La aplicación de surfactantes reduce el consumo de agua del césped

28 junio 2021
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La aplicación de surfactantes reduce el consumo de agua del césped en condiciones de demanda evaporativa elevada en invernadero

Giannakopoulos, V., J. Puértolas, A. Owen e I.C. Dodd

Introducción

Los agentes humectantes a base de surfactantes (que denominaremos de manera simplificada «surfactantes») son moléculas anfifílicas que reducen la tensión superficial del agua y cuyos efectos sobre las propiedades del suelo se han evaluado ampliamente1. Las moléculas de surfactante reducen el ángulo de contacto entre las moléculas de agua y las partículas del suelo, mejorando la tasa de infiltración en sustratos hidrófobos, lo que favorece una distribución óptima de la humedad en el perfil edáfico2,3.

Una parte importante de la investigación desarrollada sobre el impacto de los surfactantes en el crecimiento de las plantas se ha centrado en el césped, dado que en la actualidad se trata del principal mercado al que se dirigen estos productos. La aplicación de surfactantes al césped mejora el color de las plantas, su calidad y la biomasa4,5, al atenuar la hidrofobicidad del suelo que es causante de la aparición de zonas secas localizadas en áreas verdes de base arenosa6.

En suelos no hidrófobos, la aplicación de surfactantes potencia el crecimiento de las plantas en periodos más secos7. Sin embargo, se ha investigado muy poco sobre el impacto de los surfactantes en la regulación del consumo de agua de las plantas. Los surfactantes redujeron los niveles de transpiración en Impatiens de Nueva Guinea sin afectar a la fotosíntesis neta, mejorando la eficiencia del consumo de agua de las plantas8. No obstante, no se ha realizado este tipo de estudios sobre especies de césped.

El déficit de presión de vapor (DPV) atmosférica se define como la diferencia entre la presión de vapor de saturación y la presión de vapor real. Se acepta de manera general que el DPV es el principal impulsor de la evaporación para la transpiración9. Hasta donde sabemos, no se ha desarrollado una evaluación exhaustiva de los efectos de los surfactantes sobre el consumo de agua de las plantas bajo un DPV elevado. Por tanto, el objetivo de este estudio fue determinar las pérdidas de agua de maceta en una plataforma gravimétrica de alto rendimiento instalada en el Lancaster Environment Centre10, para evaluar el efecto de los surfactantes sobre la evapotranspiración (ET) en especies de césped. Además, se compararon las distintas transpiraciones (E) resultantes entre tratamientos con un DPV elevado, distinguiendo los componentes de evaporación y de transpiración de la ET.

Materiales y métodos

El césped (Lolium perenne) se cultivó en macetas rellenas con tres tipos de suelos con contenidos de materia orgánica diferentes, en un invernadero situado en el Lancaster Environment Centre, en junio de 2019. Se probaron tres tipos de surfactante y una muestra de control sin surfactante en un experimento factorial de 4 (surfactantes) x 3 (tipos de suelo) donde se estimaron las pérdidas por ET por horas y se registraron la humedad relativa y la temperatura (para el cálculo de los DPV) empleando registros de datos (horarios). La transpiración de las plantas (E) se calculó como la diferencia entre la ET y la evaporación de las macetas próximas sin cultivar. Se seleccionaron datos de E y DPV entre las 09:00 y las 19:00 y se estableció la relación de la E respecto al DPV para plantas bien regadas; las mediciones se tomaron 21 días después de la siembra, cuando las plantas cubrían la superficie completa de la maceta.

Fig. 1: Relación entre E y DPV para el desarrollo de Lolium perenne en suelos con bajo y alto contenido de materia orgánica (gráficos a y b, respectivamente) sin (círculos negros) y con adición de AquaSmart, FlowSmart, TriSmart (círculos vacíos, triángulos negros, triángulos vacíos, respectivamente). Cada punto es una planta y se han ajustado las regresiones lineales.

Fig. 2: Peso seco de Lolium perenne cultivada en suelos con bajo (a) y alto (b) contenido de materia orgánica sin (barras negras) y con adición de AquaSmart, FlowSmart, TriSmart (barras gris claro, a rayas/gris oscuro, a rayas/gris claro, respectivamente). Las barras son valores medios ± SE de seis repeticiones, sin efectos significativos (p > 0,2) en ninguno de los suelos, de modo que los resultados no significativos se presentan como «ns».

 

Resultados

En condiciones de riego adecuado, la E de las plantas tratadas con surfactante fue inferior en los casos de DPV elevado en dos de los tres sustratos (contenidos bajo y alto de materia orgánica). Por tanto, las plantas tratadas con surfactante tendieron a consumir menos agua a medida que aumentaba la demanda evaporativa (figura 1). Dado que no se observaron diferencias en la acumulación de biomasa entre tratamientos (figura 2), los surfactantes mejoraron la eficiencia del consumo de agua del césped.

Conclusión

La aplicación de surfactantes redujo el consumo de agua del césped en condiciones de elevada demanda evaporativa sin limitar el crecimiento de la planta, por consiguiente, aumentando la eficiencia del consumo de agua.

Autores:

Vasileios Giannakopoulos, Dr. Jaime Puértolas y Prof. Ian C. Dodd, Lancaster Environment Centre, Lancaster University, Reino Unido

Dr. Andy Owen, ICL Specialty Fertilizers, Países Bajos

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1 URRESTARAZU, M., C. GUILLÉN, P. MAZUELA y G. CARRASCO, 2008: Wetting agent effect on physical properties of new and reused rockwool and coconut coir waste. Scientia Horticulturae. 116(1):104-108.

2 OOSTINDIE, K., L. DEKKER, J.G. WESSELING y C.J. RITSEMA, 2008: Soil Use and Management. 24(4): 409-415.

3 CID-BALLARÍN, C., R. MUÑOZ-CARPENA, A. SOCORRO-MONZÓN y G. GONZÁLEZ-TAMARGO, 1998: Wetting agent effects on peat properties related to nutrient solution losses and plant growth. Acta Horticulturae. 458: 161-170.

4 YORK, C.A. y N.A. BALDWIN, 1993: Localized dry spot of UK golf greens, field characteristics, and evaluation of wetting agents for alleviation of localized dry spot symptoms. International Turfgrass Society Research Journal. 7: 476-483.

5 CISAR, J.L., K.E. WILLIAMS, H.E. VIVAS, J.J. HAYDU, 2000. The occurrence and alleviation by surfactants of soil-water repellency on sand-based turfgrass systems. Journal of Hydrology. 231-232: 352-358.

6 ÁLVAREZ, G., E. SEVOSTIANOVA, M. SERENA, R. SALLENAVE y B. LEINAUER, 2016: Surfactant and polymer-coated sand effects on deficit irrigated bermudagrass turf. Agronomy Journal. 108(6): 2245-2255.

7 JAFARIAN, S., M.R. CHAICHI, M.G. MEHRDAD, 2016: Effects of surfactant and limited irrigation on forage yield and quality of alfalfa (Medicago sativa L.). Australian Journal of Crop Science. 10 (1): 386-393.

8 SIBLEY, J., X. YANG, W. LU y D. EAKES, 2018: Effects of a nonionic surfactant on growth, photosynthesis, and transpiration of New Guinea impatiens in the greenhouse. Journal of Environmental Horticulture. 36(2): 73-81.

9 JÁUREGUI, I., S.A. ROTHWELL, S.H. TAYLOR, M.A.J. PARRY, E. CARMO-SILVA, I.C. DODD, 2018: Plant Methods. 14(97).

10 RYAN, A.C., I.C. DODD, S.A. ROTHWELL, R. JONES, F. TARDIEU, X. DRAYE y W.J. DAVIES, 2016: Plant Science. 251: 101-109.