Efecto de la sumersión parcial sobre los atributos del sistema radical de festuca alta con y sin hongos endófitos

Festuca alta (Festuca arundinacea Schreb.) es una gramínea forrajera perenne frecuentemente infectada con el hongo endófito Epichloë coenophiala. Esta especie naturalizada ocupa una amplia superficie en los pastizales de la Pampa Deprimida donde se producen eventos recurrentes de inundación en distintas épocas del año. Las plantas responden al exceso de agua, que desplaza el oxígeno del suelo, con cambios en su morfología aérea y subterránea que contribuyen a superar dicha limitación. Se ha observado que, aunque las raíces finas y largas maximizan la absorción de nutrientes, las raíces relativamente gruesas con aerénquima serían más importantes para la supervivencia bajo condiciones de sumersión. Los objetivos de este trabajo fueron: 1) evaluar si la presencia del endófito modifica la longitud y/o el diámetro de raíces de plantas de festuca alta sometidas a condiciones de sumersión parcial en dos etapas de desarrollo; y 2) si las respuestas encontradas dependen de los materiales genéticos involucrados.

En un invernadero de la Unidad Integrada Balcarce, se cultivaron plantas de festuca alta de una población naturalizada libre (PE-) e infectada (PE+) con endófito silvestre cosechada en un pastizal del Partido de Mar Chiquita y del cv. Taita (gentileza de GENTOS S.A.) libre (TE-) e infectado (TE+) con el endófito seguro AR584 (Grasslanz Technology Limited, Palmerston North, Nueva Zelanda). Se emplearon macetas plásticas de 3 L conteniendo un sustrato mezcla (1:1 v/v) de arena de río y tierra del horizonte superficial (0-20 cm) de un suelo agrícola (9,6 ppm de P Bray I; 5,9% MO y 9,3 ppm N-NO3-). El 04/04/2018 se sembraron 3 semillas de festuca alta y a los 15 días se efectuó un raleo dejando una plántula por maceta (unidad experimental) tratando de lograr la mayor homogeneidad posible en el tamaño de las plantas remanentes. A la siembra se fertilizó con fósforo y nitrógeno para evitar deficiencias minerales. En los estados de 5 hojas expandidas (5H, 43 días desde la siembra, DDS) e inicio de la elongación de entrenudos (EE, 187 DDS), correspondientes a los estados Z15 y Z30-Z32, en la escala de Zadoks, respectivamente, las plantas fueron sometidas a dos tratamientos hídricos: capacidad de campo (CC) y sumersión parcial (SP). El tratamiento SP consistió en aplicar una lámina de agua de 5 cm sobre el nivel del suelo durante 14 días en cada estado. En el estado de inicio de elongación de entrenudos, la mitad de las plantas anteriormente sometidas a cada tratamiento de sumersión en 5 hojas fueron asignadas al mismo tratamiento previo y la mitad restante al otro tratamiento. Posteriormente, todas las macetas se mantuvieron a CC hasta completar el ciclo reproductivo (242 DDS), momento en el que se realizó la cosecha de las plantas. En ese momento las raíces se lavaron cuidadosamente con agua sobre una malla de 1 mm y se conservaron en una solución de etanol al 5% hasta su procesamiento. La raíz de cada planta se colocó en una bandeja acrílica transparente con agua y se pasó a través de un escáner de alta resolución EPSON Expression 10000XL-Photo equipado con una unidad de transparencia. Las imágenes obtenidas en escala de grises, con una resolución de 400 dpi se almacenaron en formato TIFF y posteriormente se procesaron con el software WinRhizo. Para cada planta se determinó la longitud total de raíz y por clase de diámetro (muy fina: 0,0–0,4 mm, fina: > 0,4-1,0 mm, intermedia: > 1,0-1.6 mm y grueso: > 1,6 mm de diámetro). El diseño experimental fue bloques completos aleatorizados con 10 repeticiones. En total se usaron 160 macetas. Los efectos de los factores experimentales (tratamiento hídrico en cada etapa de desarrollo y materiales de festuca) y sus interacciones sobre las variables respuesta, se analizaron mediante ANOVA. Se analizó el efecto del endófito dentro de la población y del cultivar mediante contrastes. Se empleó el programa estadístico R.

Las interacciones dobles y triples entre los factores experimentales no fueron significativas (P> 0,05) para ninguna de las variables de respuesta. En el estado 5H, la longitud total de raíces no difirió entre los distintos materiales de festuca (1048 ± 60 cm, P=0,084) ni entre tratamientos hídricos (SP: 996 ± 61 cm y CC: 1101 ± 61 cm, P=0,105). Sin embargo, independientemente del tratamiento en 5H, las plantas sometidas a SP en EE mostraron una mayor longitud total de raíces (↑21%) que las crecidas a CC (1168 ± 63 cm y 929 ± 56 cm, respectivamente, P< 0,001). Este resultado podría indicar un crecimiento compensatorio durante el período post-inundación hasta la cosecha (i.e. 55 días desde EE) en las plantas expuestas a SP, que favorecería la exploración del suelo y la adquisición de nutrientes. La longitud de raíz de todas las clases de diámetro se vio afectada en consecuencia, y aumentó entre un 21% y un 18% en las plantas sometidas a SP con respecto a las sometidas al tratamiento control en EE (raíces muy finas: 977 ± 57 cm y 769 ± 49 cm, P< 0,001; raíces finas: 110 ± 6 cm y 94 ± 6 cm; P=0,004, raíces intermedias: 40 ± 4 cm y 34 ± 3 cm; P=0,043, raíces gruesas: 41± 6 cm y 32 ± 4 cm; P=0,044). No se detectaron efectos del endófito silvestre ni seguro sobre la longitud total de raíces por planta ni sobre la longitud de la raíz para todas las clases de diámetro (P> 0,05).

La presencia del endófito no modificó los atributos de los sistemas radicales de las plantas en las distintas condiciones ambientales. La sumersión parcial al inicio de elongación de entrenudos favorecería el desarrollo radical de las plantas de festuca alta independientemente del material genético. Estos resultados explicarían, en parte, el éxito de propagación de esta gramínea en los pastizales de la Pampa Deprimida.