Introducción
⌅La
sequía, la salinidad y las temperaturas extremas son los principales
tipos de estrés que causan efectos adversos en el crecimiento y la
productividad agrícola. La salinidad, provocada por el mal manejo de los
agroecosistemas y por el cambio climático, trae como consecuencia
serios problemas al disminuir la disponibilidad de alimentos a escala
mundial. La salinidad de los suelos es un problema global que afecta a
la agricultura, debido a que provoca disminución del rendimiento de los
cultivos de hasta un 50 %, y se genera principalmente por acciones
humanas como deforestación, agricultura y sobrepastoreo (SADER, 2021SADER. (2021). Mapa agrícola de afectación por salinidad en México. Suelos, un recurso finito y fundamental.
).
A nivel mundial, se estima que aproximadamente 830 millones de
hectáreas tienen problemas de salinización, lo que corresponde a más del
6 % de la superficie total mundial y alrededor del 20 % del área
cultivable total (Courel, 2019Courel, G. F. (2019). Guía de estudio. Suelos salinos y sódicos. Cátedra de Edafología, Facultad de Agronomía y Zootecnia, Universidad Nacional de Tucumán.
). Este fenómeno muestra una tendencia a aumentar en los próximos años, incluyendo al territorio cubano, donde ONEI (2021)ONEI. (2021). Agricultura, ganadería y pesca. En Anuario Estadístico de Cuba (Ed. 2022). Oficina Nacional de Estadística e Información.
reporta que más de un millón de hectáreas de suelos agrícolas se
encuentran afectadas, lo que representa el 14,9 % del área cultivable.
La
acumulación excesiva de sales en el suelo puede provocar baja absorción
de agua, deficiencia de nutrientes y toxicidad en las plantas (SADER, 2021SADER. (2021). Mapa agrícola de afectación por salinidad en México. Suelos, un recurso finito y fundamental.
);
lo anterior conlleva a que las plantas sufran una serie de
modificaciones a nivel morfológico (reducción del tamaño de brotes y
raíces, clorosis), fisiológico (inhibición de la fotosíntesis, cierre de
los estomas, bajo potencial osmótico, reducción del contenido de agua),
y bioquímico (incremento de la generación de especies reactivas del
oxígeno, cambios en la actividad de enzimas antioxidantes, incremento en
la cantidad de prolina, desbalance de minerales). Esta serie de cambios
conducen a una menor acumulación de biomasa y a la reducción de la
productividad de los cultivos (Hasanuzzaman, 2022Hasanuzzaman, M. (2022). Salt stress tolerance in rice and wheat: physiological and molecular mechanism. En Plant defense mechanisms. IntechOpen.
).
El pimiento (Capsicum annuum L.) es una de las principales hortalizas que se consumen a nivel
mundial; sin embargo, su establecimiento enfrenta serios problemas al
reducir sus rendimientos cuando se siembra o trasplanta en suelos con
problemas de salinidad (Kang et al., 2020Kang,
W. H., Sim, Y. M., Koo, N., Nam, J. Y., Lee, J., Kim, N., et al.
(2020). Transcriptome profiling of abiotic responses to heat, cold,
salt, and osmotic stress of Capsicum annuum L. Scientific Data, 7(1), 1-7.
).
Diversos
autores señalan que las altas concentraciones de sales en los suelos
constituyen uno de los principales factores que limitan el crecimiento y
productividad de los cultivos (Rouphael et al., 2018Rouphael,
Y., Petropoulos, S. A., Cardarelli, M. y Colla, G. (2018). Salinity as
eustressor for enhancing quality of vegetables. Scientia Horticulturae, 234, 361-369.
).
Tambien existen antecedentes que han demostrado el efecto de la
salinidad sobre la limitación del crecimiento de las plantulas en
condiciones in vitro (Charbonier et al. 2021Charbonier
Álvarez, Y., Capote Rodríguez, A. y Rodríguez Alfonso, D. (2021).
Evaluación de accesiones de Phaseolus vulgaris L. sometidas a estrés
salino durante el desarrollo de plántulas. Agrotecnia de Cuba, 45(1), 69-78. https://agrotecnia.edicionescervantes.com/index.php/agrotecnia/article/view/71
; Tarraza 2023Tarraza
Rodríguez, A. (2023). Evaluación de la respuesta de cultivares de
Allium sativum L. en condiciones in vitro de estrés salino. Agrotecnia de Cuba, 46(2), 98-99. https://agrotecnia.edicionescervantes.com/index.php/agrotecnia/article/view/20
). Considerando la tendencia progresiva al aumento
de la salinización de los suelos, este estudio tuvo como objetivo
caracterizar la respuesta de tres cultivares comerciales de pimiento (Capsicum annuum L.) sometidos a estrés salino inducido por NaCl durante la fase de
germinación, con el interés de seleccionar los genotipos más tolerantes,
como una de las alternativas para mitigar el efecto negativo de la
salinidad sobre el desarrollo y la productividad del cultivo.
Materiales y Métodos
⌅La
investigación se desarrolló en el Laboratorio de Química del Instituto
de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical “Alejandro de
Humboldt” (INIFAT). Se emplearon semillas de los cultivares comerciales
de pimiento (Capsicum annuum L.): ´Verano - 1´, ´Español - 16´ y ´Tropical CW - 3´ (Figura 1., los cuales poseen un alto grado de tolerancia a las enfermedades que más atacan al pimiento en Cuba (Rodríguez et al., 2011Rodríguez, A., Companioni, N., Fresneda, J., Estrada, J., Cañet, F., Rey, R., et al. (2011). Manual técnico para organopónicos, huertos intensivos y organoponía semiprotegida (7ma ed.). La Habana, Cuba: Ediciones Caribe.
).
Características de las variedades utilizadas
⌅Las principales características de los tres cultivares de pimiento estudiados fueron descritas por Fernández et al., en 2014Fernández, L., Shagarodsky, T., Suárez, R., Muñoz, L., Gil, F., Sánchez, Y., et al. (2014). Catálogo de variedades INIFAT (1ra ed.). La Habana.
.
´Tropical CW-3´. Presenta buena calidad para condiciones tropicales, con frutos rojos de 3 a 4 lóbulos. En Cuba, produce más del 75 % de los frutos aptos para el mercado de exportación, con un peso entre 175 a 420 gramos, con longitud de 7,5 a 9 cm y diámetro de 7,4 a 8,8 cm. Tiene un pericarpio de 0,4 a 0,6 cm de grosor. La planta es de buena cobertura foliar con una altura de 55 a 65 cm. Presenta un alto grado de tolerancia al Virus del Grabado del Tabaco (TEV) y a Xanthomonas campestris pv. vesicatoria.
´Español-16´. Es muy productivo, acampanado, de color rojo brillante, con alto grado de rusticidad. Extiende su producción al inicio del verano. El fruto pesa entre 49 y 80 gramos, con una longitud entre 10 y 16 cm, diámetro de 6,0 a 8,5 cm, y grosor del pericarpio de 0,3 a 0,6 cm. Las plantas tienen una altura entre 55 a 65 cm. Presenta tolerancia a enfermedades producidas por virus y bacterias.
´Verano-1´. La planta es pequeña de 45 a 50 cm de alto, porte erecto, poco ramificada. Los frutos en su forma son cónicos alargados, de color amarillo, que en la madurez alcanzan el color naranja. Se adapta a las condiciones del verano. Es resistente a Xanthomonas campestris pv., Erwinia amylovora y Colletrotrichum gloesporoides.
Las semillas, de los tres cultivares, se obtuvieron del Banco Central de Germoplasma del INIFAT, y se les realizó una prueba de germinación cuyos resultados mostraron el 60 % de semillas viables.
Desinfección. Las semillas se lavaron con detergente y se enjuagaron con agua corriente, posteriormente se desinfectaron en una solución de hipoclorito de sodio al 2 % durante 15 minutos y se enjuagaron tres veces con agua destilada estéril.
Tratamientos de salinidad. Las semillas se sembraron en placas Petri (9 cm de diámetro), con papel de filtro humedecido con 3 ml de soluciones salinas a diferentes concentraciones (50, 100, 150 y 200 mM) de cloruro de sodio (NaCl), correspondientes a conductividades eléctricas promedio de 2,3; 4,55; 6,06 y 8,53 mS/cm, respectivamente. Como control se utilizó agua destilada estéril (5,4 µS/cm).
Condiciones experimentales. Se utilizaron 750 semillas en total (25 semillas por placas, con dos réplicas por tratamiento en las tres variedades). El experimento se desarrolló en condiciones controladas a temperatura de 25 ± 2 ºC y humedad relativa de 60 %, con un fotoperiodo de 16 horas de oscuridad y 8 horas de luz diarias.
Indicadores evaluados. A los 14 días, en 10 plántulas, seleccionadas al azar, de cada tratamiento, se evaluaron la longitud del hipocótilo (cm), la longitud de la radícula (cm) y la altura de la planta (cm) con una regla milimetrada, así como la masa fresca y masa seca total (g) utilizando una balanza analítica de precisión de 0,01 g.
Se calculó la inhibición del crecimiento
sobre la base de la masa fresca y masa seca en ausencia de sales (EC) y
en presencia de sales (ES), según la fórmula descrita por Marín (1999)Marín, E. (1999). Inhibición del crecimiento de las plántulas de arroz durante la germinación en condiciones salinas. Revista Centro Agrícola, 18(3), 3-9.
:
Se realizaron los análisis de regresión con ajustes de curvas para cada indicador medido y los niveles de salinidad en cada variedad.
Con
los datos del tratamiento control y el tratamiento con 150 mM de NaCl se
determinó el Índice de Tolerancia Relativa (ITR) de cada una de las
variedades según Fernández (1992)Fernández,
G. C. J. (1992). Effective selection criteria for assessing plant
stress tolerance. En C. G. Kuo (Ed.), Adaptation of food crops to
temperature and water stress (pp. 257-270). Taiwán: Proceedings of an International Symposium.
, utilizando la ecuación
, donde Tc = Tratamiento control y Ts = Tratamiento salino.
Diseño y análisis estadístico. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con arreglo
factorial A x B, donde A = cultivares y B = niveles de salinidad. Los
datos se procesaron mediante un análisis de varianza de clasificación
doble (ANOVA) y la comparación entre las medias se realizó por la prueba
de mínima diferencia significativa para p ≤ 0,05, usando el Paquete de
Diseños Experimentales FAUANL, versión 2.5, 1994 (Olivares Sáenz, 1994Olivares Sáenz, E. (1994). Paquete de diseños experimentales FAUANL. México.
).
Resultados y Discusión
⌅Efecto de la salinidad sobre los indicadores morfológicos de pimiento (Capsicum annuum L.)
⌅El análisis de varianza mostró diferencias significativas entre los factores estudiados (concentraciones de NaCl y cultivares) y su interacción para cada indicador evaluado. En la Figura 2 se muestra el comportamiento de la longitud de la radícula en las tres variedades de Capsicum annuum L. sometidas a condiciones de estrés salino inducido por NaCl.
Se observa que a medida que aumentó la concentración de NaCl disminuyó la longitud de la radícula en las tres variedades estudiadas, con diferencias significativas entre ellas. A la concentración de 200 mM, la disminución de la longitud de la radícula fue acentuada.
Los resultados obtenidos son similares a los de Farouk y Al-Huqail (2022)Farouk,
S. y Al-Huqail, A. A. (2022). Sustainable biochar and/or melatonin
improve salinity tolerance in plants by modulating osmotic adjustment,
antioxidants, and ion homeostasis. Plants, 11(6), 765. https://doi.org/10.3390/plants11060765
quienes mencionan que el efecto de las sales en
las raíces de las plantas siempre resulta en un menor crecimiento de
estos órganos, hecho que puede afectar el crecimiento general de la
planta al reducirse el volumen de suelo que pueden explorar sus raíces. Tarraza (2023)Tarraza
Rodríguez, A. (2023). Evaluación de la respuesta de cultivares de
Allium sativum L. en condiciones in vitro de estrés salino. Agrotecnia de Cuba, 46(2), 98-99. https://agrotecnia.edicionescervantes.com/index.php/agrotecnia/article/view/20
también encontró un efecto limitante de la salinidad sobre la longitud de la radícula de semillas de cebolla germinadas in vitro.
En relación con el crecimiento de la longitud del hipocótilo, los resultados muestran diferencias significativas entre los tratamientos y se evidencia la susceptibilidad que presenta este indicador al aumento de la salinidad, en todos los cultivares (Figura 3).
El cultivar ´Verano-1´ tuvo un mejor comportamiento en el tratamiento de mayor concentración salina (200 mM), al mostrar un valor de 1,4 cm de longitud del hipocótilo, con diferencias significativas con las variedades ´Español-16´ (0,15 cm) y ´Tropical CW-3´, en las cuales se inhibe totalmente el crecimiento.
Este resultado concuerda con lo expresado por Chico-Ruíz et al. (2009)Chico-Ruíz,
J., Valderrama-Alfaro, S., Tejada-Castillo, P., Sánchez-Marín, R.,
Parimango-Quispe, S. y Santamaría-Reyes, A. (2009). Efecto de luz y
salinidad en la germinación de semillas y crecimiento del hipocótilo de
Solanum pimpinifolium "tomatillo silvestre". REBIOL, 29(1).
que al evaluar el efecto de la salinidad en la germinación de semillas y el crecimiento del hipocótilo de Solanum pimpinifollium “tomatillo silvestre” demostraron que la longitud del hipocótilo
disminuyó al ser expuestas a una concentración salina de 100 mM de NaCl
con respecto a una concentración menor.
En relación con el
indicador altura de la planta, se observa un comportamiento similar al
resto de los indicadores, resultando en una disminución progresiva del
crecimiento con el aumento de la concentración salina hasta los 200 mM (Figura 4). Estos resultados concuerdan con los planteados por Ortega et al. (2025)Ortega,
G. M., Ríos, R. Y., Ortiz, N. Y., Fernández, G. L. y Gil, V. J. F.
(2025). Comportamiento de cultivares de tomate (Solanum lycopersicum L.)
cubanos frente a diferentes condiciones de salinidad. Agrisost, 31, 1-6.
en estudios sobre el efecto de la salinidad sobre la germinación de
diferentes genotipos de tomate. Se observa que el cultivar ´Verano-1´
muestra mejor comportamiento ante la mayor concentración de NaCl (2,5 cm
de altura), mientras que en el cultivar ´Tropical CW-3´ se inhibe
totalmente la altura la plántula.
Estos resultados concuerdan con lo descrito por Cabrera et al. (2025)Cabrera,
M., Dorado, M., Ortiz, Y. y Mendoza, M. M. (2025). Efecto de la
salinidad in vitro sobre la germinación del frijol común (Phaseolus
vulgaris L.). Agrotecnia De Cuba, 49, https://cu-id.com/2120/v49e09. https://agrotecnia.edicionescervantes.com/index.php/agrotecnia/article/view/810
quienes plantean que uno de los primeros efectos
fisiológicos que provoca el estrés salino en las plantas es la reducción
del crecimiento debido a una disminución en la capacidad de absorción
de agua.
De modo general en la masa fresca total se mostraron diferencias significativas entre las tres variedades, a medida que se incrementó la dosis de NaCl (Figura 5).
Los resultados muestran que el cultivar ´Verano-1´ también mostró el mejor comportamiento ante la concentración de 200 mM de NaCl, al lograr un valor de 145,8 gramos de masa fresca en estas condiciones, con diferencias significativas con el resto de las variedades.
En cuanto a la masa seca total, los resultados indican que existieron diferencias significativas entre los tratamientos (Figura 6), disminuyendo los valores a medida que aumenta la concentración salina.
Se observa nuevamente que el cultivar ´Verano-1´ mostró mejores resultados en el tratamiento de 200 mM de NaCl, al alcanzar un valor de 22,64 g de materia seca, con diferencias significativas con el resto de las variedades, lo que demuestra un mejor comportamiento de este cultivar ante las condiciones de estrés inducido con NaCl.
Datos similares fueron encontrados por Jaradat et al. (2004)Jaradat,
A. A., Shahid, M. y Maskri, A. (2004). Generic diversity in the Batini
barley landrace from Oman: II Response to salinity stress. Crop Science, 44, 1007.
,
donde al realizar un experimento con genotipos de cebada encontraron
una correlación negativamente significativa entre el peso seco de la
plántula y el número de raíces por plántula y la concentración de sales.
Por otra parte, estos resultados también concuerdan con lo expresado por Parés et al. (2008)Parés,
J., Arizaleta, M., Sanabria, M. E. y García, G. (2008). Efectos de los
niveles de salinidad sobre la densidad estomática, índice estomático y
el grosor foliar en plantas de Carica papaya L. Acta Botánica Venezuélica, 31(1), 27-34.
quienes refieren que las variables de crecimiento vegetativo tales
como: masa seca, altura de la planta y área foliar, entre otras, son
severamente afectadas por la presencia de sales.
En las Figuras 7 y 8 se representa el comportamiento de los índices de inhibición del crecimiento sobre la base de la masa fresca y masa seca en ausencia de sales (EC) y en presencia de sales (ES).
En el caso de la masa fresca (Figura 7) se observa que a medida que aumentan las concentraciones salinas aumentan los índices de inhibición del crecimiento, excepto para el caso en que las variedades ´Verano - 1´ y ´Tropical CW - 3´ son tratadas con 50 mM de NaCl, donde se estimula el crecimiento, lo que pudiera asociarse a una respuesta de la planta que favorece la absorción de agua debido al potencial osmótico.
Asimismo, se observa que el incremento de los porcentajes de inhibición está en dependencia del cultivar estudiado. En el caso de la variedad ´Español-16´ se observa una disminución gradual del crecimiento a medida que aumenta la concentración de sales, llegando a un 97 % de inhibición en las plántulas sometidas a 200 mM de NaCl. Para la variedad ´Tropical CW-3´ se observa que hay una mayor inhibición del crecimiento a partir de la concentración de 50 mM con una reducción de más del 50 % de la masa fresca total (66 %), resultando similar la respuesta a 150 y 200 mM de NaCl, lo que evidencia una mayor afectación por las condiciones salinas.
Diferente comportamiento se observa en la variedad ´Verano-1´, al mostrar que en las concentraciones salinas de 50 y 200 mM de NaCl solamente se inhibe el crecimiento al 32 y 59 % respectivamente; lo que indica el mejor comportamiento de esta variedad ante el estrés salino inducido por NaCl.
Los resultados obtenidos permitieron demostrar que hay un marcado efecto del genotipo en la respuesta obtenida por el indicador masa fresca a altas concentraciones de sales.
En cuanto al índice de inhibición del crecimiento sobre la base de la masa seca en ausencia y en presencia de sales se observa un comportamiento diferenciado de los cultivares en estudio (Figura 8). En el caso de la variedad ´Español-16´ el crecimiento disminuye en las concentraciones de 150 mM y 200 mM (41 y 93 % respectivamente). Sin embargo, en el caso de la variedad ´Tropical CW-3´ la afectación comienza a partir de la concentración de 100 mM de NaCl, en la cual se produce la disminución de más del 50 % del indicador (59 %), lo que pudiera apuntar a un mayor grado de susceptibilidad ante las condiciones salinas.
Por otra parte, la variedad ´Verano - 1´ muestra que solamente a la concentración de 200 mM de NaCl disminuye un 16 % su contenido de materia seca, lo que evidencia un mejor comportamiento al mantener su capacidad de continuar acumulando masa seca bajo condiciones de estrés salino.
Al
parecer la respuesta del pimiento a las condiciones de estrés salino
está condicionada por el genotipo en estudio, ya que algunos autores
plantean que el pimiento es relativamente tolerante a la salinidad (Chartzoulakis y Klapaki, 2000Chartzoulakis,
K. y Klapaki, G. (2000). Response of two greenhouse pepper hybrids to
NaCl salinity during different growth stages. Scientia Horticulturae, 86, 247-260.
),
mientras que otros plantean que para lograr un buen crecimiento no es
conveniente que los iones cloruro y sodio sobrepasen de 8 mM (Alarcón, 1996Alarcón, A. L. (1996). Fertirrigación del pimiento dulce de invernadero. En A. Namesny V. (Ed.), Pimientos. Compendio de Horticultura (Vol. 20, pp. 45-52). España.
).
Identificación de indicadores para la selección temprana de genotipos de pimiento (Capsicum annuum L.) tolerantes a la salinidad sódica
⌅La Tabla 1 muestra las ecuaciones de regresión y los coeficientes de regresión para cada indicador evaluado. Se observa una correlación alta e inversamente proporcional entre los indicadores evaluados y las concentraciones de sales estudiadas, excepto para el caso de la masa seca en la variedad ´Verano - 1´ (R2 = 0,2083), resultados que corresponden al comportamiento de esta variedad frente a las altas concentraciones salinas.
| Cultivar | Indicadores | Ecuaciones de regresión | R2 |
|---|---|---|---|
| ´Español-16´ | Longitud de la radícula | y = -0,0216x+4,56 | 0,9014 |
| Longitud del hipocótilo | y = -0,0328x+7,11 | 0,9451 | |
| Altura de la planta | y = -0,055x+11,602 | 0,9097 | |
| Masa fresca | y = -2,0157x+459,32 | 0,8849 | |
| Masa seca | y = -0,1068x+28,216 | 0,7143 | |
| ´Tropical CW-3´ | Longitud de la radícula | y = -0,0159x+3,606 | 0,8742 |
| Longitud del hipocótilo | y = -0,0454x+8,4 | 0,8849 | |
| Altura de la planta | y = -0,0694x+12,66 | 0,9117 | |
| Masa fresca | y = -3,5621x+646,97 | 0,8833 | |
| Masa seca | y = -0,2258x+42,514 | 0,8135 | |
| ´Verano-1´ | Longitud de la radícula | y = -0,0361x+6,43 | 0,9115 |
| Longitud del hipocótilo | y = -0,025x+6,48 | 0,8657 | |
| Altura de la planta | y = -0,0366x+9,4 | 0,898 | |
| Masa fresca | y = -1,0815x+376,53 | 0,8662 | |
| Masa seca | y = -0,0628x+38,016 | 0,2083 |
La Figura 9 muestra los índices de tolerancia relativa (ITR) para cada indicador en las variedades en estudio para la concentración de 150 mM de NaCl.
Se observa que la variedad ´Tropical CW-3´ muestra los valores más bajos de ITR; por el contrario de la variedad ´Verano-1´ que muestra los mayores ITR, para todos los indicadores excepto en la longitud de la radícula.
Es de destacar el comportamiento del indicador longitud de la radícula, ya que, a diferencia del resto de los indicadores los mayores valores de longitud se corresponden con la variedad más susceptible (´Tropical CW-3´).
En estudios anteriores se ha
observado que la longitud del sistema radical fue el marcador más
adecuado para evaluar la respuesta ante el estrés hídrico y salino en
genotipos de arroz, por lo que este carácter fisiológico puede estar
asociado con la evaluación temprana de la tolerancia varietal bajo
condiciones de estrés (Rivera et al., 2022Rivera, P., Moya, C. y O’Brien, J. A. (2022). Low salt treatment results in plant growth enhancement in tomato seedlings. Plants, 11(6), 807.
).
Conclusiones
⌅La comparación del comportamiento de las variedades ante la salinidad, a partir del Índice de inhibición del crecimiento sobre la masa seca y el Índice de Tolerancia Relativa, mostró diferencias entre ellas, con la mayor susceptibilidad de la variedad ´Tropical CW-3´, un comportamiento intermedio de la variedad ´Español-16´ y la mayor tolerancia de la variedad ´Verano-1´, la cual mantuvo su capacidad de crecimiento bajo condiciones de estrés salino, y mostró los mayores Índices de Tolerancia Relativa para la mayor parte de los indicadores, lo cual indica su potencial para ser utilizada en suelos parcialmente afectados por la salinidad.
En el único indicador que la variedad ´Verano-1´ no mostró el mayor Índice de Tolerancia Relativa fue en la longitud de la radícula, el cual pudiera ser propuesto como un indicador de selección temprana para esta variedad, en las condiciones de estrés salino.