Study of the effect of magnetic treatments on the physiology and yield of different crop species

Abstract

In this study it was evaluated the hypothesis that the magnetic treatment of seeds and irrigation water affects the physiological performance of different short-cycle crop species. This was based on previous reports where these treatments generated tangible benefits in the crop yield. The objective of this work was, hence, to study the physiological parameters and yield in four short-cycle species (tomato, radish, maize and pepper) after a magnetic pretreatment to the seeds and during growth with magnetically-treated water under different conditions (controlled hydroponic system and net house). Among the main variables, the germination rate, photosynthesis, chlorophyll fluorescence, water status and biomass accumulation were analyzed. The physicochemical properties of magnetically-treated water were also evaluated. The results showed that the magnetic pretreatment of seeds produces a marginal benefit in the vigor and germination percentage. In contrast, the magnetic treatment of water caused significant increases in photosynthesis, water potential and root hydraulic conductance. These effects were concomitant with a greater accumulation of biomass and nutrients in different organs, as well as a greater tolerance to water stress. However, these responses were not significant for all the species evaluated. It is concluded that the physiological effects on germinating seeds with magnetic pretreatment depend on the radical-pair mechanism in enzymatic reactions. On the other hand, the reduction in the surface tension of the magnetically-treated water would stimulate the water transport process from the roots to the leaves, which enhances the growth and development.

//Resumen:En este estudio se evaluó la hipótesis de que el tratamiento magnético de semillas y aguas de riego afecta el comportamiento fisiológico de diferentes especies de ciclo corto. Se partió de investigaciones anteriores donde dichos tratamientos generaron beneficios tangibles en el rendimiento de cosecha. El objetivo de este trabajo fue entonces estudiar los parámetros fisiológicos y el rendimiento en cuatro especies de ciclo corto (tomate, rábano, maíz y ají) después de un pretratamiento magnético a las semillas y durante el desarrollo con agua tratada magnéticamente, en diferentes condiciones experimentales (sistema hidropónico controlado y casa de malla). Entre las variables principales se analizaron la tasa de germinación, fotosíntesis, fluorescencia de la clorofila, condición hídrica y acumulación de biomasa. También se evaluaron las propiedades fisicoquímicas del agua tratada magnéticamente. Los resultados mostraron que el pretratamiento magnético de semillas produjo un beneficio marginal en el vigor y el porcentaje de germinación. En contraste, el tratamiento magnético del agua provocó incrementos significativos en la fotosíntesis, el potencial hídrico y la conductancia hidráulica de la raíz. Estos efectos fueron consistentes con una mayor acumulación de biomasa y nutrientes en diferentes órganos, así como una mayor tolerancia al estrés hídrico. Sin embargo, estas respuestas no fueron significativas para todas las especies evaluadas. Se concluye que los efectos fisiológicos en la germinación de semillas con pretratamiento magnético dependen del mecanismo del par radical en reacciones enzimáticas. Por otra parte, la reducción en la tensión superficial del agua tratada magnéticamente estimularía el proceso de transporte hídrico desde las raíces hasta las hojas, lo cual favorece el crecimiento y desarrollo vegetal.