Prueba de tejido vegetal

El contenido de nutrientes de una planta se puede evaluar analizando una muestra de tejido de esa planta. Estas pruebas son importantes en la agricultura , ya que la aplicación de fertilizantes se puede ajustar si se conoce el estado nutricional de las plantas. El nitrógeno limita el crecimiento de las plantas y es el nutriente más controlado.

Las pruebas de tejido son casi siempre útiles, ya que proporcionan información adicional sobre la fisiología del cultivo. Las pruebas de tejido son especialmente útiles en determinadas situaciones;

• Para controlar el estado del nitrógeno de un cultivo durante la temporada de crecimiento, se suelen realizar análisis de suelo antes de la plantación.
• En entornos altamente controlados, como la producción hidropónica en invernaderos, los cultivos requieren un aporte constante de nutrientes en su suministro de agua. Incluso una falta transitoria de nutrientes puede reducir los rendimientos. Los resultados de las pruebas de suelo no pueden revelar la absorción real de nutrientes ni su movilidad. Las pruebas de suelo pueden ser insuficientes para controlar el estado de nitrógeno de los cultivos. Las pruebas de suelo pueden ser más adecuadas cuando se cultivan cultivos en compost y estiércol de liberación lenta.
• Cuando existe el riesgo de que la aplicación de un nutriente bloquee la absorción o desbloquee la movilidad de otros nutrientes. En caso de aplicación excesiva, esto puede provocar condiciones tóxicas, como ocurre durante la aplicación de estiércol de aves de corral que contiene micronutrientes como el cobre en altas concentraciones.
• Para garantizar que los niveles de nitrógeno en el cultivo no superen un límite determinado. Las altas concentraciones de nitratos tienen implicaciones para la salud humana porque los nitratos pueden convertirse en nitritos en el tracto digestivo humano. Los nitritos pueden reaccionar con otros compuestos en el intestino para formar nitrosaminas , que parecen ser cancerígenas . Los cultivos pueden contener altas concentraciones de nitrato cuando se aplica un exceso de fertilizante. Esto puede ser un problema en cultivos con altos niveles de absorción de nitrato, como la espinaca y la lechuga . ^{[ cita requerida ]}

Las pruebas de tejidos tradicionales son pruebas destructivas en las que se envía una muestra a un laboratorio para su análisis. Cualquier prueba de laboratorio (prueba de suelo o de tejido) realizada por una empresa comercial le costará una tarifa al productor. Las pruebas de laboratorio tardan al menos una semana en completarse, normalmente dos semanas. Se necesita tiempo para secar las muestras, enviarlas al laboratorio, completar las pruebas de laboratorio y luego devolver los resultados al productor. Esto significa que es posible que el productor no reciba los resultados hasta después del momento ideal para tomar medidas. ^[1] Las pruebas de nitrógeno en tejidos que se pueden realizar rápidamente en el campo hacen que las pruebas de tejidos sean mucho más útiles. ^[1]

Otro problema con las pruebas de tejido de laboratorio es que los resultados suelen ser difíciles de interpretar.

Las pruebas no destructivas de tejidos tienen ventajas sobre las pruebas destructivas tradicionales. Las pruebas no destructivas de tejidos se pueden realizar fácilmente en el campo y brindan resultados mucho más rápido que las pruebas de laboratorio. ^[1]

Para evaluar de forma no destructiva el contenido de nitrógeno, se puede evaluar el contenido de clorofila. El contenido de nitrógeno está relacionado con el de clorofila porque una molécula de clorofila contiene cuatro átomos de nitrógeno.

La deficiencia de nitrógeno se puede detectar con un medidor de contenido de clorofila. ^{[ cita requerida ]} Los medidores determinan el contenido de clorofila haciendo brillar una luz a través de una hoja insertada en una ranura y midiendo la cantidad de luz transmitida.

Los medidores de clorofila utilizan distintas unidades de medida. Por ejemplo, mientras que Minolta utiliza "unidades SPAD", el Dualex (producido por METOS® de Pessl Instruments GmbH) utiliza μg/cm² y el ADC utiliza un índice de contenido de clorofila. Todos miden básicamente lo mismo y hay tablas de conversión disponibles. ^[2]

Si bien los instrumentos de absorción tradicionales han sido muy populares entre los científicos especializados en plantas y han demostrado funcionar bien con especies de hojas anchas, tienen limitaciones. Limitaciones de los medidores de absorción:

• La muestra debe cubrir completamente la abertura de medición. Cualquier espacio libre dará lecturas falsas.
• La muestra medida debe ser delgada, para que la luz de medición no se absorba completamente.
• La superficie de la muestra debe ser plana.
• El efecto de inducción de Kautsky limita las mediciones repetidas en el mismo sitio.
• La variación en las medidas puede ser causada por las costillas y venas medias.
• Correlación lineal limitada a menos de 300 mg/m ² . ^[3]

Por lo tanto, existen muestras que no son adecuadas para la técnica de absorción, entre ellas, hojas pequeñas, la mayoría de las plantas CAM, agujas de coníferas, frutas, algas en rocas, briofitas, líquenes y estructuras vegetales como tallos y pecíolos. Para estas muestras es necesario medir el contenido de clorofila mediante fluorescencia de clorofila .
En su artículo científico, Gitelson (1999) afirma: "Se encontró que la relación entre la fluorescencia de clorofila , a 735 nm y el rango de longitud de onda de 700 nm a 710 nm, F735/F700, era linealmente proporcional al contenido de clorofila (con un coeficiente de determinación, r2, superior a 0,95) y, por lo tanto, esta relación se puede utilizar como un indicador preciso del contenido de clorofila en las hojas de las plantas". ^[3] Los medidores de contenido de clorofila por relación fluorescente utilizan esta técnica para medir estas muestras más difíciles.

Los medidores de contenido de clorofila por fluorescencia tienen las siguientes ventajas:

• Pueden medir muestras pequeñas porque no es necesario rellenar la abertura de medición.
• Se pueden realizar mediciones de hasta 675 mg/m2 ⁽ sólo 300 mg/m2 ^con técnica de absorción)
• Se pueden medir superficies curvas como agujas de pino y pecíolos.
• Se pueden medir muestras gruesas como frutas y cactus.
• Se pueden realizar múltiples mediciones en el mismo sitio porque no existe efecto Kautsky
• Lecturas más consistentes porque se pueden evitar las venas de las hojas y las nervaduras centrales

La ecofisiología de las plantas se puede investigar midiendo la fluorescencia de la clorofila . Los investigadores de plantas utilizan fluorómetros de clorofila para evaluar el estrés de las plantas.

Los fluorómetros de clorofila están diseñados para medir la fluorescencia variable del fotosistema II o PSII. Con la mayoría de los tipos de estrés de las plantas, esta fluorescencia variable se puede utilizar para medir el nivel de estrés de la planta. Los protocolos más utilizados incluyen: Fv/Fm, un protocolo adaptado a la oscuridad, Y(II) o ΔF/Fm', una prueba adaptada a la luz que se utiliza durante la fotosíntesis en estado estacionario, y varios OJIP, protocolos adaptados a la oscuridad que siguen diferentes escuelas de pensamiento. También se pueden utilizar protocolos de extinción de fluorescencia más largos para la medición del estrés de las plantas, pero debido a que el tiempo requerido para una medición es extremadamente largo, probablemente solo se puedan probar pequeñas poblaciones de plantas. NPQ o extinción no fotoquímica es el más popular de estos parámetros de extinción, pero también se utilizan otros parámetros y otros protocolos de extinción.

Otro protocolo de prueba basado en la fluorescencia es la prueba OJIP. Este método analiza el aumento de la fluorescencia emitida por las hojas adaptadas a la oscuridad cuando se iluminan. El aumento de la fluorescencia durante el primer segundo de iluminación sigue una curva con picos intermedios, llamados pasos O, J, I y P. Además, el paso K aparece durante tipos específicos de estrés, como la deficiencia de N. Las investigaciones han demostrado que el paso K puede medir el estrés de N. ^[4]

• Prueba de suelo
• Fertilizante
• Fertilidad (suelo)
• Deficiencia de nitrógeno