Productividad temprana de Eucalyptus con diferentes disponibilidades de nutrientes y agua

Tesis presentada para optar al Grado de Doctor en Ciencias NaturalesFil: Graciano, Corina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo; Argentin

Productividad temprana de <i>Eucalyptus</i> con diferentes disponibilidades de nutrientes y agua

Esta tesis presenta los resultados de experimentos que se llevaron a cabo para analizar el modo en que la fertilización afecta el crecimiento de Eucalyptus según el tipo de suelo en el que crece la planta. Se utilizaron tres tipos de suelo que poseían textura muy diferente y que ofrecían dotaciones de nutrientes muy diferentes. Se analizó la acumulación y distribución de materia seca y se observó que la fertilización con P producía mayor crecimiento que la fertilización con N, independiente de la dotación de N y P de los suelos. La magnitud de la respuesta y la dosis óptima dependió del tipo de suelo. En general, la fertilización con P incrementó la partición de materia seca a las ramas y disminuyó a las raíces. La concentración de N y P en los tejidos no se asoció con la dotación de estos nutrientes en el suelo, aunque sí se incrementó con la aplicación de fertilizantes. La fertilización con N incrementó la concentración de N en los tejidos, aunque no la de P y S. La fertilización con P incrementó la concentración de N, P y S en los tejidos. La absorción total de N desde el suelo se incrementó con la fertilización con P, aún en los suelos con muy baja dotación de N. Posteriormente se analizó si la fertilización afectaba la tolerancia al estrés hídrico. En una plantación de un año de edad, se observó que las plantas fertilizadas con P poseían menor potencial osmótico a turgencia máxima que las plantas sin fertilizar. Sin embargo, en un ensayo posterior con plantines en condiciones controladas, se observó que si bien las plantas fertilizadas con P tenían menor potencial osmótico a turgencia máxima, estas plantas no realizaban ajuste osmótico cuando eran sometidas a condiciones de baja disponibilidad hídrica, como sus contrapartes sin fertilizar. Debido a eso y a la menor partición de materia seca hacia las raíces, el mayor crecimiento observado con la fertilización con P en condiciones de buena disponibilidad hídrica, dejaba de observarse en condiciones de baja disponibilidad de agua. Sin embargo, al analizar la interacción entre fertilización y estrés hídrico sobre otros dos tipos de suelo, se observó que en el suelo arcilloso, que posee mayor capacidad de retención hídrica y mayor dotación de nutrientes, el mayor crecimiento debido a la fertilización con P se mantenía aún en condiciones de baja disponibilidad hídrica. Asociado con esto, las plantas fertilizadas con P sobre este suelo aumentaron la partición de materia seca a las raíces bajo condiciones de estrés hídrico y realizaron ajuste osmótico. Las conclusiones principales son que el crecimiento y partición de materia seca se modifica con la fertilización con P y con N, pero de diferente manera según el tipo de suelo en el que crece la planta. Las aplicaciones con P producen mayor crecimiento aún en suelos con baja dotación de N, y aumentan la extracción de N y P del suelo. La fertilización afecta la tolerancia al estrés hídrico. En condiciones de baja disponibilidad de agua, la fertilización con N no es recomendable, pero la fertilización con P es recomendable sólo en el suelo arcilloso.Facultad de Ciencias Naturales y Muse

Plant–pathogen interactions: Leaf physiology alterations in poplars infected with rust (Melampsora medusae)

Rust produced by Melampsora sp. is considered one of the most relevant diseases in poplar plantations. Growth reduction in poplar plantations takes place because rust, like other pathogens, alters leaf physiology. There is not a complete evaluation of several of the physiological traits that can be affected by rust at leaf level. Therefore, the aim of this work was to evaluate, in an integrative way and in the same pathosystem, which physiological processes are affected when Populus deltoides Bartr. ex Marsh. leaves are infected by rust (Melampsora medusae Thümen). Leaves of two clones with different susceptibility to rust were analyzed. Field and pot experiments were performed, and several physiological traits were measured in healthy and infected leaves. We conclude that rust affects leaf mesophyll integrity, and so water movement in the leaf in liquid phase is affected. As a consequence, gas exchange is reduced, affecting both carbon fixation and transpiration. However, there is an increase in respiration rate, probably due to plant and fungal respiration. The increase in respiration rate is important in the reduction of net photosynthetic rate, but also some damage in the photosynthetic apparatus limits leaf capacity to fix carbon. The decrease in chlorophyll content would start later and seems not to explain the reduction in net photosynthetic rate. Both clones, although they have different susceptibility to rust, are affected in the same physiological mechanisms.Fil: Gortari, Fermin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Forestales; ArgentinaFil: Guiamet, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Graciano, Corina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Forestales; Argentin

Tillandsia recurvata L. as a bioindicator of sulfur atmospheric pollution

Tillandsia recurvata L. es una planta epífita muy abundante en el arbolado urbano de la ciudad de La Plata (provincia de Buenos Aires, Argentina). Como absorbe agua y nutrientes minerales de la atmósfera, puede ser un buen indicador de la contaminación atmosférica. Los organismos indicadores pueden serlo por mostrar modificaciones morfológicas macro o microscópicas, o bien por acumular el contaminante en los tejidos al ser expuestos a mayores concentraciones. Para examinar la posibilidad de usar esta epífita como una especie indicadora de la contaminación por azufre, se recolectaron individuos de Tillandsia recurvata durante 2 años en tres sitios del casco urbano de La Plata, en un sitio suburbano ubicado en un gran parque al norte de La Plata y en un sitio rural a 60 km al sur de la ciudad. Se realizaron observaciones macro y microscópicas, se determinó la concentración de clorofila y la concentración de azufre en los tejidos vegetales. No se encontraron modificaciones morfológicas macro ni microscópicas que indiquen daños en las plantas expuestas a mayores niveles de contaminación. La concentración de clorofila no parece estar relacionada con el nivel de contaminación. En todas las fechas de muestreo, la concentración de azufre en los tejidos fue menor en las plantas provenientes del sitio rural, habiéndose encontrado variaciones para cada sitio entre las fechas de muestreo. Se concluye que Tillandsia recurvata tolera los niveles de contaminación existentes en La Plata sin mostrar modificaciones morfológicas y que, por su habilidad de acumular azufre en los tejidos, puede ser utilizada como indicadora de contaminación atmosférica por azufre.Tillandsia recurvata L. is an epiphyte that absorbs nutrients from the air, so it could be used as a bioindicator of atmospheric sulfur pollution. In order to test this idea, Tillandsia recurvata samples were seasonally collected for two years at three sites of La Plata, Buenos Aires Province, Argentina, in a suburban park and in a rural area 60 km away from the city. Macro- and microscopic observations were carried out and chlorophyll and sulfur concentrations of the tissue were measured to evaluate if this epiphyte shows morphological or physiological damage in the most polluted sites or if it accumulates sulfur in the tissues when sulfur in the air increases. No micro- or macroscopic damage was observed, and chlorophyll content seemed not to be related with pollution level. Samples from the rural site always had a lower sulfur content than those from the urban and suburban sites. In conclusion, Tillandsia recurvata tolerates the ocal level of sulfur contamination without showing morphological damage and could be a suitable bioindicator because of its capacity to accumulate sulfu

Fertilization with urea, ammonium and nitrate produce different effects on growth, hydraulic traits and drought tolerance in <i>Pinus taeda</i> seedlings

Urea fertilization decreases Pinus taeda L. growth in clay soils of subtropical areas. The negative effect of urea is related to changes in some hydraulic traits, similar to those observed in plants growing under drought. The aims of this work were (i) to determine whether different sources of nitrogen applied as fertilizers produce similar changes in growth and hydraulic traits to those observed by urea fertilization and (ii) to analyze the impact of those changes in plant drought tolerance. Plants fertilized with urea, nitrate (NO3-) or ammonium (NH4+) were grown well watered or with reduced water supply. Urea and NO3- fertilization reduced plant growth and increased root hydraulic conductance scaled by root dry weight (DW). NH4+ fertilization did not reduce plant growth and increased shoot hydraulic conductance and stem hydraulic conductivity. We conclude that NO3- is the ion involved in the changes linked to the negative effect of urea fertilization on P. taeda growth. NH4+ fertilization does not change drought susceptibility and it produces changes in shoot hydraulic traits, therefore plants avoid the depressive effect of fertilization. Urea and NO3- fertilizers induce changes in DW and root hydraulic conductance and consequently plants are less affected by drought.Instituto de Fisiología VegetalFacultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Fertilization with urea, ammonium and nitrate produce different effects on growth, hydraulic traits and drought tolerance in <i>Pinus taeda</i> seedlings

Urea fertilization decreases Pinus taeda L. growth in clay soils of subtropical areas. The negative effect of urea is related to changes in some hydraulic traits, similar to those observed in plants growing under drought. The aims of this work were (i) to determine whether different sources of nitrogen applied as fertilizers produce similar changes in growth and hydraulic traits to those observed by urea fertilization and (ii) to analyze the impact of those changes in plant drought tolerance. Plants fertilized with urea, nitrate (NO3-) or ammonium (NH4+) were grown well watered or with reduced water supply. Urea and NO3- fertilization reduced plant growth and increased root hydraulic conductance scaled by root dry weight (DW). NH4+ fertilization did not reduce plant growth and increased shoot hydraulic conductance and stem hydraulic conductivity. We conclude that NO3- is the ion involved in the changes linked to the negative effect of urea fertilization on P. taeda growth. NH4+ fertilization does not change drought susceptibility and it produces changes in shoot hydraulic traits, therefore plants avoid the depressive effect of fertilization. Urea and NO3- fertilizers induce changes in DW and root hydraulic conductance and consequently plants are less affected by drought.Instituto de Fisiología VegetalFacultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Producción y difusión del conocimiento científico en la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de La Plata : estrategias de posicionamiento

Fil: Fernández, Laura Virginia. Facultad de Ciencias Naturales y Museo, UNLPFil: Graciano, Corina. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, UNL

Poplar leaf rust reduces dry mass accumulation and internal nitrogen recycling more markedly under low soil nitrogen availability, and decreases growth in the following spring

Rust is one of the most important biotic stress factors that affect poplars. The aims of this work were: (i) to analyze the changes in growth and nitrogen (N) accumulation in Populus deltoides W. Bartram ex Marshall plants infected with rust (Melampsora medusae Thümen.) and to determine how internal N stores are affected by the disease, in plants growing under two N availabilities in the soil; and (ii) to evaluate the impact of rust in the early sprout in the following growing season and the cumulative effect of the disease after repeated infections. Two clones with different susceptibility to rust were analyzed. At leaf level, rust reduced gas exchange capacity, water conductance in liquid phase and photosynthetic rate in both clones. At plant level, rust reduced plant growth, accelerated leaf senescence and abscission occurred with a higher concentration of leaf N. Even though N concentration in stems and roots were not significantly reduced by rust, total N accumulation in perennial tissues was reduced in infected plants. The vigor of the early sprout of plants infected by rust in the previous season was lower than that of non-infected plants. Therefore, rust affects plant growth by reducing the photosynthetic capacity and leaf area duration, and by decreasing internal nutrient recycling. As nutrient reserves in perennial tissues are lower, rust infection reduces not only the growth of the current season, but also has a cumulative effect on the following years. The reduction of growth was similar in both clones. High availability of N in the soil had no effect on leaf physiology but increased plant growth, delayed leaf senescence and abscission, and increased total N accumulation. If fertilization increases plant growth (stem and root dry mass) it can mitigate the negative effect of the pathogen in the reduction of nutrient storages and future growth.EEA Delta del ParanáFil: Gortari, Fermín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Gortari, Fermín. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Guiamet, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Guiamet, Juan José. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Cortizo, Silvia Cora. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Delta del Paraná; ArgentinaFil: Graciano, Corina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Graciano, Corina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina.Fil: Graciano, Corina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentin

Involvement of soluble proteins in growth and metabolic adjustments of drought-stressed Calligonum mongolicum seedlings under nitrogen addition

The planting of seedlings is the most effective measure for vegetation restoration. However, this practice is challenging in desert ecosystems where water and nutrients are scarce. Calligonum mongolicum is a sand-fixing pioneer shrub species, and its adaptive strategy for nitrogen (N) deposition and drought is poorly understood. Thus, in a pot experiment, we studied the impacts of four N levels (0, 3, 6, 9 gN·m−2·year−1) under drought or a well-watered regime on multiple eco-physiological responses of 1-year-old C. mongolicum seedlings. Compared to well-watered conditions, drought considerably influenced seedling growth by impairing photosynthesis, osmolyte accumulation and activity of superoxide dismutase and enzymes related to N metabolism. Nitrogen addition improved the productivity of drought-stressed seedlings, as revealed by increased water use efficiency, enhanced superoxide dismutase and nitrite reductase activity and elevated N and phosphorus (P) levels in seedlings. Nevertheless, the addition of moderate to high levels of N (6–9 gN·m−2·year−1) impaired net photosynthesis, osmolyte accumulation and nitrate reductase activity. N addition and water regimes did not markedly change the N:P ratios of aboveground parts; while more biomass and nutrients were allocated to fine roots to assimilate the insufficient resources. Soluble protein in assimilating shoots might play a vital role in adaptation to the desert environment. The response of C. mongolicum seedlings to N addtion and drought involved an interdependency between soluble protein and morphological, physiological and biochemical processes. These findings provide an important reference for vegetation restoration in arid lands under global change.Fil: Zhang, Z.. Chinese Academy of Sciences; República de China. Cele National Station of Observation and Research for Desert-Grassland Ecosystems; ChinaFil: Tariq, A.. Chinese Academy of Sciences; República de China. Cele National Station of Observation and Research for Desert-Grassland Ecosystems; ChinaFil: Zeng, F.. Chinese Academy of Sciences; República de China. Cele National Station of Observation and Research for Desert-Grassland Ecosystems; ChinaFil: Chai, X.. Chinese Academy of Sciences; República de China. Cele National Station of Observation and Research for Desert-Grassland Ecosystems; ChinaFil: Graciano, Corina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentin

Aclimatación morfo-fisiológica durante el establecimiento de Araucaria angustifolia bajo cobertura de canopeo en el Bosque Atlántico, Argentina

Araucaria angustifolia is an ecologically and commercially important species of the Atlantic Forest. However, its ability to regenerate continuously under the shade of the canopy in the rainforest is uncertain. The aims were: to evaluate the morpho-physiological responses of araucaria to different intensities of canopy coverage to know its shade acclimation capacity; and to evaluate survival and growth under different shade intensities in gaps. First, seedlings were grown in pots at full sun or under canopy shade and morpho-physiological traits were measured after 6 and 12 months. Survival was 100 % under full sun and 40 % under shade. One year after planting, the ability to use high-intensity light was similar in plants under both conditions, although shade plants did not grow and showed little capacity to acclimate to shade. Plants under full sun duplicated their size in six months and had higher capacity to deliver water to the leaves. However, shade plants had higher specific hydraulic conductance. After that, in a field experiment, seedlings were planted in six forest-gaps to record survival and growth for 30 months. Survival was high in all positions within the gaps. In the center of the gaps, where incident radiation was higher, growth was higher. We conclude that araucaria has low ability to acclimate to low radiation, nevertheless, it can survive at least 30 months under the canopy. Consequently, araucaria should not be planted below dense canopy shade. The microenvironment in the center of 195-293 m2 gaps is proper for araucaria growth.Araucaria angustifolia (araucaria) es una especie del Bosque Atlántico de importancia ecológica y comercial, pero su capacidad para regenerar continuamente bajo dosel es incierta. Los objetivos fueron: evaluar la respuesta morfo-fisiológica de araucaria a diferentes intensidades de cobertura de dosel para conocer su capacidad de aclimatación; y evaluar supervivencia y crecimiento bajo diferentes niveles de cobertura durante su establecimiento en claros del Bosque Atlántico. En experimentos en maceta, plantas jóvenes fueron expuestas a sol pleno y bajo sombra del dosel y se hicieron mediciones morfo-fisiológicas seis y 12 meses después de plantadas. La supervivencia fue 100 % a sol pleno y 40 % bajo sombra. Un año luego de plantar, las plantas tuvieron similar capacidad para usar luz de alta intensidad, pero bajo sombra no crecieron y demostraron baja capacidad de aclimatación a la sombra. Las plantas a sol pleno duplicaron su tamaño en seis meses y presentaron mayor capacidad para conducir agua hacia las hojas. Las plantas bajo sombra presentaron mayor conductividad hidráulica específica. En experimento a campo se plantó araucaria en seis claros del bosque y se registró supervivencia y crecimiento durante 30 meses. La supervivencia fue alta y no se asoció a la posición de las plantas dentro del claro. Los mayores crecimientos se registraron en el centro de los claros. Araucaria tuvo poca capacidad para aclimatarse a bajas radiaciones, pero pudo sobrevivir al menos durante 30 meses. Consecuentemente, no se recomienda su plantación bajo dosel denso. El microambiente en el centro de claros de 195 a 293 m2 fue adecuado para el crecimiento de araucaria.Fil: Olguin, Flavia Yesica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; ArgentinaFil: Moretti, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Pinazo, Martín Alcides. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Misiones. Estación Experimental Agropecuaria Montecarlo; ArgentinaFil: Graciano, Corina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Fisiología Vegetal. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Fisiología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentin