El tipo de fertilizante y el ácido húmico mejoran las respuestas de crecimiento, la absorción de nutrientes y el contenido de aceites esenciales en Coriandrum sativum L.

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 7437 (2022) Citar este artículo

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En las últimas décadas, el uso excesivo de fertilizantes químicos ha impuesto muchos desafíos ambientales en todo el mundo. Hoy en día, los fertilizantes orgánicos como el vermicompost y el estiércol de ganado han ganado un gran interés en los sistemas agrícolas sostenibles. Se realizó una investigación de campo de 2 años como factorial basada en un diseño de bloques completos al azar para evaluar la eficiencia de los fertilizantes y los ácidos húmicos (HA) en las respuestas de crecimiento y la composición de los aceites esenciales de Coriandrum sativum. Los tratamientos fueron diferentes fuentes de fertilizantes (estiércol de ganado, lombricompost y fertilizantes químicos) y fertirrigación con ácidos húmicos antes y al inicio de la etapa de floración. El mayor contenido de proteína se observó bajo la aplicación de vermicompost × HA antes de la floración (0,118 μmol L-1 y 0,128 μmol L-1, respectivamente). Además, la coaplicación de fertilizantes orgánicos × HA al inicio de la floración resultó en un aumento significativo en los pigmentos fotosintéticos y en el contenido de N, P, K, Fe, Zn y Mn. Según los análisis GC-FID y GC-MS, linalol (55,91–63,19%), γ-terpineno (4,65–6,13%), α-pineno (2,64–5,74%), acetato de geranilo (3,49–5,51%), 2 -dodecanal (2,92–4,46%), mentol (1,33–3,90%), p-cimeno (1,73–2,24%) y geraniol (1,25–2,15%) fueron los principales componentes del aceite esencial. El contenido superior de linalol se obtuvo mediante el uso de fertilizantes químicos y vermicompost × HA en la etapa de inicio de la floración. En general, los resultados revelaron que los fertilizantes químicos podrían reemplazarse con vermicompost × HA y su coaplicación influyó positivamente en las respuestas de crecimiento y la composición del aceite esencial de cilantro. Además, los resultados obtenidos aconsejarían al sector de extensión y a los agricultores pioneros modificar los sistemas de producción a gran escala en favor de la salud ambiental.

Las condiciones climáticas, los factores del suelo y los nutrientes minerales son fundamentales en la producción de cultivos agrícolas. En las últimas décadas, el uso excesivo de fertilizantes químicos en la agricultura convencional ha provocado muchos problemas medioambientales. Estos incluyen la contaminación del suelo y los recursos hídricos, la reducción de la calidad de los productos alimenticios y la alteración del equilibrio biológico del suelo, que causan daños irreparables al ecosistema1. El enfoque global para establecer un sistema agrícola sostenible ha cambiado con el uso de nuevos métodos de gestión, lo que requiere prestar atención a los sistemas biológicos e integrados, en particular a los fertilizantes orgánicos, para satisfacer parcialmente las necesidades de fertilizantes de las plantas y reducir el uso de fertilizantes químicos2. Uno de los principios básicos de la agricultura sostenible es el uso de fertilizantes orgánicos, como lombricompost, ácido húmico y estiércol de ganado. Se trata de fertilizantes orgánicos rentables, económicamente aceptables y respetuosos con el medio ambiente y una rica fuente de macro y micronutrientes, vitaminas, enzimas y hormonas promotoras del crecimiento, que desempeñan un papel esencial en el mantenimiento de la fertilidad del suelo y el aumento del rendimiento y la calidad de los cultivos. cultivos y plantas medicinales3.

El lombricompost es un rico fertilizante orgánico con niveles adecuados de sustancias húmicas y nutrientes disponibles para las plantas. Se produce por la actividad de diversas especies de lombrices de tierra como Eisenia fetida, Eisenia hortensis y otras lombrices de tierra4. Los ácidos orgánicos producidos durante el procesamiento del vermicompost absorben micronutrientes, como Fe, Zn, Cu, etc., y los ponen gradualmente a disposición de las plantas5. Debido a su alta capacidad de retención de agua, el vermicompost siempre proporciona cantidades adecuadas de agua que también previenen el estrés severo por déficit hídrico en las plantas6.

El ácido húmico (HA) es un compuesto polimérico orgánico natural producido a partir de la materia orgánica del suelo, la turba y la descomposición de la lignina. Absorbe varios iones para formar quelatos con micronutrientes, que liberan los iones de forma lenta y continua7. El HA contiene muchos grupos químicos carboxilos, fenólicos, carbonilo e hidroxilo unidos a carbonos alifáticos o aromáticos y mejora la tolerancia al estrés de las plantas, el potencial de crecimiento, la velocidad y tasa de germinación de las semillas, la calidad y el rendimiento de los cultivos, así como la fertilidad y el sistema fisicoquímico del suelo. propiedades tales como permeabilidad, aireación, granulación y capacidad de retención de agua del suelo8.

El cilantro (Coriandrum sativum L.) es una hierba medicinal anual, aromática, de la familia Apiaceae. El cilantro es originario de la región mediterránea, el norte de África y el suroeste de Asia. Se considera que el aceite esencial de las semillas tiene propiedades antioxidantes y antimicrobianas para prevenir el deterioro y conservar los alimentos9. Los componentes más importantes del aceite esencial de cilantro son el linalool, el citronelol, el óxido de cariofileno, la cis-4-decal propilenlactona y la caprolactona, que tienen propiedades antiinflamatorias, analgésicas, anticonvulsivas, hipotensoras y reductoras del colesterol. El aceite esencial también se utiliza en la preparación de alimentos, perfumería, cosmética y medicina10,11.

Diversos estudios están revelando que la aplicación de fertilizantes orgánicos y bioestimulantes mejoran la altura de las plantas, el rendimiento de materia fresca y seca, la absorción de micronutrientes, el número de ramas y el contenido de aceites esenciales (AOE) en plantas medicinales como Mentha piperita L.12, Salvia officinalis13, Mentha arvensis L.14 y Carum carvi L.15. Hassan y Fahmy informaron que la aplicación foliar de HA aumentó significativamente los componentes del rendimiento y el COE en la manzanilla16. Dehsheikh et al.17 encontraron que la aplicación de HA aumentó el contenido de materia orgánica del suelo y mejoró el potencial de crecimiento de las plantas de albahaca y el rendimiento de aceite esencial (EOY).

La idea principal en la producción de plantas medicinales es la producción orgánica de cultivos de alta calidad. De ahí que el uso de fertilizantes orgánicos y bioestimulantes se haya vuelto más importante para satisfacer las necesidades nutricionales de las tierras agrícolas. Considerando que este estudio tuvo como objetivo (i) evaluar y comparar la fertirrigación con HA como estimulante del crecimiento bajo el régimen de fertilizantes orgánicos y químicos en cilantro, (ii) comparar el tiempo de fertirrigación con HA (antes de la floración y después de la plena floración), y (iii ) para evaluar las respuestas de crecimiento y los componentes de los aceites esenciales bajo el uso de fertilizantes orgánicos y químicos.

Los resultados mostraron que la altura de las plantas se vio afectada por la aplicación de HA y la interacción de los fertilizantes × HA. Aún así, este rasgo no fue influenciado únicamente por el efecto de la fuente de fertilización (Tabla 1). La altura superior de la planta se obtuvo con lombricomposta y estiércol de ganado × aplicación de HA antes de la floración (81,27 cm y 78,47, respectivamente). En comparación, el más bajo se registró en el control (63,77 cm), que registró un incremento del 27,42 y 23,05% en comparación con el control, respectivamente (Fig. 1a).

Efecto de diferentes fuentes de fertilizantes × tratamientos con ácido húmico (HA) sobre la altura de la planta (a), el número de tallos laterales (b) y el rendimiento biológico (BY) (c) de cilantro. Letras diferentes indican diferencias significativas según la prueba LSD P < 0,05 (promedio de dos años).

El número de tallos laterales estuvo significativamente influenciado por diferentes niveles de fertilizantes × fertirrigación con HA (Tabla 1). La aplicación de vermicompost × HA antes de la floración resultó en el mayor número de tallos laterales (8.27), que fue 83.77% más que el control (Fig. 1b).

El BY del cilantro se vio significativamente afectado por las diversas fuentes de fertilizantes × HA (Tabla 1). Se observó el BY superior (846,7 gm-2) en la aplicación de vermicompost × HA antes de la floración, mostrando un aumento del 95,54% en comparación con el control (433 gm-2) (Fig. 3c).

Las diferentes fuentes de fertilizante y HA, y su combinación, afectaron significativamente el PS de la planta (Tabla 1). El PS más alto de la planta se observó aplicando vermicompost × fertirrigación con HA antes de la floración (10,18 g), que fue hasta un 182% más que el control (3,61 g) (Fig. 2a).

Efecto de diferentes fuentes de fertilizantes × tratamientos con ácido húmico (HA) sobre la materia seca de la planta (a), el peso de mil semillas (TSW) (b) y el rendimiento de grano (GY) (c) de cilantro. Letras diferentes indican diferencias significativas según la prueba LSD P < 0,05 (promedio de dos años).

Los efectos de diferentes fuentes de fertilizantes y HA y sus efectos de interacción fueron significativos en el TSW de cilantro (Tabla 1). La aplicación de vermicompost × fertirrigación con HA antes de la floración condujo al TSW más alto (8,750 g), que fue un 22,37% mayor que el control (7,15 g) (Fig. 2b).

Varias fuentes de fertilizantes × HA influyeron significativamente en el RG (Tabla 1). El RG más alto (290,2 gm-2) se logró mediante la aplicación de fertilizante químico × HA al comienzo de la floración, pero no fue significativamente diferente del vermicompost × HA en la misma etapa. El menor GY (152,2 gm−2) perteneció al control, 90,67% menor que el tratamiento superior (Fig. 2c).

Los resultados revelaron que las diversas fuentes de fertilizantes × HA mejoraron significativamente el contenido de clorofila a (Chl a) (Tabla 1). El mayor contenido de Chl a se obtuvo en la lombricomposta × HA antes de la floración (35,17 mg kg−1 PF), y en la aplicación de fertilizante químico × HA al inicio de la floración (34,56 mg kg−1 PF), que fueron 43,31 % y 40,83% mayor que el control, respectivamente (Fig. 3a). El menor contenido de Chl a se registró en el control (24,54 mg kg-1 PF), el cual no tuvo diferencia significativa con la aplicación de HA antes (23,3 mg kg-1 PF) y al inicio (22,98 mg kg-1 PF). ) de floración.

Efecto de diferentes fuentes de fertilizantes × tratamientos con ácido húmico (HA) sobre la clorofila a (Chl a) (a), clorofila b (Chl b) (b) y carotenoides (CAR) (c) de la planta de cilantro. Letras diferentes indican diferencias significativas según la prueba LSD P < 0,05 (promedio de dos años).

Los hallazgos mostraron que las diferentes fuentes de fertilizantes, HA, y su interacción afectaron significativamente el contenido de clorofila b (Chl b) de las plantas de cilantro (Tabla 1). El mayor contenido de Chl b (26,24 mg kg-1 PF) se obtuvo en estiércol de ganado × HA antes de la floración, el cual mostró un aumento de hasta 61,71% respecto al control (15,32 mg kg-1 PF). El contenido más bajo de Chl b se registró en los tratamientos de control y HA antes de la floración (Fig. 3b).

Además, los efectos de diversas fuentes de fertilizantes, HA y su coaplicación fueron significativos en el contenido de carotenoides (CAR) (Tabla 1). El mayor contenido de CARs (20.8 gm−2) se observó en la aplicación de lombricompost × HA al inicio de la floración, el cual fue 101.55% mayor que el control. El contenido más bajo de CAR se registró en el control (10,32 gm-2) y HA (9,95 gm-2) antes de la etapa de floración (Fig. 4c).

Efecto de diferentes fuentes de fertilizantes × tratamientos con ácido húmico (HA) sobre la TSP (a), el contenido de aceite esencial (EOC) (b), el rendimiento de aceite esencial (EOY) (c) y el contenido total de proteína soluble (TSP) (d) de plantas de cilantro. Letras diferentes indican diferencias significativas según la prueba LSD P < 0,05 (promedio de dos años).

Los resultados revelaron que diferentes fertilizantes y su interacción con HA aumentaron significativamente la TSP, pero HA no afectó el rasgo (Tabla 1). El TSP más alto se logró con vermicompost × HA antes de la floración (0.128 mg g-1 FW), que fue 149.51% más que el control. El menor contenido de TSP se detectó en el control (0.0513 mg g-1 FW) y HA (0.0646 mg g-1 FW) antes de la floración y al comienzo (0.546 mg g-1 FW) de la floración (Fig. 4a).

Diversas fuentes de fertilizantes, HA e interacciones influyeron significativamente en el COE (Tabla 1). Diferentes fertilizantes combinados con fertirrigación con HA aumentaron el COE hasta entre un 30% y un 37% en comparación con el control. El mayor COE se obtuvo con fertilizante químico × AH al inicio de floración (0.248%), fertilizante químico × sin AH (0.244%), vermicompost × AH al inicio de floración (0.246%), estiércol × AH antes de la floración (0.238 %) y estiércol × sin HA (0,236%). El menor COE se registró en el control (0,181%) (Fig. 4b).

Los efectos de diferentes tipos de fertilizantes, HA y sus combinaciones fueron significativos en el EOY (Tabla 1). El fertilizante químico × sin HA, el fertilizante químico × HA al inicio de la floración y el vermicompost × HA al inicio de la floración condujeron al EOY más alto (0.720 gm-2, 0.692 gm-2 y 0.671 gm-2, respectivamente). Mientras que, el menor EOY se registró en el control con 0,288 gm-2 (Fig. 4c). La aplicación conjunta de varios fertilizantes y HA mejoró el EOY hasta entre un 132% y un 150% con respecto al control.

Se identificaron veintisiete componentes, que representan entre el 90% y el 97% del aceite esencial total. El linalool (63,99%) fue el componente predominante del AE de semilla de cilantro. Además, γ-terpineno (6,13%), α-pineno (5,74%), acetato de geranilo (5,51%), dodecanal (4,46%), mentol (3,90%), p-cimeno (2,24%) y geraniol (2,15%). %) fueron identificados como los otros constituyentes predominantes (Tabla 2). Los mayores hidrocarburos y monoterpenos oxigenados se observaron en la aplicación de fertilizante químico × HA antes y al inicio de la floración, respectivamente (Cuadro 3). Al inicio de la floración, el mayor contenido de hidrocarburos sesquiterpénicos se registró en el tratamiento sin fertilizante × HA (Cuadro 4).

Según los resultados, los contenidos de macro y micronutrientes se vieron afectados significativamente por las diferentes fuentes de fertilizantes combinadas con HA. El mayor contenido de N (3.73%), P (2.78%) y K (0.72%) se observó con la aplicación de lombricompost × HA antes de la floración. El mayor contenido de Fe (0,685 mg g-1 MS), Zn (0,189 mg g-1 MS) y Mg (0,119 mg g-1 MS) se obtuvo utilizando estiércol de ganado × HA antes de la floración. El contenido más bajo de macro y micronutrientes se observó en el control (Tabla 3).

Los resultados de los constituyentes de AE mostraron correlaciones positivas y significativas entre el cilantro GY con EOY y EOC (0,82% y 0,98%, respectivamente). El contenido de linalool mostró correlaciones positivas notables con GY, EOC y EOY (0,68%, 0,89% y 0,75%, respectivamente). También hubo correlaciones positivas significativas entre el contenido de α-pineno y GY, EOC y EOY. De manera similar, el contenido de γ-terpineno mostró correlaciones positivas con GY, EOC y EOY (Tabla 5).

Este experimento reveló que los fertilizantes orgánicos y químicos combinados con HA podrían mejorar la altura de la planta de cilantro (Fig. 1a). Los estudios han demostrado que la aplicación de fertilizantes orgánicos mejoró la fertilidad del suelo y la estructura de la flora microbiana18. El lombricompost es un fertilizante orgánico que es una rica fuente de nutrientes, como N, P y K, y mediante la liberación de algunos ácidos orgánicos (por ejemplo, ácido oxálico) y al afectar el metabolismo de las células vegetales, mejora la absorción de nutrientes, la actividad fotosintética y procesos metabólicos de varias enzimas y por lo tanto influyen en el crecimiento y la altura de las plantas19,20. De manera similar, un estudio sobre mint20 es consistente con nuestros resultados. De acuerdo con nuestros hallazgos, se ha informado que el HA puede mejorar directamente el crecimiento de las plantas al acelerar la síntesis de proteínas, aumentar la absorción de agua y nutrientes y mejorar la eficiencia en el uso de fertilizantes21,22.

En este experimento, el número de ramas laterales se mejoró utilizando diferentes fuentes de fertilizantes combinadas con HA (Fig. 1b). Varios estudios sugirieron que la aplicación de fertilizantes orgánicos como lombricompost y estiércol mejora la disponibilidad de nutrientes y el acceso de las raíces a los minerales23. De este modo, estos fertilizantes aumentan indirectamente la tasa fotosintética al desarrollar el sistema radicular. Como resultado, se almacenan más fotoasimilados en el tallo, lo que lleva a la producción de un mayor número de ramas laterales24. En línea con nuestro resultado, un estudio sobre cilantro indicó que el mayor número registrado de tallos laterales se obtuvo mediante la aplicación de fertilizantes orgánicos25. Según los resultados, el BY y el DW de las plantas de cilantro aumentaron mediante el uso de fertilizantes orgánicos y químicos × HA, aunque el vermicompost combinado con HA mejoró el BY y el DW de las plantas más que otros tratamientos (Figs. 1c, 2a). El lombricompost mejora la calidad y el rendimiento de las plantas al mejorar la disponibilidad de nutrientes, principalmente la adsorción de Fe y Zn26. Asadi et al.12 informaron que el vermicompost en menta aumentó significativamente el BY de acuerdo con nuestros hallazgos. Además, los estimulantes del crecimiento, como el HA, indujeron la biosíntesis de aminoácidos y, en última instancia, mejoraron la BY con la regulación y activación de las vías metabólicas de las proteínas y la actividad enzimática27. Los datos más altos para el número de ramas laterales en este experimento podrían deberse al papel positivo del HA en el metabolismo del sistema radicular de la planta, los procesos fisiológicos, la tasa fotosintética y sus efectos hormonales, que finalmente mejoran el BY y el DW28 de la planta. El mismo efecto de la aplicación de fertilizantes orgánicos y HA también se observó en Lens culinaris29, Orthosiphon stamineus Benth30 y Lycopersicum esculentum31.

El uso de fertilizantes químicos y orgánicos con alto contenido de nitrógeno conduce al desarrollo de órganos fotosintéticos, aumentando la producción y almacenamiento de fotoasimilados32. Nuestros resultados revelaron que TSW se correlacionó positivamente con el GY (Tabla 5). La disponibilidad de N es esencial para la floración y la polinización e incluso para la transferencia de asimilados y el llenado de semillas. Por tanto, los fertilizantes que contienen nitrógeno desempeñan un papel crucial en la cantidad y el rendimiento de las semillas. Además, el TSW se correlacionó con el nitrógeno disponible durante la etapa de crecimiento33. De acuerdo con el experimento actual, se ha informado que el HA aumentó el TSW en canola34. Además, el vermicompost también puede aumentar el contenido de N, P y K en el suelo y promueve el crecimiento y el rendimiento de las plantas35.

Los fertilizantes químicos y orgánicos aumentan el contenido del pigmento fotosintético mejorando la absorción de nitrógeno, aumentando la adquisición de luz, asimilando la producción y mejorando el crecimiento y el rendimiento36. Además, el alto potencial de fotosíntesis de los fertilizantes orgánicos se debe probablemente a la actividad estimulada de los microorganismos beneficiosos del suelo, que mejoran el contenido de clorofila en las plantas37. Se descubrió que el contenido de pigmentos de la fotosíntesis aumentaba mediante el uso de fertilizantes orgánicos y químicos en combinación con HA (Fig. 3a-c). De igual forma, se ha afirmado que la aplicación de lombricompost aumentó significativamente los contenidos de clorofilas y carotenoides en Borago officinalis38 y Lactuca sativa39,40. HA facilita la transferencia de nutrientes a través de la quelación y reduce la evapotranspiración41. Ali et al.41 en sorgo y Mahmood et al.42 en maíz también observaron que la aplicación de HA aumentó el contenido de clorofilas.

Varios estudios han señalado el papel de los fertilizantes químicos y orgánicos en el aumento del contenido proteico de las plantas. Se ha informado que el vermicompost aumenta las concentraciones de N y K en las plantas43. El contenido adecuado de N en el suelo dio como resultado un contenido de proteína soluble, y también el contenido de TSP mejoró al mejorar el N por unidad de área de la hoja44. El K también juega un papel esencial en el metabolismo de las plantas y es uno de los componentes críticos en la síntesis de proteínas45. Los resultados indicaron que el vermicompost y el HA podrían mejorar la TSP en las plantas de cilantro (Fig. 4a). El HA mejora la síntesis de proteínas a través de una serie de mecanismos bioquímicos, como la adsorción de iones activos46. Por lo tanto, puede haber otra razón para aumentar la TSP en nuestro estudio. De manera similar a nuestros resultados, se ha informado una mejora en el contenido de TSP con vermicompost y HA en col china47, maní22,48 y sorgo49.

Según los resultados, la coaplicación de fertilizantes orgánicos y HA influyó positivamente en el GY y EOY del cilantro (Figs. 2c, 4d). Los fertilizantes orgánicos aportan humedad, preparan el sustrato del suelo para un mejor crecimiento de raíces y brotes y mejoran el rendimiento gracias al aporte de nutrientes, como el N50. Los fertilizantes como el nitrógeno son esenciales para la producción de proteínas estructurales y también son necesarios para el crecimiento, desarrollo y rendimiento general de las plantas51. Además, el vermicompost aumenta el crecimiento y el rendimiento del grano al mejorar la disponibilidad de ciertos nutrientes, en particular Fe y Zn, y a su vez por un efecto directo sobre el metabolismo de las plantas. La aplicación de HA aumentó la absorción de nutrientes, el contenido de pigmentos de la fotosíntesis, el crecimiento de las plantas y el GY (Fig. 2c). El HA probablemente afecta la actividad de la enzima Rubisco, que influye positivamente en el potencial fotosintético, la absorción de macro y micronutrientes, la actividad de algunas enzimas, la permeabilidad de la membrana celular y, finalmente, mejora el GY20.

Los aceites esenciales pertenecen a los terpenoides, una clase importante de metabolitos secundarios de las plantas. La síntesis de precursores de terpenos, es decir, pirofosfato de isopentenilo (IPP) y pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP), necesita ATP y NADPH como producto de la fotosíntesis. Por tanto, el potencial de la fotosíntesis afecta directamente la producción de AE. Además, el CO2 y la glucosa son los precursores iniciales en la formación de aceites esenciales52. Las diferentes fuentes de fertilizantes y aplicaciones de HA aumentaron los componentes AE y AE de Ocimum basilicum var. purple53, Arachis hipogaea L.54 y Salvia officinalis13, que concuerdan con la presente investigación (Fig. 4b y Tabla 2). El uso de fertilizantes orgánicos como el vermicompost y el HA también puede aumentar el COE al mejorar la absorción de P y N, que son los principales requisitos previos para el metabolismo primario y secundario en la mayoría de las plantas medicinales13,55.

Además, la mayor concentración de microelementos (Fe, Zn y Mn) se obtuvo aplicando vermicompost × HA antes de la floración (Cuadro 3). Las diferentes fuentes de fertilizantes mejoraron el contenido de microelementos debido a la mejora de la capacidad de intercambio catiónico del suelo, la liberación gradual de nutrientes y las actividades biológicas y propiedades fisicoquímicas del suelo56. Según estos resultados, también se ha informado de un aumento de los macroelementos (p. ej., N, P y K) en plantas de menta tratadas con fertilizantes orgánicos y químicos57. Los resultados también mostraron que la aplicación foliar de HA afectó significativamente el contenido de macro y microelementos en comparación con el control.

En conclusión, nuestro estudio se centró en el efecto de la fuente de fertilizante × HA sobre la absorción de nutrientes, las respuestas de crecimiento y el contenido, rendimiento y composición del aceite esencial de cilantro. Del presente estudio se puede concluir que la aplicación de vermicompost × fertirrigación con HA antes de la floración mejoró el rasgo morfológico, el contenido de proteínas solubles totales, los pigmentos de la fotosíntesis y el contenido de macro y micronutrientes. Además, el fertilizante químico y la fertirrigación con vermicompost × HA al inicio de la floración aumentaron el contenido y el rendimiento de aceite esencial de cilantro. La idea principal de los sistemas agrícolas sostenibles es reducir el uso de fertilizantes químicos. El experimento actual demostró que los fertilizantes químicos podrían reemplazarse por vermicompost, estiércol de ganado y HA. Los resultados generales podrían ser aconsejables para la sección de extensión y para los agricultores pioneros para reducir el uso de fertilizantes químicos y garantizar la salud ambiental. Sin embargo, se requieren muchos estudios nuevos para que la evaluación de la eficiencia de la aplicación de ácidos húmicos y otras fuentes de fertilizantes orgánicos en diferentes etapas de crecimiento se pueda realizar a gran escala.

El experimento se llevó a cabo durante las dos temporadas sucesivas de 2018 y 2019 en la granja de investigación de la Universidad de Maragheh, provincia de Azerbaiyán Oriental, Irán (E 46° 16′ E; N 37° 23′, 1485 m sobre el nivel del mar). Las características físico-químicas del suelo del sitio experimental se enumeran en el Cuadro 6. El suelo estuvo compuesto por franco arcilloso arenoso con pH 8.16, 1.23% de carbono orgánico, 0.09% de N total, 11.05 y 570.85 mg/kg de P y K disponibles, respectivamente (profundidad de 0 a 30 cm). Los datos climáticos en el área de investigación se presentan en la Tabla 7.

Esta investigación se realizó como un experimento factorial basado en un diseño de bloques completos al azar (RCBD) con tres repeticiones. Los factores experimentales incluyeron el tipo de fertilizante y HA incluyendo: (T1) sin fertilizantes × sin HA (control), (T2) sin fertilizantes × HA antes de la floración (200 mg L-1), (T3) sin fertilizantes × HA al inicio de la floración (200 mg L−1), (T4) lombricomposta (1.5 kg m−2) × sin AH, (T5) lombricomposta × AH antes de la floración (T6) lombricomposta × AH al inicio de la floración, (T7) estiércol (4 kg m−2 de estiércol de ganado) × sin AH, (T8) estiércol × AH antes de la floración (T9), estiércol × AH al inicio de la floración (T10) fertilizantes químicos (20 gm−2 de urea y 10 gm−2 de triple superfosfato) × sin AH, (T11) fertilizantes químicos × AH antes de la floración y (T12) fertilizantes químicos × AH al inicio de la floración. La fertirrigación con ácidos húmicos se aplicó antes de la floración 60 días después de la siembra y se utilizó 70 días después de la siembra para el inicio de la floración. Los fertilizantes químicos se aplicaron de acuerdo al análisis químico y físico del suelo. El ácido húmico se preparó a partir de Humic Miracle, cuyas características químicas se presentan en la Tabla 8. El estiércol de ganado, el vermicompost y los fertilizantes químicos se aplicaron durante la preparación de la granja.

Las semillas de cilantro autóctono se recolectaron en la provincia de Azerbaiyán Oriental. En mayo de 2018 y 2019 se prepararon 36 parcelas experimentales. Se añadió lombricompost y estiércol de ganado un mes antes de la siembra y superfosfato triple en el momento de la siembra, pero se aplicó urea 20 y 40 días después de la siembra como abono. Cada parcela (2 × 3 m2) consistió en 7 surcos con 35 cm de distancia entre surcos y 15 cm entre surcos. Después de sembrar las semillas, las parcelas fueron regadas mediante el método de riego por goteo. Operaciones como riego, control de malezas, etc. se realizaron regularmente durante la temporada de crecimiento. Todas las prácticas agronómicas se realizaron de manera uniforme en todas las parcelas.

Después de la madurez completa (110 a 120 días después de la siembra), todas las plantas experimentales se cosecharon por separado y luego se registraron el rendimiento y sus componentes. Se registraron rasgos como altura de la planta, diámetro del tallo, materia seca de los brotes (MS), rendimiento biológico (BY), peso de mil semillas (TSW) y rendimiento de grano (GY) en cinco plantas por parcela en la madurez fisiológica y el momento de la cosecha. .

El contenido de clorofilas (Chl a y b) y carotenoides (CAR) se determinó espectrofotométricamente utilizando ecuaciones descritas por el método de Arnon58. Se molió una muestra de hoja (0,5 g) con nitrógeno líquido y se suspendió en 10 ml de acetona al 80%. Su contenido se determinó midiendo la extinción del extracto en los máximos de absorción de rojo significativo de Chl a (664 nm) y b (647 nm) y CAR (470) e insertando estos valores simultáneamente en las siguientes ecuaciones. (1, 2 y 3).

Se trituraron muestras de hojas frescas (0,2 g) con nitrógeno líquido y se homogeneizaron en 1,5 ml de tampón fosfato de Na 50 mM (pH: 7,8) que incluía EDTA 1 mM y polivinilpolipirolidona al 2% (p/v). El homogeneizado se centrifugó a 12.000 rpm durante 15 min a 4 °C. Se emplearon sobrenadantes para determinar el contenido de PST según el método de Bradford59. La absorbancia se leyó a 595 nm y se expresó como mg g-1 FW. Se utilizó albúmina sérica bovina (BSA) como estándar, de modo que se prepararon seis soluciones estándar que contenían 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 y 1 mg ml-1. A cada uno de los estándares se le agregaron 100 μl de solución Bradford.

Las semillas cosechadas (40 g) se hidrodestilaron para determinar el porcentaje de aceite esencial utilizando el Clevenger de la Farmacopea Británica durante 3 h. Se añadió sulfato de sodio anhidro a cada aceite esencial destilado y luego se almacenó a 4 °C antes del análisis para eliminar las gotas de agua. El contenido y el rendimiento de aceite esencial se calcularon utilizando las siguientes fórmulas:

Los aceites esenciales se analizaron mediante GC-FID y GC-MS. El análisis se realizó utilizando un cromatógrafo de gases Agilent 7990 B equipado con un espectrómetro de masas 5988A y un HP-5MS (0,25 mm de diámetro interior, 30 ml, 0,25 µm ft, 5 % de fenilmetilpolisiloxano). Se utilizó la siguiente temperatura del horno: 5 min a 60 °C, luego hasta 240 °C con una velocidad de 3 °C min-1, mantenida durante 10 min. El caudal de helio (gas portador) fue de 1 ml min-1; la relación de división del inyector era 1:30; el rango de masa y el impacto de electrones (EI) fueron 400 m/z y 70 eV, respectivamente. La identificación de constituyentes se realizó mediante el procedimiento explicado por Morshedloo et al.60, que se basa en la combinación interactiva de índices de retención lineales (RI), calculados respecto de una serie homóloga de n-alcanos (Supelco, Bellefonte, CA), y el espectro de masas (MS) que coincide con bibliotecas comerciales (ADAMS, WILEY 275 y NIST 17). El análisis GC-FID se realizó utilizando un cromatógrafo de gases Agilent 7990 B equipado con un detector de ionización de llama (FID), columna capilar VF 5MS (30 ml, 0,25 mm de diámetro interior, 0,50 μm ft, 5 % de fenilmetilpolisiloxano). Se utilizó la misma temperatura del horno informada para GC-MS. El volumen de inyección del aceite esencial fue de 1 μL de aceite esencial en n-hexano (1:100). La cuantificación de los constituyentes se realizó mediante normalización del área del pico sin utilizar factores de corrección61.

Todos los datos se sometieron a una prueba de normalidad mediante el método de Anderson-Darling y la homogeneidad de los datos se verificó mediante la prueba de Levene. Luego, los datos se sometieron a ANOVA combinado utilizando el software MSTAT-C. Las diferencias significativas entre medias se compararon con la prueba de Última Diferencia Significativa (LSD) en P <0,05. Se calculó el coeficiente de correlación de Pearson entre el rendimiento de grano, el contenido de aceite esencial, el rendimiento de aceite esencial y los componentes significativos del aceite esencial de cilantro. Dado que el efecto del tiempo (año) en el análisis combinado del experimento no fue significativo, los datos promedio de dos años se analizaron como un experimento factorial basado en un diseño de bloques completos al azar (RCBD).

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Departamento de Ciencias Hortícolas, Facultad de Agricultura, Universidad de Maragheh, Maragheh, Irán

Farzad Rasouli, Mohammad Bagher Hassanpouraghdam, Sina Golestaneh y Yaghoub Pirsarandib

Departamento de Producción Vegetal y Genética, Facultad de Agricultura, Universidad de Maragheh, Maragheh, Irán

Yousef Nasiri y Mohammad Asadi

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RF contribuyó a la redacción de este manuscrito y al procesamiento de datos. AM, GS y PY realizaron el cultivo de las plantas, análisis de laboratorio y creación de figuras y tablas. NY tuvo la idea de establecer la programación de prueba. MBH revisó el manuscrito.

Correspondencia a Farzad Rasouli.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Rasouli, F., Nasiri, Y., Asadi, M. et al. El tipo de fertilizante y el ácido húmico mejoran las respuestas de crecimiento, la absorción de nutrientes y el contenido de aceites esenciales en Coriandrum sativum L.. Sci Rep 12, 7437 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11555-4

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Recibido: 07 de diciembre de 2021

Aceptado: 18 de abril de 2022

Publicado: 06 de mayo de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-11555-4

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