Tolerancia a la inundación de especies gramíneas forrajeras megatérmicas : bases ecofisiológicas relacionadas con su instalación y producción

Abstract

La inundación es un factor importante que afecta la implantación y producción de especies forrajeras en ecosistemas de pastizales anegables. Chloris gayana K. y Panicum coloratum L. son dos gramíneas tropicales cuyo uso como forrajera en ambientes templados se ha incrementado recientemente. En esta tesis se realizaron dos experimentos para evaluar la tolerancia de estas especies a eventos de inundación en los estadíos de plántula (implantación, Exp. 1) y de planta adulta (producción, Exp. 2). En el primer experimento plántulas de dos semanas de ambas especies fueron sometidas a tratamientos i) control, ii) sumersión parcial (SP) y iii) sumersión completa (SC) por 14 días, seguidos de un período de recuperación de 12 días. Ambas especies presentaron aerénquima constitutivo en sus raíces, que aumentó considerablemente bajo tratamientos de sumersión. La altura de plántulas sólo difirió de los controles en SC: C. gayana aumentó su altura rápidamente emergiendo del agua mientras P. coloratum no creció, manteniéndose siempre bajo el agua. La respuesta de "escape. exhibida por C. gayana se asoció a una asignación preferencial de biomasa hacia la parte aérea y un marcado alargamiento de las láminas foliares. P. coloratum no mostró cambios en la asignación de biomasa y sus hojas fueron más pequeñas. La biomasa final de C. gayana fue similar bajo SP y SC; mientras que P. coloratum redujo notablemente la biomasa bajo SC incluso al final del experimento, indicando que los daños provocados fueron persistentes. Así, C. gayana parece ser más prometedora para su implantación en pastizales propensos a inundaciones de mayor intensidad. En el segundo experimento se evaluó tolerancia a inundación de plantas adultas en diferentes momentos del ciclo de crecimiento (inundación invernal durante el reposo vegetativo vs. inundación primaveral durante el rebrote). Plantas de 10 meses (mayor a 30 cm altura) fueron sujetas a tratamientos (i) control (ii) inundación invernal por 50 días durante el reposo vegetativo (I), (iii) inundación primaveral por 20 días durante el rebrote (P) y (iv) inundación continua por 70 días (I+P). Luego, se dejaron crecer las plantas por 30 días para evaluar su recuperación. La inundación durante el invierno provocó una reducción del 43-57 por ciento en la biomasa aérea y radical de C. gayana; mientras que P. coloratum no fue afectado. C. gayana mostró una leve mejor tolerancia a la inundación primaveral en comparación a P. coloratum mientras que cuando fue inundada en ambos períodos se detectaron efectos aditivos depresores sobre su biomasa, efecto que en P. coloratum no fue registrado. Al final del período de recuperación las plantas de ambas especies lograron recuperarse completamente, alcanzando una biomasa equivalente a los controles independientemente del tratamiento previo de inundación. Estos resultados sugieren que ambas especies son tolerantes a la inundación en fase adulta, con un compromiso en la reducción de biomasa que no supera el 30 por ciento. Se concluye que ambas especies resultan promisorias para su introducción en los pastizales anegables de la Pampa Deprimida, destacándose C. gayana para sitios donde la intensidad de inundación puede comprometer la sumersión completa en las primeras fases del establecimiento de las plantas.

Flooding is a major factor affecting the establishment and forage production in lowland grassland ecosystems. Chloris gayana K. and Panicum coloratum L. are two tropical grasses the use of which as forage in temperate environments has recently increased In this thesis, two experiments were conducted to evaluate the tolerance of these species to flood events at seedling (establishment, Exp. 1) and adult plant (forage production, Exp. 2). In the first experiment, two weeks old seedlings of both species were subjected to (i) control, (ii) partial submergence (PS), and (iii) complete submergence (CS) treatments for 14 days, with a subsequent 12-day-period for recovery. Both species showed constitutive aerenchyma in their roots, which increased considerably under submergence conditions. Seedling height differed from controls only under CS. C. gayana rapidly increased its height, thereby emerging from water, while P. coloratum did not grow, therefore remaining always underwater. The “escape” response exhibited by C. gayana was associated with a preferential biomass allocation to the shoots and with a marked leaf lengthening. P. coloratum showed no change in biomass allocation and its leaves were smaller. Final biomass of C. gayana was similar in PS and CS, while P. coloratum biomass was lower under CS even until the end of experiment, which indicates that the damage persisted. Thus, establishment of C. gayana seems to be more promising for grasslands prone to floods of unpredictable intensity. In the second experiment, flooding tolerance of adult plants was evaluated at different times of their growth cycle (flooding during winter – vegetative dormancy vs. flooding during spring, plant regrowth). Plants of 10 months (> 30 cm height) were subjected to four treatments: (i) controls (ii) 50 days of winter flooding during vegetative dormancy (I), (iii) 20 days of spring flooding during plant regrowth (P) and ( iv) 70 days of continuous flooding (I+P). In all cases, plants were allowed to grow for 30 days to assess their recovery. Winter flood caused 43-57% reduction in shoot and root biomass of C. gayana, while P. coloratum biomass was unaffected. C. gayana showed a slightly higher tolerance to spring flooding compared to P. coloratum aerial biomass production. When flooding occurred in both periods (I+P), antagonistic effects on biomass production were detected only for C. gayana. At the end of recovery period, plants of both species were able to fully recover their growth, reaching a biomass equivalent to controls regardless of previous flooding treatments. These results suggest that both species are tolerant to flood at adult stage, with a maximum reduction in biomass that did not exceed 30%. Therefore, it is concluded that both species look promising for their introduction into lowland grasslands of the Flooding Pampa. In addition, C. gayana appears to be more suitable for sites where the flooding intensity might compromise the complete submergence of seedlings.