EFECTOS DEL OZONO SOBRE CULTIVARES DE PAPA ANTIGUA DE CANARIAS

Calvo, Ea Jaizme-Vega, MCb, Cerveró, Ja, Rios, Dc, Martin, Ca, Palomares, Aa, Porcuna, JL d.

a Fundación Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM). C/Charles Darwin 14, Parque

Tecnológico, Paterna 46980. Valencia b Instituto Canario de Investigaciones Agrarias (ICIA). Consejeria de Agricultura Pesca y Alimentación del

Gobierno de Canarias. Apartado 60. 38200 La Laguna. Tenerife c Centro de Conservación de la Biodiversidad Agrícola de Tenerife (CCBAT). Carretera Taraconte-Tejina,

20 A. 38350. Taraconte. Tenerife d Área de Protección de los Cultivos. Conselleria de Agricultura Pesca y Alimentación. Generalitat

Valenciana. Apartado 125. 46460. Silla. Valencia Resumen

En las Islas Canarias se han reportado evidencias de síntomas visibles, sobre las hojas de cultivares de papa, atribuibles a la contaminación atmosférica por ozono. Al margen de las excepcionales cualidades organolépticas de los tubérculos, la particularidad de las variedades de papa canaria, radica en el hecho de ser distintas de la cultivada habitualmente en el resto de Europa (Solanum tuberosum ssp tuberosum). La mayoría de las papas antiguas canarias pertenecen a la subespecie Solanum tuberosum ssp andigena, y constituyen un relicto de las primeras introducciones del tubérculo en el continente europeo.

El estudio se ha llevado a cabo en la Comunidad Valenciana; las papas se cultivaron en macetas y crecieron en el interior de 4 invernaderos sometidos a dos niveles de ozono distintos: aire parcialmente libre de ozono (F) y aire enriquecido con ozono (ambiente NF+). La exposición al ozono provocó la presencia de síntomas visibles en las hojas más viejas de las plantas, en todos los cultivares de papa canaria, y la aceleración de los procesos de senescencia. La producción de tubérculos al final del cultivo no presentó diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos ambientales, aunque la tendencia es a reducir el número de tubérculos producidos, incrementando en algunos casos el peso medio del tubérculo. Según los resultados de este experimento, los cultivares de papa canaria desarrollan distintos modos de compensación, como respuesta al estrés ambiental producido por el ozono, para alcanzar producciones finales similares entre los tratamientos ambientales aplicados.

1. Introducción

Después de la conquista de América, los primeros tubérculos de patata llegaron a Europa a través de las Islas Canarias, por tanto los cultivares de papa Canaria son muy antiguos y constituyen un relicto de los tubérculos originarios de Los Andes (Rios et al., 2007). Las 20-25 variedades de “Papas antiguas de Canarias”, pueden clasificarse en dos grandes grupos: las papas antiguas tradicionales y las patatas importadas. Las papas antiguas, pertenecen a Solanum tuberosum ssp andigena, Solanum x chaucha y Solanum tuberosum ssp tuberosum, siendo la ssp andigena y S. x chaucha las más cercanas a las papas andinas originales. En la actualidad, exceptuando su centro de distribución, las Islas Canarias son el único emplazamiento donde se encuentra la ssp andigena y S. x chaucha. Las papas tradicionales (ssp tuberosum) de este grupo, probablemente proceden de las patatas importadas desde Europa en los SXVI y XVII. Por otro lado, el segundo grupo lo constituyen las papas importadas desde las islas Británicas durante el siglo pasado, que pertenecen a Solanum tuberosum ssp tuberosum.

El ozono es un contaminante regional, fuertemente oxidante y con un elevado poder tóxico para la vegetación y los cultivos (Ashmore, 2005). Los efectos del ozono sobre el cultivo de la patata (Solanum tuberosum ssp tuberosum) están bien documentados, sobre todo en las variedades cultivadas en Europa (De Temmerman et al., 2002; Calvo et al., 2009; entre otros). Sin embargo, no existe información sobre las respuestas de otras subespecies de S. tuberosum a este contaminante. Hasta el momento, los estudios en “Papas antiguas de Canarias” se han dirigido a caracterizar la singularidad de estos cultivares a distintos niveles (Ruiz de Galarreta et al., 2007; Casaña et al., 2003 y 2003b) pero no se ha estudiado su respuesta a la contaminación ambiental.

En Tenerife, se han reportado síntomas visibles en las acículas de Pinus canariensis desde el año 1998 en distintos puntos de la isla (Arhoun et al., 2000). La presencia de síntomas producidos por el ozono en las hojas de las papas antiguas de Canarias aún no se ha confirmado, aunque existen indicios de la presencia de síntomas en algunos cultivares en Tenerife.

Los niveles de ozono en la isla de Tenerife, dependiendo de la localización, pueden ser consecuencia de los aportes de las masas oceánicas que llegan con los vientos alisios (viento arriba de las ciudades) o por producción fotoquímica (viento abajo de las ciudades). Con respecto al resto de Europa, la estacionalidad de las concentraciones de ozono en las Islas Canarias es un poco distinta. Por ejemplo, en el Valle de Aguere pueden darse máximos de 70ppb de ozono durante los meses de primavera, siendo el verano la época con menores concentraciones (Rodríguez & Guerra, 2001; Rodríguez et al., 2004).

En estudios previos en la isla de Tenerife (Guerra et al., 2004), con datos de calidad del aire correspondientes a los años 90, se constatan algunas superaciones de las cargas críticas a corto plazo establecidas en la UNECE, en condiciones de alta humedad (VPD>1.5 Kpa), para la presencia de síntomas por ozono en vegetales (Benton et al., 1996). Las especiales condiciones climáticas, de temperaturas suaves y alta humedad relativa, favorecen valores de VPD bajos que permiten la apertura estomática y facilitan la absorción de ozono por las plantas. Como consecuencia, los flujos de ozono para la vegetación pueden ser altos, aunque las concentraciones de ozono no lo sean especialmente. Como ejemplo de esta situación, puede citarse el trabajo de Wieser y colaboradores (2006) en que se estiman flujos de ozono moderadamente elevados en los bosques de Pinus canariensis de La Victoria.

La papa canaria es un cultivo con escaso rendimiento comercial y altamente demandado localmente. La singularidad de los cultivares canarios hace interesante su estudio a cualquier nivel, máxime cuando se detectan regresiones o reducciones en la superficie cultivada, desaparición de cultivares etc. Ampliar el conocimiento sobre los efectos que el ambiente puede ejercer sobre estos cultivares puede ser de gran ayuda a la hora de reducir el desconocimiento generalizado que existe, entre los agricultores, de las plagas y enfermedades de las variedades locales y para mejorar las prácticas de cultivo.

En esta comunicación se estudian los efectos del ozono sobre variedades de papa antigua de Canarias, concretamente en 6 cultivares de Tenerife, que aún pueden encontrarse en algunos puntos de la isla (Gil-González, 1997). Las respuestas al ozono se evaluarán a nivel fisiológico, presencia de síntomas visibles sobre las hojas, crecimiento y producción de tubérculos. El estudio se ha llevado a cabo en condiciones ambientales controladas en el campo experimental de cámaras de techo descubierto de la Fundación CEAM en Benifaió (Valencia).

2. Material y Métodos

2.1. Material vegetal y desarrollo del cultivo

Se escogieron 6 cultivares de papa antigua de Tenerife pertenecientes a tres grupos distintos de Solanum tuberosum. Los cultivares Azucena negra (AN), Bonita negra (BN) y Colorada de baga (CB) pertenecientes al Grupo Andigena; Melonera (M) y Peluca blanca (PB) del grupo Chilotalum y el cultivar triploide Negra yema de huevo (NY) del grupo Chaucha (Rios et al., 2007).

Los tubérculos de papa Canaria fueron proporcionados por el Centro de Conservación de la Biodiversidad Agrícola de Tenerife (CCBAT). La siembra se realizó con tubérculos enteros, en contenedores de 15 litros, el 13 de marzo de 2009. El sustrato se preparó con una mezcla (90:10) de turba (Gramoflor Profsubstrat, PH 5-6.5) y vermiculita. En cada una de las macetas se añadió 20 cc de abono de liberación lenta. Durante la exposición al ozono, las plantas se regaron diariamente con goteros autocompensantes de 4 l/h, ajustando la duración y la cantidad de riego según las necesidades hídricas del cultivo. Semanalmente, se aplicaron tratamientos fitosanitarios para controlar la presencia de pulgones: Algin, Spinosad y Jabón potásico, usados de forma alterna en el tiempo; también se usó Bacillus sppl para controlar la presencia de orugas.

La parte aérea de las plantas se corta unos días antes a la recolección de los tubérculos. Entre los 105-110 días de cultivo (contados desde la siembra), se cosecharon los tubérculos de las

variedades andinas: Azucena negra, Bonita negra y Negra yema de huevo. A los 120 días la Colorada de baga y finalmente a los 124 días las variedades Melonera y Peluca blanca.

El cultivo se realizó en 4 invernaderos con los niveles ambientales de ozono controlados. Los invernaderos tienen 24m2 de superficie y ventiladores externos de 2.5 Cv de potencia. En total se han utilizado 168 plantas (6 cultivares de patata x 7 plantas por cultivar x 2 invernaderos en cada tratamiento x 2 tratamientos ambientales).

2.2. Exposición al ozono

Las plantas estuvieron al aire libre con las concentraciones ambientales naturales de ozono en la granja “La Peira” (Benifaió, Valencia), durante 25 días. Cuando más de la mitad de las plantas ya habían emergido se colocaron en el interior de los invernaderos.

La exposición al ozono se inició a los 45 días de la siembra (27/4/09) concluyendo a los 125 días (17/7/09), se utilizaron dos tratamientos: aire filtrado parcialmente libre de ozono (F) y aire enriquecido con 30ppb de ozono (NF+). El ozono se añade durante 8 horas (10-18 CET), diariamente durante todo el periodo de cultivo. En la figura 1 se ilustra el perfil de concentraciones de ozono calculado para un día promedio del experimento.

2.3. Presencia de síntomas por ozono en las hojas

Las plantas se examinaban semanalmente para buscar la presencia de síntomas foliares producidos por el ozono. Durante todo el cultivo se realizaron 6 recuentos de síntomas, en cada uno se observaban todas las plantas del experimento, recabando la extensión del daño foliar producido por el ozono (OAL: porcentaje de hojas afectadas en escalas de 10%) y su intensidad media en las hojas afectadas (OII: escalas de 10%). El porcentaje final de síntomas por ozono es un índice (VII: Visual Injury Index) que resulta de la siguiente expresión:

VII = (OAL * OII) /100.

2.4. Biomasa aérea y cosecha de tubérculos

Semanalmente, se recogieron y se secaron, hasta peso constante, todas las hojas secas caídas de cada planta. Al final del experimento, en cada planta se recolectaron separadamente hojas y tallos, se secaron en una estufa a 80ºC, durante al menos 48h, hasta peso constante. A la semana de haber recogido la biomasa aérea se cosecharon los tubérculos, desechando aquellos con diámetro inferior a 2cm, el resto se contaban y se pesaban para cada una de las plantas.

2.5. Determinaciones de SPAD, intercambio gaseoso y fluorescencia de la clorofila a

En tres momentos del cultivo se midieron en 7 plantas (una hoja por planta) de cada variedad y cada tratamiento los valores de SPAD, intercambio gaseoso y fluorescencia de la clorofila.

El valor del SPAD (Minolta Chlorophyll meter SPAD-502) constituye una estimación del contenido en clorofila, las medidas se realizaron sobre hojas completamente desarrolladas y expuestas al sol. En las mismas hojas se midieron los valores de apertura estomática (gs) y asimilación neta (A) con un porómetro portátil (LICOR-6400, Li-cor Inc., Lincon, NE, USA). Las hojas se colocan en una cubeta de 6 cm2 con condiciones constantes de temperatura (25ºC), radiación PAR (1000 µmol m-2 s-1) y concentración de CO2 (370 ppm). Las medidas se llevaron a cabo durante 2 días seguidos, en las primeras horas de la mañana (8-10 CET). Finalmente, en las mismas hojas utilizadas para la medida del SPAD y el intercambio gaseoso, se midió el valor de Fv/Fm = (Fm-Fo)/Fm) mediante un fluorímetro portátil (PAM-2000, Walz Effeldrich, Germany). Las hojas se acomodaron durante 30 minutos a la obscuridad, seguidamente se iluminaron con la luz de medida (cálculo del valor de Fo) y con un pulso de luz blanca saturante (0.8s, 8000 µmol m-2 s-1) para estimar la fluorescencia máxima Fm

2.6. Área foliar específica (SLA)

En 8 plantas, de cada variedad y de cada tratamiento, se recolectó una hoja madura, bien desarrollada, para determinar el índice SLA (Specific Leaf Area: mm2 mg-1). El área se determinó mediante análisis de imagen con el programa Matrox Inspector 4.0 (Matrox Electronic Systems Ltd.). El peso mediante secado de la muestra a 80ºC hasta peso constante. La determinación de SLA se realizó en dos momentos del cultivo, a los 11 y a los 43 días de iniciarse la fumigación con ozono.

2.7. Tratamiento estadístico

En cada ambiente (F y NF+) hay dos réplicas representadas por los invernaderos utilizados. Previamente, a realizar la estadística de los resultados, se comprobó la reproducibilidad de las condiciones climáticas y de los resultados obtenidos en las réplicas de los invernaderos. No se encontraron diferencias significativas entre ellos, por tanto se utilizaron las plantas como unidades de repetición.

Exceptuando la biomasa y la cosecha de los tubérculos, realizadas al final del experimento, el resto de variables estimadas se han considerado a través del tiempo. Se ha utilizado la ANOVA de medidas repetidas, con distintos niveles en el factor tiempo, y considerando el tratamiento con ozono como factor intersujetos. El valor de probabilidad aportado por el estadístico de Greenhouse-Geisser ha sido el utilizado para testar la significación (P<0.05) del factor tiempo y de su interacción con el factor ozono. La significación del factor ozono se ha testado con ANOVA. Para identificar las diferencias, en cada tiempo, entre las parejas de valores de los tratamientos se ha utilizado un t-student o una ANOVA.

Todos los análisis estadísticos descritos en este apartado se han realizado con el programa SPSS V15 para Windows.

3. Resultados

3.1. Desarrollo del cultivo

Los tubérculos de los cultivares de papa estudiados, emergieron al mes de iniciarse el experimento. Excepto la variedad Negra yema de huevo, con un 64%, el resto tuvieron un 100% de emergencia. Las papas con emergencia más temprana han sido Melonera y Peluca blanca. La papa Azucena negra ha sido la más tardía en la brotación. Durante el desarrollo del cultivo las plantas han florecido mayoritariamente sin distinguirse efectos entre los tratamientos con ozono.

3.2. Síntomas por ozono

Los síntomas por ozono en las hojas de papa canaria se desarrollaron entre los 20 y los 30 días después de iniciarse la exposición al ozono (Ddifu). Únicamente las plantas de los invernaderos enriquecidos con ozono, fueron las que mostraron lesiones en las hojas debidas a la acción del contaminante. Las variedades más sensibles, a este respecto, han sido Peluca blanca, con el mayor porcentaje de hojas e intensidad de síntomas al final del experimento, seguida de Bonita negra y de Negra yema de huevo. El resto de cultivares, aunque mostraron síntomas por ozono, se manifestaron con más retraso y con menor intensidad (Tabla 1 y Fig. 2).

El aspecto de los síntomas por ozono en papa canaria consiste en punteado necrótico, situado entre las nervaduras de las hojas más viejas de las plantas.(Fig. 3).

3.3. Biomasa aérea y cosecha de tubérculos

Durante los primeros meses, las plantas expuestas al ozono, pierden más biomasa foliar aunque al final esta respuesta queda igualada en ambos ambientes. El ozono acelera la senescencia significativamente en 4 de los cultivares estudiados (P<0.05), mientras que en Melonera y Colorada de baga no es significativo este efecto. Las diferencias significativas entre los ambientes en cuanto a la senescencia solo se observan en Peluca blanca y en Negra yema de huevo. Al final del cultivo solo presenta diferencias significativas entre los dos tratamientos el cultivar Negra yema de huevo (Fig. 4).

El cultivar Azucena negra, ha sido el único que ha mostrado una reducción significativa en el peso del tallo de las plantas expuestas al ozono. Con respecto a la biomasa foliar seca, la tendencia de estos cultivares es mantener la misma biomasa en ambos tratamientos con ozono o incluso a producir un mayor número de hojas como ocurre en la variedad Colorada de baga (Tabla 2).

Los cultivares Bonita negra y Negra yema de huevo, no han reducido la producción de tubérculos como respuesta a la exposición al ozono. En Azucena negra y Colorada de baga, el ozono tiende a reducir la producción total de tubérculos (P<0.09), motivada, principalmente, por una reducción del número de tubérculos, que en el caso de Colorada de baga es significativa (P=0.03). En el cultivar Melonera, el ozono reduce el número de tubérculos (P=0.07),

ocasionando un incremento en su peso medio, lo que conlleva a igualar las producciones totales en los dos ambientes (Fig. 5). Finalmente, la acción del ozono sobre el cultivar Peluca blanca produce una reducción significativa (P=0.04) del peso medio del tubérculo sin que se vea afectado ni el número ni la producción total (Fig. 5 abajo).

3.4. SPAD, intercambio gaseoso y fluorescencia de la clorofila a

En lo que respecta al SPAD (estimación del contenido en clorofilas), en ambos tratamientos ambientales, las hojas de las plantas de los cultivares de patata canaria han ido decolorándose, significativamente, a lo largo de todo el cultivo. Sin embargo, el tratamiento con ozono no ha producido ningún efecto significativo en esta variable.

Durante el experimento, los valores de fotosíntesis neta (A) y conductancia estomática (gs) han variado con el tiempo y se han reducido significativamente con el tratamiento por ozono en algunos cultivares de papa canaria (Tablas 3 y 4). A partir de los 38 días de exposición al ozono, se reduce el grado de apertura estomática en Azucena negra y en Negra yema de huevo. En Peluca blanca esta reducción se manifiesta desde el principio del experimento hasta el final. En Colorada de baga y Bonita negra, sólo se reduce la gs al final del experimento. Finalmente Melonera es el único cultivar en el que no se observan diferencias significativas en las medidas de intercambio gaseoso en ningún momento del cultivo.

El índice Fv/Fm se ha reducido en todas las variedades de patata y en los dos tratamientos ambientales. El único cultivar en el que se observan diferencias significativas ha sido en Negra Yema de Huevo, desde los 39 días de exposición al ozono, el valor de Fv/Fm se ha reducido significativamente en el ambiente NF+ desde un 3% hasta un 5% al final del experimento.

3.5. Área foliar específica (SLA)

El SLA se ha medido en dos momentos y no existe una tendencia general para todos los cultivares (Tabla 5). Azucena negra reduce el valor de SLA en el tiempo sin que se presenten respuestas frente al ozono. En Negra yema de huevo y Peluca blanca no se han observado efectos significativos ni del tiempo ni del tratamiento con ozono. Bonita negra aumenta significativamente el valor de SLA con el tiempo aunque no existen efectos del ozono. Melonera también aumenta el valor del SLA con el tiempo siendo más acusado este aumento en el tratamiento filtrado. Finalmente Colorada de baga y Melonera son los únicos cultivares en el que el ozono ha reducido significativamente el valor del SLA a los 43 días de iniciarse la fumigación (ddifu).

4. Discusión

El ozono es un contaminante que suele ocasionar síntomas en las hojas de los cultivos sensibles; todas las variedades de papa canaria de este estudio han mostrado síntomas inducidos por la exposición al contaminante. La sensibilidad de las subespecies de patata al ozono es distinta, siendo los cultivares de la subespecie tuberosum los más sensibles. Los síntomas por ozono, desarrollados en papa canaria, son similares en todos los cultivares y también a los observados en otras variedades de patata (ssp tuberosum: cv. Desiree, Charlotte y Agria, entre otros, Calvo et al., 2002; Silva et al., 2004). En general, puede decirse que los cultivares de papa canaria son menos sensibles al ozono que las variedades comerciales ampliamente usadas en la Península. Las variedades canarias precisan más días de exposición al ozono para mostrar síntomas, comparadas con variedades de la ssp tuberosum de cultivos comerciales. Con el mismo periodo de exposición y concentraciones similares, los cultivares de la ssp tuberosum (Charlotte, Agria, Desiree y otros; ver Calvo et al., 2008) muestran síntomas con mayor grado de intensidad que los obtenidos en este experimento. De hecho, respecto a los síntomas, el cultivar más sensible ha sido Peluca blanca, seguida de Negra yema de huevo y Bonita negra. Finalmente, los cultivares con menos daños han sido Colorada de baga, Azucena negra y Melonera. Los resultados apuntan a que los síntomas son más intensos y manifiestos en los cultivares de la ssp tuberosum que en los cultivares andinos.

La entrada del ozono a través de los estomas produce una serie de radicales libres producto de la reacción con los componentes celulares (Moeder et al., 2002). Uno de los mecanismos de detoxificación es el uso de antioxidantes como el ascorbato (Turscanyi et al., 2000). En este sentido una explicación, a la menor sensibilidad de los cultivares andinos, podría buscarse en los potentes mecanismos antioxidantes y los sistemas de detoxificación de radicales libres, que

presentan estas subespecies como adaptaciones a los hábitats andinos de los que proceden (Alonso-Amelot, 2008).

La senescencia prematura es una respuesta clásica de las plantas a la exposición al ozono (Eckardt & Pell, 1994). En este experimento se ha manifestado en todas las variedades pero sólo ha sido significativa al final del cultivo en el cultivar Negra yema de huevo. En algunos cultivares, la senescencia ha llegado a más del 50% de la biomasa total de las plantas en ambos ambientes (tanto en el F como en el NF+). En el ambiente NF+, el cultivar Colorada de Baga, ha aumentado significativamente la biomasa foliar como mecanismo de compensación de la pérdida foliar (-46%) por senescencia. También en otros 3 cultivares canarios se ha repetido la tendencia a compensar la senescencia con mayor biomasa foliar. Este tipo de respuesta de compensación al ozono ya se ha dado en otros cultivos de solanáceas como el tomate (Calvo et al., 2007) o la patata (Hacour et al., 2002).

Las mayores producciones de papas se han obtenido con los cultivares que tienen mayor biomasa aérea: Peluca blanca y Melonera. El ozono no ha influido significativamente en la producción de tubérculos, aunque la tendencia en algunos cultivares ha sido de reducción de la producción. En el caso del cultivar Colorada de Baga, el ozono ha reducido el número de tubérculos por planta, sin aumentar el calibre del tubérculo, y por tanto la producción se ha visto reducida (P=0.09). El cultivar Azucena negra no ofrece este tipo de respuesta siendo la única que reduce significativamente la biomasa de sus tallos con la aplicación de ozono, repercutiendo en una reducción (P=0.08) de su producción final de tubérculos. Los efectos del ozono sobre las hojas (senescencia prematura) tienden a generar plantas con una arquitectura que favorece a los tallos (Stem-type). En cultivo de patata, en condiciones de estrés por sequía, se ha observado que este tipo de arquitectura promueve mayores producciones que arquitecturas leaf-type (Schittenhelm et al., 2006). Además, también se sabe que el número de tubérculos depende del número de tallos (Rouselle et al., 1999), por tanto parece posible que reducciones en la biomasa de los tallos puedan generar descensos significativos en la producción final de tubérculos. Este efecto también se ha observado en el cv. Agria en comparación con otros 7 cultivares de patata (Calvo et al., 2010). Otra de las respuestas ya observadas, de la patata al ozono, es la reducción del calibre del tubérculo (Craigon et al., 2002; Calvo et al., 2009), en este experimento, el cv. Peluca blanca ha visto reducido el peso medio del tubérculo.

Desde un punto de vista estrictamente agronómico, los cultivares Azucena negra, y en menor medida Colorada de Baga y Peluca blanca, serian los más sensibles a la exposición al ozono, puesto que son los únicos en los que se han manifestado tendencias casi significativas (P<0.1) a nivel de producción de tubérculos.

Al final del cultivo, después de 56 días de exposición al ozono, se ha reducido la conductancia estomática en todos los cultivares canarios excepto en Melonera. En tres de ellos, los valores de fotosíntesis neta se han reducido como consecuencia de la limitación estomática (Nali et al., 2009). El ozono ha producido una reducción significativa del valor del SLA, en dos de los cultivares estudiados (Melonera y Colorada de Baga), que es consistente con resultados de otros autores con variedades de patata como Charlotte (Calvo et al., 2010) y Bintje (Lawson et al., 2002).

La sensibilidad al ozono de estos cultivares parece ligada a las variaciones genéticas o a las adaptaciones debidas a su antigüedad y su origen. El cultivar Peluca blanca (ssp. tuberosum) es de los más sensibles al ozono, porque es el primero que responde en el tiempo con reducciones significativas de la apertura estomática y de la asimilación. Su sensibilidad al ozono es comparable a la evaluada para otros cultivares de la ssp tuberosum con respuestas similares en presencia de síntomas, fisiología y compensación. Entre las andinas, Bonita negra ha sido la primera en responder a la exposición al ozono, con aumento de la senescencia y presencia de síntomas visibles en las hojas pero sin efectos en la producción. En este sentido, Azucena negra presenta un modo de respuesta, a nivel de planta, con presencia de síntomas, senescencia, reducciones de biomasa de tallos y respuestas en producción que la define como la más sensible de las andinas. Por otro lado el cultivar Negra yema de huevo también presenta un elevado número de respuestas significativas al ozono, sobre todo en los altos valores de senescencia y en las reducciones del intercambio gaseoso, aunque no se traducen en pérdidas de producción. Los cultivares Colorada de Baga y Melonera parecen los más tolerantes de todos los estudiados aunque han manifestado tendencias a reducir su producción.

En general los cultivares canarios parecen más tolerantes a las concentraciones de ozono, testadas en las condiciones de este experimento, que los estudios hechos sobre otros cultivares de patata por el mismo equipo investigador. La tolerancia al ozono puede estar ligada a factores genéticos (Davison et al., 1998), a la acomodación a los niveles moderados de ozono de las localidades de procedencia de las poblaciones utilizadas en este estudio (Zheng et al., 2000), o bien a las adaptaciones de las plantas procedentes de condiciones climáticas muy estresantes que pueden tolerar mejor condiciones ambientales adversas (Watkinson et al., 2006).

En el conjunto de variedades canarias estudiadas en este trabajo, las papas Peluca blanca, Negra yema de huevo y Azucena negra, son los cultivares más sensibles. La papa Melonera o Borralla seria la más tolerante y Bonita Negra y Colorada de Baga ocuparían una posición intermedia.

En las condiciones experimentales de este trabajo, el ozono produce efectos perjudiciales a distintos niveles en las plantas de papa canaria. Las respuestas observadas se compensan al final del ciclo de cultivo, reportando escasos efectos significativos a nivel de producción. En las Islas Canarias las condiciones climáticas, con temperaturas suaves y alta humedad relativa ambiental, provocan índices bajos de VPD que favorecen la apertura estomática de las plantas propiciando la absorción de ozono. De este modo niveles de ozono ocasionalmente altos, como los reportados en Tenerife, podrían contribuir al deterioro de la producción de papa canaria.

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Figura 1

Figura 1. Valores promedio horarios de concentración de ozono en el interior de los invernaderos. El gráfico ilustra el perfil de un día, promedio de todo el período de experimento. Cada punto es la media y el error estándar de los dos túneles empleados en el experimento.

Tabla 1. Aparición de síntomas producidos por ozono

Aparición de síntomas foliares por ozono Inicio 50% de plantas afectadas

Cultivares Fecha

Nº de Plantas

afectadas

AOT40

(ppb.h)

Fecha Nº de plantas

afectadas

AOT40

(ppb.h)

Azucena Negra 18/05/2009 2 6450 03/06/2009 11 11574 Bonita Negra 18/05/2009 8 6450 18/05/2009 8 6450 Colorada de Baga 18/05/2009 1 6450 26/05/2009 9 7650 Melonera o Borralla 26/05/2009 5 7650 03/06/2009 9 11574 Negra Yema de Huevo 26/05/2009 2 7650 03/06/2009 7 11574 Peluca Blanca 18/05/2009 8 6450 18/05/2009 8 6450

Tabla 1. Fechas y valor de AOT40 en el momento de aparición de los primeros síntomas foliares producidos por ozono en papa canaria y cuando esta afectada el 50% de las plantas sometidas a exposición al ozono. AOT40: En el periodo comprendido entre el inicio del experimento y la fecha indicada en la tabla, se calcula el sumatorio de las diferencias entre la concentración horaria de ozono (entre las 8-20 CET) y 40ppb.

Figura 2

Figura 2. Síntomas por ozono en las hojas de papas canarias. Cada punto es la media y el error estándar de 14 plantas en desarrolladas en el invernadero con ambiente enriquecido con ozono. En el eje de las x el número de días transcurridos desde que se inició la exposición al ozono.

Figura 3

Figura 3. Síntomas producidos por ozono en las variedades canarias de papa. De izquierda a derecha y de arriba abajo: Azucena Negra, Bonita Negra, Colorada de Baga, Melonera, Negra yema de huevo y Peluca blanca.

Figura 4

Figura 4. Senescencia de hojas viejas expresada en g por planta. Cada punto es la media y el error estándar de 14 plantas. El eje de las x representa los días de exposición al ozono.

Tabla 2. Biomasa seca aérea al final del cultivo

Azucena

Negra Bonita Negra

Colorada de Baga

Melonera o Borralla

Negra Yema de Huevo

Peluca Blanca

Biomasa Ambiente

Tallos F 29.7 ± 2.0 b 39.4 ± 2.9 23.5 ± 1.1 17.2 ± 0.9 18.7 ± 3.3 25.0 ± 2.7 NF+ 23.5 ± 1.3 a 39.5 ± 3.2 26.1 ± 1.7 20.7 ± 2.5 14.5 ± 3.0 25.4 ± 3.4

Hojas F 24.2 ± 2.4 16.7 ± 1.5 13.4 ± 1.6 a 34.3 ± 2.0 15.3 ± 2.5 36.1 ± 4.0 NF+ 21.6 ± 0.7 17.4 ± 1.6 18.3 ± 1.8 b 40.2 ± 3.7 15.6 ± 3.7 36.4 ± 5.1

Tabla 2. Valores de biomasa aérea seca por planta (g pl-1). Cada valor es la media ± error estándar de 14 plantas para cada tratamiento. Las letras indican las diferencias estadísticamente significativas entre los ambientes (P<0.05, t-student).

Figura 5

Figura 5. Producción de tubérculos al final del cultivo de papa canaria. Cada barra es la media y el error estándar de 14 plantas. Las letras indican diferencias significativas entre los ambientes en cada una de las variedades cultivadas (P<0.05, t-student). El asterisco * indica la tendencia del resultado junto con su probabilidad (P<0.1, t-student).

Tabla 3. A: Fotosíntesis neta (µmol CO2 m-2 s-1)

Azucena

Negra Bonita Negra Colorada de

Baga Melonera o

Borralla Negra Yema

de Huevo Peluca Blanca

Tiempo Ambient

e

8 F 12.9 ± 1.5 14.6 ± 1.3 16.3 ± 2.5 16.0 ± 1.7 16.3 ± 1.9 15.2 ± 0.6 b NF+ 13.1 ± 1.1 14.8 ± 1.3 16.1 ± 1.4 15.8 ± 1.3 14.6 ± 2.7 11.8 ± 0.9 a 38 F 10.8 ± 0.5 b 10.5 ± 1.0 12.6 ± 0.9 9.6 ± 0.9 10.6 ± 1.4 b 10.0 ± 0.6 NF+ 8.0 ± 0.5 a 10.5 ± 1.2 9.9 ± 1.3 10.0 ± 1.0 5.9 ± 1.3 a 8.4 ± 1.1 56 F 9.3 ± 0.9 b 8.9 ± 0.7 7.3 ± 1.0 b 4.2 ± 0.4 7.2 ± 0.5 b 4.6 ± 0.6 NF+ 6.2 ± 0.6 a 7.2 ± 0.5 3.6 ± 0.5 a 4.0 ± 0.4 4.1 ± 0.7 a 3.2 ± 0.5

ANOVA de Medidas Repetidas Tiempo 0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 0.001 P<0.001 Ambiente 0.026 0.269 0.069 0.871 0.002 0.013 Tiempo x Ambiente 0.252 0.595 0.314 0.87 0.35 0.289

Tabla 3. Valores de fotosíntesis neta de las plantas de papa canaria cultivadas en invernaderos. Tiempo: Días desde el inicio de la exposición al ozono. F: aire Filtrado, NF+: aire enriquecido con 30 ppb de ozono. Cada valor es media ± error estándar de 7 plantas. Las letras indican diferencias estadísticamente significativas entre los ambientes para cada uno de los períodos de exposición al ozono (t-student P<0.05). Valores de probabilidad del ANOVA de medidas repetidas para testar los efectos del tiempo, ambiente y las interacciones.

Tabla 4. gs: Conductancia estomática (mmol H2O m-2 s-1)

Azucena Negra Bonita Negra Colorada de

Baga Melonera o

Borralla Negra Yema

de Huevo Peluca Blanca

Tiempo Ambient

e

8 F 366.2 ± 52.8 195.1 ± 41.1 239.5 ± 60.9 157.2 ± 20.3 248.0 ± 50.6 191.5 ± 30.3 b NF+ 288.5 ± 49.4 184.8 ± 23.1 208.8 ± 50.8 175.0 ± 22.5 153.6 ± 30.1 106.6 ± 11.0 a 38 F 383.2 ± 27.1 b 327.4 ± 36.5 311.0 ± 28.4 188.9 ± 15.3 346.4 ± 54.2 b 266.9 ± 34.5 b NF+ 254.0 ± 33.4 a 264.3 ± 22.9 270.0 ± 40.8 186.0 ± 18.9 144.1 ± 20.8 a 140.3 ± 17.3 a 56 F 318.6 ± 48.8 b 337.9 ± 29.7 b 414.5 ± 49.7 b 155.3 ± 19.3 177.6 ± 19.5 b 174.3 ± 18.3 b NF+ 166.7 ± 23.9 a 219.9 ± 24.1 a 252.4 ± 33.1 a 140.1 ± 10.6 100.6 ± 14.8 a 121.0 ± 14.6 a

ANOVA de Medidas Repetidas Tiempo 0.031 0.022 0.150 0.056 0.167 P<0.001 Ambiente 0.042 0.003 0.026 0.850 P<0.001 P<0.001 Tiempo x Ambiente 0.672 0.230 0.408 0.804 0.253 0.002

Tabla 4. Valores de conductancia estomática las plantas de papa canaria cultivadas en invernaderos. Tiempo: Días desde el inicio de la exposición al ozono. F: aire Filtrado, NF+: aire enriquecido con 30 ppb de ozono. Cada valor es media ± error estándar de 7 plantas. Las letras indican diferencias estadísticamente significativas entre los ambientes para cada uno de los períodos de exposición al ozono (t-student P<0.05). Valores de probabilidad del ANOVA de medidas repetidas para testar los efectos del tiempo, ambiente y las interacciones.

Tabla 5. SLA: Área foliar específica (mm2 mg-1)

Azucena

Negra Bonita Negra Colorada de

Baga Melonera o

Borralla Negra Yema de

Huevo Peluca Blanca

Tiempo Ambient

e

11 F 29.2 ± 1.3 22.6 ± 1.0 22.4 ± 1.0 19.5 ± 0.6 30.0 ± 1.3 21.1 ± 1.2 NF+ 30.3 ± 1.1 25.0 ± 0.7 20.1 ± 1.0 20.3 ± 0.6 28.3 ± 1.9 23.9 ± 1.4 43 F 20.9 ± 0.0 21.5 ± 0.0 21.7 ± 0.0 b 24.4 ± 0.0 b 26.8 ± 0.0 23.4 ± 0.0 NF+ 22.9 ± 0.0 22.8 ± 0.0 18.0 ± 0.0 a 22.2 ± 0.0 a 29.6 ± 0.0 21.0 ± 0.0

ANOVA de Medidas Repetidas Tiempo P<0.01 0.004 0.112 P<0.01 0.534 0.734 Ambiente 0.133 0.095 0.011 0.272 0.869 0.868 Tiempo x Ambiente 0.718 0.292 0.374 0.001 0.21 0.022

Tabla 5. Valores de área foliar específica de las plantas de papa canaria cultivadas en invernaderos. Tiempo: Días desde el inicio de la exposición al ozono. F: aire Filtrado, NF+: aire enriquecido con 30 ppb de ozono. Cada valor es media ± error estándar de 8 plantas. Las letras indican diferencias estadísticamente significativas entre los ambientes para cada uno de los períodos de exposición al ozono (t-student P<0.05). Valores de probabilidad del ANOVA de medidas repetidas para testar los efectos del tiempo, ambiente y las interacciones.