UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE FARMACIA TESIS DOCTORAL MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADA POR Charlotte Poschenrieder DIRECTOR: Juan Barceló Coll Madrid, 2015 © Charlotte Poschenrieder, 1980 Aspectos fisiológicos de la fitotoxicidad por manganeso en phaeseolus vulgaris Departamento de Fisiología Vegetal C h a r l o t t e P o s c h e n r ie d e r 7 " P llllllllllll ' 5 3 0 9 8 5 4 8 3 6 UNIVERSIDAD COMPLUTENSE X g ASPECTOS F IS IO L O G IC O S DE LA F IT O T O X IC ID A D POR MANGANESO EN PHASEOLUS VULG ARIS D e p a r ta m e n to d e F i s i o l o g f a V e g e t a l F a c u l t a d d e F a r m a c ia U n iv e r s id a d C o m p lu te n s e d e M a d r id 1981 V ' % @ C h a r l o t t e P o s c h e n r ie d e r E d i t a e im p r im e l a E d i t o r i a l de l a U n iv e r s id a d C o m p lu te n s e de M a d r id . S e r v i c i o de R e p r o g r a fx a N o v ic ia d o , 3 M a d r id - 8 M a d r id , 1 9 8 1 X e ro x 9 2 0 0 XB 4 8 O D e p o s ito L e g a l : M -1 2 1 6 -1 9 8 1 CHARLOTTE PGoCHBvIRIEDER "ASPECTOS FISIOLOGICOS DE LA FITOTOXICIDAD POR MANGANESO EN PHASEOLUS VULGARIS" D ir ig id a p a r : P r o f . D r . Juan B a rc e ld C o ll. D epartam ento de F is io lo g fa V e g e ta l F a c u lta d de Fannacia UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID J u n io , 1930 II DON JU/W BARCELO COLL, CATEDRATICO Y DIRECTOR DEL DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA VEGETAL DE LA FACULTAD DE FARMACIA DE LA UNIVERSIDAD - COMPLUTENSE DE MADRID, CERTTFICA ; Que l a L ic e n c ia d a Ona C h a r lo t te P o schen rieder ha r e a - l iz a d o b a jo su d ire c c id n y en e l L a b o ra to r io de la — C d ted ra e l t r a b a jo que, p a ra o p ta r a l Grado de D o cto r en F arm ac ia , p ré s e n ta con e l t f t u l o : " ASPECTOS FISIOLOGICOS DE LA FITOTOXICIDAD POR MANGA NESO EN PHASEOLUS VULGARIS " Considerando conel u i da la p re s e n te memoria a u to r iz o - su p re s e n ta c id n a f i n de que pueda s e r juzgada p o r e l t r ib u n a l c o rre s p o n d ie n te . Y p ara que a s l con ste firm o e l p re s e n te c e r t i f ic a d o en M adrid a t r e in t a de mayo - de m il n o v e c ien to s o ch en ta . I l l Agradezco profundam ents a l P r o f . D r . D . Juan B arc e ld C o l l , D i r e c t o r d e l Departam ento de F is io lo g fa V e g e ta l de la - F a c u lta d de Farm acia de l a U n iv e rs id a d Complutense y de e s ta t e s is , su g ran ayuda y c o n tin u e es tfm u lo que h ic ie ro n p o s ib le l a r e a l iz a c id n de la misma, Tambidn mi s in c e ro a g rad ec im ien to a Esperanza T o r i ja Is a s a , P r o f . Ayudante de la C é ted ra de B ro m ato lo g ia y T o x ic o - lo g f a , p a r su ayuda p re s ta d a en la s d ete rm in ac io n es de a b s o r - c id n a td m ic a . Asimismo q u ie ro e x p re s a r mi g r a t i t u d a l D r , G re g o rio F r a i l e Ramos d e l I n s t i t u t o Jaime F erra n d e l C .S . I .C . de M adrid p o r e l s u m in is tro de d ife re n te s cepes de Rhizobium y sus con— s e Jos re s p e c to a la td c n ic a més adecuada de in o c u la c id n . F in a lm e n te doy la s g ra c ia s a todos lo s co la b o ra d o re s d e l D epartam ento de F is io lo g fa V e g e ta l. Gran p a r te d e l t r a b a jo de e s ta t e s is ha s ido p o s ib le p o r l a ayuda econdmica r e c ib id a con una Beca de Form acidn de P e rs o n a l In v e s t ig a d o r concedida p o r e l M in is te r io de U n iv e r s !— dades e In v e s t ig a c id n , a qu iên hago tam bidn e x te n s iv o mi reco — n o c im ie n to . IV A mi m arido , mis h ijo s y mi madre, — ag ra d e c iô n d o le s La p a c ie n c ia conmigo y con mi t r a b a jo . I N D I C E Pdglna 1) I N T f l O O U C C I O N 1 .1 . ESENCIALIDAD DEL MANG/VJESO PARA LAS PLANTAS . . . . 2 1 .2 . A0SORCION Y TRA|\GPORTE DEL MANGANESO POR LAS — PLANTAS................... 4 1 .3 . FUNCIONES DEL MANGANESO LAS PLANTAS ................... 7 1 .3 .1 . P a r t ic ip a c id n d e l manganeso en la fo to — s fn te s is .......................... 3 1 .3 .2 . P a r t ic ip a c id n d e l manganeso en la reduc— c l 6n d e l n l t r a t o p o r la s p la n ta s .............. 13 1 .3 .3 . O tra s acciones d e l manganeso sobre e l ------ m etabollsm o v e g e ta l ................... 15 1 .3 .4 . Acciones d e l manganeso sobre e l d esarro — l l o mediadas p o r fitohorraonas ........................ 19 1 .4 . TOXICIDAD PARA LAS PLANTAS DEL EXCESO DE MANGA­ NESO ............................................................................................ 20 V I Pgglna 1 .4 .1 . E fa c to s td x lc o s g én é ra le s sobre e l e re — c im ie n to y e l m etabollsm o de la s p la n ­ ta s ............ 21 1 .4 .2 . E fe c to s sobre l a s lm b io s is p la n ta —— Rhizobium ................... 23 1 .4 .3 . S e n s ib il id a d y t o le r a n c ia de la s p la n ­ ta s a l exceso de manganeso .............. 24 2 ) Ü B J E T Ü D E L T R A B A J O 28 3 ) M A T E R I A L Y M E T O D O S ............ 30 3 . 1 . CQNDICIONES DB_ CULTIVO ................................................... 31 3 . 2 . TOMA DE MUESTRAS ..................................................................... 36 3 .3 . CAPACIDAD GEPMINATEVA ................................. 39 3 .4 . DETEFWINACIONES A N A L IT IC A S .......................... 39 3 . 4 . 1 . D e term ln ac id n d e l c re c im ie n to .................... 40 3 . 4 . 2 . O eterm inaclÔ n d e l manganeso en p la n ta . 40 3 . 4 . 2 . 1 . Micromdtodo de l a form aIdo— xima .............. 40 3 . 4 . 2 . 2 . D e term in ac id n d e l Mn y Fe p or e s p e c tro sc o p fa de ab so rc id n — a t d m ic a ........................ 44 V II P âglna 3 . 4 . 3 , D e term in a c id n e s p e c tro fo to m é tr ic a de la s — p ro te ln a s ........................ 45 3 . 4 . 4 , D etE rm inac idn e s p e c tro f o to m â tr ic a de la s — c lo r o f i la s a y b ........................... 43 3 . 4 . 5 , D e te rm in a c iâ n e s p e c tro fo to m â tr ic a de los — c a ro te n o id e s .................................. 49 4 ) R Ê S U L T A D O S Y D I S C U S I O N 4 . 1 . CRECIMIENTO Y OESARRCLLO DE LAS PLANTAS ...................... 51 4 . 1 . 1 . Sfntomas g é n é ra le s e x te m o s ................... 51 4 . 1 . 2 . C rec im ien to lo n g itu d in a l .............. 78 4 . 1 . 3 . Peso fre s c o y peso seco ............................. 90 4 . 2 . CONTENIDO DE MANGANESO E HIERRO EN LAS PLANTAS . . 113 4 . 3 . CONTENIDO DE PRDTCINAS EN LAS PLANTAS.. 140 4 . 4 . CONTENIDO DE CLOROFILA TOTAL, CLOROFILA a Y CLO- RDFILA b EN LAS PLANTAS...................................................... 152 4 . 5 . CONTENIDO DE CAROTENOIDES EN LAS PLANTAS . 192 4 . 6 . DISCUSION GENERAL ..................................... 199 VIII P^glr 5 . C O N C L U S I O N E S .................................... 201 6 , 0 I B L I O G R A F I A ..................................................... 207 1. I N T R Q D U C C I O N 1. I N T R O D U C C I O N 1 .1 . ESENCIALIDAD DEL MANGANESO PARA LAS PLANTAS De acuerdo con lo s c r l t e r io s de Am an y S to u t ( 12 y 13) se co n s i­ d éra que un elem ento es " e s e n c la l" p ara la s p la n ta s s i cumple lo s s ig u ie n — te s re q u is ! to s ; a ) E l elem ento debe s e r e s p e c ff ic o p a ra la p la n ta . A sf no podrd — s e r s u s titu L d o p o r o tro en sus acciones f is io ld g ic a s , b ) E l elem ento debe s e r n e c e s a rio p ara todo e l c ic lo b io ld g ic o d e l d e s a r ro llo de la p la n ta . c ) E l elem ento debe a c tu a r d ire c ta m en te sobre la n u t r ic id n y no — p o r c o rre c c id n de a lg u n a c o n d ic id n , m ic ro b io Id g ic a o q u im ic a , - d e s fa v o ra b le d e l s u s lo u o tr o medio de c u l t iv o . Basado en e s ta d e f in ic iô n p arece haber un acuerdo b a s ta n te unânime (7 3 y 118) p o r e l que la s p la n ta s s i f je r io r e s re q u ie re n 19 e lem ento s; C, H, 0 , N, P , S, K, Ca, Mg, F e , Me, Cu, Zn, Mo, B, C l , Na, S i , y Co, No o b s ta n te , no se ha e s ta b le c id o la e s e n c ia b l11dad de todos e l lo s p a ra la s p la n ta s in f e r io r e s y e l s o d io , s i l i c i o y c o b a lto no han s id o demos tra d e s como elem entos e s e n c ia le s p ara todas la s p la n ta s s tp e r io r e s . De una forma a lg o a r b i t r a r i a , segdn lo s n iv e le s en p la n ta de cada elem ento , se d is t in g u e e n tre m a c ro n u trie n te ( C, H, 0 , N, P, S, K, Ca, Mg, (N a , y S i ) y m ic ro n u tr ie n te s (F e , Mn, Cu, Zn, Mo, B y C l ) . E s ta c la s l f ic a c id n ha s id o o b je to de a lgunas c r f t ic a s pues a lg â n ml c r o n u t r i e n te , como es e l caso d e l manganeso, puede p ré s e n ta rs e en c o n c e n tra - c lo n e s de p la n ta s tan e leved as como l a de a lgd n m a c ro n u trie n te (S <5 Mg), Men- g e l y Kyrkby (1 1 8 ) han ap o rtad o una c la s i f lc a c i f ln mës r a c lo n a l fundada en e l comport ami en to biocpjdmico y en la s f u n d o n e s f is io ld g ic a s d e l elem ento — — ( T ab la 1) Tab la 1 C la s i f ic a c id n de lo s n u t r ia n te s de la s p la n ta s (1 1 8 ) Elem ento le r g rtp o C ,H ,0 ,N ,S 2 « grupo P , a ,S i 3®^ grupo K,N a,M g,C a Mn, C l Forma de a b s o rd d n en form a de CC^.HCOg, H^O, 02 , N(g,NH^, Ng, SO/j, SO2 . Los ion es de la s o lu - c i 6n d e l s u e lo , lo s - gases de l a a tm o s fe ra , en form a de fo s fa to s , é c , b d r ic o 6 boret o , s i l i c a t o de la s o lu c id n d e l s u e lo . en forma de io n e s de — la s o lu c id n d e l s u e lo . Funciones b io qu fm icas Const i tu y e n te s mayores de la m a te r ia o r g â n ic a , E lem entos e s e n c ia le s de grupos atdm icos que es tdn im p lic a d o s en p ro ce— SOS e n z im â tic o s . A s im ila c iâ n p o r re a c — c ion es de â x id o —re d u c c id n , E s te r i f ic a c id n con g rtp o s a lc o h o lic o s - n a tiv e s en p la n ta . Los é s te re s fo s fa to es tân im p lic ad o s en re a c c io n e s de tra n s fe r e n c ia de enerç rla , Funciones no espec f f ic a s en e l p o ten — c i a l osm6 t i c o . R eacciones més e s p e c f f i— cas p o r la s que la conform acidn de la - p ro te in a e n z im é tic a lo g ra su es tad o ------ dptrimo (a c t iv a c id n e n z im d t ic a ) . Puente e n tre s u s ta n c ia s re a c c io n a n te s . Balance de lo s an iones d ifu s ib le s y no d i f u s i ­ b le s . 40 g rtp o en forma de Ion es 6 F e ,C u ,Z n , q u e la to s de la so lu Mo c lâ n d e l s u e lo . P resen ts predom inantem ente en forma - de q u e la to incorporado a l grupo p ro s t# t l c o . Cepacldad de t ra n s p o r te e le c t r d — n lc o p o r camblo de V a le n c ia . De acuerdo con lo s a n te r lo re s c r l t e r io s e l manganeso es un m ic ro n u - t r ie n t e e s e n c ia l p a ra la s p la n ta s que â s ta s captan en forma de io n es de l a — s o lu c id n d e l sue lo y que p o r su mecanismo de a c c iô n es a d s c r ib ib le a l grupo 30 de l a c la s i f ic a c id n de la Tab la 1. 1 .2 . ABSORCION Y TRANSPORTE DEL MANGANESO POR LAS PLANTAS La d is p o n ib il id a d de manganeso de un suelo v ien s in f lu id a p o r d iv e r SOS fa c to re s que in c id e n en e l e q u i l ib r io e n tre la s v a r ia s formas de mangan£ so d e l s u e lo . La f ra c c if in més im p o rta n te , desde e l punto de v is ta de la nu— t r ic id n v e g e ta l, es la co rresp o n d ien te a l Mn^^ . E n tre lo s fa c to re s més im­ p o rta n te s que, p o r su in f lu e n c ia en lo s procesos de o x id a c id n -re d u c c id n d e l s u e lo , p a r t ic ip a n en la re g u la c id n de la d is p o n ib il id a d de manganeso p are — la s p la n ta s e s té n : e l p*̂ d e l s u e lo , con ten ido de m a te r ia o rg é n ic a , a c t iv id a d m icrob iana y humedad d e l s u e lo . De acuerdo con a l lo lo s sue lo s éc ido s presen ta n una trwyor d is p o n ib il id a d de manganeso p o r su mayor s o lu b il id a d y e l en — charcandento favo ro ce lo s procesos re d u c to res y , p o r e l l o , una mayor dispon^ b il id a d de manganeso p are la p la n ta . MnO^, n l-y j Pï(ida.ci(f^ MrigOg •nh^O ' "^auxcio* '* MnOj Esquema de D ion y M am (4 0 ) d a l c ic lo da o x id ac id rv * re d u c c id n d e l — manganeso an e l s u e lo . Se co n s id é ra que l a a b s o rd d n p o r la s p la n ta s d e l manganeso v ie n e - re g u la d a m etabo licam ente (1 2 6 ) pucüdndose p re s e n te r fendmenos de co m petic idn con o tro s c a tio n o s ( i l l ) . A e fe c to s f is io ld g lc o s un caso esp e c ia lm e n te i n t e - re s e n te son la s in te r a d o n e s d e l Mn y Fe en la a b s o rd d n de ambos n u t r ie n — t e s . En g e n e ra l, e l exceso de manganeso ind uce d e f ic ie n c ia de h ie r r o , como - se ha comprobado p a ra l a p a ta ta ( 101) d en s o ja ( 1 6 0 ) , sobre todo p ara s u n i— n is t ro s a l to s de h ie r r o . P or e s ta razdn se e x p lic a que se hayan c o rre g id o — to x ic id a d e s p o r manganeso en e u c a lip to s con p u lv e r lz a c io n e s con h ie r r o (1 3 6 ) Leach e t a l ( 1CD a ) han encontrado va lo re s dptim os de la re la c id n Fa/Mn que o s c lla n de 1 ,5 a 3 p a ra la s Jud ias y de 0 ,5 a S p ara e l to m ate . E fe c to s p are c i dos se han p u b lic a d o p a ra o tr a s e s p e d e s végéta le s , a s l con e l algoddn — ( 1 3 8 ), a b e d Douglas ( 1 9 ) , l in o ( 123) y garbanzo ( 2 ) . K irs c h e t a l ( 9 0 ) han estu d lad o la s in te ra c c io n e s d e l manganeso, h ie r ro y m olibdeno en e l tom ate — y comprobaron que la mdxlma e fe c t iv id a d de l a adLccldn de h ie r ro p ara com— p en sar lo s e fe c to s d ep res ivos de lo s increm entos de manganeso se c o rr ig e n - con aumento d e l m o libd eno , Osawa e t a l (1 4 0 ) han d e s c r ito e fe c to s d e l exce— so de manganeso a t r lb u ib le tam bidn a l a In te r a c d d n con h ienno (s fn tom as de d e f ic ie n c ia de h ie r r o ) en e sp in aca , tom ate , ju d ia y p im ie n to . Somers y ■ S hive (1 6 0 ) e s ta b le c ie ro n que e l manganeso p o r su a l t o p o te n c ia l redox es — capaz de o x id a r e l Fe ^ Fe + + + , p o r lo que una a l t a abso rc id n de man­ ganeso c o n v e r t i r f a a l h ie r r o ctLvalen ta, f is io ld g ic a m e n te a c t iv e , a la form a i n a c t iv a . Sobre todo en p re s e n c ia tte e levado con ten ido en fd s fo ro p r e c ip i— t a r f a como fo s fé to f é r r ic o que p o d rfa s e r resp on sab le de l a a p a r ic id n de — la s d e f ic ie n c la s en h ie r r o , Ya en 1948 H e w itt ( a i ) e s ta b le c id que e l manganeso, t a l como e ra - de e s p e ra r p o r sus p ropiedades q ufm icas, m uestra in te ra c c io n e s en la absor— c id n y tra n s p o r te p or la s p la n ta s , ta n to con m eta les a lc a l in o té r r e o s — ( M g ' * ' ‘* ' y C a ■’■■’■ ) como m eta les pesados (Zn y F e ) . P o s te r io re s in v e s t ig a — c iones (3 5 , 7 8 , 153 y 156) han confirm ado e s ta s p rim eros h a lla z g o s . O tra in f lu e n c ia resenada en l a abso rc id n d e l manganeso se r e la c io - na con e l tLpo de n u t r ic id n n itro g e n a d a . En g e n e ra l, e l s tn in is t r o de n i t r d geno como NO 3 dd tnos n iv e le s s u p e rio re s de M n 2 + que en form a de — NH 4 ( 157) . E ste hecho se ha in t e r p r é tado mds que p o r una com petic idn espe­ c f f i c a e n tre Mn ^ + y NH ^ como un proceso mds g e n e ra l de la in f lu e n c ia de — la n u t r ic id n n itro g en a d a en e l balance c a t id n - an idn de la p la n ta ( 9 7 ) . Se con s idéra que e l manganeso es un elem ento poco m d v il en la p la n t a ( 187 ) . En o b s e rv a d o n es re a liz a d a s con exudados de tom ate ( 172 y 173) y en e x tra c to s de " ry e g rass" (3 0 ) se ha comprobado un com portam iento e le c ­ t r o fo rd t ic o d ir ig id o h a c ia e l cd todo , lo que puede h acer pensar que e l ------- manganeso es transp ortac ta en la p la n ta en forma de Mn ^ + y no en form a de com plejo o rg d n lc o * No o b s ta n te , H a fn e r ( 8 6 } ha deducido in a e s tre c h a a s o c la c id n e n tre e l manganeso y l a f r a c c id n de lo s am inodcidos e h id ra to s de c a r - bono en e l exudado de H e lla n th u s a m u u s . En e s te mlsmo s e n t id o , e l a n d l is is de l a s a v ia d e l floem a en e l r ic in o (1 7 6 y 177) p ré s e n ta sd lo uniones l i m i - tad a s d e l manganeso a lo s c o n s titu y e n te s o rg dn ico s de la s a v ia , encontrdndo se de un 6 0 a l 70 % d e l manganeso en form a de c a tid n s im p le . Un asp ec to i n - te re s a n te es la s u g e re n c ia de S u t c l i f f e ( 167) de que los com plejos o rg d n i— COS pue den r e d u c ir a l t ra n s p o r te d e l manganeso a la s extrem idades s u p e rio — re s de la p la n ta . E n tre la s escasas a p o rta c io n e s en e s te d rea hay que c i t a r l a c a ra c ta r iz a c id n p o r O ie c k e r t e t a l (d S ) en s e m illa s de cacahuète de la - m anganlna, una m anganoproteina cuya fu n c id n p a ra l a p la n ta se desconoce, Una in te ra c c id n prom etedora sobre todb p ara lo s casos que p o r ex— ceso de manganeso se producen e fe c to s de toxicicteid es l a e s ta b le c id a e n tre e l manganeso y e l s i l i c i o . En 1957 W illia m s y V la m is (1 8 5 ) h a lla r o n que la a d ic id n de s i l i c i o m ejoreba l a d is t r ib u c id n d e l manganeso en p la n ta s de — cebad a. Desde entonces tod a una s e r ie de a p o rta c io n e s hab lan en fa v o r de — que e l s i l i c i o decrece la abso rc id n e x c e s iv a d e l manganeso. A sf Lewin y — Aeimann (1 0 3 ) han encontrado v a lo re s s p p e rio re s de manganeso en p la n ta s — d é f ic ie n te s en s i l i c i o sobre la s n o rm a les . R esultados p are c i dos fu e ro n ob— te n id o s en tom ate p o r P e as lee e t a l , ( 1 4 4 ) . Okuda e t a l . (1 3 6 ) han comproba do que la s p la n ta s de a r r o z con buen a p o rta de s i l i c i o m uestran mayor o x id a c id n d e l manganeso. 1 .3 . FUNCIONES DEL MANGANESO EN LAS R . AN TAS A pesar de que l a m ayorfa de in d ic io s que se poseen h ab lan en fa v o r 8 de une escasa m o v illd a d d e l manganeso en la p la n ta , l a d e f ic ie n c ia de man­ ganeso conduce a una c lo r o s ia que aparece g en era Im ente en e l m e s d filo de — le s ho jas v ie ja s in f e r io r e s , In d ican d o una c ie r t a m o v illd a d d e l e lem ento en la p la n ta . Las c io ro s is que aparecen en lo s t e j ld o s m e ris te m étic o s de p la n ­ ta s d é f ic ie n te s en manganeso han s id o In te rp re ta d a s p o r Ooby (5 1 ) an e l sen t ld o que en e l curso de l a s fn te s is de c l o r o f i l a e l h ie r r o sea susfcLtuido - en e l p re c u rs o r h ie r r o - 8 -p r o t o p o r f i r in a y transform ado luego en l a magne— s io - 9 -p r o t o p o r f l r in a . La d e f ic ie n c ia en manganeso c o n d u c ir îa a una in te r r u p c id n de l a s fn te s is de c lo r o f i la s y , p or e l c o n t r a r io , su s u m in is tro a la s ho jas e s ta b le c e r fa una e le v a c id n d e l con ten ido de c l o r o f i l a s . Se con s id é ra que e l e levad o p o te n c ia l redox d e l manganeso ( + 0 ,8 V ) y su cepacldad de cambio de V a le n c ia Mn + Mn + + + juegan un p ap e l c e n t r a l en la s fun c io nes d e l manganeso en l a p la n ta ( 4 ) . De aqu f que sea un re g u la d o r e s e n c la l de muchos procesos de dxido—reducc idn de l a p la n ­ t a , P ara l a m ayorfa de espec ies lo s n iv e le s c r f t ic a s de d e f ic ie n c ia sue len o s c i la r e n tre 15 y 25 ppm de manganeso re fe r ic to a peso seco en la s p a r te s — s u p e rio re s de la p la n ta . 1 .3 ,1 , P a r t lc ip a c id n d e l manganeso en la fo to s fn te s is E l o rgdnulo mayormente a fe c ta d o en una d e f ic ie n c ia p o r manganeso — es e l c lo r o p la s to . Ademds de l a p a r t lc ip a c id n , ya c ita d a a n te rlo rm e n te (5 1 ) en la b io s fn te s is de la c l o r o f i l a , e l manganeso in te r v ie n e d ire c ta m e n te so­ b re todo en lo s procesos de l a f o t d l l s i s d e l agua ( re a c c id n de m i l ) U g a — dos a l fo to s is te m a I I , Ya d iv e rs e s in v e s tig e d o re s ( 4 ) en lo s anos 50 descu— b r ie ro n que la d e f ic ie n c ia en manganeso d ism in u fa sens ib lem ente l a In te n s ^ dad f a t a s in t ô t ic a y , p o r e l c o n t r a r io , no a l te r a b a l a r e s p lr a c ld n , medida - como in te rc a m b lo de g ases . Tambiën se han d e s c r ito pruebas de l a neces idad de manganeso p a ra e l m antsn im iento de la e s tr u c tu ra d e l c lo r o p la s to — —— ( 1 4 , 148 y 1 7 0 ). P or a l momento l a f o t d U s is d e l agua es uno de lo s p rocesos menos conocidos de l a o p e ra d d n de la s re a c c io n e s l i tn ln ic a s de l a f o t o s f n t e s is . — No o b s ta n te , se d ispone ya de un cuerpo s u f ic ie n t e de e v id e n c ia s p o r la s — que e l manganeso se s i tu a en un lu g a r c la v e de e s te p ro ce s o . De un modo fo rm a i la f o t d l i s i s d e l agua puede re p re s e n ta rs e en f o r ma de una re a c c id n de o x id a c id rw re d u c c id n , cuyo p o te n c ia l a p^ 7 es de — 0 ,3 1 V , p a ra lo c u a l p a ra fo rm a r una m o ldcu la de oxfgeno se re q u ie r e sépa­ r e r c u a tro e le c trô n e s de dos m o ldcu las de agua: 2Hg 0 # 4 e " + 4 + Og Se sabe con s eg u rid ad ( 4 7 , 76 y 150) que p ara e l d esp ren d im ien to f o t o s in té t ic o de Og se p ré c is a de manganeso y c lo ro y que p robab lem ente p a r t ic ip a n en e l s i td o de d esp ren d im ien to de Og. P - W Esquema de la p a r t lc ip a c id n d e l Mn en la f o t d l i s i s d e l HgO y de su s itu a c id n en la o p e ra c id n de lo s fo to s is te m a s . 1 0 E l desprendim iento de 0^ va a s o d a d o a l fo to s is tem a I I ( P S I l ) . La e n e rg fa de un cuanto de lu z r o ja ( 1 ,8 eV) es s u f ic ie n te p ara in d u c ir l a — sepa rac iô n de cargas en e l c e n tro de reac c iô n d e l P S I I , por lo que se o r i ­ g in e un o x id a n ts fu e r te Z + y un red uct o r d â b i l Q ” ( 7 6 ) î ZChig ZChl ^ Q " — > Z Chig " ( s e p a ra d d n ( t ra n s fe re n c ia de c a rg a ) e le c trd rd c a — descte Z) E l estado redox de Z ^ debe s e r mds p o s it iv o que + 0 ,8 V , ya que - es e l p o te n c ia l medio n ec e s a rio p ara o x id a r e l agua y hay e v id e n c ia de que Z ^ no in te ra c c io n a d ire c ta m en te con e l agua. Se desconoce, p o r e l momento, l a n a tu ra le z a de Z , que a c tu a como dador e f i d e n t e de e le c tro n e s p ara —.. - P 680 ^ (c e n tro a c t iv o d e l P S I l ) , pero s i se sabe que l a separac id n de c a r­ gas de P S II o cu rre en l a membrana d e l t l la c o id e : PS n Dicho esquema puede s e r in te g ra d o en e l modelo de e s tru c tu ra mole­ c u la r (1 7 4 ) que e x p lic a e l aprovecham iento de la e n e rg fa lum fn ica en la ope 1 1 ra c id n de lo s fo to s is te m a s en form a de la e n e rg fa de un g ra d ie n ts e le c t r o — qufm ico p roducido p o r la s e p a rac iô n de cargas y la c o n c e n tra c id n de H ^ en e l i n t e r i o r d e l t l la c o id e , proceso que e s tâ en l a base de la t e o r fa de — M itc h e l l p a ra l a f o t o f o s f o r i la c id n , Fundamentalmente p or td c n ic a s b i o f f s i - cas de m ed ic idn d e l desp ren d im ien to de 0^ p o r a p lic a c id n de d e s te l lo s de - lu z se ha g e n e ra liz a d o la in te r p r e ta c ld n de Kok (1 5 0 ) p a r la que e l enzim a d e l d esp ren d im ien to de NAOPH NADP*2H- • 2 °2 Esquema d e l modelo m o le c u la r de la e s tru c tu r a y o p erac id n de lo s f o t o s is t e ­ mas en e l t l la c o id e ( l 7 4 ) . Og puede h a l la r s e en c u a tro estados cargados fo to a c t iv o s , S (m odelo d e l — e s ta d o -S ): 1 2 En cada re a c c id n se almecena una carga a d ic io n e l en e l lado o x id an t e d e l P S I I hast a a lc a n z a r e l estado en e l que se han acunulado c u a tro - cargas p o s i t iv a s . Le s ig u e un proceso de re a c c id n oscu ra : Sa + 2 f^ 0 5»- 3(5 + 0^ + 4 H*’ Hay e v id e n c ia s in d ir e c te s (7 6 ) de que e l "acum ulador de carga" pue de im p lic a r a l manganeso, debido a que e l manganeso puede p re s e n ta rs e en — d ife re n te s estados de o x id a c id n . No o b s ta n te , se desconoce l a n a tu ra le z a — qufm ica de e s te co le c t o r de c a rg a . Se con s idéra que se re q u ie re n 4 dtomos de Mn p o r ce n tro de re a c c id n d e l P S I I , Por acum ulacidn de c u a tro cargas se descompondrfan rdp idam ente dos m oldculas de agua p ara d a r une m o ldcu la de — ° 2 - En concordancia con e s te p ap e l d e l manganeso en e l P S I I es tÉ l a — observac idn de que l a e lim in a c id n de manganeso en e l c lo r o p la s to d eterm ine l a in cep ac id ad de desprendim ien to cte 0^ pero no a fe c ta a la s re a cc io n es d e l F otosis tem a I ( P S i ) , P re c isemente lo s argunentos mds con v incen tes en fa v o r de la a s o c ia c id n d e l manganeso con e l s i t i o de ctesprendim iento de O2 p ro v ie ne de experim entos de fo to r r e a c t iv a c id n con a lg as y c lo r o p la s to s , p o r lo s — que la a c t iv id a d de desprend im ien to de P2 en a lg a s c re c id a s en medios d é f i ­ c ie n te s en Mn puede s e r re s ta b le c id a p o r una f i ja c id n de Mn in d u c id a p o r l a lu z a l s i t i o de desprendim ien to d e l Og ( 4 7 ) . De acuerdo con e l lo l a in f lu e n c ia d e l manganeso en e l com plejo ------ g lo b a l de la fo to s ln te s is abarca fundam entalm ente lo s s ig u ie n te s aspectos — en e l caso de l a d e f ic ie n c ia de e s te elem ent» en la s p la n ta s ( 4 ) ; a ) form acidn d é f ic ie n te de c lo r o f i l a p or in te r ru p c id n de lo s pesos in te rm e d io s de l a s fn te s is de c l o r o f i l a y de lo s impedim entos - d e l m etabollsm o l ip f d ic o n ece s a rio p ara la form acidn de lo s t i — 13 la c o id e s d e l c lo r o p la s to . b ) in h ib ic ld n de l a f o t d l i s i s d e l agua y , como co n secu enc ia , d e l d esp ren d im ien to de 0^ a n iv e l d e l fo to s is te m a I I . c ) d i f i c u l t a l a red u c c id n d e l COg p o r d e f ic ie n c ia en coenzim as — red uc id os (NAOPHg) y de fo s fa to r lc o en e n e rg fa (A T P ). 1 .3 .2 . P a r t lc ip a c id n d e l manganeso en l a red u c c id n d e l n i t r a t o p or la s — p la n ta s E l proceso de red u c c id n de lo s n i t r a t e s (1 0 6 , 107, 100 y 134) e s té acop lado a una n eces idad de a p o rte de poder red u c t o r que puede e n la z a r d i— rec tam en ts con la fo to s fn te s is en lo s t e j id o s verdes de la p la n ta o e s ta r — acop lado a l s u u in is t r o e n e rg d tic o de la s m ito c o n d rla s en lo s te j ld o s donde a q u e lla no es opera t i v a , ccwno es e l caso , p o r ejenqalo , de la s r a ic e s . En e fe c to , e l p roceso red uc t o r de lo s n i t r a t o s re q u ie re de 8 —— e le c t r o n e s î + 5 — — 3 a e " 5> N ty En un p r in c ip le se co n s id erd que e s ta red u cc id n o c u rr fa en una se­ r i e de pasos p a r c ia le s , deducidos mds b ie n b a jo un c r i t e r i o puram ente qufm i c o , que tra n s c u r r fa n con red ucc io nes p a r c ia le s con 2g . La p r im i t iv a — h ip d te s is de Meyer y S c h u ltz e , en 1094 ( 1 2 0 ) , e s ta b le c id c u a tro pesos p a r ­ o i a ie s con la p a r t lc ip a c id n de 2 e le c tro n e s en cada uno de e l lo s : NO 3 2 e - N % 2e~ (NOM) — NHg OH - NHg Aunque e l tema es aun muy c o n t r o v e r t !do , lo s e s tu d io s de l a c a ra c - 14 te r iz a c id n de lo s s ls tem as enz im dticos responsab les de e s te s pesos In te rm e - d lo s , lo s re s u lta d o s c o n tra d ic to r io s obten idos muchas veces y un p lan team ien to mds e r f t lc o d e l problem s ha p e rm it ld o d e d u c lr (107 y 100) que, en r e a l i ­ dad, l a SBcuencia de pesos se reduce a dos, une p rim e ra red ucc id n que r e ­ q u iè re dos e le c tro n e s y c a t a l i z a l a reduccidn d e l n i t r a t e a n i t r i to median­ ts la n i t r a t e red uc tasa y un segundo proceso de reduccidn d ir e c ts d e l n i t r i te a emonio c a ta liz a d o p o r l a n i t r i t e red u c tasa y que re q u ie re d e l a p o rte - de s e ls e le c tro n e s : - 2 e — 6 s NO 3 ---------- P NO 2 -------------------f Nhh NO3 Rasa NOg Rasa En la p rim e ra in te r p r e ta c id n , con v a r io s pasos en z im d tico s de re — duccidn d e l n i t r a t e a amonio se han aportado d ive rso s h a lla z g o s expérim enta le s ( 4 ) de p re s e n c ia y necesidad d e l manganeso p a ra la a c t iv id a d de la n i— t r i to red u c ta s a de s o ja p o r e l grupo de Nason y de la h id ro x iam in o red u c tasa de Neurospora (2 0 y 0 4 ) , P lan tean d en tas mds re c ie n te s ( 107) de acuerdo con la segunda v e rs id n d e l praceso re d u c te r y la c a ra c te r iz a c id n de la n i t r i t e red uc tasa (sirohem o ) han q u itad o im p o rta n c ia a l hecho y , en todo caso, de s e r c i e r i a e s ta f a l t a de acc id n d ir e c ts sobre la reducc idn de los n i t r i t e s , no o b s ta n te , e l descenso de la red ucc id n y a s in d la c id n de lo s n it r a t e s en - la s p la n ta s d é f ic ie n te s en Mn p o d rfa deberse a un e fe c to in d i r e c t e , ya que la reduccidn de lo s n i t r i t o s depende de la fe r re d o x in a red u c id a como dador de e le c tro n e s , la c u a l es s u m in is tra d a p o r la cadena fo to s ln td t ic a de tra n s p o rte de e le c tro n e s que se ve perjuctLcada p or l a d e f ic ie n c ia de Mn, t a l co­ mo hemos v is te en e l ap artad o 1 .3 ,1 . La necesidad de a p o rte e n e rg d tic o ------- (ATP) en l a a s im ila c id n d e l amonfaco a am inoâcidos (3 4 ) se ve fre n a d a , por la misma ra zd n , en d é f i c i t de manganeso lo que coadyuva aun més a la — — 15 s x p llc a c id n de e s te e fe c to in c ü re c to de l a d e f ic ie n c la de manganèse. 1 .3 ,3 . Q tra s acc io n es d e l manganese sobre e l metaboLLsmo v e g e ta l Numerosos procesos enzlm éttlcos e s tén re g id o s p e r la in te rv e n c id n — de e lem entos n u tr le n te a de forma que, b ie n see corne s u s tra to s , como compo— n entes de m e ta b o lito s o a c tiv a d o re s o in h ib id o r e s pueden a fe c t a r la s p ro p e r c lon es de g ran nCknero de rea c c lo n e s c a ta l lz a d a s enz im dtlcam ente . En le s se­ re s v lv o s e s ta s rea c c lo n e s no operan a ls lad am en te s lno que, més b ie n , una — re a c c id n e n z lm d tic a form a p a r te de una com ple ja re d de rea c c lo n e s In te r d e — p e n d le n te s , cada una In f lu e n c la d a e In f lu e n c la n d o a la s o t r a s . E s ta secuen- c la a lta m e n te In te g re d a de re a cc lo n es e n z lm â tlc a s es lo que c a r a c te r lz a a — le s procesos m etabdU cos o f is lo ld g lc o s . E l p ap e l c la v e que pueden l l e g a r a ju g a r lo s n u tr ie n te s m in é ra le s en la p la n ta se debe p rec lsam ente a su in te rv e n c ld n en re a c c lo n e s e n z im d t l- cas e s p e c f f lc a s (1 7 5 ) , en l a re g u la d d n de le s secuencias y cadenas de -------- rea c c lo n e s en numerosos puntos de c o n tro l y en l a in f lu e n c ia sobre la s fu n - c lon es f ls lo ld g lc a s c o m p le jas . E l manganeso p e rte n e c e a l 3^^ grupo de l a c la s i f ic a c ld n f l s l o l d g l - ca de lo s n u tr ie n te s v e g e ta ie s ( k . Ma, Mg, Ca, Mn y C l ) ( v e r a p a rta d o 1 . l ) En muchos casos e l manganeso e je rc e fu n c lo n es c e lu la re s id n lc a s no especffjL cas de re g u la d d n d e l p o te n c la l osm dtlco en lo s o rgdnulos c e lu la re s o en — e l m enten lm lento d e l b a lan ce Id n lc o , Se conocen tam bldn muchas acc iones e s p e c f f lc a s sobre ntm erosos s i^ temas en z lm d tlc o s ( 1 5 1 ) . En l a T ab la 2 se In d lc a n a lgunos de lo s enzlm as — 16 que son a c tiv a d o s p o r e l Mn, Como se deduce d e l a n d l is is de d ich a t a b la , e l manganeso a fe c ta a procesos m etabd licos muy varla d o s e n tre lo s que — cabe d e s ta c a r la a c t iv a c id n de lo s procesos de la fo s fo r i la c id n c e lu la r y — muchas reacc lo n es de o x id a c id n y d e s c a rb o x ila c ld n d e l c ic lo de Krebs [26 y 1 63 ), a p a r té la s ya d e s c r ita s p ara lo s procesos fo to s in td t ic o s ( 1 . 3 . 1 . y — 1 . 3 . 2 . ) Tabla 2 Enzlmas a c tlv a d o s p o r ion es manganosos ( 133a) Enzlmas M é ta l G lucoqulnasa n a -» ’ M n ^ He xo q u i ne se Mn 4-4" FosfoglucoquLnasa Mn +4- „ ++ „ -H- Fosfoglucom utasa Mn , Co , C r .. ++ , ++ Ac. fo s fo g lic d r lc o q u ln a s a Mg , Mn , Zn Adenosinqulnasa Mg++, Mnw- A rg ln ln q u ln a s a C a ^ , ++ M n ^ , M g ^ NW3 quinasa M g ^ , Mn Levadura a p ira s a Mn G lu ta m ll tra n s fe ra s e M n ^ G lutam ln s in te ta s a Mn Oefosfo-CoA quinasa Mg , M n ^ .. -H- P lrd v lc Q c e rb o x lla s a Mg++, Mn P ird v lc o oxld asa M n ^ „ -Hh _ ++ ., ++ O x a lac d tlc o d e s c a rb o x lla s a M g ^ t Co , Zn , Mn Is o c f t r ic o deshidrogenasa M g ^ , M n ^ Q xa lsu cc ln ico d es c a rb o x lla s a Mn -c e to g lu ta r a to oxldasa Mn ^ 44- Enzlma m éllco Enzlma condensante Mg , Mn Levadura fo s fa ta s a Mg-H-, M n ^ , C o ^ , F e ^ , N l ^ F o s fa tasas â c ld a y a lc a l in e Mn y o tro s A rg lnasa Mn , ++ +4- 44- L e c lt ln a s a Ca , Mg , Co , Zn , Mn C ls te ln a d e s u lf id ra s a M g ^ , M n ^ DNasa M g ^ , M n ^ , C o ^ F e ^ N i t r i to red uc tasa Mn H id ro x lla m in a red uctasa M n ^ 17 En la T a b la 3 ( 5 ) se resumen lo s p r in c ip a le s enzlm as que p a r t i c l - pan en re a c c lo n e s de f o s f o r l la c ld n y que se sabe que son a c tlv a d o s p o r — M n ^ . Se supone que en e s to s enzlm as l a fu n c ld n d e l manganeso es p a re c ld a - a l a d e l M g ^ , a l que en muchos casos pueden s u s t l t u l r , p o r fo rm ac ldn de — p uentes e n tre e l p lr o fo s fa to y e l enzlm a o e l s u s t r a to . T ab la 3 A c t iv a c id n de re a c c lo n e s de f o s f o r l la c ld n p o r e l (S ) Fosfoquln a s a s M g '^ , Mn G lucose + A7P -----------------------^ G lucose - 6 — fos Fa to + ADP Hexoqulnasa Mg ++•, Mnr^ Glucose—1—fo s fa to + ATP --------------------G lucose—1 ,6 -d l fo s fa t o + ADP fosfog lucoquLnasa F o s fo tra n s fa ra s a s M g ^ , M n ^ 1 ,3 — c tL fo s fo g llc e ra to + A D P -----------------<=* 3 - fo s fo g l lc e r a to + ATP fo s fo tra n s fe ra s a Mg"*"^, Mn •*+ E n o ilfo s fo p lru v a to + M)P ---------- —-------- ^ P lru v a to + ATP fo s fo tra n s fe ra s a P lr o fo s fo t r a n s fe rasas Mg Mn FMN + A T P --------------------------- FAO + PP l p lr o fo s fo tr a n s fe r a s a F o s fa to es te rd e sh ld ro g e n a s a s g lu cosa fo s fa to G lucosa -Æ - fo s fa to + NAOP^ ------ — ^ 6—fo s fo g lu c o n a to + NADPH + H desh idrogenasa Fosfom utasas M g ^ M n ^ G lucosa 1—fo s fa to ----------------------- G lucosa-6 —fo s fa to fosfog lucom utasa 1 8 Fosfatasas y p iro fosfatasas - 4 Mg . MO _ + H O ------------ 2 P 0^ * 2 H fo s fa ta s a Ca , Mn ATP ----------------------------AOP + P i p ir o fo s fa ta s a C a ^ , Mn ^ ADP ------------------=5> AMP + P i p ir o fo s fa ta s a E n tre los enzlmas d e l c ic lo de Krebs que son a c tlv a d o s por e l man­ ganese cabe c i t a r {2 6 y 190) la is o c i t r a t o desh idrogenasa, c e to g lu ta ra to — o x id a s e , m alato deshidrogenasa y e l enzlma condensante. La d escarb o x lla c ld n d e l o x a la c e ta to a p lr u v a to , c a ta l iz a d a p o r la o x a la c e ta to d escarb ox lla s a , - es a c tiv a d a tambidn p o r e l manganeso. O tros enzlmas en los que se reconoce la p a r t ic ip a c id n d e l mangane­ so son la s a m in o tran s fe rases ( 5 5 ) , p ep tid ases y a rg ln a s a ( 6 5 ) . Para e l caso de la a rg ln a s a se supone que la a c t iv a c id n de la h id r o l ls is de la a rg ln in a SB lo g ra p o r form acidn de un com pleja e n tre e l manganeso, e l enzlma y e l — s u s tra to , p o r e l que e l m éta l pesado causa un camblo de resonancia d e l io n g uanid in ium y un a flo ja m ie n to de la m olécule d e l s u s tro t» p or ro tu re de la unidn C -N , lo que f a c i l i t a e l a taque h id r o l f t ic o p or e l enzlma ( s ) . En B xp erien c ias con g ir a s o l (1 9 2 ) se ha comprobado que e l h ie r ro y e l manganeso in f lu y e n en la a c t lv id a d de la c a ta la s a y de la citocrom o o x i— dasa. U ltim am ente se t ie n e n e v id e n c ia s de que e l Mn ^ a fe c ta marcadamente 19 la a c t lv id a d de la g lu ta m ln a —s in te ta s a (1 1 7 , 121, 122 y 1 3 9 ). Se conocen re g u la c lo n e s de la s RNA p o ilm e ra sa s I y I I d epend lentes de DMA (5 2 ) y de la - fü s fo e n o lp lrO v lc o c a rb o x lla s a (4 2 y 1 3 1 ), En o tr o o rden de Id e a s se ha comprobado (5 8 ) que e l M n ^ y M g ^ y a veces e l C a ^ son c o F a c to res de la a c c ld n d e l f lto c ro m o ( 18) sobre e l po— t e n c la l de membrane y puede e x p l lc a r porque la p la n ta de d la c o r to Lemna — p e r p u s l l la puede f lo r e c e r en d la la rg o en p re s e n c la de c c b re . La a c t lv id a d de la s le c t ln a s de g u ls a n te se ha comprobado que t ie n e n un re q u e r im ie n to — de Mn ^ y Ca ^ ( 1 0 4 ) , En la s p la n ta s C^ d e l t lp o a s p o r ta to , e l e rz im a m âl^ co d ep end len te de NAD re q u ie r s de Mn ( 1 5 1 ) . En resumen, e l manganeso puede a c tu a r como un a c t lv a d o r de una am— p l i a v a r le c k d de enzlm as que In c lu y e n lo s que c a ta l lz a n re a c c lo n e s de o x i— d a c ld n -re d u c c ld n , d e s c a rb o x lla c lo n e s , h ld r ô l i s ls y t ra n s fe re n c la s de g ru ------ p a s . 1 . 3 . 4 , A cciones d e l manganeso sobre e l d é s a r ro ilo mediadas p o r flto ho rm on as En lo s ap artad o s a n te r io re s ( 1 . 3 . 1 , 1 .3 .2 , y 1 . 3 . 3 . ) hemos c o n s i— derado la p a r t lc lp a c ld n d e l manganeso, d lre c ta m e n te â como a c t lv a d o r , en — muchos procesos e n z lm d tlc o s d e l metaboUsmo de la p la n ta . De e s te modo e l — manganeso juega un p ap e l en la re g u la d d n d e l m etabollsm o I n t r a c e l u la r , Pê­ ro e s ta s acciones se supone que pueden te n e r tam blén un a lc a n c e en la re g u - la c ld n i n t e r c e lu la r de la s p la n ta s , p o r una s e r le de e v id e n c ia s de que se - dispone sobre la acc ld n d e l manganeso sobre a lgunas flto h o rm o n a s . De e n tre e l la s l a mds e s tu d la d a y la que se supone que puede me------ 20 d ia r mas a c c io n es , en la s d e f ic ie n c ie s 6 en e l exceso de manganese en p la n ­ t a , son la s a u x in a s . Morgan e t a l (127 y 12B) hen comprobado que e l exceso o la d e f ic ie n c ia aumenta la s d es tru c c id n i n v i t r o de la auxina p o r In c r e — mento de la A IA -ox id asa en algocM n. O tras veces se ha senalado (1 1 9 ) que — e l manganeso e s tim u la la re a c c id n in d u c id a p o r s u l f i t o en la a u to x id a c id n - e n z im d tic a d e l A IA , actuando lo s ion es manganeso en l a tro n s fe re n c ia e le c — t rd n ic a e n tre e l s u l f i t o y lo s ra d ic a le s l ib r e s d e l A IA . Para Steward (1 6 4 ) l a p ero x id asa es la responsab le de la o x id ac id n d e l Mn ^ a Mn ' ' ' , e l ------ c u a l p e rm its e l ataque a la a u x in a , Segûn M aclachlan e t a l (1 1 3 ) y Munford e t a l (1 3 3 ) en p re s e n c ia de Mn ' * ' l i b r e se consigue p o r d e s c a rb o x ila c id n y o x id a c id n d e l AIA un r a d ic a l m e t i l in d o l que p o r in f lu jo d e l oxfgeno a tm osf£ r lc o se c o n v ie r te en e l r a d ic a l ind o Ip e ro x i do que es o x i dado p o r la é c id o — in d o l a c d t ic o o x i dasa . P a r e l r a d ic a l fe n d lic o que se forma a l Mn ^ s é r ia reoxidado a Mn ' * ' ( 4 ) . La re v e rs id n p ar e l manganeso d e l e fe c to in h ib i t o — r i o e je rc id o p o r la s g ib e re l in e s sobre e l c rec ira ien to de la s ra ic e s de so r­ go (2 5 ) ha s id o in te rp re ta d o en e l s e n tid o de que e l exceso de manganeso — favo rece l a o x id a c id n de la aux in a p o r cuya m ediacidn se créa que, en e s te caso, actuan la s g ib e r e lin a s sobre e l c re c im ie n to . Aunque es muy d i f i c i l a d ju d lc a r e l papel exacto que juega e l man— ganeso en la re g u la c id n de la a c t iv id a d de la A IA -ox id asa y s i e s ta ré g u la — c idn de lo s n lv e le s de AIA es un proceso c la ve de los p o s ib le s e fe c to s d e l manganeso sobre e l c re c im ie n to , un hecho que debe d estacarse es que e l — Mn ^ y lo s monofenoles son c o fa c to re s de la a c tiv a c id n de la A IA -o x id as a . 1 .4 . TGXICIDAD PARA LAS PLANTAS DEL EXCESO DE MANGANESO Ademés de su c a râ c te r de m ic ro n u tr ie n te e s e n c ia l para la s p la n ta s . 21 a mayores co n cen trac io n es (consumo de lu j o ) , se han d e s c r i to muchas ac— — c io n e s td x ic a s d e l manganeso ( 3 0 , 3 2 , 3 3 , 36 y 3 7 ) , Segûn Labanauskas ( lO O ), lo s s u e lo s en lo s que con mayor fre c u e n — c ia se en cu en tra exceso de manganeso o la s p rd c t ic a s de c u l t iv o que pueden c o n t r ib u i r a e l l o sons 1) sue lo s fu e rte m e n te é c id o s 2 ) f a l t a de a lre a c id n d e l s u e lo que reduce la form a mangdnica — - (Mn ^ ^ ) a manganosa (Mn ^ ) 3 ) empleo de f e r t l l i z a n t e s dc id os 4 ) a p l ic a d d n a l s u e lo de compuestos de manganeso d u ran te muchos — anos lo que ha o c u rr id o en lo s sue lo s arenosos y d e ldos de F lo ­ r id a . Eh e fe c to una amp l i a gama de t ra b a jo s concuerdan con es­ ta s c o n c lL S io n a s . ( 3 9 , 4 9 , 6 0 , 6 2 , 6 4 , 6 6 , 7 1 , 7 5 , 7 7 , 8 3 ,8 9 ,9 3 141, 153, 168 y 1 8 4 ). 1 .4 .1 . E fe c to s td x ic o s g é n é ra le s sobre e l c re c im ie n to y e l m etabolism o de - la s p la n ta s . Se ha d e s c r ito una g ra n d iv e rs ld a d de acc io n es provocadas p o r e l - exceso de manganeso sobre e l c re c im ie n to de la s d is t in t a s e sp ec ies de p la n ­ ta s (g , 10, 11, 3 6 , 8 5 , 138 y 1 4 1 ). En g e n e ra l, se p resen ta n una s e r ie de - sfntom as a co n cen trac io n es c r i t i c a s en la s que to d a v fa no se ve a fe c ta d o e l c re c im ie n to . O tra c a r a c t e r f s t ic a s u e le s e r que es mds a fe c ta d o e l c re d im ie n to de la s p a r te s adreas que e l de la s r a fc e s . E n tre lo s sfntom as de ca rd e— t e r g e n e ra l p roducidos p o r e l exceso de manganeso se c i ta n c lo r o s is i n t e r — 22 vénales o en lo s bordes de la s h o ja s , n ec ro s is de h o ja s , d ism inucidn de su tamano y manches n e c rd tic a s de la s mismas (3 6 , 60 y 6 9 ) . E n tre lo s danos — e s p e c ffic o s causados p o r e l exceso de manganeso en p la n ta s se han d e s c r ito e l " c r in k le le a f" en e l algoddn (1 3 9 ) , la "stem s tre a k n e c ro s is " de la pa­ ta t a (1 5 2 ) y l a " in te r n a i bark n ec ro s is " d e l manzano (5 4 y 6 1 ) . De la aspec ia Phasaolus v u lg a r is se disponen ya de una s e r ie de re su lta d o s r e fe r ld o s fundam entalm ente a lo s sfntom as y c a r a c te r is t ic a s d e l — c re c im ie n to ( 7 , 17, 3 6 , 7 7 , 3 9 , 130, 143 y 147) que guardan un gran p a r e c i - do con lo s ya d e s c r ito s con caré tc ter g e n e ra l. En muchos casos se ha observa do la p re s e n c ia de puntos o manches pardo -negruzcas en lo s t a l lo s y p e c io — lo s e in c lu s o en la s h o ja s , ju n to con sfntom as de " c r in k le le a f" ( 7 ,1 7 , 36 , 3 7 ,3 9 , 130 y 1 4 7 ). Segûn Buss1 e r (36 y 3 7 ) e s ta s manches o puntos s e rfa n — p re c ip ita c io n e s de MnO^ p or la s que la p la n ta se d e fien d e a s f de la s a l ta s concentrac iones de Mn ^ ( 7 , 95 y 9 6 ) . Segûn H o rs t e t a l (3 9 ) e s ta s p r e c ip i ­ tac io n e s se lo c a liz a n p re fe re n te m e n te en la s paredes c e lu la re s de c é lu la s — cercanas a l s istem a de lo s vases y la in te n s id a d de p r e c ip ita c id n de manga— peso no sd lo depends d e l conten ido de manganeso s in o tam bién de la edad de la h o ja , siendo mayor con e l tiem po. Junto a e s ta s p re c ip ita c io n e s de man— ganeso son tam bién sfntom as c a r a c te r is t ic o s d e l exceso de manganeso la p re ­ sencia de c lo r o s is (3 5 , 91 y 1 3 0 ). Lœ a l ta s con centrac iones de manganeso que reducen e l c re c im ie n to — de la p la n ta han s ido a tr ib u fd a s a l e fe c to a c t iv a n te d e l Mki ^ sobre la — A IA -o x id asa y p o r ta n to mediadas p o r su e fe c to sobre lo s n iv a le s de A IA , — como ya hemos considerado en e l apartad o c o rresp o n d ien ta ( 4 . 3 . 4 . ) Algunos e fe c to s d e l exceso de manganeso se supone que v ienen con— dlc ionados p o r la s in te ra c io n e s d e l manganeso con o tro s e lem entos, Asf se - 23 ha comprobado que e l manganeso a a l t a s c o n cen trac io n es puede in d u c ir la de­ f i c ie n c ia de h ie r r o en la s p la n ta s ( 3 , 3 3 , 3 3 , 4 4 , 101, 109, 123, 132, 135, 158, 160 y 1 6 8 ), Osawa e t a l (1 4 0 ) d is t in g u e n dos t ip o s de danos causados a l a p la n ta p o r e l exceso de manganeso, c a ra c te r iz a d o s p o r c lo r o s is in t e r v e — n a l de la s h o jas s u p e r lo re s , en un caso , y p o r c lo r o s is d e l borde de la g ho has in f e r i o r e s , con manchas n e c r û t lc a s , E l p r im e r caso lo a tr ib u y e n a una — d e f ic ie n c ia de h ie r r o , m ie n tra s que e l segundo mas b ie n se cteberfa a una — > acum ulacidn de manganeso en exceso . R e lac ionado con e l l o e s td e l hecho que e l s u n in is t ro de h ie r r o puede m e jo ra r lo s e fe c to s p e r ju d ic ia le s d e l exceso da manganeso, t a l como ya hemos comentado a n te r io rm e n te ( 1 . 3 , 1 . ) . L ig ado a e s ta in t e r r e la c id n M n-Fe, en c ie r to s casos , ( 9 8 ) se ha comprobado que tarn- b ie n puede v e n ir con d ic io nado p o r lo s n iv e le s de rao libdeno . La in d u c c ifin — p o r a l t a s con c e n tra c io n e s de manganeso de d e f ic ie n c ie s de h ie r r o en la s — p la n ta s ha r e d b id o d is t in t a s in te r p r e ta c io n e s . En tnos casos, se c o n s id é ra que depends de e fe c to s c o m p é tit iv e s en e l proceso de la a b so rc id n y t ra n s ­ p o r te d e l h ie r ro (1 7 2 ) o , en o t r o s , de tn a co m p etic id n p o r e l m é ta l pesado i n h ib i t o r lo p ara lo s s i t i o s fu n c io n a le s de unidn d e l h ie r r o ( 8 4 ) . E n tre la s d is t in t a s acc io n es m e ta b d lic a s causadas p or e l exceso — de manganeso cabe c i t a r l a a c c id n m utagônica sobre e l DMA de le v a d u ra ( 1 5 ) , e l increm ento en la s fn te s is de d c id o a s c d rb ic o y c a ro te n e s , en la germ lna— c id n d e l m afz ( 1 1 4 ) , e l aumento de lo s n iv e le s de r t -c e to d c id o s en Avena — s a t iv a y T r it ic u m s a tiv u m , d is m in u c id n d e l peso seco en la rem olacha a z u c a - r e r a (1 7 1 ) y una m u lt ip l ic id a d de acc io n es sobre lo s enzim as que ya han s i — do resenadas en lo s c o rre s p o n d ie n ts s a p a rta d o s ( 1 , 3 , 2 . y 1 . 3 . 3 . ) . 1 .4 .2 . E fe c to s sobre la s im b io s is p la n ta -A h lzo b iu m 24 Se d isponen de v a r ia s e v id e n c ia s de e fe c to s p e r ju d ic ia le s d e l exce so de manganeso sobre la s im b io s is de la s legum inosas con la s b a c te r ia s d e l gênero R h izob iun en e l proceso de l a f i ja c id n b io ld g ic a d e l a tm o s fë r i— c o . O o b ere in er (SO) ha es tu d iad o la to x ic id a d d e l manganeso sobre la nodu la d ô n de Phaseolus v u lg a r is en sue los âc ido s con a l t a d is p o n ib il id a d de man­ ganese p ara la s p la n ta s . A p a r t i r de 25 ppm de manganeso en e l medio n u t r i— t i v o en c u l t iv o de aren a h a l ld descenso d e l 30 a l 60“/o en e l p o rc e n ta je de N t o t a l de l a p la n ta . E s te mismo a u to r in t e r p r e t s que lo s re s u lta d o s o b te rd dos con d is t in t a s v a ried ad es de p la n ta s y de Rhizobium se deben a la s condi c ion es de s o lu b il id a d d e l manganeso en e l medio y a la d i f e r e n te to le r a n c ia p a ra e l manganeso de la s d ife re n te s v a rie d a d e s . O tras epo rta c io n e s en e s te é re a dan re s u lta d o s semeja n te s y parecen In d ic a r l a e x is te n c ia de in t e r r e — la d o n e s e n tre C a y M n y M g y M n e n lo s e fe c to s sobre la n o d u lac iôn ■■■ " (7 0 y 8 8 ) . 1 .4 .3 . S e n s ib il id a d y to le ra n c ia de la s p la n ta s a l exceso de manganeso Un hecho d is t in t iv o a d e s ta c a r es la gran d iv e rs id a d de to le ra n — c ia que m uestran la s d is t in t a s espec ies f r e n te a l a to x ic id a d p o r increm en— to en lo s n iv e le s de manganeso (2 3 , 2 4 , 6 3 , 6 7 , 6 3 , 6 9 , 7 8 , 89 y 1 6 0 ). -------- Dessureaux (4 5 ) ha a tr ib u fd o l a to le ra n c ia a l manganeso de la a l f a l f a a ge­ nes a d it iv o s de escasa o n u la dom inancia . Los genes responsab les de la to le r a n c ia a l manganeso p a ra d is t in te s g en otipo s de Lactuca s a t iv a han s id o lo c a liz a d o s en un mapa cromosdmico - ( 5 3 . ) Se ha dado d iv e rs e s in te ip r e ta c io n e s sobre la s causas de e s ta to— 25 le r a n c ia a l manganeso. A s l se ha a tr ib u fd o a una reducc ldn de la a b s o rc id n , a un descenso d e l t ra n s p o r te d e l exceso de manganeso a la s p a r te s s u p e rio — r e s , a un mecanlsmo de e x c lu s id n d e l manganeso p o r la s ra ic e s e in c lu s o a - una mayor to le r a n c ia a a l to s n iv e le s de manganeso en lo s te j id o s de la p la n t a (6 7 , 6 3 , 6 9 , y 1 6 9 ). En e l m afz se re q u ie rs d e l orden de 20 veces mds de manganeso en - l a s o lu c id n n u t r i t i v e para p ro d u c ir to x ic id a d que en e l caso d e l cacahuète ( 2 3 ) . P arece s e r que la s e n s ib il id a d a l manganeso d e l cacahuète va asoc iada con la acum ulaciôn de manganeso en la s h o ja s , m ie n tra s que la red ucc id n d e l t ra n s p o r te de d s te en e l mafz se debe a la reducc idn d e l t ra n s p o r te d e l mi_s mo desde la s ra ic e s a lo s t a l lo s y h o ja s . En o tro s casos, la to le r a n c ia se debe tam bidn en p a r te a una re te n c id n d e l exceso de manganeso en la s ra ic e s ( 3 ) . La to le r a n c ia de muchas es­ p e c ie s a lo s suelos dcidos (d is p o n ib le s en manganeso d iv a le n te ) s u e le c o in — c i d i r con l a to le r a n c ia a l exceso de manganeso en la s so lu c io n es n u t r i t iv a s (7 4 y 1 5 3 ). O tra v a r ia c id n a d e s ta c a r son lo s n iv e le s c r f t ic o s que en la s t i i f e re n te s esp ec ies provocan la to x ic id a d p o r manganeso. ° a r a e l caso de la ju — d f a , g u is a n té y cebada se han dado va lo re s de 1000,500 y 200 ppm, r e s p e c t i - vamente ( 1 3 3 ) . Andrew e t a l ( o ) in d lc a n v a lo re s de 300 ppm de manganeso en Medicago s a t iv a y de 1600 ppm en Centrosema pubescens. P ara c ie r to s casos de c lo r o s is d e l borde de la h o ja , en la " i n t e r ­ n a i b ark n e c ro s is " la to x ic id a d se re la c io n a con la acum ulacidn de manganè­ se més que con la c o n c e n tra c ié n g lo b a l , d e l manganeso en la s p a r te s supe------ r io r e s . D ive rses Factores c l im é t ic o s in c id e n tam bién en la re g u la c id n de - 26 la s p la n ta s a l exceso de manganeso. E ste es e l caso sobre to do de la tem— p e ra tu ra y de la in te n s id a d de lu z , Por e le v a c id n de la tem pera tu ra en c u l t iv o s de s o ja , a p esar de o c u r r i r una mayor abso rc id n de manganeso, se p re sentan menos sfntom as de to x ic id a d . ( 7 8 ) . 27 2 . O B J E T O D E L T R A 8 A J 0 28 2. O B J E T O D E L T R A B A J O De l a a n te r io r re v is id n b ib l io g r é f ic a se deduce la e s e n c la lid a d — d e l manganeso p ara la s p la n ta s y su p a r t ic ip a c id n en una g ran d iv e rs ld a d - de procesos m e ta b d lic a s . Por sus con cen trac ion es y funciones en la p la n ta - se s u e le i n c l u i r a l manganeso e n tre los m ic ro n u tr ie n te s . En la p la n ta p o r - debajo de la s con cen trac ion es c r i t ic a s se p resen tan t fp ic o s e fe c to s de d é f i c ie n c ia y p o r encim a, con d is t in t a to le ra n c ia p ara la s d ife re n te s e s p e c ie s , fendmenos de to x ic id a d . E n tre la s in te ra c c io n e s d e l manganeso con o tro s me­ ta le s , re s p e c te a l a abso rc id n o a sus e fe c to s f is io ld g ic o s , hemos v is to qie se ha c ita d o frecuen tem ente a l h ie r r o como uno de lo s mds d é c is iv e s . En n ues tro t ra b a jo hemos continuado la l ln e a de in v e s t ig a c id n que ya habfamos in ic ia d o a n te rio rm e n te (1 6 , 17 y 147) y a f i n de poder o b s e rv e r lo s e fe c to s sobre la espec ie Phaseolus v u lg a r is d e l exceso de manganeso se han considerado t r è s t ip o s de experim entos d is t in t o s . En la e x p e r ie n c ia I se han considerado lo s e fe c to s sobre la s p la n ­ ta s de d is t in t a s con cen trac ion es de manganeso (ce rcan as a l umbra1 c rC tlc o - de f i to to x ic id a d ) en s o lu c id n n u t r i t i v e con s u m in is tro s a lto s de h ie r ro en forma de Fe-EDOHA (S e q u es tren e ) e in o c u la c id n con Rhizobium p h a s e o lii p ara la f i ja c id n s im b id t ic a d e l Ng a tm o s fé r ic o , en ausen cia de o tra fu e n te de n itrd g en o a la s o lu c id n . En la e x p e r ie n c ia I I , para un estudtLo compara t iv o con la v a r ia n te a n te r io r y a f i n de o b s erver la in te r r e la c id n Fe/Mn, se descenriieron lo s — n iv e le s de Fe-EDOHA, mantenidndose e l re s te de con d ic io nes ig u a le s . En la e x p e r ie n c ia I I I se am plid e l margen de co n cen trac ion es en — 29 exceso de manganeso, in c lu s o muy p o r encima de la s con c e n tra c io n e s c r i t i c a s que provocaban lo s sfn tom as i n i d a l e s de F ito to x ic id a d , a la p a r que se sus t i t u y d la n u t r ic id n n itro g e n a d a de F i ja c id n s im b id t ic a d e l Ng p o r e l sumi— n is t r o d ir e c to a l a s o lu c id n n u t r i t i v e de N en form a de n i t r a t o s , como o tr o de lo s p o s ib le s fa c to r e s que in te ra c c io n a n con la a b so rc id n y e fe c to s d e l - manganeso en la s p la n ta s . Las t r e s s e r ie s de e x p e r ie n c ia s a b arcaro n todo e l c ic lo b io ld g ic o de la s p la n ta s , desde l a g erm in acid n de la s semi l i a s has ta la f r u c t i f i c a — c id n y s e n e s c e n c ia , con m uestreos r e p e t i t iv o s de p e r io d ic id a d como mfnimo - sem anal que c o rresp o n d fan a la s d is t in t a s fas e s d e l d é s a r r o ilo de Phaseolus v u lg a r is ( s e m i l la , p lâ n tu la , es tado vegetativÆ », p r e f lo r a c id n , f lo r a c id n , — f r u c t i f i c a c id n y s e n e s c e n c ia ). P a r l a in c id e n c ia d e l exceso da manganeso sobre e l d e s a r ro llo de - la s p la n ta s han s id o con s iderad as la s c a r a c t e r ls t ic a s d e l c re c im ie n to en — cada fa s e . La p a r t ic ip a c id n d e l manganeso en la fo to s fn te s is (b io s fn te s is - de pigm entos y f o t d l i s i s d e l agua, e n tre o tr o s ) y e l p a p e l c e n t r a l que é s ta ju eg a en e l m etabolism o v e g e ta l nos ha in d u c id o a s e g u ir e l curso de lo s n i v e le s de lo s pigm entos f o t o s in tô t ic o s , En la s e x p e r ie n c ia s I y I I han s id o e s tu d ia d a s la s i n t e r r e la c io n e s d e l Fe/Mn y segu ido sus n iv e le s in te r n e s , e s p ec ia lm en te en la s e r ie de expe r ie n c ia s I I . También en ambas s e r ie s de e x p e r ie n c ia s se ha con s iderad o e l - co n ten id o de p r o te lnas s o lu b le s a f i n de poder det e c t a r e l p o s ib le e fe c to — d e l manganeso sobre la n u t r ic id n s im b id t ic a d e l N2 en Phaseolus v u lg a r is . - En todas la s e x p e r ie n c ia s se ha e s tu d ia d o p o r separado , en p a r te a é re a y en r a f z , cada una de la s fra c c io n e s a n a liz a d a s . 30 P A 3 . m a t e r i a l M E T 0 0 0 S 31 P A R T E E X P E R I M E N T A L 3. m a t e r i a l Y M E T O D O S 3 . 1 . CONDICIONES DEL CULTIVO Como m a te r ia l de e x p e rim e n ta c id n se ha u t i l i z a d o la ju d fa — (P h aseo lus v u lg a r is L . ) C ontender de mata b a ja , cuyas s e m illa s fu e ro n sumi n is t ra d a s p o r la casa V i lm o r in , Para c o n s e g u ir un medio n u t r i t i v o dptim o c o n tre la d o la s ex— p e r ie n c ia s se han r e a l iz a d o en c u l t iv o en ja rd in e r a s de p lé s t ic o de 30 x 30 cm con s o lu c id n n u t r i t i va y p e r l i t e como s u s tra to in e r t e . CortKi fu e n te de manganeso se usd en to dos lo s experim entos — SO^Mn.H^O (M e rc k ) . Se han r e a l iz a d o t r è s t ip o s d if e re n te s de e x p e r ie n c ia s . E x p e rie n c ia I : no se s u m in is tra ro n en la s o lu c id n n u t r i t i v e n i n i t r a t o s n i am onio, en su lu g a r lo s c u l t iv e s fu e ro n sembrados con sem i­ l l a s in o c u la d a s con Rhizobium p h a s e o l i i ; e l h ie r r o , en es— ta s e x p e r ie n c ia s fu e s u m in is tra d o en d o s is a l ta s con - ■ - Fe-EDOHA (S e q u e s tre n e ) E x p e rie n c ia I I : ig u a l que I p ere d os is in f e r io r e s de Fe-EDOHA E x p e rie n c ia I I I ; e l N fu e s u m in is tra d o a la s p la n ta s con la s o lu c id n n u t r i t i v a en form a de n i t r a t o s y se m an tu v ieren n iv e le s b a jo s de h ie r ro como Fe-EDDHA en la s mismas d o s is que en I I . 32 Para la s e x p e r ie n c ia s I y I I se u t l l i z d la fd rm u la n u t r i t iv e de Evans m o d ificada ( 9 9 ) î SO^Ca.2HgO 1*033 g / l SO^Mg.VHgO 0 *4 9 3 g / l SO^Kg 0 *2 7 9 g / l PO^HgK 0 *0 2 3 g / l PO^HK^ ............................................................................. 0 *1 4 5 g / l ClgCa 0 *0 5 6 g / l Fe-EDOHA 16*67 mg/1 BO^H^ 1*43 mg/1 SO^Mn. t^O 1*02 mg/1 SO^Zn. 7 H ^ 0 0 *2 2 m g /l SO^Cu. S H ^ O 0 *0 9 mg/1 C lgCo. 4 H g O 0 * 1 0 m g /1 MoO^Na^. 2 H g O 0 *0 5 m g/l Las e x p e r ie n c ia s I r e c ib ie ro n 16*67 m g /l de Fe-EDDHA (Sequestre- n e ) , m ie n tra s que la s I I 3 *3 3 m g /l de Fe-EDOHA. En e l caso de lo s experim entos de la s e r ie I I I Fue u t i l i z a d a la Fdrmula n u t r i t i v e de Long Ashton (3 2 ) m odiFicada p or n o s o trp s : NO^K ................................................................................ 0 *5 0 5 g / l (NO^)g C a ...................................... 0 *9 2 0 g / l PO^Hg N a .2 H g O ........................................................... 0 *2 0 3 g / l SO^Mg. 7H^0 ................ 0 *369 g / l EDOHA -F e .......................... 3 *3 3 4 m g/l 33 BO^H^ 1*430 n ^ /1 SO^Mn. H g O ................................................................. 1*020 m g /l SO^Zn. 7 H g O ................ 0 *2 2 0 m g /l SO^ C a . 5H^0 0 *080 m g /l C lg Co.4HgO 0 *1 0 0 m g /l C lNa ...................................................................... 5 *9 5 0 m g /l En la T ab la 4 se in d ic a n la s d is t in t a s con cen trac io n es de mangane so que fu e ro n su m in istra d e s a lo s d ife r e n te s lo te s de p la n ta s p a ra cada una de la s t r e s e x p e r ie n c ia s p la n te a d a s . P ara la s e x p e r ie n c ia s I (con a l t o n i — v e l de Fe-EDDHA e in o c u la d a s con Rhizobium p h a s e o l i i ) se d is p u s ie ro n de cua t r o lo te s de p la n ta s , de c u a tro J a rd in e ra s cada uno ( t o t a l p o r lo t s , 120 — p la n ta s ) : e l lo t e c o n tro l r e c ib id unicam ente s o lu c id n n u t r i t i v e , a lo s — t r e s lo te s re s ta n te s se le s s u m in is trd can tid a d e s a d ic io n a le s de manganeso p a ra a lc a n z a r con c e n tra c io n e s d e l o rden de 10 ppm, 40 ppm y 80 ppm de Mn, - re s p e c tiv e m e n te . Las e x p e r ie n c ia s I I (b a jo n iv e l de Fe-EDOHA e in o c u la d a s - con Rhizobium p h a s e o li i ) se d is tr ib u y e ro n tam bién en c u a tro lo te s de p la n ­ ta s , de c u a tro ja rd in e r a s cada uno ( t o t a l p o r lo t e , 120 p la n ta s ) ; e l lo te - de p la n ta s c o n t r o l r e c ib id unicam ente s o lu c id n n u t r i t i v e , a lo s t r e s lo te s re s ta n te s ademds se le s s u m in is trd manganeso para a lc a n z a r co n cen trac io n es d e l orden de 10 ppm, 40 ppm y 30 ppm de Mn, re s p e c t!v am e n te . La d n ic a va­ r ia n t e e n tre la s e x p e r ie n c ia s I y I I e r a , pués, lo s n iv e le s de h ie r r o . Por d lt im o , la s e x p e r ie n c ia s I I I , (b a jo n iv e l de Fe-EDDHA y n it r a t o s en la so­ lu c id n n u t r i t i v e en lu g a r de la in o c u la c id n p o r R hizobium s) se d is p u s ie ro n en ocho lo te s de p la n ta s de c u a tro ja rd in e r a s cada uno ( t o t a l p o r lo t e , ------ 120 p la n ta s ) ; e l lo te de p la n ta s c o n tro l re c ib id dnicam ente s o lu c id n n u t r i - 34 t i v a , a lo s s ie te lo te s re s ta n te s se le s s u m in is trd ademés manganeso h as ta a lc a n z a r co n cen trac ion es de 10 ppm, 40 ppm, 30 ppm, 160 ppm, 300 ppm - ' . 500 ppm y 1000 ppm de Mn en la s o lu c id n n u t r i t i v e , re s p e c t!v a m e n te . Tab la 4 D is t in to s t ip o s de tra ta m ie n to s , con con cen trac ion es td x ic a s de manganeso, a que Fueron som etides la s p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is L « Las p la n ta s — c o n tro l re c ib ie r o n e l mismo volumen de s o lu c id n n u t r i t i v e norm al. E x p e rie n c ia T ip o de tra ta m ie n to Fe-EDDHA; 16*67 m g /l Rhizobium p h a s e o li i 4 0 3 -2 S o l. n u t r i t . de Evans m odlF icada (C o n tr o l) ** " '* + SO^. Mn ( 10 ppm) " + 30^ Mn ( 40 ppm) " " " + 30^ Mn (9 0 ppm) I I Fe-EDOHA; 3 *3 3 m g /l Rhizobium p h a s e o li i 4 0 3 -2 S o l. n u t r i t . de Evans m odlFicada (C o n tr o l) •' ** " + SO^ Mn ( 10 ppm) " " + 30^ Mn ( 40 ppm) + 30^ Mn ( 30 ppm) I I I Fe-EDOHA; 3 *3 3 m g /l N it r a to s S o l. n u t r i t . de Long Ashton modi F . (C o n tr o l) " " ’• +SO^Mn (1 0 ppm ) " " " " +SO^Mn (4 0 ppm) ’• + SO ̂ M n(80 ppm) 35 N it r a to s S o l, n u t r i t , de Long Ashton m o d if. (C o n tro l) " " " +SO^Mn( 160 ppm) *• " . . . . .. +S0^Mn(3G0ppm) " " " " " +S0^Mn(500ppm) " " " +S0^Mn(lODQppm) La s o lu c id n n u t r l t i v a c o rresp o n d ien te a cada tra ta m ie n to se reno— vd dos veces p o r sen^na a f i n de m antener e a ta b le e l con ten ido y la s p ro p o r c iones id n ic a s de la s o lu c id n y e l v a lo r de su pH. E l pH de la s o lu c id n e ra 6 , 4 . P ara e l c u lt iv o de la s p la n ta s se adecud una h a b ita c id n d e l Lahore to r io fu e rtem en te ilu m in ad a p or lu z n a tu r a l . Las v a ria c io n e s de humedad y - tem pera tu re o s c ila ro n d en tro de unos mérgenes e s tre c h o s . En l a Tab la 5 se — in d ic a n la s tem peratu res mdxima y minima y la humedad r e la t i v e , m éd ias, co— rre s p o n d ie n te s a lo s meses que durd e l c u l t iv o de la s e x p e r ie n c ia s . En cada s e r ie de e x p e r ie n c ia s prev iam ente a l a siem bra la s sem i— l i a s se e s te r i l i z a r o n con C l^ 0 ,5 % d uran te c inco minutos y despuds se - la v a ro n v a r ia s veces con agua d e s t i la d a . En la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I y I I la s s e m illa s , una vez e s t e r i l i - zadas con Cl^Hg y lavadas con agua, se in o c u la ro n con Rhizobium p h a s e o li i - 4 0 3 -2 sum in is trad o p or e l In s t i t u t e Jaime F erra n d e l C .S . I .C . de M a d rid . — P a ra e l l o se suspendieron lo s gdrmenes en un tubo de ensayo con aproxim ade­ ments 20 m i l l l i t r e s de agua d e s t i la d a y en e s ta s o lu c id n se sum ergieron la s s e m illa s . 36 T a b la 5 V a lo re s m edios, expresados en grados c e n t lg re d o s , de la s tem p e ra tu re s m é x i- ma y m inima y de l a hunedad r e l a t i v a d u ran te lo s meses que duraron la s expe r ie n c ia s . Mes Tem perature méxima Tem perature minima HUnedad r e l a t i v a O ctobre 21 ?C IS 50 84% Noviem bre 23 50 21 50 60% D ic iem b re 23 50 19 50 6C% Enerr» 23 50 17 SO 57% F eb rero 24 50 20 SO 59% Marzo 25 50 20 SO 60% A b r l l 21 50 17 so 73% Mayo 22 50 18 so 7 % 3 . 2 . TOMA DE MUESTRAS Las e x p e r ie n c ia s a b arcaro n todo e l c ic lo v é g é ta tiv o de Phaseolus v u lg a r is L . desde la g erm in ac id n de la s s e m illa s h as ta l a f r u c t i f ic a c id n y senescenc ia de la s p la n ta s . Para cada m uestra v a r id e l ndmero de p la n ta s — e le g id o , segûn la s c a r a c t e r ls t ic a s d e l c re c im ie n to en cada es tado f i s i o l d g i co de la p la n ta . En todos lo s casos se p ro ce d id p rev iam en te a l a e le c c id n — de la s p la n ta s més rep re s e n ta t i vas de cada uno de lo s lo t e s . Las c a r a c t e r ls t ic a s d e l c re c im ie n to y d e s a r ro llo de la s p la n ta s — 37 fueron segu idas p o r m edicldn d e l c re c im ie n to lo n g itu d in a l de la s p la n ta s y de lo s v a lo re s de peso f re s c o , E l peso seco se d éterm iné a p a r t i r de la s — p la n ta s d e s t in a das a l a n d l is is in te rn e de manganeso. D i læ Tablas 6 , 7 y 8 se d e t a l la n , re s p e c tiv e m e n te , la s fechas de toma de m uestra y la edad de la s p la n ta s p ara cada una de la s m uestras toma das con la s v a r ia n te s e x p é rim e n ta le s I , I I y I I I . Tabla 6 Fecha de toma de m uestra y edad de la s p la n ta s co rresp o n d ie n te a lo s e x p e r i mentos de la s e r ie I con Ph. v u lg a r is . M uestra Fecha de toma de m uestra Edad p la n ta s 0 24 o cto b re 0 d fas 1 5 noviem bre 12 d îas 2 3 noviem bre 15 d îas 3 12 noviem bre 19 d îas 4 15 noviem bre 21 d îas S 20 noviem bre 26 d îa s 6 35 noviem bre 32 d îa s 7 28 noviem bre 34 d îas 8 11 d ic iem bre 47 d îa s 9 15 d ic iem bre 50 d fas 10 9 enero 76 d îa s 11 14 enero 31 dfas 38 T ab la 7 Fecha de toma de m uestra y edad de la s p la n ta s c o rre s p o n d ie n te a lo s expe­ rim en to s de la s e r ie I I con P h . v u lg a r is . M uestra Fecha de toma de m uestra Edad p la n ta s 0 15 enero 0 d îas 1 26 enero 11 d îa s 2 30 enero 25 d îa s 3 4 fe b re ro 30 d îa s 4 11 fe b re ro 37 d îa s 5 13 fe b re ro 44 d îa s 6 25 febrerx) 51 d îa s 7 3 marzo 58 d îa s 3 10 marzo 65 d îas Tab la 8 Fecha de toma de m uestra y edad de la s p la n ta s c o rre s p o n d ie n te a lo s ex­ p erim entos de l a s e r ie I I I con Ph, v u lg a r is . 39 M uestra Fecha de toma de m uestra Edad p la n ta s 0 25 marzo 0 d fa s 1 4 a b r i l 10 d îa s 2 7 a b r i l 13 d îa s 3 10 a b r i l 16 d îa s 4 14 a b r i l 20 d îa s 5 19 a b r i l 25 d îa s 6 26 a b r i l 32 d îa s 7 2 mayo 38 d îa s 3 9 mayo 45 d îa s 9 16 mayo 52 d îa s 10 24 mayo 6 0 d fas 3 .3 , CAPACIDAO GERMINATIVA Se déterm iné p ara cada lo t e y t ip o de tra ta m ie n to e l p o rc e n ta je de - p lé n tu la s germ inadas , E l m uastreo fue r e fe r id o a 200 s e m il la s exactam ente - contadas y s e le c c lo n a d a s . 3 .4 . DETERMINACI0NE5 ANALIÎICA5 A f i n de lo g r a r una m e jo r lo c a l iz a c ié n de la s a c c io n es d e l manganeso 40 en la s p la n ta s se r e a l iz a r o n , p o r separado, la s d e te rm in ac io n es a n a l i t ic a s de l a p a r te adrea y de la s r a lc e s , Los va lo re s determ inad os , en cada una de la s v a r ia n te s consi deradas (E x p e r ie n c ia s I , I I y I I I ) fu e ro n lo s s ig u le n te s : c re c im ie n to lo n g i tu d in a l , peso f re s c o , peso seco y con ten ido de pigm entes l ip o s o lu b le s ( c lo r o f i l a s — a y b y c a ro te n o id e s ) . En la s s e r ie s de e x p e r ie n c ia s I y I I a d ic io n a Im e n te se d ete rm in aro n lo s va lo re s in te m o s de manganeso y p ro te in a s en p a r te — — adrea y ra lc e s , separadam ente. La s e r le de e x p e r ie n c ia s I I in c lu y d , ademds, e l a n d l is is de lo s n iv e le s in te m o s de h ie r ro en p a r te adrea y r a i z . 3 , 4 . 1 , D e term in ac id n d e l c re c im ie n to Como ya se expresd a n te r io rm e n te , e l nflmero de p la n ta s que se usaron en cada m uestra v a r id conforme fu e aunentando e l c re c im ie n to de la s p la n ta s y e l estado en que se en co n tra ro n despuds de cada t ip o de t ra ta m ie n to . P ara cada m u estra , an te s de p ro cé d e r a o b te n e r e l hom ogeneizado, se mi d id e l c re c im ie n to en lo n g itu d de la p a r te adrea y de la s r a lc e s . E l peso f re s c o se determ ind p o r pesada in m e d ia ta despuds de re c o g id a s y seccio na— das la s p a rte s de la s p la n ta s . P ara la d e te rm in ac id n d e l peso seco se p ro ce d id con un ndmero re p ré ­ s e n tâ t ! vo de p la n ta s que se desecaron a 105 @C h as ta peso c o n s ta n te . 3 , 4 , 2 . D eterm in ac id n d e l manganeso en p la n ta s 3 . 4 . 2 , 1 , Micromdtodo de la form aldoxim a de Van Schouwenburg y W alinga (1 7 3 ) 41 Para l a e x tra c c id n y v a lo ra c id n d e l manganeso en p la n ta s hemos es ta n d a r iz a d o e l micromdtodo de la form aldoxim a de Van Schouwenburg y ----- W alinga (1 7 8 ) que ha r é s u l t a * ) adecuado y s e n s ib le p ara d e te c ta r c u a n t l t a - t iva m e n te la s d ife re n c ia s en e l co n ten id o de manganeso de la s p la n ta s en — la s d is t in t a s v a r ia n te s e x p é rim e n ta le s a que han s id o somet id a s en n u es tro t r e b a jo . 3 , 4 , 2 , 1 , 1 , Fteactlvos a ) S o lu c id n de m e to l—s u l f i to - d c id o s u l fû r ic o : m e zc la r a n tes d e l — uso voldmenes ig u a le s de a .1 y a . 2 . a , l ) D is o lv e r 34 g de Na^S^Og, 2 ,5 g de Na^SO^.VH^O y 0 ,2 5 g de m etol ( p-me t i la m in o fe n o Is u lfa t o ) y com plé te r h as ta un vo lu men de 500 m l. a . 2 ) Acido s u lfO r ic o d i lu id o : d i l u i r 14 ml de H^SO^ ( 1 , 3 4 ) has— t a e l volumen f i n a l de un l i t r o . b ) S o lu c ifin b u f fe r ; d is o lv e r 50 g de KNa t a r t r a t o . 4H^0, 125 g de (NH^)2S0^ y 10 m l de NH^OH ( 0 , 9 l ) y c o m p le ta r h asta un volumen f i n a l de un l i t r o , c ) S o lu c iô n de TTA; d is o lv e r 3 ,3 g de 2 - t e n o i l t r i f lu o r o a c e t o n a en 1 l i t r o de una m ezcla de 1 4- 1 de n—d i b u t i l i t e r y 4 -m e ti 1 -2 -pen tanona. E s ta s o lu c id n puede g uardarse p o r lo menos un mes. d) S o lu c id n a lc a l in e de KCN: d is o lv e r 1 ,7 g de KCN y 2 2 ,4 ml de — NH^OH ( 0 ,9 1 ) y 1 le v e r a un volumen f i n a l de 100 m l. e ) R é a c tiv a de fo rm aldoxim a; d is o lv e r 5 g de h id ro x ila m in a HCl y - 5 g de fo rm a ld eh id o 4 0 % y c o m p le ta r hasta un volumen f i n a l de 100 m l. 42 f ) Amonio 1 ,6 N: d i l u i r 12 ml de NH^OH ( o , 9 l ) y co m p le ta r un volumen f i n a l de 100 m l. g ) S o lu c id n e s ta n d a r de 10 ppm de Mn; d is o lv e r en un vaso de p r e c ip i tados de 600 ml 0 ,2 8 8 g de KMnO^ en aproximadamente» 200 ml de — agua d e s t i la d a a la que se le h a b ia anad ido 45 ml de H^SO^ ( 1 , 8 4 ) . B edu c ir e l KMnO^ con unas pocas g o ta s de 30 Se h ie rv e pa­ ra e x p u ls a r e l exceso de H^Og. Se t r a n s f ie r e la s o lu c id n e n fr ia d a a un m atraz a fo ra d o de 1 l i t r o y se com pléta e l volum en. Se p ip e - tea n lOO ml de e s ta s o lu c id n a un m atraz a fo ra d o de 1 l i t r o y se com pléta de nuevo e l volum en. 3 . 4 . 2 . 1 . 2 . P roced im ien to D ig e s t io n de l a m a te r ia o rg d n ic a (S c h a u m lB ffe l) ( 1 5 4 ) : Se l le v a a un ma------ t r a z a fo ra d o de 50 ml 1 g de m a te r ia l v e g e ta l desecado a l a i r e . Luego se - anaden 10 m l de una m ezcla de âc ido s (HNO^ : HCIO^ ; H^SO^ = 10 : 1 ; 1 - p a r te s expresadas en volumen) y s i es p o s ib le se d e ja d u ran te una noche — p a ra e v i t a r la form acidn e x c es iv a de humos. Se c a l ie n ta moderadamente so— b re una p la ç a c a l l e n te . Debe ta r d e r 40 m inutos o mds p ara que se évaporé e l HNO^. Despuds se inc rem ents a l mdximo e l c a lo r . La d e s tru c c id n es com­ p lé t a sd lo s i queda d c id o s u i f d r ic o . S i permanece a lgû n c o lo r se debe en— f r i a r e l fra s c o y a n a d ir a lgunas g o ta s de HCIO^ 60 %. Se c a l ie n ta de nuevo e l fre s c o h as ta que todo e l HclO^ e s té evapo rado . Se anaden de 10 a 20 ml de agua d e s t i la d a y a lgu nas g o ta s de 1-^0^ 30 % p ara re d u c ir lo s d x id o s de Mn que se p o d rfa n haber formado y se h ie r v e d uran te 10 m in u to s. Se d e ja en f r i a r e l fra s c o y se com pléta h as ta e l enr-ase con ague d e s t i la d a . 4 \ ÜJo O ce LU QC o u FOTDGRAFTAS 14 y 15 î Dos fas e s su ces ivas d ife r e n te s d e l c ic lo de de- s a r r o l lo de la s p la n ta s c o n tr o l ( i z d a . ) y la s - s u m in is tra d a s con 5CD ppm (c e n tr o ) y 1000 ppm - (d c h a , ) . La f o to g r a f la 14 corresponde a la 6s - m uestra (3 2 f ia s de edad) y la f o t o g r a f la 15 a la 9§ (5 2 d ia s de edad) en la E x p e rie n c ia I I I , oY f 'Y . 68 FOTOGRAFIAS 16 y 17 î O e ta l le de la s p la n ta s c o n tro l y la s c u l t iv a das en 500 y 1000 ppm de manganeso en una fa se v é g é ta t iv a in te rm e d ia de l a E x p e rie n c ia — I I I . 16 70 FOTOGRAFIA 18 ; C lo ro s ls in t e r v e n a l y n e c ro s is de h o jas p o r eFeeto de l a to x ic id a d p o r exceso de manganeso. FOTDGRAFTA 19 ! C lo ro s ls in te r v e n a l y n e rv ia c io n e s p a r d o - r o jiz a s - p o r exceso de manganeso (5 0 0 ppm ), 71 72 FQTOGRAFIA 20 ; C lo ro s ls in te r v e n a l y d e l borde p o r exceso de manganeso ( 300 ppm ). FOTOGRAFTA 21 : N e rv ia c io n e s p a rd o -ro j i z a s y c lo r o s ls in — te rv e n a l en ho jas in f e r io r e s (500 ppm). 7 7 0 C y p QT 3* 74 FOTÜGRAFIAS 2 2 , 23 y 2 4 ; V is iâ n com parât!va de lo s e fe c to s d e l exceso de manganeso en h o jas in f e r io r e s de la fas e v e g e ta t iv a de p la n ta s c u lt iv a d a s en 3 0 0 , 900 y 1000 ppm de manganeso. O bsérvese la p ro gre s idn de lo s s fn tom as. % * V m I r f M m h c ^ X ' : - A m - ‘ < ' < n : - : . h m r 4 / . ' t n i M y n f y c v 3> 76 FOTDGRAFTA 25 ; O e ta l le de in te n s e c lo r o s ls in te r v e n a l en ho jas jdv/e nés de p la n ta s c u lt iv a d a s en 500 ppm de manganeso — (p la n ta s de 45 d fa s de e d a d ). FOTDGRAFTA 26 : O e ta l le de ho jas in f e r io r e s con c lo r o s is in te r v e n a l y n e rv ia c io n e s parduzcas en p la n ta s c u lt iv a d a s en — 1000 ppm de manganeso. 77 /= ' ■ V vj ; 78 4 . 1 . 2 . C rec lm len to lo n g itu d in a l En g e n e ra l, e l c re c im ie n to expresado p o r l a lo n g itu d de l a p a r te ad rea de la s p la n ta s s igu e un curso ascendents has ta l a fa s e de f l o r a — c id n , con escasa excepciones que luego resenarem os (F ig s . 3 , 4 , 5a y 5b y Tab las 9 , 10 y 1 1 ). A ig u a ld a d de c o n c e n tra c id n de manganeso s u m in is tra d o , l a re s — p u e s ta d e l c re c im ie n to v a r ia a lg o segdn e l a p o rte de h ie r r o a la p la n ta , - A s I en la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I ( F ig . 3 ) , en l a p rim e ra m itad d e l c irc u ­ le v é g é ta t iv e de la s p la n ta s , e l s u m in is tro de manganeso e s tim u la e l c r e c i m iento lo n g itu d in a l de la s p la n ta s t ra ta d a s sobre la s c o n t r o l . Por e l con­ t r a r i o , en la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I I (con ig u a le s s u m in is tro s de mangane 50 y més b a jo s de h ie r r o ) no se p ré s e n ta e s te e s tim u lo ( F ig . 4 ) , s in o a l — c o n t r a r io crecen m e jo r la s p la n ta s c o n t r o l. La in f l e x id n , p o r la a c c id n — td x ic a d e l manganeso, se p ré s e n ta en ambas s e r ie s de e x p e r ie n c ia s ( l y I I ) a p a r t i r de la 6@ m u estra , en donde se cumple siem pre hast a e l f i n a l d e l — c ic lo b io ld g ic o ; C y 10 ppm ^ 40 ppm ^ 30 ppm Estos re s u lta d o s parecen e s ta r de acuerdo con lo s h a lla z g o s de - o tro s in v e s tig a d o re s ( 2 , 19, 101, 123, 136 y 160) de que e l h ie r r o d ism inu - ye o im pide la to x ic id a d , o p a r te de la to x ic id a d , d e l manganeso. Sobre es­ ta s in te ra c c io n e s Mn-Fe volverem os en la s e cc id n 4 .2 , a l c o n s id é re r lo s — co n ten id o s de h ie r r o y manganeso en p la n ta . Los re s u lta d o s d e l c re c im ie n to lo n g itu d in a l de la s p la n ta s de le s e r ie de E x p e rie n c ia s I I I ( F ig . 5 a ) rra m uestran muchas d ife re n c ia s e n tre — la s p la n ta s c o n tro l y la s c u lt iv a d a s con a p o rte de 10, 40 y 30 ppm de man— 79 ganeso. En e s te s e n t ido e l n i t r a t o , que es la fu e n te d if e r e n c ia l de n itn S g e no re s p e c to a la s E x p e rie n c ia s I y I I , ha d ism inufdo los e fe c to s de in h ib i— c idn d e l c re c im ie n to lo n g i tu d in a l . Por e l c o n tr a r io , para con cen trac ion es - mayores de manganeso ( F ig . 5b) se p resen tan d ife re n c ia s con c a rd c te r marca— do, sobre todo p ara 300 , 500 y ICCO ppm de manganeso. Puede o bservarse que la s p la n ta s c u lt iv a d a s en 1000 ppm a lcan zan su mdximo tamano en la m uestra 5 ( 2S dfas de e d a d ), edad que en e l re s to de p la n ta s corresp on dis en la s - fases vegeta tL vas f in a le s e in ic io de la p r e f lo r e c id n . A p a r t i r de entonces e n tra n en fra n c a re g re s id n , seguido de senescencia y muerte (F o to g r . 14 y - 1 5 ), En e l re s to de lo te s puede observarse e l s e n tid o ascendante d e l c r e c i ­ m iento lo n g itu d in a l h as ta la fas e de f r u c t i f ic a c id n , a excepcidn de la s --- p la n ta s s m in is tra d e s con 500 ppm de manganeso que se e s ta b i l iz a r o n en su - c re c im ie n to en la m uestra 7 (3 4 d Ia s de edad) que corresponde f is io ld g ic a — mente con la fas e de in ic io de la f lo r a c id n . En todas le s s e r ie s de e x p e r ie n c ia s lo s e fe c to s td x ic o s d e l man­ ganeso sobre e l c re c im ie n to lo n g itu d in a l de la s ra ic e s (T a b la s 12, 13 y 14) SB p resen taro n sobre todo a p a r t i r de la s concentrac iones de 30 ppm de man­ ganeso en la s o lu c id n n u t i t iv a con e fe c to s in h ib i t o r io s que se inc rem enta— ban a l aum entar la con cen trac idn d e l manganeso. ÏO L LU z> X r r r r ^ I 05 z < _J ÛL 05 < UÜ Q o 3 e- o z o _ < 0 o 5 5 1 i ï 5 O ^ m o V) $t- ly) X I p LÜ en P o tn 1 o i & R R CJ 8 w ô> : â m C' tn CJ tn c- o o to § m R & k N s h 8 8 g 1 n CJ tn O tn a tn i> n 8 g n 8 8 è 1 g E S «3 Tf o tn Cl tn a Cl ; g 8 8 fi 1 1 è i S E CJ m tn C' Cl Q o tn o o t tn 8 8 8 8 k 5 8 § g tn n tn c- O o tn tn 1 s 8 8 8 % % Si § E CJ co a o a tn tn o 8 8 8 8 è 9 8 Sî 1 E T- m tn tn tn o o o to c 8 g rû 8 8 8 9 § 5Î 8 8 g 1 - CJ n tn to O' m en S t3> U a 87 TABLA 12 C rec im ien to lo n g i t u d in a l , expresado en cm, de ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s conc e n tra c io n e s de Mn. (E x p e r ie n c ia l ) M iM stra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 12*7 14*7 12*6 11*2 2 17*0 19*1 14*0 12*6 3 18*0 20*0 15*0 14*0 4 19*3 2 0 *5 17*6 17*5 S 2 0 *2 21*7 2 0*1 2 0 *0 6 19*4 18*3 17*7 17*2 7 19*5 18*5 17*9 17*5 a 2 2 *2 19*7 2 0 *2 18*9 9 18*7 17*5 17*1 16*9 10 19*2 29*9 19*1 15*0 V a lo r g lo b a l 186*2 189*9 171*3 160*8 TABLA 13 C rec im ien to lo n g i tu d in a l , expresado en cm, de la s ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is (E x p e r ie n c ia I I ) c u lt iv a d a s con d iv e rs e s co n cen trac io n es de Mn, M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 15*5 15*7 13* 1 12*4 2 16*6 16*5 12*8 13*2 3 17*7 17*3 17*0 14*3 4 17*9 17*8 17*8 15*0 5 13*0 18*1 18*3 16*6 6 18*8 18*3 18*5 17*2 7 19*5 18*9 19*7 18*2 a 19*8 21*3 24*6 20*1 V a lo r g lo b a l 143*8 143*9 141*8 127*0 89 p Y" CJ C\J CJ CJ m n tn o tn O' o p o Ô à h b ? 25 I § E â S I § n tn î- ô- p to 01 tn tn (0 o o 2 8 b D b R i I ! I s to o tn tb tn «a- tn T- CJ m CJ tn tô tô tn lo o R a CJ 90 4 . 1 . 3 . Peso fre s c o y peso seco La curve de c re c im ie n to expresado en peso, fre s c o o seco, s ig u e un curso muy p a re c id o en todas la s s e r ie s de e x p e r ie n c ia s re a l iz a d a s . No — o b s ta n te , a l com parer e n tre s i la s c U s tin ta s v a r ia n te s se a p re e la n d if e r e n — d a s a t r ib u ib le s a la s in te ra c c io n e s d e l manganeso con e l h ie r ro e , in c lu s o , con los n i t r a t o s . S i se c on s ideran lo s v a lo re s de peso fre s c o de la s p a r te s a d re a s , en la E x p e rte n c ia I pueden o bservarse v a lo re s muy p a re c id o s , a in c lu s o a lg o in f e r io r e s , de la s p la n ta s c o n tro l f r e n te a la s s u m in is trad as con 10 ppm de manganeso. Estos re s u lta d o s in c l in a n a p en sar en un e fe c to a l p r in c ip io be— n e f ic io s o d e l mayor a p o rte de manganeso, m ie n tre s que despuds, p o r e fe c to — de su acum ulacidn en la s p la n ta s , d é te rm in a ya acc iones td x ic a s y e fe c to s — de reduccidn sobre e l c re c im ie n to . En g e n e ra l, la s p la n ta s de la s e r ie de — e x p e r ie n c ia s I s u m in is tra d a s con 40 y 30 ppm de manganeso muest r a n pesos — fre s c o s menores que la s c o n t r o l. En l a segunda m itad d e l c ic lo v e g e ta t iv e de la s p la n ta s se p re — sentan e fe c to s in h ib i t o r io s d e l c re c im ie n to , ta n to mds marcados cuanto ma— y o r sea la co n c e n tra c ifln d e l exceso de manganeso en l a s o lu c id n n u t r i t i v e . E l descenso de h ie r r o y la mayor absorc idn de manganeso (Expe------ r ie n c ia I I ) ( F ig . 7 y Tab la 16) va unido a v a lo re s siem pre s u p e rio re s en e l peso fre s c o de la p a r te adrea de la s p la n ta s c o n tro l re s p e c to a l re s to de - lo s lo te s sum!n is tra d o s con d if e r e n te s co n cen trac io n es de manganeso. E ste — hecho es fd c ilm e n te e x p lic a b le p o r la mayor f a c i l id a d de abs o rc id n d e l man­ ganèse y un m anten im iento mds e levad o d e l mismo desde e l i n i c i o en la s -------- p la n ta s . 91 En la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I I I (P ig s . 3a y 3b y Tabla 1 7 ), a l - ig u a l que o c u rre con e l c re c im ie n to lo n g itu d in a l (S ecc iôn 4 . 1 . 2 ) , la presen c ia de n i t r a t o s en e l m edio, a ig u a ld a d de con cen trac iôn de manganeso, p ré ­ sen ta unas d ife re n c ia s menos marcadas e n tre la s p la n ta s c o n tro l y la s sumi­ n is tra d a s con d is t in t a s con centrac ion es de manganeso, Sdlo a l f i n a l d e l c i ­ c lo de d e s a r ro llo de la s p la n ta s se acumula s u f ic ie n te manganeso p ara e j e r - c e r fu e r te s acciones de reducc idn d e l c re c im ie n to ( m uestras 3 y 9 de la ------ F ig . 8 a ) . P ara con cen trac ion es mayores a 40 ppm de manganeso râp idam en te , - desde e l i n i c i o , se p resen tan c la ra s reducciones d e l c re c im ie n to en peso — fre s c o ( F ig . 8 b ) que, p ara la s concentrac iones mayores, a l f i n a l d e l c ic lo a lc an za n reducciones s u p e rio re s a l 50 % y m uerte a n t e r io r , como ya hemos — incü cado , de la s p la n ta s c u lt iv a d a s con 1000 ppm de manganeso. S i se consideran lo s v a lo re s de peso fre s c o de la s ra ic e s en la s d ife r e n te s s e r ie s de e x p e r ie n c ia s (T a b la s 13, 19 y 20 ) se puede v e r que s i ­ gue la td n ic a ; C ^ 10 ppm ^ 40 ppm^ 30 p pm ^ 160 ppm ^ 300 p pm ^ 500 p p m ^ 1000 ppm Las d ife re n c ia s més pronunciadas se m a n ifie s ta n en la e x p e rie n — c ia I I I , en la que a l a m p lia rs e mds e l mdrgen de concentrac iones se ha 1 1 e - gado, a p a r t i r de 160 ppm de manganeso, a reducciones de peso p or encima — d e l 50 “/o de lo s de la s p la n ta s c o n t r o l. Resultados muy p are c id o s a lo s d e l peso fre s c o se pueden obser— v a r s i se consideran lo s v a lo re s de peso seco . En la p a r te adrea de la s ------ p la n ta s de la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I ( F ig , 9 y Tabla 21 ) e l peso seco de - la s fases f in a le s d e l c re c im ie n to ve mds a fe c ta d o su con ten ido en agua, ------ q u izd p or e l e fe c to a c u n u la tiv o d e l manganeso en la s h o ja s , con la t fp ic a - s in to m a to lo g fa g e n e ra l (n e c ro s is , senescencia de la s h o ja s , e t c . ) , ya -------- 92 d e s c r i ta en la secciôn 4 . 1 . 1 , En la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I I ( F ig , 10 y Tab la 22 ) lo s v a lo re s de peso seco de la s p la n ta s c o n tro l y la s s u m in is trad as con 10 ppm se ig u a la n y Ûnicam ente reducen lo s valo ires d e l orden d e l 10)6, red u cc iô n conside— ra d a como d e te n n in a c iô n d e l n iv e l c r i t i c o s u p e r io r p o r d iv e rs o s in v e s t ig a - dores (1 3 3 ) , la s p la n ta s c u lt iv a d a s en 40 y 30 ppm de manganeso. En l a s e r ie de e x p e r ie n c ia s I I I (F ig s , 11a y 1lb y T a b la 2 3 ) — lo s v a lo re s s ig n i f ic a t iv e s de red ucc iô n d e l c re c im ie n to p o r e fe c to d e l — — exceso de manganeso se notan a p a r t i r de l a con cen trac iôn de 40 ppm de man— ganeso, s iendo cada vez môs c re c ie n te conforme aunenta la co n c e n tra c iô n de manganeso en e l medio de c u l t i v a . Es d e d r , s igu e e l orden; C ^ 10 p p m ^ 40 ppm ^ 8 0 ppm ^ 160 ppm 300 p p m ^ 500 p p m ^ 1000 ppm en e l que se a lc an za n reducciones ig u a le s o s u p e rio re s a l 50 % d e l c r e c i— m ien ta en peso seco , re s p e c to de la s p la n ta s c o n tro , p ara la s p la n ta s sumi­ n is tra d a s con 3 0 0 , 500 y 1000 ppm de manganeso, E l manganeso tam biôn ha e je r c id o un e fe c to In h ib i t o r io d e l c re — c im ie n to en peso seco de la s ra ic e s de p la n ta s con exceso de manganeso, la s c u a le s , aunque en menor p ro p o rc iô n , s igu en un esquema muy p are c id o a l comen tado a n te r io rm e n te p ara la p a r te aô rea (T a b la s 2 4 , 25 y 2 6 ) , Las reducciones c r i t i c a s d e l c re c im ie n to p or encima d e l 10 % se a lcan zan en la s p la n ta s con t ra ta m ie n to s con manganeso a p a r t i r de co n cen trac ion es ig u a le s o s u p e rio re s a 40 ppm y , de un modo muy o s te n s ib le , a 30 0 , 500 y 1000 ppm, cuyas ra ic e s 1 le g an a a lc a n z a r e l 50 % o môs de red ucc iô n d e l c re c im ie n to , re s p e c to a — la s p la n ta s c o n t r o l. 93 f CL LÜ Q < UJ CC LÜ X ■ '.4 ^ i ; ' - Z CO »- CM CO CO CM CO ĉ CO ® g B o C' I : m«P in CO CM— o 0) O' S OT r j oi § i s S O ^ ® CD s B 104 tabla 18 Peso f r e s c o , expresado en g r , de ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s con cen trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia l ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 90 ppm 1 0*6104 0 *5 5 0 7 0*5087 0*3690 2 0 *7 0 5 3 0 *5 6 3 8 0*51 4 4 0 *5 1 3 8 3 0*7261 0*5 6 8 0 0 *5177 0*5200 4 0 *7 8 1 7 0*7468 0*5633 0*53 3 8 5 0*3043 0 *7 5 5 3 0*6386 0*6737 5 0*3200 0 *3 3 6 5 0 *72 5 0 0*6 8 7 3 7 0 *90 8 4 0 *8 7 2 8 0*7609 0 *7 5 6 9 8 0*9369 0 *9 0 7 0 0 *7 6 4 0 0*9 1 5 6 9 ' 0 *9 8 2 4 0 *9125 0 *3 9 0 7 0*92 5 2 10 1*6743 1*1055 1*0769 1*0027 V a lo r g lo b a l 8 *9498 7 *9 1 8 9 6 *9 6 0 2 6 *6 9 8 0 105 tabla 19 Peso f re s c o , expresado en g r , de ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is cul^ t lv a d a s con d iv e rs a s concentrac iones de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 8 0 ppm 1 0*7803 0*5383 0*4551 0 *4514 2 0 *7899 0*7347 0*6853 0*5999 3 0 *0 4 7 0 0*8037 0*6995 0 *6102 4 0*85 1 3 0*8301 0*7040 0 *6 8 0 0 5 0*8787 0*8390 0*7326 0*7305 6 0*8878 0*8437 0*7800 0*7500 7 0*8974 0*8670 0*7815 0*7568 8 0*9104 0*8703 0*7841 0*7925 V a lo r g lo b a l 6 *3390 6 *37 6 8 5*6221 5*3713 106 in m ^ îo CM CM 10 m m CM lo® O) s 2 $ R R 8 S I I I § § I § 5m m m i o c n m c ^ c ^ * - o a o o o a o o ' ' g in I 1 I Ô CD i 2 CO CM 8 m sm CD CD %" Î - o tn h I 8 I S ( 8 î v i 3 f f l m S § S S S 3 S e * 8 ! 3 g a I s T - O ; i n CM C^ m CM CD C ' o CM n CM CM 8 8 CM CM CM n m CM ?î ^ 8 ? OD *“ ® ® s CM CM n o 8 i ■S 3o c in o I : i ; § g 0> ® o R cx CJ CJ - ̂im ÇJ O' O) CM n n n 107 TABLA 21 Peso seco, expresado en g r , de l a p a r te adrea de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s concentrac iones de Mn, (E x p e r ie n c ia l ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 30 ppm 0 0*4230 1 0*2721 0*2983 0*2594 0*2368 2 0*2850 0*3004 0*2923 0 *2855 3 0*2935 0*3169 0*2736 0*2703 4 0*3463 0*3549 0*3523 0*3 1 3 7 5 0*4301 0*4239 0*3881 0*3303 6 0*6696 0*6133 0*5363 0*5250 7 0*7048 0*6499 0*6003 0 *5423 a 0 *6774 0*5365 0*5304 0 *4 2 0 0 9 0*7639 0*6229 0*5950 0*4368 10 0*9904 0*7345 0*6430 0 *5 7 3 0 V a lo r g lo b a l 5*4331 4*35 7 0 4*5262 3*9337 108 ta b la 22 Peso seco , expresado en g r , de la p a r te ad re a de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs a s co n cen trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia H ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 0 0 *4067 1 0 '2 1 2 7 0*1907 0*1903 0*1664 2 0 *2736 0*2321 0*2310 0*2265 3 0 *2 8 6 0 0*2961 0*2623 0*2476 4 0*3661 0*3525 0 *2734 0*2529 5 0*7030 0*7017 0*6320 0*5239 6 0*7021 0 *5 6 4 7 0*4434 0*4479 7 0*6377 0*6343 0*6169 0*5354 3 0*5451 0*51 1 5 0*5140 0*4921 V a lo r g lo b a l 3 *7263 3*5336 3*1638 2*9477 109 I 8 i i I gS S 8 - _ O n *“ OJ CM CM o c\) ^ t I § s m ® CM g R g tn ® I § i i I a I S g g D! R P! c< R 8 9 ■§ î ? 10 Is I C M C M ^ r m t n m c n o § S g S S i i §C M C M « ^ ® ® 0 0 » - o ô o ô ô * - « - T - g i i i ? ô ô C l ô ô g F: a CM R S ^ ^ ô o a o a ^ CM en œ n çx n »- CM R § g g g S m en 110 TABLA 24 Peso seco, expresado en g r , de ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l­ t iv a d a s con d iv e rs e s con c e n tra c io n e s de Mn. (E x p e r ie n c ia l ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 30 ppm 1 0 '0 3 2 4 0*0353 0 *0 3 3 6 0 *0229 2 0 *0 5 3 4 0 *0437 0*0379 0*0379 3 0*0610 0 *0 4 7 0 0*0428 0*0426 4 0 *0 6 5 7 0*0552 0*05 2 8 0*0437 5 0*0676 0*0635 0*0598 0*0552 6 0*0347 0*0638 0*0614 0 *05 9 9 7 0 *1144 0 *0 8 9 0 0*0702 0 *0 6 6 0 a 0*1041 0*08 3 3 0*0633 0*0603 9 0 *1 0 9 2 0* 1014 0*0908 0*08 1 7 10 0 *1 6 5 7 0*1351 0*10 5 5 0 *0 9 9 7 V a lo r g lo b a l 0 *8582 0*7173 0*6231 0 *5 æ 7 I l l ta b la 25 Peso seco , expresado en g r . de ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l­ t iv a d a s con d iv e rs e s con c e n tra c io n e s de Mn. (E x p e r ie n c ia H ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 0 '0 5 2 2 0 *0 3 4 6 0 *0 3 2 5 0*0280 2 0 *0 5 2 5 0 *0 5 0 4 0*0490 0*0372 3 0*07 3 9 0*0551 0*0501 0*0419 4 0 *0 0 8 4 0 *0 7 4 6 0*05 1 6 0*0 4 8 2 5 0*1 0 8 3 0 *1 0 3 4 0 *0 9 0 3 0*0706 6 0 *1 0 9 4 0*1040 0*09 6 2 0*0732 7 0 *1 1 0 6 0*1040 0 *0 9 7 7 0*0844 8 0*1138 0* 1070 0 *0 9 8 4 0*08 6 4 V a lo r g lo b a l 0 *7 0 9 2 0*6331 0*5658 0*4699 iîÉiï b i b l i o t e c A 112 I o 8 ® CJ o § g 8 8o o a I § o 8 o I Ô «1i R a p § p i ?3 m o Ô Ô Ô o Ô a. s i I§ i I ii I g i I a 0) I ? t f ) O ® q ' CM i ÇJ r j P ) B B CM o p o o ^ _ ô â ô ô â â ô â ô a o I I ? ? Ô Ô I H H j I c01 t ! I 5 CM n s 113 4 , 2 . CONTENIDO DE MANGANESO E HIERRO EN LAS PLANTAS A lo la rg o d e l c ic lo de d e s a r ro llo de la s p la n ta s , e l curso d e l co n ten id o de manganeso en la s p a r te s aéreas es ascen dan te , ta n to en l a sé­ r i é de e x p e r ie n c ia s I ( F ig . 12 y T ab la 2 7 ) como en l a I I ( F ig . 13 y T ab la 2 3 ) , Puede o b s e rv a rs e , con c a r â c te r re g u la r , l a r e la c iô n ; C ^ 10 ppm 40 ppm ^ 8 0 ppm Mn con d ife r e n c ia s que se inc rem entan hast a la s fases f in a le s d e l c ic lo b io lô g ic o de la s p la n ta s . Los con ten ido s de manganeso y la s d ife re n c ia s en lo s d is t in t a s tra ta m ie n to s con exceso de manganeso son mueho mayores en l a E x p e rie n c ia - I I re s p e c to a l a I . E stos re s u lta d o s parecen s u g e r ir l a id e a de que un in — crem ento en e l a p o rte de h ie r r o (E x p e r ie n c ia I ) a n ta g o n iza la a b so rc id n — d e l manganeso, sobre to do p a ra a q u e lla s p la n ta s que han v iv id o en môs ex— C B S o de manganeso (4 0 y 80 ppm ). Corro e ra de e s p e ra r , en cambio, lo s v a lo re s de h ie r ro en p la n ta (E x p e r ie n c ia I I ) ( F ig , 14 y T ab la 2 9 ) son muy p arec id o s en todas la s v a r ia n te s n u t r i t iv a s c o n s id e rad a s , con a lo sumo v a lo re s a lg o in f e r io r e s , sobre todo en fas e s avanzadas d e l c te s a rro llo de la s p la n ta s , p a ra la s c re c id a s — en s o lu c iô n n u tifc iv a con 30 ppm de manganeso. De acuerdo con la s o bservaciones a n te r io r e s re s u lta n s ig n i f ic a ­ t iv e s la s re la c io n e s Mn/Fe ( F ig . 15 y T ab la 3 0 ) en la p a r te aôrea de la s — p la n ta s , M ie n tra s la s p la n ta s c o n tr o l o s c ila n de v a lo re s i n ic ia le s de 0 *3 has ta f in a le s de 1 *4 , la s p la n ta s que v iv en en exceso de manganeso van su— 114 cesivam ente increm entando la s re la c io n e s hasta a lc a n z a r p rogres ivam ente — mflximos de 6 , 17*5 y 3 5 *4 en la s p la n ta s c u lt iv a d a s en 10, 40 y 30 ppm de manganeso, re s p e c tiv a m e n te . La a p a r ic iô n de lo s sfntom as de to x ic id a d y de los e fe c to s g en e ra te s de red ucc iô n d e l c re c im ie n to em piezan a observarse ya en la s re la c io n e s M n /fe s u p e rio re s a 10 que corresponden aproximadamen— te a v a lo re s s u p e rio re s a 500 ppm de manganeso en p la n ta . En e s te s e n tid o en l a l i t e r a t u r e c i e n t i f i c a se han re p o rta d o v a lo re s p are c id o s p ara d iv e r ­ ses espec ies ( 3 y 1 3 3 ), En la s fases f in a le s d e l c re c im ie n to , c o in c id ie n d o con la s mani fe s ta c io n e s de to x ic id a d môs acusadas, hemos e s tu d ia d o , p o r separado y con c a rô c te r c o m p ara tivo , lo s n iv e le s de h ie r ro y manganeso en t a l l o ( F ig . 16 y 3 1 ) , ho jas in f e r io r e s ( F ig . 17 y T ab la 3 2 ) y ho jas s u p e rio re s ( F ig . 18 y T ab la 3 3 ) . En e fe c to , puede observarse como a lo la rg o de la s m uestras 6 , 7 y 3 de l a E x p e rie n c ia I I (e s ta d o de f lo r a c iô n y f r u c t i f ic a c iô n de la s — p la n ta s ) e l descenso d e l h ie r ro y e l l ig e r o increm ento de manganeso en la s ho jas in f e r io r e s ( F ig , 17) se tra d u c e en v a lo re s re la t iv a m e n te a l to s (1000 2000 ppm) de manganeso en la s ho jas jôvenes s u p e rio re s y v a lo re s descen— d ie n te s p a ra e l h ie r r o . Eh e s te s e n tid o se observa una t fp ic a in f le x iô n en e l c o n ten ido de h ie r r o que c o in c id e con e l momento de l a f lo r a c iô n p le n a e i n i c i o de la f r u c t i f i c a c iô n . Consecuentemente lo s v a lo re s de la re la c iô n — Mn/Fe s igu en e l orden: Hojas jôvenes ^ ho jas v i a j a s ^ t a l l o Estos re s u lta d o s in d ic a n e l c a rô c te r acu m u la tivo d e l manganeso p a ra la p la n ta y la fu n c iô n de t ra n s p o r te que jueg a e l t a l l o , con una mo— v i l i z a c iô n le n ta pero ascendante desde la s hojas v ie ja s in f e r io r e s a la s — jôvenes s u p e r io re s , Estos re s u lta d o s in te rn e s de lo s con ten ido s de mangane so Son p a ra le lo s a lo s cambios en lo s sfntom as g én é ra le s e x te rn o s , en -------- 115 donde p rim e ro se lo c a l lz a n la s puntuaciones parduzcas en lo s t a l l o s , ho jas y p e c io lo s de l a base, p a ra luego i r suceslvam ente ascendlendo , v ia p e c io — lo s y t a l l o , h a c ia la s p a r te s jdvenes s u p e rio re s (F o to g r , a , 5 y 6 ) en don de lo s Increm ento s de manganese determ inan sobre todo una t f p ic a c lo r o s is in t e r v e n a l , e l o s c u re c im ie n to su ces ivo de lo s t a l l o s , p e c io lo s y n e r v i a— c lo n e s y l a p re s e n c ia de n e c ro s is , a rru g am ien to c a r a c te r fs t ic o d e l haz fo ­ l i a r a in c lu s e ma1fo rm a c iones d e l c re c lm ie n to (F o to g r , 7 ) , Los v a lo re s de manganese en ra ic e s ( F ig . 19 y 20 y Tab las 34 y — 3 5 ) a lc a n za n v a lo re s muy s u p e rio re s a lo s o b ten id o s en la p a r te a ë re a , de forma que en la s m uestras f in a le s (e s ta d o de f r u c t l f i c a c iô n ) es de un o r— den s u p e r io r a 3000 ppm de manganese in te r n e en la s p la n ta s c u lt iv a d a en - 30 ppm, E l curso de le s n iv e le s de manganese es p ro g re s iv o a le la rg o d e l c ic lo v e g e ta tiv o de la s d is t in t a s s e r ie s de e x p e r ie n c ia s ( l y I I ) y p a ra - la s d ife r e n te s v a r ia n te s m uestra e l orden r e g u la r : 80 ppm ^ 40 ppm ^ 10 ppm ^ C De la o b servac iô n de le s d ates de la F ig . 19 y 20 se deduce e l f u e r t e va— 1 e r ac u m u la tivo d e l manganese, muy s u p e r io r a l de la p a r te a ë re a , in d ic io que e s ta de acuerdo con l a in te r p r e ta c i6 n de la escasa m o v ilid a d d e l manga neso . No o b s ta n te , lo s sfntom as d e l exceso de manganeso no son ta n o s ten s^ b le s Sobre la r a f z como en l a p a r te a é re a , aunque s i va acompanado de la — reducciiSn d e l c re c im ie n to y un t fp ic o en n egrec i mi en to p ro g re s iv o de la s — ra ic e s (s e c c id n 4 , 1 , 1 , ) , Ig u a lm en te como en e l case de la s p a r te s a é re a s , tam biân la s p la n ta s que, a ig u a ld a d de manganeso, han re c ib id o mayor apo r— te de h ie r ro m uestran n iv e le s in f e r io r e s de manganeso p o r un p o s ib le e fe c — to de antagonism e en l a ab so rc ifin ( F ig , 1 9 ) . Las p la n ta s c re c id a s en 10 ppm m uestran siem pre lo s v a lo re s mâs - 116 elevados de con ten tdo de h ie r r o en la s r a ic e s , segu ido en g e n e ra l de la s de 00 ppm, c o n tro l y 8 0 ppm, ya c la ram en te red u c id as en su co n ten td o . E stos v a lo re s se tradu cen en re la d o n e s Mn/Fe ( F ig . 22 y T ab la — 3 7 ) qua s igu en e l o rden r e g u la r : 80 ppm ^ 40 ppm ^ 10 ppm ^ C p ero que, a d if e r e n c ia de l a misma re la c it fn en p a r te a S re a , m uestra v a lo re s mucho mâs in f e r io r e s , debido fundam entalm ente a lo s n iv e le s comparat iv a n e n - te mucho mayores d e l co n ten id o de h ie r ro en la s ra ic e s re s p e c te a la p a r te a é re a . En e s te s e n t id o , c a b r fa c o r r e la c io n a r lo con la in te r p r e ta c i6 n suge— r id a muehas veces p o r d iv e rs e s in v e s tig a d o re s (3 8 , 123 y 160) de que muehas acc iones d e l exceso de manganeso en re a l id a d p o d rfa n s e r deb idas a un e fe c - to de c a re n c ia de h ie r r o . En e l caso c o n c re te de n ue s trè s re s u lta d o s mâs b ie n hablan en fa ­ v o r de una a c c i6 n d ir e c ta d e l manganeso mâs que una m o d if ic a ic f ln de lo s n i ­ v e lé s de h ie r r o . Pues âs to s m ie n tra s o s c ila n poco e n tre le s de la s p la n ta s c o n tro l y la s som etidas a la s d ife re n te s co n cen trac io n es de manganeso en — exceso ( F ig . 14 y 2 1 ) , p o r e l c o n tra r io los n iv e le s de manganeso en p la n ta m uestran cada vez mâs d ife r e n c ia s e n tre la s p la n ta s c o n tr o l y la s som etidas a cantddades c re c ie n te s de manganeso ( F ig . 13 y 2 0 ) . En g e n e ra l, puede e s ta b le c e rs e p ara Phaseolus v u lg a r is que los n i ­ v e la s c r f t ic o s de exceso de manganeso que determ inan c la ra m e n te sfntom as de to x ic id a d son d e l orden de 1000 ppm p a ra la p a r te a â re a y de unas 3000 ppm en la r a f z . La e le v a c iâ n d e l s u m in is tro en h ie r r o fa v o re c e una m ejo r t o le — r a n c ia a l exceso de manganeso, probablem ente actuando ya a n iv e l de la ab— s o rc ifin , aunque con pocas d ife re n c ia s ( Tablas 34 y 3 5 ) y mâs a un n iv e l ------ 117 p o s te r io r , con d ife re n c ia s mâs marcadas en lo s con ten ido s de manganeso de la s p a r te s a â reas de la s e x p e r ie n c ia s I y I I (T a b la s 27 y 2 3 ) . .11 ^ z < 111 Û < LU CC LU u. '4- n o o z w oc LU CL X LU ■'«.W'fJ ■! i i l LU X z u. (_J < U J CC in n o oz w CC UJ CL X U J O 6 6 E z; CL a. CL C C L C L O . 8 ° 3 S □ □□ i 1- Fig _16 C O N TE N ID O Y REL A CI ON M n / p e E N Mn EL TALLO ( E X P E R I E N C I A H ) p p m 1000 - • 500 - - 200 - ■ 6 7 8 Fe pp m 80 70 50 to ^ 80 30 Ml 20 - 10 Fig 17 C O N T E N ID O Y RELACION M n / P e EN h o j a s i n f e r i o r e s (E XPER IENCIA H ) Mn ppm 002 0 0 0 -. LO 1000 100 6 7 F» ppr 110 90 - 40 70 Mn, 80 20 40 - 10 i l H F i g _ 1 8 CONTENIDO Y REL ACI ON M n /P e EN ppm EN HOJAS SUPERIORES ( E X P E R I E N C IA n ) Mn pp m 2000 80 40 1000 Fe ppm 50 30 80 6 7 8 0 " \ r - \ V i f . k ■ cn UJ o < q : UJ 6 CL CL UJ c z o z UJ Ôc UJ Q . X UJ E e 6 â â â ° 3 g □ □□ en '1 o i i CL A Ltl U < q : ^ < I i . s UJ Q. X C LÜ Z _ o CM I Ç» LL E (3. C L 2 E E E ^ C L C L a . 1 C C L C L C L S 3 5 g ■ □ □ □ - r CO LU U «X CC UJ O Ea. a . z LU < Oz UJ CC LU CL X i s E E E O . O - CL Q . CL CL □ □□ (M I p Ü. e CL CL S CM CM I p LL LÜ 3 X CO LU C_) < CC LU Q> U - O < —I ÜÜ CC < oz LU CC LU CL X LU XI E JJ Q , s : e E CL CL CL CL □ □□ 129 tabla 27 C ontenido de Mn en ppm en p a r te a é re a de p lw ita e de Phaseolus v u lg a r is c u l- t iv a d a a con d iv e rs e s c o n c en trac io n es de Mn, ( E xp ert e n c ia l ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 13 14 23 81 2 14 25 87 204 3 29 40 164 203 4 43 48 203 244 5 57 63 237 332 6 58 71 242 424 7 60 144 253 394 3 64 189 313 764 9 70 247 332 792 10 79 330 362 954 V a lo r g lo b a l 487 1171 2228 4647 130 TABLA 28 Contenido de Mn en ppm en p a r te a â re a de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l- t iv a d a s con d iv e rs e s c o n c en trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 19 28 44 80 2 28 63 70 138 3 43 67 91 526 4 31 155 381 675 5 34 162 445 820 6 46 246 725 1058 7 57 254 814 1295 8 64 255 830 1602 V a lo r g lo b a l 322 1230 3400 6194 131 ta b la 29 C onten ido de Fe en ppm en p a r te a â re a de p la n ta s de P haseo lus v u lg a r is c u l- t iv a d a s con d iv e rs e s c o n c e n tra c io n e s de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 61 62 69 67 2 9 0 95 91 93 3 72 75 76 65 4 54 53 56 52 3 48 47 47 44 6 64 62 63 62 7 40 42 46 36 a 59 57 47 57 V a lo r g lo b a l 488 493 495 476 132 TABLA 30 R e la c id n Mn / Fe en p a r te a â re a de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s co n cen trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia H ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 0*3 2 0 *4 5 0 *6 3 1*19 2 0 *3 2 0 *6 6 0*7 7 1*48 3 0*6 7 0 *9 0 1*27 6 *8 8 4 0*5 7 2 *9 0 5 *0 0 12*95 5 0 *7 0 3 *4 3 9 *5 2 15*01 0 *8 3 3 *9 6 11*50 16*96 7 1*42 6 *0 0 17*57 3 5 *4 4 8 1*08 4 *4 3 13*30 2 8 *2 5 V a lo r g lo b a l 5*91 2 2 *7 3 59 *50 118*16 133 ta b la 31 C ontenido y r e la c id n Mn/Fe en t a l l o de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l- t lv a d a s con d iv e rs e s c o n c en trac io n es de Mn Mn en ppm en t a l lo s M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 8 0 ppm 6 27 111 268 434 7 13 104 138 698 a 43 180 436 956 Fe en ppm en t a l lo s M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 8 0 ppm 6 78 71 58 45 7 45 39 33 31 a 68 48 47 43 R e la c iô n M n/Fe en t a l lo s M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm S 0 *3 5 1*57 4 *6 4 10*71 7 0*30 2 *6 9 4 *2 3 2 2 *6 4 a 0*6 3 3 *7 7 9 *2 3 2 2 *46 134 tabla 32 C ontenido y re la c id n Mn/Fe en ho jas in f e r io r e s de p la n ta s de Phaseolus v u l­ g a r is c u l t iv a d a s con d iv e rs e s concentrac iones de Whn. (E x p e r ie n c ia I I ) Mn en h o jas in f e r io r e s en ppm M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 6 72 449 1257 1993 7 118 697 1356 2021 Fe en h o jas in f e r io r e s en ppm M uestra C o n tro l 10 ppm 40 pFWti 8 0 ppm 6 103 107 98 95 7 97 35 33 79 R e la c id n Mn/Fe en ho jas in f e r io r e s en ppm M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 6 0 *7 0 4 *1 9 12*75 2 0 *9 6 7 1*21 8 *1 8 16*33 25*57 135 TABLA 33 C ontenido en r e la c iô n Mn/Fe en ho jas s u p e rio re s de p la n ta s de Phaseolus v u l p a r is c u lt iv e d a s con d iv e rs e s co n cen trac ion es de Mn. Mn en h o jas s u p e rio re s en ppm M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 6 66 384 1051 1316 7 68 405 1307 1588 3 183 706 1723 1916 Fe en h o jas s u p e rio re s en ppm M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 8 0 ppm 6 71 75 72 59 7 66 43 43 45 a 55 39 32 31 R e la c id n Mn/Fe en h o jas s u p e rio re s M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 30 ppm 6 0 *9 3 5* 12 14*51 22*21 7 1*02 9 *4 7 2 4 *86 35*29 3 3 *3 0 18*03 53*25 6 2 *2 5 136 TABLA 34 C ontenido de Mn en ppm en ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con cüversas co n c e n tra c io n e s de Mn. (E x p e r ie n c ia l ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 30 ppm 1 62 85 188 1278 2 91 215 723 1314 3 119 545 740 1407 4 126 1254 1272 2243 5 156 1307 1922 3486 6 166 1417 2746 4327 7 241 1524 3608 4573 8 246 2025 4038 5280 9 341 2426 4034 5730 10 395 2676 5210 8268 V a lo r g lo b a l 1945 13474 24531 37956 137 TABLA 33 C ontenido de Mn en ppm en r a ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l t iv a ­ das con d iv e rs e s co n cen trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 30 ppm 1 84 438 620 1288 2 113 686 364 1377 3 204 1649 1992 2676 4 218 1704 3513 3690 5 380 1737 3688 3798 S 473 2550 3903 4757 7 482 3081 4780 7731 a 620 3575 6443 3730 V a lo r g lo b a l 2574 15420 25803 34047 138 tabla 36 C ontenido de Fe en ppm en ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l t iv a d a s con d iv e rs e s co n cen trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 8 0 ppm 1 918 396 329 953 2 912 1461 1490 1511 3 1303 1686 1268 064 4 1367 1621 1547 934 5 1420 2163 2094 794 6 1607 2470 2314 991 7 1333 2471 1637 1578 8 2330 2500 1694 1679 V a lo r g lo b a l 11190 15268 12873 9309 139 TABLA 37 R e la c iô n Mn/Fe en ra ic e s de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv e d a s con d iv e rs e s c o n c en trac io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 30 ppm 1 0*0 9 0 *4 9 0 *7 5 0*82 2 0 *1 2 0 *4 7 0 *5 8 0*91 3 0 *1 5 0 *9 8 1*57 3*5 9 4 0 *1 6 1*05 2*2 7 3 *9 5 5 0 *2 7 0 *8 0 1*76 4 *7 8 6 0 *2 9 1*03 1*69 4 *9 0 7 0 *3 6 1*25 2 *9 2 4 *9 0 a 0 *2 6 1* 10 3 *3 0 5 *2 4 V a lo r g lo b a l 0 *9 1 7 *1 7 15*34 28*99 140 4 . 3 , CONTENIDO DE PRQTEINAS EN LAS PLANTAS E l con ten ldo en p ro te in a s de la p a r te aërea de la s p la n ta s (T a ­ b la s 38 , 39 , 40 y 4 1 ) s lg u e un curso r e g u la r ascendents en todas la s va­ r ia n te s e x p é rim e n ta le s consideradas hasta l a m itad d e l c ic lo v e g e ta tiv e — ( p r e f lo r a c iâ n ) , A p a r t i r de en to ncas , con l a f lo r a c if in e i n i c io de l a se— n escenc ia de la s h o ja s , de nuevo descienden p ro gres ivam en te todos los va— lo re s . En g e n e ra l, s ig u e e l o rden: G ^ 10 ppm ^ 40 ppm 80 ppm Mn sobre todo a medida que se va acumulando e l exceso de manganeso en p la n ­ ta s y con con cen trac io n es inversam ente p ro p o rc io n a le s a la s d e l manganeso en p la n ta , P aradd jicam en te a lo o c u rr id o con o tro s p arâm etro s , la s p la n ­ ta s con mayor a p o rte de h ie r ro (E x p e r ie n c ia l ) m uestran d ife re n c ia s mSs — marcadas que la s de s u m in is tro mës moderado de h ie r ro (E x p e r ie n c ia I I ) — (T a b la s 38 y 4 0 ) , R esultados muy p are c id o s se han o b te n id o en lo s v a lo re s de pro— te fn a en r a f z ( Tablas 4 2 , 4 3 , 44 y 4 5 ) . Su curso es tam biôn ascendents has ta l a p r e f lo ra c id n y de nuevo e n tra en re g re s if in en la F lo ra c if in y senes— c e n c ia , Los re s u lta d o s com parativos e n tre la s e x p e r ie n c ia s I y I I t r a n s lu - cen lo s mismos hechos constatados en l a p a r te a fire a , in f lu y e n d o e l in c r e — mento en h ie r ro en una d lfe r e n c ia més marcada en los descensos de c o n te n i— do p ro te ic o en la s p la n ta s con exceso de manganeso. Un hecho a d e s ta c a r es que e l e fe c to de la to x ic id a d sobre los n^ v e le s de manganeso no se debe e x d u s iv a m e n te a l a red ucc ifin d e l c re c im ie n - to provocado p o r e s te exceso ( 4 . 1 , 2 ) , s in o que, como m uestran lo s datos — de p ro te fn a r e fe r id o s a peso seco ( F ig . 23 y 24 y Tab las 3 9 , 4 1 , 43 y 4 5 ) , 141 tan to en ra ic e s como en p a r ts a firea hay un c la r o descenso de e s to s p o rc e n - ta je s , lo que es in d ic a t iv e de una a c c ifin d ir e c te sobre la s p ro te in a s . Es­ tes e fe c to s son mueho mfis marcados sobre la s ra ic e s (T a b la s 43 y 4 5 ) que - en la s p a r te s a ë re a s . Una p o s ib le e x p lic a c if in , fâ c ilm e n te c o r re la c io n a b le con lo s e fe c to s de d e tr im e n to de la n o d u lac ifin en la s r a ic e s p o r e l exceso de manganeso, es la in c id e n c ia , p o r o t r a p a r te b a s ta n te ambigua en la 11te ra tu r a (5 0 , 70 y 3 8 ) , d e l exceso de manganeso sobre la f i ja c iô n s im b if it ic a d e l Ng en l a a s o c ia c ifin legum inosa-flh iz o b iu m , Eh e fe c to , e l menor d e s a r ro - l l o de la n o d u lac ifin se acompana de n iv e le s in f e r io r e s de p ro te in a en p la n ta y de p o rc e n ta je s d ism in u id o s de l a misma re s p e c to a l c re c im ie n to . Con — la misma in te r p r e ta c if in e s t a r fa de acuerdo lo s e fe c to s mâs p ronunciados — sobre l a p ro te o g é n e s is en la s r a ic e s re s p e c to a la p a r te a fire a . P or û l t i — no, un hecho a d e s ta c a r , pero cuya e x p lic a c if in se nos hace d i f f c i l es la — narcada d lfe r e n c ia que, a ig u a ld a d de co n c e n tra c ifin de manganeso, provoca e l inc rem ento en e l s u n in is t r o de h ie r r o (E x p e r ie n c ia l ) , de form a que pa­ ra la s p la n ta s c re c ld a s en 3 0 ppm de manganeso la reducc ifin d e l p o rc e n ta je de p ro te in a s re s p e c to a la s c o n tro l a lc a n z a e l 50 % ( F ig . 2 3 ) , m ie n tra s — que en l a e x p e r ie n c ia I I , mâs moderada en h ie r r o , nunca a lc a n z a e s ta s e le — vadas reducciones ( F ig . 2 4 ) . M2- < Q. WW| «^V co (M O ül 143 W o g e e L. a. CL Q . " Q . CL CL 8 O S g a 5 z UJLU a < LU CC UJ < U J I— cc 30 ppm ^ 160 ppm 3^300 ppm ̂ 5 0 0 ppm^ lOOO ppm Los e fe c to s mâs d ram âticos son a p a r t i r de la s p la n ta s que r e c i ------ b ie ro n 160 ppm de manganeso o c o n cen trac io n es s u p e r io re s . En es to s casos r £ p id a m e n te , ya en la s p rim e ra s fases d e l c ic lo de d e s a r r o llo , lo s v a lo re s se re d u je ro n p o r deb a jo d e l 50 % d e l de la s p la n ta s c o n t r o l. Un caso sumamente extrem o con v a lo re s que no a lc an za n n i e l 10 % d e l de la s p la n ta s c o n tro l — lo re p re s e n tô e l de la s p la n ta s c u lt iv a d a s en lOOO ppm de manganeso ( F ig . - 3 0 b ) . S i lo s con ten ido s de c l o r o f i l a a en p la n ta s se r e f i e r e a p o rce n ta ­ je de peso seco lo s re s u lta d o s o b ten id o s in d ic a n un e fe c to n e g a tiv e d e l ex— ceso de manganeso en p la n ta ( F ig . 2 7 , 2 9 , 31a y 31b y Tab las 4 7 , 49 y 51 ) que sup era a l a acc ifin d e l manganeso sobre e l p ro p io c re c im ie n to de la s ------ p la n ta s ( 4 . 1 , 2 ) , Estos e fe c to s se p ronuncian a l f i n a l d e l c ic lo de d esarro — l l o p o r e l e fe c to ac u m u la tivo d e l manganeso, con d ife r e n c ia s c la ram en te ------ s ig n i f i c a t iv e s sobre todo p a ra la s p la n ta s que re c ib ie r o n mayor s u m in is tro de manganeso en la s o lu c ifin n u t r i t i v a . R esu ltado s muy p a re c id o s se han o b te n id o p ara la c l o r o f i l a b —— ( F ig s . 3 2 , 3 3 , 3 4 , 3 5 , 3 6 a , 37b y Tab las 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 5 , 5 6 , 57 y 5 8 ) . -------- A s f es s u p e r io r e l e fe c to d e tr im e n ts e je r c ic o p or e l exceso de manganeso so b re lo s n iv e le s de c l o r o f i l a b que lo s in d ir e c to s debidos a l a red ucc ifin — d e l c re c im ie n to . Tambifin un mayor a p o rte de h ie r r o a la p la n ta dism inuye es te e fe c to n e g a tiv o d e l manganeso (E x p e r ie n c ia l ) (F ig s , 32 , 3 3 , 34 y 3 5 ) . - En e s te f ilt im o caso se comprueba ademâs un c ie r t o e s tfm u lo i n i c i a l d e l exce so de manganeso en la s fn ts s is o n iv e le s de c l o r o f i l a b , a l ig u a l que ocu— r r e con la c l o r o f i l a a . En la s e r ie de e x p e r ie n c ia s I I I , con a p o rte de n i— t r a t o s , e l curso com parativo es s iem pre; 154 c ̂ lo ppm ^ 40 ppm^BO ppm ^ 160 ppm^ 300 ppm^ 500 ppm ^ 1C00 ppm alcanzando v a lo re s e r f t ic o s de red ucc ifin d e l 50 % d e l co n ten ld o de c l o r o f i ­ l a b re s p e c to a la s p la n ta s c o n tro l a p a r t i r d e l s u m in is tro de 160 ppm de manganeso en exceso , D ebido a es to s e fe c to s p arec id o s sobre ambos tip o s de c lo r o f i la s - a y b , l a r e la c if in c l o r o f i l a a / c l o r o f i l a ^ (T a b la s 5 9 , 50 y 6 0 ) es escasa mente s ig n i f i c a t iv e en sus d ife re n c ia s p a ra la s d is t in ta s v a r ia n te s e x p é r i­ m e n ta le s , sobre todo en l a E x p e rie n c ia I ( a l t o con ten ldo en h ie r r o ) (T a b la s a ) . En la s p la n ta s de la s e x p e r ie n c ia s I I y I I I ya se marcan c ie r ta s d i f e — re n c ia s re s p e c to a e s ta re la c if in e n tre la s p la n ta s c o n tro l y la s c re c id a s - en exceso de manganeso, con v a lo re s a lg o mâs a lto s p ara e s ta s f i l t i mas, ex— cepto p a ra la s m uestras f in a le s de la s p la n ta s mâs a fe c ta d a s (5 0 0 y 1000 — ppm de manganeso) de la e x p e r ie n c ia I I I . Lfig icam ente lo s v a lo re s de c l o r o f i l a t o t a l en p la n ta p a r a le l iz a n — lo s re s u lta d o s ya comentados p are la s c lo r o f i la s a y ^ (T a b la s 6 1 , 6 2 , 6 3 , 6 4 , 65 y 6 6 ) , En la s Tab las 65 y 66 puede o bservarse sobre todo lo s r é s u lta dos mâs extrem es obten idos p ara la s p la n ta s c re c id a s en 500 y 1000 ppm de — manganeso, De e s to s re s u lta d o s se deduce que e l manganeso a p a r t i r de c ie r ta s c o n c e n tra c io n e s en exceso e je rc e un e fe c to n e g a tiv o , p robablem ente p o r impe dim entos en la b io s fn te s is normal de la s c lo r o f i l a s , conforme ha s id o s e n a - lado p o r c ie r to s i n ves t ig a d o re s (5 1 ) y que puede muy b ie n com probarse p ar — e l descenso de sus n iv e le s in te rn e s y p o rce n tu a le s res p e cto a l c re c im ie n to y que, in c lu s o , puede reconocerse extem am ente por una s e r ie de sfntom as — que ya hemos d e s c r ito (c lo r o s is in te r v e n a l o d e l b o rd e , n e c ro s is , e tc ) (v e r secc ifin 4 . 1 , 1 , ) , i 5 r E E £ CL CL CL CL CL O . ° 3 § O D D < CL tro o_ u_o (X.o _j CJ oo < o f i R W y T T UJ oc LUCL 1 1 X LU 1 ___ 1 UJ H—Z Oo (D OJ 5> LL Tz: C l E c* 1S6 z < cc o Q. rf}\ < O CC o C_) UJ Q UJ UJ o CC o CL I p u. 1 5 } CL CC O CL "« '"T «»| < O CC o UJ o o Q LU O O oo (M I O M 0 z LU1 X LU □ □□ CP £ 15 1 p 6 E e i ; Q . Q . Q . C ~ O u 2 E E E ^ o . CL CL C O . CL CL S 2 3 S □ □ o z UJ OC LU o. X LU xr> E < _ J CL CC o OL fO < O cc o _J u ÜJ Q O O LU O c_> £1 I .PI I □ □□ U'i E Ê e ^ CL CL CL C CL CL CL S ° 3 g ■ Œ D D .le c z < et 2 n)| ü_ o OC o Ui Q LU ns 5 oc o CL en I .P u. m u D 7k «ajià Aie»dft M a A N M 163 mon C z z < QC O CL U_ O CC O o w o ID <ï ID O CC 2 in m I o 2 E E E J-» Q. Q. O. C CL CL CL O _ o C3 o Z ID CC ID 0. X ID < o z UJ ce UJ o. X UJ z < CL ce o CL u_ o (X o —I o UJ Q o o 2 UJ O o (£} r o I o u_. r r r l" '-''-"TTy-y! o 6 Ê Ê ^ 0 . 0 . 0 . ^ O . CL CL 8 ° S § a O D D 1 6 ^ □ □□ < _J Û. œ g u. Ocr.o UJ Q LU e
    M r-t c M ü 01 M u m c 10 T3 o •H u U o C ■o 01 01 c s t Q) L. Q) -M 0) a C y X o •H UJ a n I § 1 a a en § i i m un 8 R CJ r Ôl s s Ri 3 i 9 ? i i i i 1 ô ô o ô D (O r - a t f ) i n tn1 8 8 § PP R j i f ) p S 8 8 o &{3 3 S o Ôj CJ CJ CJ CJ CJ i s 8 o în So m CJ CD 8 ? ? C l CJ CJ CJ C l h o o Q o S ui m § O «3 UJ o> o r j 3 rî M S (T> 2 ° S 3 ûi (Ô S S ^ S S R S B ^R o «n tn ^ «3 U) « ) «D <û UD 176 I § 8 ^ ër O) n I CD ? O 8 o 8 o I § I 8 S 8 R g) 8 8 8 O CM r ) 8 I § I Ol k o § 19 2 4 . 5 . CONTENIDO OE CAROTENOIDES EN LAS PLANTAS L a f ra c c id n g lo b a l de lo s c a ro te n a id e s m uestra un curso mâs d i F i ­ e l 1 de in t e r p r e t a r que la v a r ia c iâ n , comentada a n te r io rm e n te , de la s c lo ro — f i l a s . En e l grupo de e x p e r ie n c ia s en que l a fu e n te n itro g e n a d a es l a f i j a — c itfn s im b if lt ic a d e l (E x p e r ie n c ia s I y I I ) , la s d ife re n c ia s no parecen — s e r muy m arcadas, in c lu s o p a ra la s dos v a r ia n te s de a l t o co n ten id o en h ie — r r o (T a b la 67 y 6 8 } o la de b a jo co n ten id o d e l mismo (T a b la 69 y 7 0 ) , En cam bio, se han o b ten id o d ife r e n c ia s mâs c la ra s en la s p la n ta s — c re c id a s con n i t r a t o como A iic a fu e n te de n ltrd g e n o (T a b la s 71 y 7 2 ) que, p a ra d o jic a m e n te , m uestran v a lo re s increm entados de c a ro te n a id e s , ta n ta en - c o n ten id o t o t a l en p la n ta como r e f e r ! do a peso seco de l a misma, en la s — p la n ta s c re c id a s en exceso de manganeso re s p e c te a la s c o n t r o l, S6lo en los casos extrem os, como en la s d lt lm a s m uestras de la s p la n ta s s u m in is tra d as — con 1000 ppm de manganeso, que ya se h a lla b a n en fra n c a reg r e s ig n , los va— lo re s desc iend en . P ara l a e x p e r ie r c ia I I I , l a re s p u e s ta en los n iv e le s de - c a ro te n o id e s en p la n ta f r e n te a l exceso de manganeso re p re s e n ts un mécanis­ me d i f e r e n c ia l f r e n te a l a re s p u e s ta n e g a tiv e de la s c lo r o f i l a s . 193 TAa.A 67 C ontenido de ca ro te n o id e s expresado en mg, en p a r te aêrea de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s concentra c io n e s de Mn. ( E x p e rte n c ia l ) M uestre C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 0 '4 0 a i 0*5148 0*4493 0 *3 3 6 5 2 0 'Œ 7 0 0*6603 0*6169 0*6081 3 0 *9 3 9 2 1*0141 0*8637 0*7155 4 0*9038 1*0334 0 *7398 0*6588 5 0*8602 0*7206 0*6206 0*4538 6 1*0714 0*9274 0*8343 0*5785 7 1*1453 0*3721 0*7204 0*4 5 2 6 3 0*3345 0*5365 0*5304 0 *3 3 6 0 9 0 *6 8 6 7 0*3114 0 *2 3 7 4 0*1799 10 0*4477 0*2938 0*2572 0* 1719 V a lo r g lo b a l 7 *9205 6*8844 5*868 4*4 9 6 6 194 tabla 68 P o rc e n ta je de c a ro te n o id e s , r e fe r id o a peso seco, en p a r te adrea de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s con cen trec ion es de Mn. (E x p e r ie n c ia l ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 0 *1 5 0 *1 7 0*17 0*1 4 2 0 *2 2 0 *2 2 0*21 0 *2 0 3 0 *3 2 0 *3 2 0 *3 1 0*2 1 4 0 *2 6 0*29 0*21 0*21 5 0 *2 0 0 *17 0*16 0 *1 4 6 0 *1 6 0 *1 5 0 *1 4 0* 11 7 0 *1 6 0 *1 3 0 *1 2 0 *0 8 8 0* 12 0 *1 0 0*10 0 *0 8 9 0 *0 9 0 *0 5 0 *0 4 0 *0 4 10 0 *0 4 0 *0 4 0 *0 4 0 *0 3 V a lo r g lo b a l 1*72 1*64 1*50 1*29 195 ta b la æ C ontenido de c a ro te n o id e s , expresado en mg, en p a r te adrea de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u l t i \« d a s con d iv e rs e s c o n c e n tra c iones de Mn, {E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 0*4669 0*3465 0* 1923 0*1371 2 0*4333 0 *3753 0*3419 0*3 0 9 2 3 0*7269 0*7772 0*3243 0*6002 4 0*5732 0*7113 0*3001 0*4309 5 • 1*3043 1*2461 1*1593 0*9735 6 1*2635 0*9197 0*3561 0*7323 7 1*1134 0*7613 0*7081 0*6533 a 0*9231 0 *7 4 2 0 0*6152 0*6296 V a lo r g lo b a l 6*9051 5*3799 5*4993 4*5165 196 TAa.A 70 P o rc e n ta je de c a ro te n o id e s , r e fe r id o a peso seco, en p a r te adrea de p la n ta s de Phaseolus v u lg a r is c u lt iv a d a s con d iv e rs e s con cen trec io n es de Mn. (E x p e r ie n c ia I I ) M uestra C o n tro l 10 ppm 40 ppm 80 ppm 1 0*2 2 0*1 8 0*1 0 0*11 2 0 *1 6 0* 13 0 *1 5 0 *1 3 3 0 *2 5 0 *2 6 0*31 0 *2 4 4 0 *1 6 0*20 0 *2 9 0 *1 7 5 0*1 8 0*1 8 0*1 8 0*18 6 0* 18 0 *1 6 0 *1 9 0 * 14 7 0* 17 0* 12 0 *1 1 0*11 a 0 * 17 0*11 0 *1 2 0 *1 2 V a lo r g lo b a l 1*49 1*34 1*45 1*20 197 in I a 3 I § 8 pi o ôo ii i 111i p I a o o o o » ~ a o o sI « S § a I s I o CO O ' CD Ô Ô R %z CM 8 m & Ô ô F * f TT Tf ^ 5 Rl cn CO CO S 8 CM ÇD 8 8 8 3 Ô Ô Ô n ID Ô Ô n t o CO CO t o O ' CM CO m o a Ô CO in I fc) LO 198 ■g o 11 s s % s I § I § I s I s s N 8m (M CM ô 23 â 1gi î i CM n m p ? CD CD CD CD CD CD CD CD S ip p ô ô CM CM 8 a â ô ô o o o o s 1 3 î i i 1 î ? CD CD CD CD CD $ § 8 § § B i § ^ i §*- CM •- «“ o o o C5 Ô Ô Ô Ô Ô CD P S CD CD g g m . P F f p p o o CD CD CD ô CM 9 f; 3 p p en CD CD CD g § R p p m CD Ô CD e 3 199 4 . 6 . DISCUSION GENERAL De nuestro s re s u lta d o s aparecen una s e r ie de hechos que son c o r r e - la c io n a b le s e n tre s i , E l exceso de manganeso en la p la n ta ré s u lta tf ix ic o a p a r t i r de c ie r t o n iv e l c r f t ic o s u p e rio r que se hace o s te n s ib le c la ram en te y de una form a cada vez mds a c u n u la tiv a en l a p la n ta . E sta s in to m a to lo g fa i n - c lu y e fundam entalm ente la p re s e n c ia de manches o puntos parduzcos de t in t e r o j i z o en h o ja s , t a l lo s y p e c io lo s in fe r io r e s in ic ia lm e n te que va su ces iva— mente progresando hasta a lc a n z a r la s ho jas jgvenes mds s u p e r io re s . En dstas aparece m a t f p ic a c lo ro s is in te r v e n a l ta n to mds in te n s a cuanto mayor sea - e l a p o rte de manganeso a l a p la n ta , Los n iv e le s de manganeso e h ie r ro en p la n ta dan a en ten d er la posi b le p re s e n c ia de un fendmeno de antagonism e de ambos io n e s , in c lu s o ya a — n iv e l de l a abso rc id n o , tam bidn, d e l t ra n s p o r te , como se deduce de los va— lo re s d ife r e n c ia le s d e l con ten ido de ambos elem entos en r a f z y p a r te ad re a . N uestros re s u lta d o s in d ic a n mds b ie n una escasa m o v ilid a d d e l manganese y - hacen d i f i c i l in t e r p r e t a r ûnicam ente lo s sfntom as de to x ic id a d como s i fu e - ra n debidos a una d e f ic ie n c ia de h ie r r o , puds, aunque con mayor r e t r a s o , — tambidn se p resen tan en la s p la n ta s c re c id a s con a l to s u m in is tro de h ia r r o . No o b s ta n te , e l increm ento de manganeso en p la n ta dism lnuye le s n iv e le s de h ie r r o en la s d is t in t a s a l tu ra s de la p la n ta . La acc ig n tg x ic a d e l manganeso en la s p ro te in a s de la p la n ta pue— de re la c io n a rs e con su e fe c to d e trim e n ts sobre la n o d u lac ig n , ya que e s te - e fe e to e s p e c ffic o sobre la s p ro te in a s es muy s u p e rio r en la r a f z que en la p a r te adrea y r é s u l ta s e r p ro p o rc io n a l a l incrm ento de la con cen trac ign de manganeso en la p la n ta y a la reduccign de la n od u la c ifin . 200 Las acc io n es e je r c id a s sobre e l c re c im ie n to p o r dosis tg x ic a s . de — manganeso p o d rfan muy b ie n a c tu a r , en g ran p a r te , p o r su e fe c to p e rn ic io s o sobre lo s pigm entos fo to s in td t ic o s y , p o r ende, sobre e l ren d im ien to d e l — a p a ra to fo to s in td t ic o y la p ro d u c t iv id a d de l a p la n ta . E ste hecho es esen— c ia lm e n te o s te n s ib le en la s c l o r o f i l a s , ta n to p a ra l a c lo r o f i l a a como pa­ r a la b y , en cam bio, es menos c la r o , o a l menos aparentem ente mds ambiguo, sobre lo s c a ro te n o id e s . En todo caso es de d e s ta c a r e l hecho d if e r e n c ia l — d e l increm ento en lo s c a ro te n o id e s p o r e fe c to d e l exceso de manganeso en — la s p la n ta s c re c id a s en un medio cuyo a p o rte n itro g en a d o son los n i t r a t o s , en lu g a r de l a f i ja c ig n s im b ig t ic a d e l a tm o s fd r ic o . E ste hecho se nos — m uestra p or e l memento d if ic i lm e n t e e x p l ic a b le . La a c c ig n d i f e r e n c ia l , en la p rim e ra m itad d e l c ic lo v e g e ta tiv o de a lg tn a s con cen trac io n es en l ig e r o exceso de manganeso en p la n ta en e l conte n i do de c l o r o f i l a s , mayor que p a ra la s p la n ta s c o n tr o l en a l to s v a lo re s de h ie r ro f r e n te a la s c re c id a s en b a jo s v a lo re s , p o d rfa a t r ib u i r s e , ademés de a l p o s ib le mécanisme de antagonism e en la abso rc ig n o en e l t ra n s p o r te , en l a p a r t ic ip a c ig n d e l h ie r r o como c o fa c to r de la b io s fn te s is de la s c l o r o f i ­ la s en la p la n ta , logrdndose a s f un m e jo r balance r e la t i v e e n tre cadena de b io s fn te s is . Un hecho d e s ta c a b le es que e l increm ento de h ie r r o , a p esar de su p o s ib le acc ig n b e n e fic io s a sobre la n itro g e n a s a y de su e fe c to antaggn ico — p ara e l manganeso, no s g lo no m ejo ra lo s n iv e le s de p ro te fn a en p la n ta , ----- s in o que in c lu s o lo s p e r ju d ic a o s te n s ib le m e n te , sobre todo en la segunda - m ita d d e l c ic lo de d e s a r ro llo de la s p la n ta s (e s ta d o de f lo r a c ig n ) . 201 5 . C O N C L U S I O N E S 202 5 . C O N C L U S I O N E S 1) E l s p o rts s u p ls m e n ta rio de manganeso se tra d u c e en un increm ento acumu l a t i v o d e l mismo en la s p la n ta s , Estos increm entos in te m o s d e l manga- neso van unidos a un descenso de v a lo re s p a ra e l h ie r ro en la p la n t a , - de forma que céda vez se a lcan zan v a lo re s s u p e rio re s en la r e la c id n — M n/Fe. 2 ) Para un s u m in is tro dado de manganeso a la p la n ta , lo s v a lo re s in te m o s de manganeso d i f ie r e n en lo s d is t in to s Ôrganos de e l l a . Las ra ic e s p re sentan v a lo re s muy s u p e rio re s a la p a r te adrea y en d s ta los n iv e le s — ascienden p ro gres ivam en ta desde la s ho jas v ie ja s b asa les a la s h o jas - jgvenes superJ.ores, 3 ) E l n iv e l n u t r le n te c r f t ic o p ara la a p a r ic ig n en la s p la n ta s de Phaseo­ lu s v u lg a r is de sfntom as e x te m o s v is ib le s de to x ic id a d p o r exceso de manganeso es aproxim adam ente de 3000 ppm en r a f z y de 1000 ppm en la - p a r te a d re a , Independientem ente de la co n c e n tra c ig n de manganeso sum i- n is tra d o p o r la s o lu c ig n n u t r i t i v a , todas la s p la n ta s m uestran s fn to — mas e x te m o s c la ro s de to x ic id a d cuando, p o r e fe c to a c u m u la tiv o , se — l le g a a estos v a lo r e s . 4 ) Los sfntom as e x te m o s de to x ic id a d p o r manganeso que se han m a n ife s ta ­ do en n u e s tra s e x p e r ie n c ia s con Phaseolus v u lg a r is son: puntos pardo— -neg ru zco s de t in t e r o j i z o en t a l l o s , p e c io lo s y ho jas v ie ja s I n f e r io ­ r e s . Puede s e g u irs e la p rogre s ig n d e l manganeso h a c ia a r r lb a s u c e s iv a - mente p o r lo s t a l lo s , p e c io lo s y n e rv ia c io n e s de la s ho jas que se os— 203 curecen de una manera muy c a r a c te r fs t ic a p o r la p re s e n c ia de e s tas pun tu a c io n e s . O tros sfntom as engloban ya n e c ro s is y en la s hojas jgven es, en una fa s e p o s te r io r , c lo r o s is in te rv e n a l que puede l le g a r a s e r muy in te n s a en la s co n cen trec ion es mayores y un t fp ic o arrugam iento d e l — haz f o l i a r . 5 ) E l e s tu d io de lo s n iv e le s sucesivos en p la n ta d e l manganeso y en lo s - d is t in to s p iso s de l a p a r te adrea (h o ja s v ie ja s - ta l lo -h o ja s jg ven es) - in d ic a una escasa m o v ilid a d en p la n ta p ara e l manganeso, lo que r e t r a - sa la a p a r ic id n de lo s sfntom as de to x ic id a d , sobre todo para la s con­ c e n tra c io n e s no muy e levadas de manganeso. 6 ) Las d is t in ta s con cen trac ion es en exceso de manganeso en la s o lu c ig n — n u t r i t i v e no han a lte ra d o la capacidad g e rm in a tiv a de la s s e m ilia s , — pero s i p ronto se es ta b lec e n d ife re n c ia s en e l c re c im ie n to de la s p lan ta s c u lt iv a d a s a mayores co n cen trac ion es de manganeso. Esta reduccign d e l c re c im ie n to en muchos casos es s u p e rio r a l 50 % y en la s p la n ta s - c u lt iv a d a s en 1000 ppm de manganeso r é s u lta to ta lm e n te l é t a l , de forma que cuando la s p la n ta s c o n tro l a lcan zan la f lo r a c ig n a q u e lla s mueren - en su t o ta l id a d . 7 ) A excepcign de la s p la n ta s c u lt iv a d a s en 1000 ppm, que m u rie ron , e l — re s to de v a r ia n te s de 10, 4 0 , 160, 300 y 500 ppm de manganeso en e l — medio n u t r i t i v e no m o d ific g e l tiempo de in ic io de la f lo r a c ig n , pero s i su in te n s id a d que fu é decreciendo cada vez més hasta apenas no ocu - r r i r p ara 500 ppm. 3 ) Igualm ente s ig n i f ic a t iv e s fu e ro n la s d ife re n c ia s en la in te n s id a d y — tamano de f ru to s , con v a lo re s muy p arec id o s para la s p la n ta s c o n tro l y la s c u lt iv a d a s en 10 y 40 ppm de manganeso y d ife re n c ia s muy senaladas 204 cada vez mayores sobre todo a p a r t i r de 160 ppm de manganeso. 9 ) E l exceso de manganeso en p la n ta reduce lo s n iv e le s de p ro te fn a , ta n to mds cuanto mayor see e l s u m in is tro de manganeso. Las ra ic e s se ven mas a fe c ta d a s que la p a r te a d re a . Igualm ente se reduce la n od u lac idn de la s im b io s is Phaseolus v u lg a ris -B h izo b iu m p h a s e o l i i . Ldgicam ente ambos — hechos estdn in tim am ente re la c io n a d o s . 10) E l manganeso en exceso en p la n ta m uestra to x ic id a d en lo s n iv e le s de — pigm entos f o to s in td t ic o s , muy c la r a para la s c lo r o f i la s a y b , ta n to - en v a lo re s en p la n ta como en lo s p o rc e n ta je s r e fe r id o s a peso seco . No S B t r a t a , puds, de un e fe c to in d ir e c to que a l a fe e t a r a l c re c im ie n to — dism inuya correspondientem ente a lo s n iv e le s de c lo r o f i la s en p la n t a ,— s in o que in c lu s o cabe pensar que e l descenso de c lo r o f i la s a fe c te la - • p ro d u c tiv id a d fo t o s in td t ic a y , p o r ende, a l c re c im ie n to de la p la n ta . 11) La f ra c c if in g lo b a l de lo s c a ro te n o id e s no m uestra re s u lta d o s tan s ig n ! f i c a t i v o s . No o b s ta n te , la s p la n ta s c re c id a s con s u m in is tro de n i t r a — tos como fu e n te n itro g e n a d a no sg lo no p resen tan red ucc ig n en lo s n iv e le s de c a ro te n o id e s , s in o in c lu s o muestran un l ig e r o increm ento de los mismos respecto a la s p la n ta s c o n t r o l. 12) Los e fe c to s de l a to x ic id a d d e l exceso de manganeso en Phaseolus vu lga r i s son mgs to le ra d o s , en g e n e ra l, s i la s p la n ta s re c ib e n un s u n in is — t r o mgs e levad o de h ie r r o . Cabe pensar mds b ie n en una in t e r r e la c ig n - Mn-Fe a n iv e l de la ab so rc ig n o d e l t ra n s p o r te , t a l como su g ie ren los n iv e le s en p la n ta de a lgunas fra c c io n e s a n a liz a d a s , mds que en una ------ s u s t itu c ig n de fun c io nes e n tre ambos e lem entos. 13) E l s u m in is tro de n it r a t o s como fu e n te de n i trggeno para la s p la n ta s , - 205 comparedo con la n u tr ic if ln p o r f i ja c ig n s im b ig tic a d e l a tm o s fd ric o , en g e n e ra l, d ism inuye la a p a r ic ig n de sfntom as de to x ic id a d d e l manga— peso y de red ucc ig n d e l c re c im ie n to en la s p la n ta s de Phaseolus vu lg a­ r i s , No o b s ta n te , o tra s fra c c io n e s , como lo s c a ro te n o id e s , se ven in — crem entadas. 206 6 . 8 I B L I 0 G R A F I A 207 6, B I B L I O G R A F I A 1) ADAI5S, F. and 'fVEAR, J . 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