INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LOS REYES

CENTRO DE INVESTIGACIONES Y ESTUDIOS AVANZADOS DEL I.P.N. UNIDAD IRAPUATO

“EFECTOS FISIOLÓGICOS Y BIOQUÍMICOS DE LA ADICIÓN DE ZEOLITA A EL CULTIVO DE MAÍZ (Zea Mayz)

CON DOS FUENTES DE FERTILIZACIÓN”

PRESENTAJOSE ALBERTO SÁNCHEZ ARROYO

DIRECTORDr. AXEL TIESSEN FAVIER

7 y 8 de Noviembre del 2013

albertoiias@hotmail.coma.tiessen@ira.cinvestav.mx

Contenido

• Introducción

• Antecedentes

• Objetivos e Hipótesis

• Estrategia Experimental

• Métodos

• Resultados

• Conclusiones

Maíz

• Gramínea

• Planta C4

• Inflorescencia monoica

• Centro de Origen México

Figura 2. Anatomía y Fisiología del Maíz (Z. mays). El maíz es una planta monocotiledónea y monoica Su principales órganos y tejidos son: A) Inflorescencia masculina (Panícula), B) Espiguillas masculinas, C) Estigma, D) Inflorescencia Femenina (Mazorca). E) Grano. F) Raíz G) Tallo. (Modificado de C. Geigy)

Maíz

• El maíz es el cultivo más importante de México y sigue desempeñando múltiples funciones como medio de subsistencia de los agricultores. Ocupa la mayor superficie sembrada entre los cultivos del país, y muchos pequeños agricultores se dedican a su producción (Barkin, 2002; Hellin et al. 2013)

Las regiones y los estados productores de maíz primaria. Nota: Los Estados son por orden de mayor a menor producción al final del período. Los estados son: 1. Sinaloa, 2. Jalisco, 3. México, 4. Chiapas, 5. Michoacán, 6. Guerrero, 7. Guanajuato, 8. Veracruz, 9. Puebla, 10. Chihuahua, 11.Oaxaca, 12. Hidalgo, 13. Tamaulipas.

(Sweeney et al., 2013)

Zeolita

• Las zeolitas son un tipo de compuestos de inclusión. Estas son aluminosilicatos hidratados, caracterizados por redes tridimensionales (tetraedros) de SiO4 y AlO4 (Rehakova et al., 2004).

• Alta capacidad de absorción de iones amonio (NH4

+) (Barbarick et al., 1990).

• Las aplicaciones de las zeolitas naturales son:• Control de contaminación• Ganadería• Agricultura y acuicultura• Minería y la metalurgia.

(Mumpton, 1981).

(Ostrooumov, 2011)

(M. A. Hernandez, 2010)

Urea

Compuesto orgánico sintetizado a partir de un compuesto inorgánico

(cianato amónico) mediante la síntesis de Wöhler.

CO(NH2)2 + H2O CO2 + 2NH3 + H+Urea Agua

Dióxido

deCarbono

Ureasa

Amoniaco

Cianatode amonio

NO3- → NO2

- → NO → N2O → N2

Volatilización

NH4+

Amonio30%

Aprovechamiento

Lixiviaciones

Volatilización

Protón

PÉRDIDA $$$$

NH4+-OCN + Calor

Orina

• La aplicación de orina a los suelos agrícolas tiene la ventaja de proporcionar la materia orgánica (OM) y nutrientes de las plantas, especialmente nitrógeno (N) (Sánchez, 2005)

(Añasco, 2001)

Antecedentes

Tema Autor Journal Año

Absorcion de amonio (NH4

+ ) en zeolitaBernal et al Bioresource Tecnology 1993

Evitar lixiviaciones de fertilizante en suelos

arenosos

Sepaskhah A.R., Barzegar M.

Agricultural Water Management

2010

Fertilizacion de maíz con orina

Arbat G. et al Agricultural Water Management

2013

Comparaciones de fertilizaciones

Daudén A., Quitez D.

European Journal Agronomy

2004

Combinación de Fertilizaciones

Berenguer P. et al. European Journal Agronomy

2008

Adición de Orina a el maíz

Meijide A. et al. Agriculture, Enviroment &

Agriculture

2007

Objetivos e Hipótesis

• General

Determinar los cambios fisiológicos y bioquímicos en el cultivo de maíz (Zea mayz) mediante el manejo agronómico de fertilización proveniente de dos fuentes diferentes (urea y orina animal).

• Específicos

Determinación de amonio (NH4+) contenido en la orina animal.

Cuantificación de metabolitos en hojas de las plantas de maíz (Zea mayz) como ; clorofilas ( a, b y totales)

Muestrear el rendimiento de las plantas en biomasa seca

Hipótesis

La aplicación de distintas dosis de fertilizaciones alternas a las convencionales, más la suplementación de zeolita al sustrato, influyen en los cambios fisiológicos y bioquímicos en el cultivo del maíz.

Preguntas Biológicas

• ¿Influye la fertilización de orina en sinergia con la zeolita para que haya cambios bioquímicos y fisiológicos en el cultivo del maíz con respecto a la urea química?

• ¿Funciona igual la orina que la urea química?

Cambios Fisiológicos Cambios Bioquímicos

Cambios Fisiológicos Cambios Bioquímicos

Zeolita

Orina Urea

Cultivo Maíz

Cultivo Maíz

Estrategia Experimental

Estr

ateg

ia e

xper

imen

tal

Tratamiento Sustrato Relación No. Macetas No. Plantas

TestigoUrea 6 gUrea 10 gUrea 15 gUrea 20 g

Peat moss-vermiculita (PM-V)

1:1 8 24

TestigoOrina 250 mlOrina 500 mlOrina 750 mlOrina 1000 ml

Peat moss-vermiculita (PM-V)

1:1 8 24

TestigoUrea 6 gUrea 10 gUrea 15 gUrea 20 g

PM-V -ZEOLITA 1:1:1 8 24

TestigoOrina 250 mlOrina 500 mlOrina 750 mlOrina 1000 ml

PM-V -ZEOLITA 1:1:1 8 24

Métodos

• Cuantificación de clorofilas en las hojas de maiz

• Discos de hoja etapa V6• Congelamiento• Triturado• Extracción• Agitación• Centrifugar• Lectura 640 nm y 663 nm.

.

Disco de hoja Extracto en placa Depwell Placa Sarstedt Lector

Análisis Estadísticos

Versión 3.0.2

http://www.r-project.org/

Project

RESULTADOS

y = 0.1928x + 0.1264R² = 0.956

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 0.5 1 1.5 2 2.5

OD640

NH4 (ppm/ml)

Curva Std

Clorofilas (a)

media =1.54

media =3.98

Testigos 6gUrea 10gUrea

p<0.05 n=16

15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rina

TRATAMIENTOS SIN ZEOLITA Y CON ZEOLITA

CLOROFILA (a) EN HOJAS

Clorofilas (b)

media= 1.96

media=0.92

p<0.05 n=16 Testigos 6gUrea 10gUrea 15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rina

TRATAMIENTOS SIN ZEOLITA Y CON ZEOLITA

CLOROFILA (b) EN HOJAS

Clorofila Total media= 4.95

media= 3.72

p<0.05 n=16

Testigos 6gUrea 10gUrea 15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rina

TRATAMIENTOS SIN ZEOLITA Y CON ZEOLITA

CLOROFILA TOTAL EN HOJAS

Biomasa Seca

media=154.65

media=180.15

p<0.05 n=8

PESO TOTAL DE LA PLANTA

Testigos 6gUrea 10gUrea 15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rina

TRATAMIENTOS CON ZEOLITA Y SIN ZEOLITA

Biomasa Seca

media= 124.70

media= 104.23

p<0.05 n=8

PESO DE TALLO

Testigos 6gUrea 10gUrea 15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rinaTRATAMIENTOS CON ZEOLITA Y SIN ZEOLITA

Biomasa Seca

media=129.97

media=143.41

p<0.05 n=8

PESO DE MAZORCAS

Testigos 6gUrea 10gUrea 15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rinaTRATAMIENTOS CON ZEOLITA Y SIN ZEOLITA

Altura de plantamedia=173.47

media=159.08

p<0.05 n=8

ALTURA DE PLANTAS

Testigos 6gUrea 10gUrea 15gUrea 20gUrea 250ml0rina 500ml0rina 750ml0rina 1000ml0rina

TRATAMIENTOS CON ZEOLITA Y SIN ZEOLITA

Conclusiones

• El presente trabajo permite identificar que las plantas de maíz (Zea mayz) respondieron favorablemente al contenido de clorofila (a) cuando se aplico la dosis de fertilización 10 g de urea en tratamientos con o sin zeolita.

• De la misma manera el contenido de clorofila (b) aumentó en las plantas fertilizadas con orina y adición de zeolita.

• Las fertilizaciones de urea aumentan la clorofila total en tratamientos sin zeolita, mientras que ésta aumentó (clorofila total) cuando se hicieron las fertilizaciones con orina y zeolita en el sustrato.

• La biomasa seca como peso de planta, peso de tallo y altura de planta se vieron favorecidos con la adición de zeolita al sustrato

AGRADECIMIENTOS

• A Dios nuestro creador.

• A mi familia, mis amigos y mi novia Yolanda.

• Lab. Metabólomica y Fisiología Molecular, especial a el Dr. Axel Tiessen F.

• A el ITSLR, en especial a el M.C. Gamaliel Valdivia Rojas, IBQ Raúl Alvízar Manzo.