have remanent grasslands used for grazing. Main crops are soybean ( Glycine max L.) Merr.), wheat ( Triticum aestivum L.), corn ( Zea mays L.) and sunflower ( Helian-thus annuus L.) (MINAGRI, 2022). Alfalfa ( Medicago sativa L.) based pastures are rotated with grain crops in some areas. Approximately 90% of the cultivated surface is managed with no-tillage (Noceli Pac, 2018) and crop residues are left in the field.

Data search and processing

A bibliographic search was carried out between June 5 and June 10 of 2022 to identify articles where the impact of fertilizer application on SOC was evaluated in the Pampas region. The search period was set from 1980 to June 2022. Both the Google Scholar and Scopus databases were used to locate articles published in international scientific journals. The search terms were "Argentina" AND "fertilization" or "Argentina" AND "soil carbon". In addition, an online local journal on soil science (Ciencia del Suelo) was fully reviewed. Proceedings of the Argentina's National Soil Science Congress in which full length papers were published were reviewed (11 proceedings since year 2000) as well. An online search of technical bulletins of INTA, a governmental institution dedicated to technological improvement in the agricultural sector, was also performed. As a result of this search, 40 articles were identified in which SOC levels were investigated under different fertilization regimes. The published data corresponded to 27 field experiments distributed in the Pampas under a very wide range of soil and climate conditions (Table 1, Figure 1). To be included in this study an experiment had to meet the following conditions: 1) it should be a field experiment, 2) it should include a non-fertilized control compared with one or more fertilized treatments, 3) the SOC stock or con-centration should be reported for all treatments, 4) the sampling depth should be specified, 5) the nutrient combinations of fertilizers should be defined, 6) the duration of the experiments should be indicated and 7) the experimental design should be clear and the number of replications mentioned.

C= corn, W= wheat, S= soybean, W/S= double crop in a year wheat and soybean, Su= sunflower, CC= cover crop, B= barley, B/S= double crop barley and soybean, P= pasture. G= grassland. N= nitrogen, P= phosphorus, S= sulfur, M= micronutrients, L= lime

1= soil equivalent mass (t ha-1)

Information regarding soil type and texture and total rainfall at the experimental sites was reported in the articles or was taken from soil maps (GeoINTA, 2022) and from the Climate Research Unit (CRU) database (CRU, 2022). To avoid double counting of data when several published articles involved the same experiment, only data from the longest period were used. Data were mostly taken from tables but data acquisition software was used to access graphical information (Getdata Graph Digitizer 2.24) when necessary. Since the study focused on the effects of fertilization on SOC sequestration, SOC stocks rather than concentrations were compared under fertilized and unfertilized conditions. If papers reported SOC stock (t ha-1), such data were directly used for analysis. If carbon concentration and soil bulk density were available, SOC stock was calculated. When only SOC concentration was reported, bulk density was estimated as described by Post and Kwon (2000) from SOC concentration and using 1.64 g cm-3 as bulk density of the mineral soil fraction. A factor of 1.72 was used for converting organic matter into carbon (Nelson & Sommers, 1996) in some cases.

Average SOC stock for each treatment was extracted and 109 fertilized vs. unfertilized pairs of SOC stocks were calculated for comparisons (Tables 2, 3). Sampling depth was 0-20 cm in about 80% of the experiments. In the remaining trials, soil was sampled at a lower depth, but those data were still included in the meta-analysis. All data were considered to come from topsoil. The initial SOC level of the soil was also registered when available. In all cases, the number of replications was available but standard deviations could be extracted in only 25% of the cases. In these latter cases, the average standard deviation/mean ratio was 0.068. An imputation procedure was used to estimate standard deviation of the whole dataset assuming that standard deviations were equal to 6.8% of the means (Wiebe et al., 2006). In some experiments, the use of the same unfertilized control treatment against which several fertilized treatments were compared to generates non-independent data in a meta-analysis, thus increasing the probability of Type I Error (Lajeunesse, 2011). In experiments from which various data pairs were extracted, SOC stocks of the fertilized treatments were averaged to achieve independent data (Noble et al. 2017, Song et al. 2020). The number of replicates of the fertilization treatments that were averaged was the sum of the replicates of the individual treatments. In such scenario, 69 independent data pairs were used for analysis. Although in some experiments, nutrients rates were not accurately defined, 71 experiments included nitrogen, phosphorus and sulfur rates, so cumulative rates applied to the soil could be calculated. When graminaceous crops were included, the ratio between the number of wheat, corn or gramineous cover crops over the total number of crops included in the rotation was calculated.

Meta-analysis

Meta-analytic methods were used to analyze the data. A detailed description of models and equations used can be found elsewhere (Alvarez, 2021). Two different weighting functions were applied: the inverse of the pooled variance (Rosenberg et al. 2000) and the sample size (Adams et al., 1997). The response ratio ( RR) was chosen as effect size (ratio of SOC in fertilized treatment/SOC unfertilized control) which was log-trans-formed to approach the normal distribution before statistical analysis (Hedges et al., 1999). A bias-correc-ted for skewness 95% confidence interval was estimated by bootstrapping methods (Adams et al., 1997). Results were presented as percent change ((RR-1)*100). When the confidence interval did not overlap with 0 (zero), significant effects (P<0.05) of the fertilizer treatment on SOC stock in relation to the control were recognized (Rosenberg et al., 2000). Average RR and confidence intervals were calculated using a random effect model (Rosenberg et al. 2000) assuming that effect sizes were not fixed across all studies (Gurevitch & Hedges, 1999). The software used was MetaWin 2.0 (Rosenberg et al., 2000). For comparative purposes, the mean difference (SOC fertilized - SOC control) was also calculated. Pearson's correlation analysis was used to study the effects of environmental variables on RR. No heterogeneity analysis to differentiate the effects of individual nutrients or rates on SOC could be conducted, since sample size in each category was insufficient (Kallenbach & Grandy 2011).

Carbon footprint of fertilizers

Carbon footprint due to the manufacture, transport and use of fertilizers has not been determined in Argentina. For this reason, literature values were used. Carbon footprint depends on the energy efficiency of the production process, the energy source used and the distance that the fertilizer is transported (Zhang et al., 2013). Average values were calculated as estimates for the Pampas, considering existing differences among regions (Table 4). When the difference between increments in SOC stock due to fertilization and the cumulative carbon footprint of fertilizers was negative, it was considered as a net flow of greenhouse gases to the atmosphere.

RESULTS

Soil organic carbon measurements were performed in the topsoil, usually for the 0-20 cm in most experiments (Table 1). The average duration of the experiments was 14.1 years. In such period, most soils from unfertilized control and fertilized treatments lost SOC stock (Figure 2). Nonetheless, in three experiments where SOC initial values were low, SOC stocks increased, both in unfertilized and fertilized treatments. The mean loss of SOC stock was 6.2 t ha-1 and 4.0 t ha-1 for unfertilized control and fertilized treatments, respectively (Table 2). The average annual loss of SOC stock across the experiments varied between 0.45 and 0.38 t ha-1 yr-1 depending on whether it was the control or fertilized treatment.

Initial carbon (t ha⁻¹)

(Table 3). The meta-analysis indicated a significant SOC stock increase resulting from fertilization (Figure 3). An increase of about 3% of the SOC stock in the topsoil was reached, considering either the entire data-set or the independent dataset. A similar result was attained when weighting by variability or sample size. It was not possible to isolate controlling factors of the increase in SOC stock due to fertilization. The RR did not correlate with any of the following variables: duration of the experiment, soil texture, initial SOC content, rainfall at the experimental site, crop rotation or cumulative nitrogen rate (Figure 4).

Percent change (%)

Cumulative N rate (kg ha⁻¹)

For 37% of the extracted fertilization treatments, the rates of the applied nutrients were not adequately defined. In some of these experiments the methods chosen to define the fertilizer rates were based on nutrient balances which usually leads to the application of high rates of nutrients, although they were not reported. The average rate of nitrogen was 3 to 4 times higher than the rates of phosphorus and sulfur (Table 5). The overall carbon footprint was much larger for nitrogen than for the other nutrients, due to both higher applied rates and larger greenhouse gas emissions of this nutrient (Table 5). Considering only those studies (71) in which the rates of all the applied nutrients could be calculated, the mean cumulative carbon footprint due to nitrogen, phosphorus and sulfur application was 2.31 t Ceq ha-1, nitrogen being responsible for approximately 98% of the emissions during the whole period of the experiments (Table 5).

For the 71 treatments with defined nutrient rates it was possible to compare the cumulative SOC stock increase with the cumulative carbon footprint of fertilization. The fertilizer carbon footprint more than doubled SOC removal by fertilization (Figure 5). As a consequence, there was a net flux of greenhouse gases into the atmosphere by fertilization treatments.

DISCUSSION

Based on published results from literature, this meta-analysis allowed determining that fertilization increases SOC stocks of the Pampas soils. Most global studies found considerable increases in SOC content in the upper soil layer due to fertilization, varying between 6% (Huang et al., 2020) and 15-16% (Geisseler & Scow, 2014; Han et al., 2016). Increments observed in the current study, however, were generally small (averaging 3%) and were not related to site or management factors, in agreement with findings from a prior global meta-analysis about the effects of nitrogen on cultivated soils (Lu et al., 2011).

The average carbon sequestration rate in fertilized soils in relation to unfertilized controls was 0.12 t ha-1 yr-1 with a total increase of 1.47 t C ha-1 in the Pampas soils. This represents an annual increase of 2.2‰ of the SOC stock due to fertilization. The results of a large number of experiments in China show an average sequestration rate of ca. 0.15 t C ha-1yr-1 (Waqas et al., 2020) with balanced fertilization. The total increase in SOC stock ranged from 1 t C ha-1 in initially rich SOC soils to 6 t C ha-1 in initially poor SOC soils (Ren et al., 2021). The effect of fertilization on SOC content in the Pampas is generally lower than that observed in most synthesis studies mentioned above. The slight effect of fertilization on SOC stock in the Pampas Region seems to be related to the low rate of nutrients applied. When SOC stocks were calculated for different data sets, i.e. treatments that received either low (< 50 kg N ha-1 year-1; n = 11) or high N rates (> 50 kg N ha-1 year-1; n = 30), SOC increases of 1.01 and 1.99 t SOC ha-1 were identified, respectively. As suggested, SOC changes respond to the amount of nitrogen applied.

At a global scale, it has been estimated that nitrogen addition generates an increase in plant biomass (Xu et al., 2020) and residue input to soils ranging between 5 % (Xu et al., 2020) and 30-35 % (Lu et al., 2011; Huang et al., 2020). The enhanced residue input through fertilization rules the increase in SOC stocks, especially under reduced soil fertility (Huang et al., 2020). In China's croplands, yield increases of the main crops due to fertilization vary between 50% and 300% depending on the species (Waqas et al., 2020), which represents a huge difference in residue carbon inputs for fertilized or unfertilized soils. In the experiments across the Pampas Region included in this meta-analysis, the effect of fertilization on carbon input from crop residues was much less important. Carbon inputs from crop residues were evaluated in 13 of the experiments. Mean carbon inputs were only 12% higher in fertilized soils than in unfertilized controls (data not shown), which may account for the slight impact of fertilization on SOC stocks. Nevertheless, regular nutrient rates used by farmers of the Pampas are approximately half the rate applied in the experiments included in this meta-analysis (Alvarez et al., 2021). Therefore, the effect of fertilization on SOC stock under common agricultural management conditions is expected to be even lower than that estimated in this study.

Existing literature is contradictory as to what factors regulate the impact of fertilization on SOC stocks. It has been reported that temperature has positive (Ren et al., 2021), negative (Lu et al., 2011) or null (Han et al., 2016) effects on changes in SOC stocks produced by the application of nutrients. The impact of texture on SOC change is unclear (Waqas et al., 2020). Precipitation can have a positive impact (Ren et al., 2021) while the initial SOC level has a negative one (Ren et al., 2021). However, none of these possible effects have been observed in the Pampas experiments. The slight increase in SOC stocks of the Pampas soils cannot be attributed to a SOC level close to saturation. A regional analysis has shown that agricultural soils of the Pampas are far from saturation and they could double their SOC content in the topsoil (Alvarez & Berhongaray, 2021). Although fertilization led to increases in SOC stocks when comparing fertilized to unfertilized treatments, overall SOC stocks declined in most experiments compared to initial levels. The decrease of SOC stocks during the experiments was 4-6 t ha-1, a larger amount than the gain produced by fertilization. Fertilization did not compensate for SOC losses due to cultivation in most cases.

Unfortunately, the impact of fertilization on the subsurface soil was not evaluated in any of compiled experiments. Since SOC has not been affected below 50 cm depth for over a century of cultivation in the Pampas (Berhongaray et al., 2013), it can be assumed that below that depth there will be no impact of fertilization on soil carbon pools. Under the most optimistic scenario, a similar relative increase in SOC can be assumed to occur in topsoil and subsoil. The average topsoil SOC stock for the 71 treatments in which nutrient rates were accurately defined was 57.5 t ha-1 and the average RR was 1.02. By applying a SOC stratification model (Berhongaray et al., 2013) for Pampas soils, the SOC stock for the 0-50 cm was estimated to be 96.1 t ha-1. The potential carbon sequestration resulting from fertilization for the 0-50 cm soil layer would increase to 1.9 t ha-1, but it would still be lower than the cumulative carbon footprint (2.31 t Ceq ha-1). Consequently, fertilization does not contribute to mitigation of climate change in the region.

Studies on carbon footprint in agriculture do not normally consider changes in soil carbon due to the difficulty of estimating them. For example, in the Pampas Region the carbon footprint of corn production has been calculated at 1.4 t CO ₂ eq. ha-1 yr-1 (0.38 t Ceq. ha-1 yr-1) in the Province of Córdoba, of which 40% results from the use of nitrogen fertilizers (Bongiovani et al. 2023). If the carbon sequestration coefficients in the soil by fertilization estimated in the present study were used, the carbon footprint of corn production would be reduced by 30%. This indicates the importance of having data on the effect of management practices such as fertilization on SOC stock. However, site-specific coefficients should be available. In the case of those calculated in this study, most of the experiments were carried out in humid areas and extrapolating the averages to semi-arid areas is dangerous.

CONCLUSIONS

In the Pampas, small increases in SOC stocks are achieved through fertilization when comparing fertilized versus unfertilized soils. However, most soils in the experiments studied lost SOC over time and such loss was not compensated by the application of nutrients. At the same time, the greenhouse gases emitted due to the manufacture, transport and application of fertilizers will generate a warming effect that will not be compensated by carbon sequestration in the soil due to fertilization. Nutrient application should be considered as a practice with no potential to mitigate global warming in the region.

ACKNOWLEDGEMENT

This study was granted by the University of Buenos Aires (UBACYT 20020170100016BA).

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LA FERTILIZACIÓN AUMENTA EL CARBONO ORGÁNICO DEL SUELO ENLA PAMPA ARGENTINA PERO NO MITIGA EL CAMBIO CLIMÁTICO

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Artículo FERTILIZATION INCREASES SOIL ORGANIC CARBON STOCKS BUT DOES NOT MITIGATE CLIMATE CHANGE IN THE ARGENTINE PAMPAS LA FERTILIZACIÓN AUMENTA EL CARBONO ORGÁNICO DEL SUELO ENLA PAMPA ARGENTINA PERO NO MITIGA EL CAMBIO CLIMÁTICO Cátedra de Fertilidad y Fertilizantes, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Argentina Soils can act as carbon sinks mitigating global warming.

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"This book is intended to provide a comprehensive summary of the physical and mechanical properties of most types of aluminum alloy castings. It includes discussion of the factors that affect those properties, including composition, casting process, microstructure, soundness, heat treatment, and densification.

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Aplicación agrícola e industrial

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Application of calcium, boron and sucrose on cut peony stems (Paeonia lactiflora Pall.) cv. Karl Rosenfield

Aplicación de calcio, boro y sacarosa en varas de corte de peonias (Paeonia lactiflora Pall.) cv. Karl Rosenfield

Nelson Loyola-López 1, 2, Carolina Prieto-Labbé ¹, and Beatríz Villouta-Barr ¹

¹ Department of Agricultural Sciences, Faculty of Agricultural and Forestry Sciences, Universidad Católica del Maule. Curico (Chile).
² Corresponding author. nloyola@ucm.cl

Received for publication: 6 May, 2011. Accepted for publication: 1 March, 2012.
ABSTRACT
In cut flowers, there must be clear guidelines for export, therefore, it is essential to proper postharvest management, to store the flowers for as long as possible in top condition, both for transit and vase life; in Chile there is very little knowledge about this operation. In order to address these questions, a study was conducted to evaluate the performance of postharvest life of the peony cultivar 'Karl Rosenfield', using four treatments: water, preharvest Borocal® with water, Borocal® with 100 g sucrose/L of water, and 100 g sucrose/L of water, some of which had Borocal® added preharvest and sucrose applied postharvest; evaluating four quality parameters in cut flowers: floral diameter, stem curvature, stem weight and vase life. The present study lasted 25 days, which was the total time of refrigerated storage. The results showed that peony stems with preharvest applications of Borocal® and postharvest applications of only water presented the highest values in terms of floral diameter, stem weight and particularly increased vase life, with no significant differences in stem curvature.

Key words: pre-harvest, post-harvest, cut flowers, boron, calcium.
RESUMEN
En flores de corte, deben existir objetivos claros en cuanto a la exportación, por lo tanto, es fundamental tener un manejo adecuado de poscosecha, que permita mantener las flores por el mayor tiempo posible en condiciones óptimas, tanto durante el transporte como su condición de vida en el florero, existiendo en Chile muy poco conocimiento sobre este manejo. Con la finalidad de solucionar estas dudas, se realizó un ensayo para evaluar el comportamiento de la vida en postcosecha de peonías cultivar 'Karl Rosenfield', utilizando cuatro tratamientos: agua; Borocal® en precosecha más agua; Borocal® más 100 g sacarosa/L de agua y 100 g sacarosa/L de agua entre los cuales a algunos se les adicionó el producto comercial en precosecha denominado Borocal® y sacarosa aplicado en poscosecha; evaluando cuatro parámetros de calidad en flores de corte; diámetro floral, curvatura de varas, peso de varas y vida en florero. Este ensayo se evaluó durante 25 días, que fue el tiempo total de almacenamiento refrigerado. Los resultados arrojaron que las varas de peonías con la aplicación de Borocal® en precosecha y sólo agua en poscosecha, alcanzaron los valores más altos en cuanto a diámetro floral, peso de varas y en particular una mayor vida en el florero; no existiendo diferencias significativas en la curvatura de las varas.

Palabras clave: precosecha, poscosecha, flores de corte, boro, calcio.

During the last few years, the production of flowers, such as lilies, peonies and callas has increased, both for small and medium producers. Peony ( Paeonia lactiflora Pall.) is a very interesting alternative for production in central, south and southern Chile, with harvests from October in the central region and until January in the southern region of Magallanes (Chahín and Saez, 2003). Peony acreage in Chile is estimated to be between 35 to 40 ha, with the concentration of most production in Región de Los Lagos in the south of the country. The main focus is the international market, mainly the United States and Europe. In 2005, peony was the third main species of Chilean floral exports, amounting to U.S. $ 405,074, 108% higher than the previous season (Reyes, 2007).

Appropriate postharvest management is vital to export objectives, maintaining flowers for as long as possible in top condition, both for transit and vase life. In Chile, there is very little knowledge about this area, so if quality products are going to be used to reach foreign markets, research is needed to improve this technique.

This research aimed to study quality aspects associated with peony flower stems through pre and post harvest use of calcium, boron and sucrose during refrigerated storage.

The research took place in the town of Lontué Hijuelas, No. 3 Tríeles property, Curicó Commune (35°02' S and 71°17' E), in the Maule region, south-central Chile. This area is classified as mesothermal temperate, with annual average temperatures of 13.6°C and rainfall of 753 mm (Santibanez and Uribe, 1990). The scientific research was conducted on established peony crops. The soil of the established crops had a clay texture, and was part of the Treiles series. Holes were dug at 50 x 50 cm with a depth of 75 cm. Planting distance was 1 m between rows. A layer of stones 10 cm in height and width was placed at the base, which was covered with 5 cm of sand. Each hole was filled with a mixture of materials disinfected with methyl bromide (700 kg ha⁻¹) at the time of preparing the soil. The mixture consisted of guano, sand, location soil and dried grapes at a ratio of 1:1:1 (Suarez, 1998). The planting depth was 5 to 10 cm of soil over the crown. The 20 cultivars were introduced from France, China and Holland. The cultivars were arranged North-South to take in higher levels of light, with one row for each cultivar used as a control. Once the plants emerged and 15 d past after the application of the herbicide Roundup® and during the epic phenological state, the lateral buds were removed in order to deliver all the nutrients to the apical flower of each stem, in the same manner, leaf samples were taken to determine nutrient levels via foliar analysis.

The selected cultivar was 'Karl Rosenfield' because it has the best conditions and is one of the cultivars with the highest number of flower stems per plant. The plants were 50 in number, of the said cultivar, and were arranged in rows. Borocal® was used preharvest, and has an active ingredient based on calcium oxide (10% w/w) and boron (0.3% p/p) and was applied using a 6 L Gamma 5® pump (Italian). Borocal® applications were made every 10 d, with the first application made at the start of spring in the morning, choosing the plants completely randomly, selecting half for a total of 25 plants, with the choice being as homogeneous as possible and with similar conditions to apply a dose of 4 mL L⁻¹ of Borocal®, using a total of 5 L of solution for 25 plants, abundantly over the vegetative structure, including the forming bud. Later, the second and the third applications were made at 30 d after the first application, in the same conditions. The applications were made in the morning, to prevent possible evaporation.

The harvest consisted of cutting 6 stems that had been treated with Borocal® and 36 that had not. To homogenize the material for use, the harvest index used was: a closed calyx, but soft to the touch, with loose outer petals and showing true color; this work was done very meticulously, as the cultivar 'Karl Rosenfield' has petals looser than the other cultivars. The stems were harvested by cutting 41 cm above the base.

Fresh cut floral stems were deposited in a cardboard box and wrapped in newspaper to prevent dehydration and maintain turgor, keeping Borocal® treated stems apart from those that were not, for later transport to Laboratorio de la Universidad Católica del Maule, in the city of Curico, south-central Chile.

The materials used for assessing weight, diameter and curvature were a digital scale, Precisa 2200C® and a micrometer caliper ruler.

The stems were placed on a counter and the excess foliage was removed, leaving only three leaves to homogenize the stem, and cut to a length of 41 cm to fit inside the refrigerator.

The doses of sucrose used for treatments Borocal® plus 100 g sucrose/L of water and 100 g sucrose/L of water, were prepared using 4 L of water in which the said ingredients were dissolved, for the other water treatments; preharvest Borocal® with water was prepared in the same volume of water, but without sucrose. Then the stems were placed in their respective containers with different applications, for a time of 4 h to absorb the solutions. The containers were 20 L and made of nontransparent plastic. Then the floral stems were removed from the containers and placed horizontally in the refrigerator, separated into compartments depending on the applications, and wrapped with waxed paper to prevent dehydration. The temperature in the refrigerator was 1°C with a relative humidity of approximately 95% with a total storage time of 25 d.

We used a completely randomized design with a factorial arrangement of 6 x 4, establishing 24 treatments, which resulted from the combination of four applications: water as control, preharvest Borocal® with water, Borocal® with 100 g sucrose/L of water and 100 g sucrose/L of water, and six periods of refrigerated storage, 0, 5, 10, 15, 20 and 25 d. Each treatment had three repetitions, with each repetition having an experimental unit of one stem. The measurement dates began in late October and ended in the third week of November.

The obtained data produced a 2-way interaction for each of the variables. When analyzed, the Tukey test was used for multiple comparisons for treatment type and identifying homogeneous groups, using a significance level of 95%, and analysis with the statistical software XLSTAT 2007®.

Results and discussion
Floral diameter
The variations in the diameter of the flower bud in relation to elapsed time of storage days are shown in Fig 1. In the experiment, it was found that the floral diameter of the peony 'Karl Rosenfield' stems was affected by the different treatments over time and whose value declined with the passage of storage time for all treatments except preharvest Borocal® with water at 10 d and 100 g sucrose/L of water at 5 d.

Of the four treatments, preharvast Borocal® with water had the best results for floral diameter, with high values observed from day 0 to day 25 ( Fig. 1).

The same effect can be seen in all treatments, possibly for two reasons: on the one hand because the time of harvesting was done in the morning. In woody plants like roses and peonies, several antecedents lead to optimal harvest being in the afternoon, as the sugars would be stored during daylight and gradually disappear (Verdugo, 1998b; Paulin, 1997).

The second reason is that the flowers were not immediately refrigerated after harvest, approximately 5 h without cooling, which is essential to decrease the respiration rate, ethylene production and minimize the use of carbohydrates, which prevent floral damage to quality and floral diameter (Sáez et al., 2003).

The average values observed during the 25 d of storage are seen in Fig. 2, and according to which, the T1 treatment showed the highest values for floral diameter (preharvest Borocal® with water), with no significant differences for water, Borocal® with 100 g sucrose/L of water and 100 g sucrose/L water. Probably the Boron, Calcium and water added preharvest allowed the cut flowers to have better cell structure in the tissues of the stems and flowers influencing their diameter.

The results show values exceeding those shown by Saez et al. (2003), who, in investigations of 29 cultivars of peony flowers, observed diameters between 2.10 and 5.37 cm for the cultivar Show Mountain and Henry Bocktoce with white and red tones, respectively.

On the other hand, studies on several peony cultivars (Stevens et al., 1993) yielded average values for the floral diameter parameter ranging from 2.8 cm for white cultivars to 4.1 cm for cultivars red. In this test, higher values were observed only with the Borocal® with 100 g sucrose/L of water, with a diameter of 5.4 cm, suggesting a positive effect from the application of preharvest Borocal® on the red cultivar (Karl Rosenfield) for the floral diameter parameter.

The differences in terms of the flower bud diameter may be due to the important role the time of cutting plays, because red cultivars should be harvested when the first outer petals are loose or are more open, such as in the case of the studied cultivar Karl Rosenfield, because an earlier cut means the flower will not properly develop, on the other hand, for pink and white cultivars, harvest is done when the flower bud is soft to the touch, but showing true color like in 'Sarah Bernhardt' and 'Kansas' (Stevens et al., 1993; Reyes, 2002). The applications of treatments with water, Borocal® with 100 g sucrose/L of water and 100 g sucrose/L of water produced no significant differences, similar to other studies by other authors (Stevens et al., 1993; Sáez et al., 2003), this may be due to the fact that the use of sugar solutions do not impart improvements to the cultivar Karl Rosenfield with increased floral diameter, further, applications of products such as Borocal® and sucrose do not have a positive impact.
Stem curvature
The foliar fertilizer, with the trade name Borocal®, applied preharvest, and postharvest sucrose applications did not indicate a possible change in the degree of stem curvature of peony cv. Karl Rosenfield. Variations of this parameter, with the different treatments over time, as storage time passed are seen in Fig. 3.

The ranges of variation in stem curvature are seen in ( Fig. 3), with cuttings between 40 and 41 cm. The values show that although there was curvature at the floral bud level, it was not significant, remaining almost constant over time during the 25 d of refrigerated storage. Originally, this parameter was considered because is in some species of flowers the presence of some degree of curvature in the stems is seen, such as gerberas and carnations (Paulin, 1997), and since the peony flower has a heavy floral bud, the same condition could occur, causing a variation in stem length due to curvature; this phenomenon was not seen in the present study.

Furthermore, studies by Halevy and Mayak, (1981) indicated excessive stem elongation in various cultivars of tulips associated with curvature, one of the main problems in this species. In this study, there was no significant curvature of the stem nor internode elongation as observed with and without addition of the Borocal® product (Borocal® with 100 g sucrose/L water) and water, respectively. This could be due to the structural characteristics of the stem of the cultivar studied, as well as the nutrition available in the soil for the plants.
Stem weight
Of all the parameters studied, only stem weight showed a level of interaction between treatment and storage period ( Tab. 1). Furthermore, the same effect occurred independently in the factors of treatment and time. The treatment factor showed a p value of zero, highly significant, with a high incidence for product applications, either preharvest or postharvest, likewise for the storage time factor. At the level of interaction between treatment versus time, the values were significant, thus, there was an influence from these two factors. Applications that were made both preharvest and postharvest showed clear influence during storage time.

For all treatments, there was a clear decrease in stem weight as storage time passed, except for the cut floral stems in the control treatment (water) which showed an increase in stem weight at day 10 of storage and then decreased.

Among the treatments Borocal® with 100 g sucrose/L of water presented the highest values from day 0 to day 25 of refrigerated storage. The lowest values were obtained with 100 g sucrose/L of water, although the first 5 d of storage had weight values higher than the control stems. Notwithstanding, the observed values of stem weight, due to the action of all treatment applications, became constant from day 20 to 25 of storage ( Fig. 4).

Research by Huber (1994), with gladioli, said that flowers, once harvested and placed in water, initially increased but then decreased stem weight; this was not observed in any of the treatments of this study. The same author said that after this increase, a decline began, both of which were due to cutting the stem from the plant, in the absence of irrigation, which would cause a water deficit in plant cells in the stem, and hence slow the tissue water potential, creating a capillary effect, which would favor absorption once the plants are placed in water. However, with increasing water content in the tissue, due to placing the stems in the containers, vase life begins, water potential decreases, and thus the pressure gradient is smaller, so water consumption decreases. The latter is consistent with that reported by Paulin (1997) who stated that after harvest, cut flowers placed in water showed an initial increase in fresh weight, followed by a decrease. The surface of the plant tissue would see a vapor pressure deficit between the tissues and the environment, increasing water loss by the flower with respect to its absorption rate through the conducting vessels in the basal cutting, thereby causing the flower to wilt (Fuentes, 1998).

In general, during days 20 and 25 of refrigerated storage, visual inspection showed that the stems and flower buds began to dry; almost constant water loss was observed at the foliar level. Different methods are used to prevent this problem in peonies, one of which involves wrapping stem groups in clear plastic and sealing the ends for the storage stage. The use of plastic is to prevent freezer burn in the stems and flowers and loss of stem fresh weight, preventing them from drying out (Stevens et al., 1993).

Borocal® with 100 g sucrose/L of water produced significantly higher values, and 100 g sucrose/L of water presented the second highest values, obtaining higher values of stem weight. Furthermore, the lowest stem weight was observed in water and 100 g sucrose/L of water, which had no Boro- cal® applications ( Fig. 5).

According to Retamales (2001), high levels of N cause physical changes in membrane integrity, causing a high respiratory rate, this being lessened by adding Ca. Calcium and boron play a major role in increasing floral stem weight and are closely related.

Stem weight is highly affected mainly by treatments with preharvest applications of Borocal®, probably because the product features compounds such as Ca and B. Regarding tissue senescence, applied Ca decreased cellular structure ruptures and reduced respiration, preventing transfer of enzymes accumulated in the vacuoles into the cytoplasm, precisely because the latter serve as cellular respiratory substrate (Smith, 1991; Retamales, 2001). Boron carries out functions of flowering, pollination and fertility, in addition to the translocation of sugars and protein synthesis (Pinochet, 1999). This would explain why Borocal® applications deliver firmer stem structures, preventing excessive water loss through transpiration and respiration, maintaining a greater stem weight compared to other treatments.

Peony stems in treatment of 100 g sucrose/L of water showed lower values in weight, compared to Borocal® with 100 g sucrose/L of water, this may be because sucrose levels in this study may have been relatively unnecessary, which would cause a weight loss at the foliar level, making it possible for the foliage to dry, as has been observed in roses and chrysanthemums, because sugar builds up in the free space at the ends of the leaves creating an osmotic gradient between the cells and the free space (Halevy and Mayak, 1981).
Vase life
A clear decrease in vase life was seen, particularly with the treatments water, Borocal® with 100 g sucrose/L water and 100 g sucrose/L water during the first 15 d of storage, resulting in a slight increase at the end of 20 and 25 d when using Borocal® with water and Borocal® with 100 g sucrose/L water, but not for the control treatment, where postharvest life kept decreasing. Regarding treatment T3 (100 g sucrose / L of water), flowers were negatively affected in their presentation and relation to vase life during the first 5 d of vase life, but in the following days an improvement was seen until day 15 ( Fig. 6).

Of all the treatments, in terms of the vase life parameter, Borocal® with water showed the best results, whose active ingredient was based on calcium and boron oxide; these two elements provided positive effects in prolonging vase life in the case of the peony cv. Karl Rosenfield. This is consistent with Halevy and Mayak, (1979), they determined that calcium doses of 10 mg L⁻¹ prolonged vase life in species such as carnations, tulips and lilies; the same authors noted that B doses between 100 to 1,000 mg L⁻¹ would be useful in carnations and lilies, but toxic in species such as chrysanthemums, Lillium and gladioli.

In the studied 'Karl Rosenfield' cultivar, the application of only water and preharvest Borocal® was enough to significantly improve ( P≤0.05) the duration of vase life, particularly in relation to the sucrose with water treatment ( Fig. 7).

Preharvest Borocal® applications, in addition to postharvest applications like water and sucrose, showed vase lives statistically equal to the control. The obtained and referenced values for postharvest life of cut flowers subjected to the treatment of 100 g sucrose/L of water proved lower than those obtained by Gast (2000), who investigated 10% sucrose applications in 23 peony cultivars, obtaining a postharvest life of 5 to 7 d with a total of 4 weeks of storage.

For the other treatments of Borocal® with 100 g sucrose/L of water and Borocal® + 100 g sucrose/L of water, the study showed similar values of vase life to those found by Gast (2000) and Heuser and Evensen (1986).

There were significant differences between treatments Borocal® + 100 g sucrose/L of water and (100 g sucrose/L of water, where the first had Borocal® and the second did not; with sucrose being added post-harvest, showing a positive action in the application of said commercial product before harvest, but improved results were not observed with the addition of sucrose. This disagrees with the findings of Halevy and Mayak (1979), (1981), who stated that the addition of products such as sugars or derivatives thereof would delay the senescence process, confirming that sugar improves water balance and osmotic potential in species such as carnations.

Research by Heuser and Evensen (1986) found that applications of a floral preservative called Floralife® caused an increase in fresh weight and postharvest longevity in three peony cultivars. The same authors reported that the use of a preservative product improves the water balance of the flowers, benefiting water gain and likewise reduces these losses caused by stomatal closure. For Gast (2000), floral preservatives did not improve the vase life or the floral diameter of most of the 23 studied peony cultivars. Thus, in post-harvest handling of peony crops, floral preservatives may be recommended but only as an optional alternative.

Preharvest application of the product Borocal® delivered a positive effect on stem quality in the peony cultivar Karl Rosenfield in the studied parameters: floral diameter, stem weight and vase life; without any change in the degree of stem curvature.

The treatment that showed the best results in terms of the three mentioned parameters was Borocal® with 100 g sucrose/L of water, which added Borocal® preharvest and water postharvest. The lone application of the commercial product and sucrose or only postharvest sucrose did not produce the highest values, but they were within acceptable ranges.

The quality parameter that showed the greatest variation in relation to the different treatments was vase life; on the other hand, stem curvature did not present any significant changes during the 25 d of refrigerated storage. Incidence was only observed in the stem weight parameter, in terms of the combination of the studied treatments and time of refrigerated storage of the peony stems.

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Application of calcium, boron and sucrose on cut peony stems (Paeonia lactiflora Pall.) cv. Karl Rosenfield

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Application of calcium, boron and sucrose on cut peony stems (Paeonia lactiflora Pall.) cv. Karl Rosenfield Aplicación de calcio, boro y sacarosa en varas de corte de peonias (Paeonia lactiflora Pall.) cv. Karl Rosenfield Nelson Loyola-López 1, 2, Carolina Prieto-Labbé 1, and Beatríz Villouta-Barr 1 1 Department of Agricultural Sciences, Faculty of Agricultural and Forestry Sciences, Universidad Católica del Maule.

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Aplicación agrícola

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Girasol: respuesta a la aplicación foliar de boro en suelos del litoral suroeste de Uruguay

1 Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA), Estación Experimental La Estanzuela, Colonia 70000. Uruguay. Correo electrónico: agarcia@inia.org.uy

Recibido: 19/11/10 Aceptado: 26/12/11

Si bien el área de siembra del cultivo de girasol ( Helianthus annus L.) en Uruguay se redujo en la última década, se está promocionando la siembra de girasol para destinar el aceite a la producción de biodiesel. El girasol es un cultivo particularmente sensible a la deficiencia de boro (B) por lo cual el nutriente puede ser necesario para maximizar el rendimiento. En Argentina se ha encontrado respuesta a B foliar en girasol, pero no se dispone de información sobre el tema en Uruguay. Se instaló una serie de doce experimentos a campo en suelos representativos del litoral suroeste, cuya concentración de B osciló entre 0,45 y 1,19 μ g⁻¹. Los tratamientos consistieron en aplicaciones foliares de 300, 600 y 900 g ha⁻¹ de B al estado de botón floral y un control. Ni el rendimiento ni el contenido de aceite mostraron aumentos significativos por la aplicación de boro. Sin embargo, en tres sitios el rendimiento disminuyó con la dosis de 900 g B ha⁻¹ (P<0,10). Los resultados indican que los suelos usados en este estudio tendrían un suministro adecuado de B para el girasol. Se concluyó que es poco probable encontrar respuesta a B en este tipo de suelo y que de aplicarse una dosis preventiva ésta no debería exceder 340 g ha⁻¹ de B para evitar riesgos de toxicidad.

Sunflower: Response to Foliar Application of Boron in Southwest Coastal Uruguayan Soils

Although the cropping area of sunflower ( Helianthus annus L.) in Uruguay decreased during the last decade, sunflower crop is being promoted for biodiesel production. Sunflower production is known to be particularly sensitive to boron (B) deficiency, therefore the nutrient may be beneficial to maximize yields. Crop response to foliar applied B has been reported in Argentina but there is no information available in Uruguay. A set of twelve field experiments was carried out on soils typical of the southwestern region with a B concentration that varied between 0.45 and 1.19 μ g⁻¹. Boron treatments consisted of foliar applied B at 300, 600 and 900 g B ha⁻¹ at flower bud stage plus a control. Boron application did not significantly increase grain yield or oil content. However, grain yield was reduced in three sites when B was applied at 900 g ha⁻¹ (P<0.10). Results indicate that the soils of this study would have an adequate supply of B for sunflower. It was concluded that it is unlikely to find responses to B in this type of soil and a preventive application should not exceed 340 g B ha-1 to avoid the risk of toxicity.

El área de siembra de girasol en Uruguay ( Helianthus annus L.) ha disminuido en los últimos años ( DIEA, 2010), aunque en la actualidad se está incentivando la siembra de este cultivo para producir biodiesel. Tradicionalmente el girasol fue cultivado con escasa o nula fertilización, pero es sabido que el cultivo puede responder al agregado de nitrógeno (N) y fósforo (P) en suelos poco fértiles con buen nivel de humedad disponible y adecuada población de plantas ( Fassio et al., 1997). Aún en esos casos, las dosis recomendadas de N y P son generalmente moderadas, pues el girasol es menos exigente que otros cultivos como maíz y trigo ( Wichmann, 2000).

Sin embargo, el girasol tiene requerimientos de boro (B) sensiblemente más altos que otras especies ( Souza et al., 2004). La removilización del B dentro de la planta no es eficiente y por eso los síntomas de deficiencia aparecen en los puntos de crecimiento y en las hojas jóvenes de girasol ( Tanaka y Fujiwara, 2007), que presentan una coloración bronceada y se endurecen. Las pérdidas de rendimiento pueden asociarse con una disminución en el diámetro de aquenios y menor peso de granos ( Bonacin et al., 2008), mientras que con deficiencias más severas también ocurre malformación de capítulos ( Blevins y Lukaszewski, 1998). El grado de manifestación de los síntomas no obstante difiere entre genotipos ( Blamey et al.,1979, 1980).

Por otro lado, un exceso de boro puede producir toxicidad al girasol, afectando negativamente el rendimiento y/o el contenido de aceite ( Oyinlola, 2007). Entre los mecanismos fisiológicos, se ha encontrado que el exceso de B puede producir una menor conductividad estomática y una disminución de la relación tallo/raíz ( Lovatt y Bates, 1984), así como también una reducción de la división celular (). Además, es relativamente estrecha la diferencia entre el nivel óptimo de B en planta y el nivel crítico de B en planta a partir del cual se genera toxicidad, y por lo tanto el rango de dosis adecuada es relativamente restringido ( Marschner, 1995).

El boro puede estar presente en el suelo bajo distintas formas: como constituyente de minerales primarios (por ejemplo turmalina y micas) y secundarios; adsorbido a partículas de arcillas, óxidos hidratados y/o materia orgánica; como parte de la materia orgánica y de la biomasa microbiana; y en la solución del suelo (), y por ello el riesgo de deficiencia de B aumenta cuando decrece el contenido de materia orgánica ( Shorrocks, 1997). En esta última, la forma más común es como H ₃BO Shorrocks, 1997). Es un nutriente móvil ( Kubota et al., 1948) y puede ser lavado por la lluvia en suelos de textura gruesa, lo cual puede crear una deficiencia temporaria de boro. Cuando el tenor de la MOS es alto, el B puede ser repuesto rápidamente a través de la mineralización, pero si la MOS es relativamente baja o las condiciones ambientales son subóptimas para la actividad microbiana (por ejemplo baja temperatura o estrés hídrico), la reposición del B que se lavó será lenta y probablemente insuficiente para suplir los requerimientos de un cultivo de alta demanda de B ( Shorrocks, 1997). 3 (ácido bórico no disociado) y las plantas lo toman del suelo como tal ( Marschner, 1995). Debido a que por la mineralización de materia orgánica del suelo (MOS) se libera B, los contenidos de MOS y B en el suelo pueden estar fuertemente correlacionados ( Elrashidi O'Connor GA. 1982

Al igual que con otros nutrientes, el análisis de suelo es una herramienta útil para pronosticar una deficiencia de B ( Blamey et al., 1978, 1997), en cuyo caso se puede corregir con la aplicación de un fertilizante foliar ( Asad et al., 2003). En la región pampeana argentina se ha encontrado respuesta positiva a la aplicación foliar de B en girasol en suelos con ciertas similitudes a los uruguayos ( Díaz Zorita, 2002).

En Uruguay la respuesta a B en girasol no ha sido casi estudiada. El objetivo principal de este trabajo fue investigar la respuesta a la aplicación foliar de B en un cultivo de girasol manejado como para optimizar el rendimiento en suelos del litoral suroeste de Uruguay. Los objetivos específicos fueron: a) evaluar la respuesta en rendimiento de grano, b) determinar la dosis óptima y/o máxima para evitar pérdida de rendimiento por toxicidad, y c) determinar el efecto del B sobre la concentración de aceite en el grano.

El trabajo consistió de doce experimentos de campo que se realizaron entre la estación de crecimiento 2003-04 y la del 2008-09 en suelos del litoral suroeste (200 m sobre el nivel del mar, 32-34 °S y 56-58 °W) bajo un sistema de producción de rotación de cultivos y pasturas. La mayoría de los experimentos se instalaron en la Estación Experimental La Estanzuela de INIA-Uruguay (EELE) y tres en chacras comerciales del área de influencia de la estación (Dolores, Palmitas y Young). Los suelos eran argisoles de texturas medias a finas, con pH ligeramente ácido, con relativamente baja capacidad de almacenamiento de agua disponible (80-120 mm) y un horizonte B arcilloso a aproximadamente 20-25 cm de profundidad.

Para una descripción detallada del suelo de cada experimento, previo a la siembra se tomaron muestras de suelo compuestas de 20 tomas individuales de los primeros 15 cm para determinar textura, pH en agua, carbono orgánico, fósforo disponible (Bray I), potasio intercambiable y contenido de sulfato en cada sitio experimental. Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Suelos y Aguas de La Estanzuela y se muestran en el Cuadro 1. La concentración de B en el suelo se determinó por extracción con solución de BaCl ₂ caliente siguiendo el método propuesto por Abreu et al. ( 1994) en el cual el calentamiento se efectúa con horno de microondas para luego medir el B con espectrometría de emisión atómica con fuente de plasma (ICP-AES) usando un equipo Perkin Elmer.

Se sembraron híbridos comerciales de girasol ( Cuadro 1) con el objetivo de lograr una población de 45 mil a 90 mil plantas ha⁻¹ (según el sitio) con una distancia entre hileras de 0,70 m. Se aplicó N en forma de urea al estado de cuatro a seis hojas verdaderas, en dosis que variaron entre 30 y 90 kg ha⁻¹ según el análisis de suelo. No se aplicó P porque no se consideró limitante. El girasol de primera se sembró en noviembre luego de un laboreo reducido del suelo, mientras que el cultivo de segunda se instaló con siembra directa en diciembre luego de la cosecha del cultivo de invierno ( Cuadro 1).

Los tratamientos consistieron en aplicaciones foliares de tres dosis de boro (300, 600 y 900 g B ha⁻¹) y un tratamiento control sin B. Se utilizó Boroplus®, que es una formulación líquida de boro complejado con etanolamina (con 15% de B), aplicado al cultivo en estado de botón floral (2 cm de diámetro) con una mochila manual.

El diseño experimental fue de bloques al azar con cuatro repeticiones y con parcelas de 18 m ² de superficie. El rendimiento en grano por hectárea se calculó con base a la cosecha de dos hileras centrales de cada parcela (8 m ²). Luego de la cosecha se determinó el diámetro promedio de los capítulos en una submuestra de 10 capítulos, y el peso de mil granos pesando dos submuestras de 200 granos por parcela. En los experimentos 5 y 11 hubo daño de pájaros, por lo cual se estimó el rendimiento sin daño en base a la evaluación visual del daño en 10 capítulos tomados al azar. En el laboratorio de Calidad de Granos de EELE se determinó la concentración de aceite (porcentaje del peso seco) en las muestras de grano de cada parcela (aunque en los experimentos 3, 6 y 11 el análisis de aceite se realizó en una muestra compuesta de los cuatro bloques para cada tratamiento, es decir que no se dispone de repeticiones para esta variable en estos tres sitios).

Se realizó el análisis estadístico de las variables rendimiento y contenido de aceite para cada experimento individual, utilizando el modelo lineal general (GLM) de SAS y aplicando separación de medias cuando el efecto resultó significativo (alfa=0,10). Además se ajustó una ecuación de regresión (MS Excel) con una función cuadrática para relacionar la dosis de B con el rendimiento. Para ello se usaron los sitios en que hubo efecto significativo del B (experimentos 8, 9 y 12), más los experimentos 2, 3, 6, 7 y 11, que si bien no tuvieron efecto significativo a B, mostraron un patrón de respuesta similar. Esto permitió obtener una curva de respuesta a B que fuera más representativa del conjunto de sitios de este estudio.

Resultados y discusión

Condiciones edafo-climáticas

En el Cuadro 2 se muestra la cantidad y distribución mensual de las precipitaciones para los seis años que comprendió este estudio. Las precipitaciones anuales variaron entre 1645 y 811 mm, y sólo en 2003-2004 la precipitación se aproximó al promedio histórico de 1300 mm año⁻¹. Hubo déficit hídrico durante las primaveras de 2007-08 y 2008-09, que impidieron instalar experimentos con girasol de segunda por la falta de agua en el suelo a la siembra. Además, en 2008-09 el déficit llevó a retrasar la siembra del girasol de primera a diciembre (experimento 12). En la última semana de enero de 2005 en el experimento 6 hubo un período de alta temperatura y humedad que favoreció la aparición de cancro del tallo (phomopsis) y que a pesar del tratamiento con fungicida afectó el rendimiento.

En el Cuadro 1 se resumen los resultados de análisis de suelos para los doce experimentos. El tenor de materia orgánica fue variable pero siempre dentro de tenores medios (1,75 a 3,14% de carbono orgánico) y el pH osciló entre 5,1 y 6,3, rango dentro del cual no es esperable que la disponibilidad de B esté disminuida significativamente ( Marschner, 1995). Las concentraciones de B en el suelo determinadas variaron entre 0,45 y 1,19 mg g⁻¹. Solamente los experimentos 4 y 12 estuvieron levemente por debajo del valor crítico de 0,5 mg mg⁻¹ citado por Bradford ( 1966), pero es de destacar que en el mundo hay un amplio rango de niveles críticos de B. Si bien la mayoría de las guías de fertilización en Eurasia y Estados Unidos manejan valores entre 0,5 y 1,0 mg mg⁻¹, en Brasil se considera deficiente un suelo que contenga menos de 0,2 mg mg ⁻¹ ( Abreu et al., 1994). En Argentina, Díaz Zorita ( 2002) reportó datos que permiten establecer un nivel crítico de 0,30 mg mg ⁻¹ en suelos del oeste de la provincia de Buenos Aires.

El rendimiento promedio por sitio osciló entre 1316 y 3977 kg ha⁻¹. El más bajo correspondió a un cultivo de segunda con siembra directa con una población sub-óptima de plantas que dificultó el control de malezas (experimento 5), mientras que el rendimiento más alto fue un girasol de primera con laboreo reducido (experimento 10).

Hubo tres experimentos con efecto significativo (P<0,10) de la fertilización con boro (experimentos 8, 9 y 12), debido a un efecto negativo con la dosis de 900 g ha⁻¹ ( Cuadro 3). Se destaca el experimento 12 donde el efecto fue altamente significativo (P<0,01) causando una pérdida superior a 1000 kg ha⁻¹ que se puede vincular con un menor peso de mil semillas y sobretodo con un menor diámetro promedio de los capítulos ( Cuadro 4). En el caso de los experimentos 8 y 9, la pérdida de rendimiento (de menor magnitud que en el experimento 12) parece asociarse solamente a un menor peso de mil semillas. En cualquier caso, el efecto negativo del B puede ser atribuido al desarrollo de toxicidad del nutriente en las plantas ( Gupta, 1993). Con la información obtenida en el presente estudio, no es posible inferir cuál o cuáles mecanismos habrían operado para causar pérdida de rendimiento. Sin embargo es interesante que el experimento 12 (el sitio con mayor pérdida por toxicidad) estaba ubicado más al norte (Young), donde las temperaturas máximas en verano son 2-3 ºC más altas, y además recibió las precipitaciones más bajas comparado con los experimentos de otros años ( Cuadros 1 y 2). Según Ghanati et al. ( 2002, 2005) el exceso de B puede restringir el movimiento radial del agua debido a una excesiva deposición de suberina en la paredes celulares en las puntas de raíces. Debido a este proceso se afectaría la eficiencia de uso del agua, haciendo al cultivo menos tolerante frente a un déficit hídrico. Por lo tanto, el exceso de boro podría acentuar el efecto negativo del estrés hídrico, lo cual puede haber ocurrido en el experimento 12.

No hubo incrementos estadísticamente significativos en respuesta a la aplicación foliar de boro ( Cuadro 3). Sin embargo, se observaron tendencias de respuesta en cinco casos, con incrementos en rendimiento de 5% o más respecto al testigo (experimentos 2, 3, 6, 7, y 11). Estos leves incrementos en rendimiento se observaron mayoritariamente con la dosis de 300 y/o 600g ha⁻¹ de B foliar.

Con base al promedio de los datos obtenidos en estos cinco experimentos, más los experimentos 8, 9 y 12, se ajustó una curva de respuesta promedio al B del tipo cuadrático representada por la ecuación Y= 2640 + 0,47B -0,0007 B ² (R ² = 0,87). De acuerdo con esta ecuación, la dosis de B requerida para obtener el máximo rendimiento de girasol fue 338 g ha⁻¹, mientras que dosis mayores implican menores rendimientos. El incremento en grano obtenido con la aplicación de esa dosis fue cercano a 80 kg ha⁻¹, mientras que la disminución en rendimiento causada por la dosis alta alcanzó a 142 kg ha⁻¹.

En el presente estudio, la concentración promedio en los 12 suelos fue 0,72 mg g⁻¹. En Argentina se determinó la concentración de B en los 20 cm superficiales de suelo en un amplio rango de Argisoles usando CaCl 2 caliente para la extracción y los valores obtenidos oscilaron entre 0,39 y 1,25 mg mg⁻¹ ( Ratto y Diggs, 1990). Sin embargo, muchos de los suelos agrícolas de La Pampa son Hapludults, con características texturales que los hacen más susceptibles al lavado de B y, por lo tanto, con más probabilidad de presentar tenores bajos de B y de responder al agregado del nutriente. Ese hecho podría explicar los incrementos significativos en grano debido a la fertilización foliar con B reportados por Díaz Zorita ( 2002). La baja o nula respuesta positiva a la aplicación foliar de B puede indicar que la biodisponibilidad de este elemento en los suelos de este estudio es adecuada para suplir las necesidades nutricionales del girasol. Además, el nivel crítico de B en suelos semejantes a éstos (con nivel medio de carbono orgánico, texturas medias y pH ligeramente ácido) probablemente sea menor a 0,45 mg mg⁻¹, lo que sería concordante con lo encontrado para suelos argentinos ( Díaz Zorita, 2002). En tal sentido, los suelos utilizados en el presente trabajo no registraron análisis menores que 0,45 mg mg⁻¹ de boro.

Concentración de aceite en el grano

La aplicación foliar de B tuvo efecto sobre porcentaje de aceite del grano (P<0,10) en los experimentos 8 y 9 ( Cuadro 5) debido a una disminución en el contenido de aceite cuando se aplicó 900 g ha⁻¹ de B foliar. Es escasa la información existente acerca del efecto del B sobre la concentración de aceite en oleaginosas. Nuttal et al. ( 1987) observaron que la aplicación de B y N en canola disminuyó la proteína del grano e incrementó el aceite. En Nigeria, Oyinlola ( 2007) reportó para suelos deficientes en boro un incremento en la concentración de aceite luego de aplicar dosis moderadas de B foliar. Con la dosis más alta, al igual que en los experimentos 8 y 9 del presente trabajo, Oyinlola ( 2007) observó una caída en el contenido de aceite. Además, en dicho estudio se encontró una asociación positiva entre el contendido de aceite y el tamaño del capítulo y el peso de los granos.

La escasa respuesta encontrada en este trabajo es indicativa de un buen suministro de B en los suelos de este estudio, de textura media a fina y de tenores medios de carbono orgánico. El estrecho rango entre deficiencia y toxicidad del B hace necesario el análisis de suelo y/o de plantas para decidir su aplicación, y se debería recomendar aplicar B cuando se haya determinado deficiencia de B por medio de análisis o se hayan observado síntomas de deficiencia de boro. En suelos con contenido marginal de B y/o condiciones climáticas que pudieran causar una deficiencia transitoria de B, podría considerarse una aplicación preventiva de B a una dosis que no debería exceder los 340 g ha⁻¹.

Debido a que la frontera agrícola está avanzando hacia tierras marginales con menor tenor de carbono orgánico y texturas más livianas, la probabilidad de respuesta a B puede ser diferente. Por otro lado, en la región agrícola tradicional el aporte de B del suelo puede disminuir debido al manejo más intensivo propio de los sistemas de agricultura continua. Esto también puede cambiar la magnitud y/o la probabilidad de respuesta a B en girasol.

2010. Anuario Estadístico Agropecuario 2010 [En línea]. Montevideo : MGAP. Consultado 26 abril 2012. Disponible en: http://www.mgap.gub.uy/portal/hgxpp001.aspx?7,5,352,O,S,0,MNU;E;27;6;MNU; ,.

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Girasol: respuesta a la aplicación foliar de boro en suelos del litoral suroeste de Uruguay

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Girasol: respuesta a la aplicación foliar de boro en suelos del litoral suroeste de Uruguay 1 Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA), Estación Experimental La Estanzuela, Colonia 70000. Uruguay. Correo electrónico: agarcia@inia.org.uy Recibido: 19/11/10 Aceptado: 26/12/11 Si bien el área de siembra del cultivo de girasol ( Helianthus annus L.)

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Aplicación medica del aluminio