Light-water interaction effect on photosynthesis of the Vanilla planifolia (Orchidaceae) | Efecto de la interacción luz-agua sobre la fotosíntesis de la Vanilla planifolia (Orchidaceae)

English. Introduction: Vanilla planifolia Andrews is a CAM plant of economic importance in the global market of flavorings and essences. Being a hemiepiphyte which initially grows in the shady understory and later climbs to the canopy, it acclimates to different conditions of radiation and humidity. The possibility of extending this crop to dry areas where the incidence of diseases is lower will depend on the response to prolonged periods of drought. Objective: To evaluate the effects of the interaction of radiation and humidity on the parameters of photosynthesis and operation of CAM of vanilla plants, and to determine if the radiation environment could help to moderate the negative effects of drought. Methods: We evaluated well-watered vanilla plants grown for 18 months in relative illumination (RI) of 8, 17, 31 and 67 %, which underwent dehydration for 94 days until reaching critical water content (relative water content, RWC < 50 %) and then rehydration for 22 days; variables evaluated were: CO2 assimilation, titratable acidity, and quantum efficiency of Photosystem II (Fv / Fm). Results: Under intermediate conditions of radiation (17 % and 31 % RI), CO2 assimilation and nocturnal accumulation of organic acids were less affected by water deficit and also showed the best recovery after rehydration. The RWC was most affected by the water available in plant tissue, while Fv / Fm was affected by radiation. The combined effects of water stress and high radiation caused irreversible damage to photosynthesis for the 67 % RI treatment. Conclusions: In vanilla plants, the negative impact of drought on photosynthetic parameters was greater in high radiation; however, in low radiation conditions the susceptibility of plants to drought also increased, as compared to intermediate radiation environments, which were under a mean photon flux density of 340 µmol m-2 s-1 (17 % IR) and 620 µmol m-2 s-1 (31 % IR). These results suggest the potential for growing vanilla in areas with seasonal drought under low-tech production systems, maintaining these radiation conditions.

Spanish; Castilian. Introducción: La vainilla (Vanilla planifolia Andrews) es una planta CAM de gran importancia económica en el mercado mundial de saborizantes y aromatizantes. Por ser una planta hemiepífita que inicialmente crece en el sotobosque sombreado y posteriormente asciende hasta el dosel, se aclimata a diferentes condiciones de radiación y humedad. La posibilidad de extender su cultivo a zonas secas donde sea menor la incidencia de enfermedades, dependerá de su respuesta a períodos prolongados de sequía. Objetivo: Evaluar los efectos de la interacción entre la radiación y la humedad sobre los parámetros de la fotosíntesis y funcionamiento del CAM de plantas de vainilla en sus fases iniciales de desarrollo vegetativo, y determinar si las condiciones de radiación en las que crece la planta pueden ayudar a moderar los efectos negativos de la sequía. Métodos: Se evaluaron plantas de vainilla que crecieron con riego durante 18 meses en casetas con iluminación relativa (IR) de 8, 17, 31 y 67 %; posteriormente se suspendió el riego y se fueron deshidratando durante 94 días hasta alcanzar un contenido de humedad crítico (contenido hídrico relativo, CHR ≤ 50 %), y finalmente se reinició el riego durante 22 días; se evaluó el efecto de estos procesos sobre la asimilación de CO2, la acidez titulable y la eficiencia cuántica del Fotosistema II (Fv/Fm). Resultados: bajo condiciones intermedias de IR (17 % y 31 %), la asimilación de CO2 y la acumulación nocturna de ácidos orgánicos presentaron la menor afectación por el déficit hídrico, así como la mejor recuperación luego de la rehidratación. El CHR se vio más afectado por la disponibilidad de agua en el tejido vegetal, mientras que Fv/Fm lo fue por el ambiente de radiación. Los efectos combinados de estrés hídrico y alta radiación ocasionaron daños irreversibles en la fotosíntesis para el tratamiento de IR de 67 %. Conclusiones: En las plantas de vainilla, el impacto negativo de la sequía sobre los parámetros de la fotosíntesis fue mayor en alta radiación; sin embargo, en condiciones de baja radiación también aumentó la susceptibilidad de las plantas a la sequía, en comparación con los ambientes de radiación intermedia, en los cuales la densidad de flujo de fotones media fue de 340 μmol m-2 seg-1 (17 % de IR) y 620 μmol m-2 seg-1 (31 % de IR). Estos resultados sugieren el potencial de cultivar vainilla en zonas con sequía estacional bajo sistemas productivos de baja tecnificación, manteniendo estas condiciones de radiación.