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Introducción
En la actualidad existen un sin número de problemas que afectan la producción agrícola mundial, pero es bien conocido que el acelerado crecimiento de las áreas agrícolas salinizadas y con tendencia a la salinización, es una preocupación latente de la comunidad científ ica (Batista-Sánchez et al., 2017). Aproximadamente el 43% de la superf icie utilizada para la agricultura en el mundo se encuentra afectada por niveles de salinidad, que en su mayoría, superan la tolerancia de las especies cultivadas (Royo y Aragües, 2003). Este estrés abiótico origina reducción del crecimiento de los cultivos al afectar negativamente al proceso de germinación de las semillas y la emergencia de las plántulas (Farahbakhsh y Shamsaddin, 2011). También retarda el crecimiento de las plantas, ya que afecta varios procesos f isiológicos, tales como fotosíntesis, conductividad estomática, ajuste osmótico, absorción de iones, síntesis de ácidos nucleicos, síntesis de proteínas, actividad enzimática y balance hormonal (Batista-Sánchez et al., 2017), además puede afectar el proceso de transporte de iones y agua, lo que promueve toxicidad iónica y desbalance nutricional (Chartzoulakis y Klapaki, 2000). Lo que desencadena una reducción signif icativa en la producción de varios cultivos claves para la alimentación humana y animal.
Uno de estos cultivos afectado por la presencia del estrés abiótico son las legumbres (Barrios et al., 2011), consideradas alimentos básicos para la población humana, por ser una fuente importante de proteínas, vitaminas, minerales y f ibra (Bellucci et al., 2014; Suárez-Martínez et al., 2016). En México es un cultivo de gran importancia social y económica, ya que su producción puede llegar a ingresar a la economía hasta 12 552 millones de pesos (Borja-Bravo, Osuna, Arellano, García y Martínez, 2018). Se han realizado investigaciones con el f in de conocer los efectos negativos del estrés salino en Phaseolus vulgaris L. (Quintana-Blanco, Pinzón y Torres, 2016), en Vigna unguiculata (L.) Walp. (Garzón y García, 2011). Otros autores han desarrollado estudios para atenuar estos efectos negativos del estrés salino con el uso de bioestimulantes naturales (Cargua-Chávez, Orellana, Cuenca y Cedeño, 2019), empleando métodos de selección para incrementar la tolerancia (Murillo-Amador et al., 2002) y hasta el uso de microorganismos benéficos (Gómez-Padilla et al., 2013), en su gran mayoría con resultados positivos pero que a su vez requieren de recursos económicos y tiempo para su aplicación y generalización. Sin embargo, ha sido poco estudiado el uso de sustancias ultradiluidas como los medicamentos homeopáticos para lograr incrementar el índice de tolerancia a la salinidad en este cultivo.
A pesar de tener varias décadas el uso de la homeopatía agrícola, en los últimos años se ha intensif icado su aplicación debido a sus amplias ventajas ante otros productos tóxicos para el medio ambiente (Mazón-Suástegui et al., 2019), lo que ha permitido una garantía de inocuidad a los cultivos y productos tratados, además se han registrado signif icativos logros en numerosos cultivos de interés económico, como en hortalizas (Abasolo-Pacheco et al., 2020), legumbres (García-Bernal, Ojeda, Batista, Abasolo y Mazón, 2020), también es un hecho, su impacto positivo desde el punto de vista económico dado por su bajo costo (Meneses-Moreno, 2017). Otras investigaciones han demostrado que la homeopatía agrícola puede coadyuvar a la incesante búsqueda de alternativas para hacer frente al cambio climático, ya que con su aplicación se puede inducir tolerancia al estrés salino por NaCl (Mazón-Suástegui et al., 2018; Rodríguez Álvarez et al., 2020). Por lo anterior se considera el uso de dos dinamizaciones y su combinación del medicamento Natrum muriaticum como una alternativa viable para incrementar el índice de tolerancia al estrés salino (NaCl) y estimular el crecimiento vegetal en el cultivo de Phaseolus vulgaris L. variedad Quivicán y Vigna unguiculata L., Walp. variedad paceño.
Materiales y Métodos
Sitio de estudio
El estudio se realizó durante 35 días en el campo agrícola experimental del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. (CIBNOR); bajo una estructura metálica totalmente cubierta con malla de 1610 PME CR, con hilos de 16 × 10 cm-2, orif icios de 0.4 × 0.8 mm color blanco con 30% de sombra, y por encima de la misma, una malla color negro, con 35% de sombra. El sitio se localiza al noroeste de la ciudad de La Paz, Baja California Sur, México, a los 24° 08’ 10.03” N y 110° 25’ 35.31” O, a 7 m de altura sobre el nivel del mar.
Material genético
Se utilizaron semillas certif icadas de frijol común (Phaseolus vulgaris L.), variedad Quivicán de testa blanca, provenientes de la Biofábrica de Villa Clara, Cuba y semillas de frijol Yorimón (Vigna unguiculata L., Walp.), variedad Paceño donadas por productores de Baja California Sur, México. Previo al desarrollo de este experimento se realizó una prueba de germinación utilizando la metodología del ISTA (2016), con el f in de verif icar la calidad de las semillas.
Diseño experimental
El experimento se realizó mediante un diseño completamente al azar con arreglo factorial de 2A × 2B × 4C, siendo el factor A las dos variedades en estudio (Quivicán y Paceño) el factor B, dos concentraciones de NaCl (0 y 75 mM) y el factor c, dos dinamizaciones centesimales Hahnemanianas (CH) del medicamento homeopático Natrum muriaticum (NaM): aplicadas de manera individual y combinada (NaM-7CH, NaM-13CH, NaM-7CH + NaM-13CH y un tratamiento control (agua destilada). Los tratamientos homeopáticos (HOM) fueron preparados en agua destilada, a partir de los medicamentos of icinales respectivos de marca Similia® adquiridos de proveedor autorizado (Farmacia Homeopática Nacional®, CDMX, México) en dinamización alcohólica (Natrum muriaticum 6CH y Natrum muriaticum 12 CH), que tienen registro en la Secretaría de Salud (México) y autorización para uso en humanos. Durante su preparación se aplicaron los procedimientos básicos que establece la farmacopea homeopática mexicana (SSA, 2015), incluyendo dilución serial centesimal (1:99) y agitación vigorosa, según la metodología descrita por Mazón-Suástegui, Ojeda, García, Batista y Abasolo (2020).
Desarrollo experimental
Las semillas se desinfectaron previo a la siembra mediante inmersión en etanol al 70% durante 10 segundos seguido de una solución de hipoclorito de sodio al 1.5% durante 10 min y por último se lavaron tres veces con agua desionizada para eliminar cualquier residuo de desinfectante (Collado et al., 2013). Las semillas se colocaron en papel f iltro para su secado y luego fueron embebidas por 30 min con el tratamiento homeopático correspondiente o con AD para el tratamiento control. Enseguida las semillas se sembraron en macetas de plástico (cuatro semillas por maceta) cada uno con 5 kg de sustrato comercial (Sogemix PM®) estableciendo cinco réplicas por tratamiento.
Una vez que las plantas emergieron se aplicaron los tratamientos HOM (NaM-7CH, NaM-13CH, NaM-7CH + NaM-13CH y AD como control) lo más próximo posible al sistema radical de las plántulas, en las primeras horas del día. Los tratamientos salinos (0 y 75 mM de NaCl) se aplicaron de manera gradual, para evitar un shock osmótico (Murillo-Amador y Troyo-Diéguez, 2000), iniciando con una concentración 25 mM de NaCl hasta llegar a la concentración de 75 Milimolar.
Análisis de crecimiento
Para medir la ganancia de biomasa vegetal por día o tasa de crecimiento del cultivo, se realizó una toma de muestra destructiva a los 14 días después de la siembra (DDS) a las que se le realizó el mismo procedimiento en las mediciones morfométricas que las muestras tomadas a los 35 DDS. Se tomaron 10 plantas por cada tratamiento en cada muestreo y se separaron en raíz, tallo y hojas, con ayuda de una balanza analítica (Mettler Toledo®, modelo AG204, USA) se determinó la biomasa fresca y posteriormente los tejidos correspondientes (raíz, tallo y hojas) de cada planta, se colocaron en bolsas de papel y se introdujeron en una estufa de secado (Shel-Lab®, modelo FX-5, serie-1000203) manteniéndose a temperatura de 70 °C hasta obtener su deshidratación completa (aproximadamente 72 horas). Enseguida se pesaron en balanza analítica (Mettler Toledo®, AG204, USA) expresando el peso en gramos de biomasa vegetal seca de raíz, tallo y hojas (BSR, BST y BSH). Se calculó la tasa de crecimiento del cultivo mediante la ecuación siguiente:
Donde: TC= Tasa de crecimiento (g/día) W= biomasa seca total (g) t=tiempo (días, semanas)
Calculo del índice de tolerancia relativa a la salinidad
Para determinar la tolerancia relativa a la salinidad se emplearon las variables morfométricas, biomasa seca de raíz, tallo y hojas determinadas con anterioridad y se realizó mediante la ecuación de Udovenko (1976):
Donde: MCS= medias en condiciones salinas, MCC=medias en condiciones no salinas
Análisis estadístico
Se realizaron análisis de varianza y comparaciones múltiples de medias (Tukey HSD, P ≤ 0.05). En todas las variables, los valores promedio se consideraron signif icativamente diferentes cuando P ≤ 0.05. Los datos de porcentaje se transformaron mediante arcoseno (Little y Hills, 1989; Steel y Torrie, 1985). Los análisis estadísticos se realizaron con el programa Statistica v.10.0 para Windows® (StatSoft® Inc., 2011).
Resultados y Discusión
Tasa de crecimiento
El análisis de los resultados para la variable tasa de crecimiento (TC) mostró diferencia signif icativa entre variedades (P = 0.000), se observó una mayor tasa de crecimiento en la variedad Quivicán (Figura 1A). Entre los diferentes niveles de NaCl se registró un decremento cuando las plantas fueron tratadas con 75mM de NaCl (Figura 1B), afectando la TC un 26.67% con respecto a las plantas que no recibieron estrés por salinidad (NaCl). Estos resultados coinciden con los reportados por Can-Chulim et al. (2017), al estudiar el efecto de diferentes concentraciones de sales en tres variedades de frijol reportaron una disminución signif icativa del crecimiento cuando las plantas recibieron tratamiento de estrés salino de moderado (Conductividad eléctrica, [CE=2.3 dS m-1]) a severo (CE=9.0 dS m-1). Otros autores también reportaron una disminución de las variables evaluadas en frijol común, cuando las plantas se trataron con NaCl Beykkhormizi, Abrishamchi, Ganjeali y Parsa (2016). Estos resultados pueden estar determinados por los efectos negativos del estrés por NaCl en las plantas, está comprobado que un exceso de sales en el medio de cultivo ocasiona un estrés osmótico en las células, lo que puede conducir a una disminución de las funciones metabólicas fundamentales tales como la fotosíntesis, respiración y adsorción de iones (Batista-Sánchez et al., 2017).
Figura 1: Tasa de crecimiento de dos variedades de frijol (P. vulgaris L.), tratadas con medicamentos homeopáticos (A), efecto del NaCl en la tasa de crecimiento de dos variedades de frijol (P. vulgaris L.) tratadas con medicamentos homeopáticos (B). Letras distintas muestran diferencias estadísticas (Tukey HSD, P ≤ 0.05).
Al analizar el efecto de los tratamientos homeopáticos en la TC, se observó diferencias signif icativas (P = 0.0002) con respecto al tratamiento control (AD), con una mayor TC en las plantas de frijol que recibieron las dinamizaciones homeopáticas (Figura 2). Estos resultados concuerdan con los reportados por Mazón-Suástegui et al. (2020), quienes observaron un incremento signif icativo en las variables evaluadas al cultivo del frijol tratado con dinamizaciones de Natrun muriaticum. Otros autores encontraron un crecimiento signif icativo en el cultivo de chile al aplicar dinamizaciones homeopáticas de Natrun muriaticum (Rodríguez-Álvarez, Morales, Batista y Mazón, 2020). Todo lo cual nos conf irma que el empleo de compuestos bioactivos altamente diluidos (CBAD), que contienen como ingrediente activo sal de mar para tratar plantas sometidas a estrés salino, induce una respuesta positiva a nivel celular, activando mecanismos de defensa aún por estudiar, que son capaces de mitigar los efectos negativos de la presencia del NaCl en el metabolismo vegetal.
Índice de tolerancia relativa a la salinidad
El análisis del índice de tolerancia relativa a la salinidad de las dos variedades estudiadas (Figura 3), mostraron diferencias signif icativas para la biomasa seca de hojas (P = 0.004), tallos (P = 0.002) y raíces (P = 0.0001). Se observó un mayor índice de tolerancia en la variedad Quivicán, superando con un 18% la biomasa seca de hojas, 14% la biomasa seca de tallos y 12% la biomasa seca de raíces de la variedad Paceño.
Figura 3: Índice de tolerancia relativa a la salinidad de la biomasa seca de hojas (A), tallos (B) y raíces (C) en dos variedades de frijol (P. vulgaris L.), cultivadas en condiciones salinas (NaCl) y tratadas con medicamentos homeopáticos. Letras distintas muestran diferencias estadísticas (Tukey HSD, P ≤ 0.05).
Resultados similares encontraron Mazón-Suástegui et al. (2020); al estudiar el efecto mitigador de tratamientos homeopáticos en el cultivo del frijol común (Phaseolus vulgaris L). También en estudios realizados por Quintana-Blanco et al. (2016) reportaron tolerancia a la salinidad NaCl de este cultivo a niveles moderados. Los resultados expuestos en este estudio (Figura 3) pueden explicarse debido a la capacidad adaptativa a los ambientes desfavorables que puede tener la variedad de frijol con mejor respuesta empleada en el estudio, según Pérez-Matos (2017).
Otra hipótesis plausible puede ser el rápido desarrollo de este cultivo, lo que facilita que las plantas puedan enfrentar la presencia de agentes estresantes en el medio de cultivo con mayor facilidad, cuando sus raíces son capaces de explorar una mayor área y su área foliar es mayor para producir una mayor cantidad de fotoasimilados capaces de vigorizar las plantas para enfrentar los efectos negativos que ocasiona la presencia de NaCl en el medio de cultivo (Pérez-Matos, 2017).
El análisis del efecto de los tratamientos homeopáticos en el índice de tolerancia relativa a la salinidad (NaCl) reveló diferencias signif icativas (Figura 4) para la biomasa seca de hojas (P = 0.002), tallos (P = 0.0000) y raíces (P = 0.0001). El análisis de la interacción tratamientos homeopáticos × variedades en el índice de tolerancia relativa a la salinidad de la biomasa seca (Figura 5) solo se observó diferencias signif icativas en hojas (P = 0.0000) y raíces (P = 0.002).
Figura 4: Efecto de los tratamientos homeopáticos en el índice de tolerancia relativa a la salinidad de biomasa seca hojas (A), tallos (B) y raíces (C) en dos variedades de frijol (P. vulgaris L.), cultivadas en condiciones salinas (NaCl) y tratadas con medicamentos homeopáticos. Letras distintas muestran diferencias estadísticas (Tukey HSD, P ≤ 0.05).
Figure 4: Effect of homeopathic treatments on the relative tolerance index to salinity of dry biomass leaves (A), stems (B) and roots (C) in two bean varieties (P. vulgaris L.), grown under saline conditions (NaCl) and treated with homeopathic medicines. Different letters show statistical differences (Tukey HSD, P ≤ 0.05).
Las plantas de frijol de ambas variedades cuando recibieron los tratamientos homeopáticos, dinamizaciones de Narum muriaticum, respondieron de forma positiva con un incremento del índice de tolerancia relativa a la salinidad, con respecto a las plantas que no recibieron las dinamizaciones homeopáticas, siendo el tratamiento de NaM-7CH el de mejores resultados (Figura 4).
Al estudiar la interacción se encontró una respuesta mayor en la variedad Paceño cuando se aplicaron las dinamizaciones homeopáticas a diferencia de las plantas que solo recibieron agua destilada como tratamiento control (Figura 5). En estudios realizados por Mazón-Suástegui et al. (2018) en el cultivo de la albahaca encontraron re sultados similares, cuando aplicaron los tratamientos homeopáticos registraron un incremento de la tolerancia a la salinidad por NaCl presente en el medio de cultivo, en las plantas que recibieron la dinamización de NaM-7CH. Aunque de forma general lograron encontrar una respuesta anti estrés con la aplicación de las dinamizaciones de NaM. Estos resultados pueden explicarse por la presencia de oligoelementos como K+ contenidos en el ingrediente activo de Narum muriaticum y que tienen un papel fundamental en el metabolismo celular, facilitando que las plantas mantengan su vigor aún en ambientes desfavorables para su correcto desarrollo García-Bernal et al. (2020).
Figura 5: Efecto de La interacción tratamientos homeopáticos × variedades en el índice de tolerancia relativa a la salinidad de la biomasa seca de hojas (A), y raíces (B) en dos variedades de frijol (P. vulgaris L.), cultivadas en condiciones salinas (NaCl) y tratadas con medicamentos homeopáticos. Letras distintas muestran diferencias estadísticas (Tukey HSD, P ≤ 0.05).
Figure 1: Effect of the interaction homeopathic treatments × varieties in the tolerance index relative to salinity of the dry biomass of leaves (A), and roots (B) in two varieties of beans (P. vulgaris L.), grown under saline conditions (NaCl ) and treated with homeopathic medicines. Different letters show statistical differences (Tukey HSD, P ≤ 0.05).
El efecto antiestres del medicamento homeopático Narum muriaticum también ha sido descrito por autores como Abasolo-Pacheco et al. (2020), que han encontrado respuestas positivas a su aplicación, ya sea por la presencia de oligoelementos que participan en el metabolismo celular o por la posible activación de mecanismos bioquímicos que permiten mantener las funciones vitales de las plantas, aún en condiciones de estrés salino, logrando que la afectación en el rendimiento por esta causa sea menor que en las plantas no tratadas.
Conclusiones
El tratamiento con dinamizaciones de Natrum muriaticum aplicado a las plantas de P. vulgaris y V. unguiculata, indujo una mayor tasa de crecimiento e incrementó el índice de tolerancia relativa a la salinidad (NaCl). La dinamización NaM-7CH mostró los mejores resultados en las variables estudiadas y la variedad Quivicán la de mayor índice de tolerancia al estrés salino. Por lo tanto, la utilización de Natrum muriaticum (7CH) permite estimular el crecimiento y la productividad de las plantas de frijol bajo estrés salino (NaCl), reaf irmándose como una alternativa viable para la agricultura de zonas áridas y semiáridas.
Disponibilidad de Datos
Los conjuntos de datos utilizados o analizados durante el estudio actual se encuentran disponibles con el autor correspondiente a solicitud razonable.
Contribución de los Autores
Conceptualización y administración del proyecto de investigación, revisión y validación: J.M.M.S. Conceptualización, análisis y revisión: M.G.B. Conceptualización, análisis y preparación del borrador original, revisión y edición: C.M.O.S. Sof tware, revisión y edición: D.B.S. Metodología, revisión y edición: F.H.R.E.
