Adaptación de las plantas al medioambiente

Adaptación de las plantas al
medioambiente
EDMUNDO ACEVEDO
2010
Adaptación: Proceso por el cual
una planta se acomoda a un
medioambiente
-Adaptación de las plantas como característica evolutiva
Ej. Mecanismo Fijación C
- Adaptación de cultivos a alguna condición de stress
Adaptación de cultivos a diferentes
condiciones
•
•
•
•
•
•
•
•
Sequía
Horas luz
Deficiencia nutricional
Salinidad
Horas frío
Toxicidad mineral
Aireación de suelos
Temperaturas
Adaptación de algún stress depende de:
•
Escape
•
Resistencia:
- Evasión
- Tolerancia
Escape
• Mecanismo de Escape: Se presenta en plantas
con gran plasticidad, con un desarrollo fenológico
rápido, que adaptan su ciclo vegetativo y reproductivo a
la disponibilidad de recursos y a las condiciones
climáticas.
Ej:
fechas de floración
fructificación tempranas
Resistencia
• Evasión:
Mecanismos destinados a retrasar lo más
posible la deshidratación de la planta, para evitar llegar
a un déficit hídrico. La estrategia es incrementar al
máximo la captación de agua y reducir al mínimo sus
perdidas.
Ej: Cierre estomático parcial
Reducción de la transpiración cuticular
Reducción de la superficie transpiradora
Adaptaciones de las raíces
Resistencia, Tolerancia
• Mecanismos de tolerancia: Son aquellos
mecanismos que permiten que la planta siga siendo
funcional aunque haya pérdidas de agua y se produzca
un déficit hídrico.
EJ: El ajuste osmótico
Ajuste elástico
potencial de presión
EVASION Y TOLERANCIA DEL CALOR
Evasión : Fundamentalmente relacionada a
enfriamiento transpiracional.
Tolerancia: Asociada a mecanismos celulares, que
facilitan la mantención de las estructuras y funciones
esenciales de la planta cuando los tejidos se calientan
a temperaturas supraóptimas
Interacción de alta temperatura
con otros estreses
Estrés
Estrés acompañante
Alta temperatura
Alta radiación solar
Efecto
Foto inhibición
Déficit de agua
Sequía
Viento
Sequía
Salinidad
La salinidad se mide comunmente en términos de
conductividad eléctrica (CE)
1 dS/m = 1 mmhos/cm
Se expresa a 25 C
Fuente de agua
CE a 25 C
(mmhos/cm)
Agua de lluvia
0.15
Agua de río
0.2-0.4
Agua de mar
63
CE (mmhos/cm)
meq/1
12
CE (mmhos/cm) * 0.64
g/l
Tipo de suelos afectados por sales
Suelo
CEe
PSI
Salino
> 4 mmhos/cm
< 15
Salino-sódico
> 4 mmhos/cm
> 15
Sódico
< 4 mmhos/cm
> 15
Efectos de la salinidad sobre las
plantas y el suelo
•Efecto osmótico de las sales disueltas
s (bares)
CE (mmhos/cm)*0.36
•Toxicidad de algunos iones
P = 100 - b (CEe -a)
P
100
= producción del cultivo en % respecto al máximo
CEe = salinidad del suelo (del extracto a saturación,
mmhos/cm)
a y b = constantes para cada cultivo
a
P (%)
100
50
A
0
B
CEe (mmhos/cm)
Para CEe
b=
P
CEe
a; P = 100
D
Tolerancia relativa de las hortalizas a
la salinidad
Nivel
Tolerante
a = 6,0 – 10,0 dS/m
Hortaliza
Esparrago
Moderadamente tolerante
a = 3,0 – 6,0 dS/m
alcachofa, betarraga
zapallo italiano
Moderadamente sensibles
a = 1,3 – 3,0 dS/m
apio, papas, berengena,
camote, brocoli, col,
coliflor, espinaca, lechuga,
choclo, melón, pimiento,
ají, rabano, sandía, tomate
Sensible
a < 11,3 dS/m
Cebolla, frejol, ocra,
zanahoria
Hortaliza
Zapallito
Remolacha
Brócoli
Tomate
Pepino ensalada
Melón
Espinaca
Apio
Col
Choclo
Papa
Camote
Ají, pimenton
Lechuga
Rábano
Cebolla
Zanahoria
Frejol
a
4,1
4,0
2,8
2,5
2,5
2,2
2,0
1,8
1,8
1,7
1,7
1,5
1,5
1,3
1,2
1,2
1,0
1,0
b
8,5
8,9
9,2
9,8
13,2
7,2
7,6
6,2
9,6
11,9
11,9
11,1
13,9
12,8
13,2
16,1
13,9
19,2
CEe para P %
100
50
4,1
10
4,0
9,6
2,8
8,2
2,5
7,6
2,5
6,3
2,2
9,1
2,0
8,6
1,8
9,9
1,8
7,0
1,7
5,9
1,7
5,9
1,5
6,0
1,5
5,1
1,3
5,2
1,2
5,0
1,2
4,3
1,0
4,6
1,0
3,6
Toxicidad
Iones adsobidos se acumulan en las hojas
durante la transpiración en cantidades
suficientes como para provocar daños a las
plantas. Los iones tóxicos comunes de las aguas
de riego son cloro, boro y sodio.
Concentración toxica en hojas (%)
Cloro
0,3 – 1,0 %
Sodio
0,25 – 0,5 %
Boro
1 – 2 mg/l
Tolerancia varía según cultivos
Lixiviación del suelo
Características de las Zonas Aridas
Clima
Radiación
Temperatura
Lluvia
Horas de frío
Suelo
Salinidad
Sodicidad
Agua
Disponibilidad
Calidad química
Productividad agrícola en zonas áridas y
desérticas
• Zonas áridas de secano ( más de 250 mm lluvia)
• Zonas áridas de riego
• Zonas Hiperáridas
Sólo con riego
Alta radiación solar
Alta temperatura
Alta salinidad
ZONAS ÁRIDAS SECANO
Maximizar EUA
Biomasa
ET
Practicas agronómicas que maximicen T con respecto a ET
en cultivos anuales:
- Siembra temprana
- Rápida cubierta de suelo
- Geometría del cultivo
- Fertilización
EFICIENCIA DE TRANSPIRACION
R = EUA * T * IC
EUA = BIOMASA
T
EUA =
K
K
DPV
= Coeficiente de EUA (Pa)
DPV = Déficit de presión de vapor promedio diario durante
el período de transpiración
LD
K = 1.6 a b c Ca
LT
a = PM CH2O/PM CO2
(0.68)
b = Coeficiente respiratorio de conversión de CH2O en
biomasa (Kg/Kg)
c = 1-Ci/Ca
LD = IAF expuesto a radiación directa (~ 1.4)
LT = IAF equivalente de hojas transpirando al máximo (~ 2.2)
LD/LT ~ 0.64
VARIABILIDAD EN EUA
ESPECIE
c
K
Soya
0.3
4.0
Trigo
0.3
5.8
Maíz
0.7
12.0
ZONAS ÁRIDAS RIEGO Y ZONA HIPERÁRIDA
Maximizar EUR
EFICIENCIA EN EL USO DE RADIACION
Depende de:
• Agua adecuada (apertura de los estomas)
• Nutrición de la hoja
• Ventilación de la canopia para disipación de calor y
suministro de CO2
EFICIENCIA EN EL USO DE RADIACION (EUR)
Cultivo
CER
EUR
(mgCO2/m2s)
(g/Mj)
Soya
1.4
1.2
Arroz
1.4
1.4
Maíz
2.2
1.7
- Valores de EUR varían poco a alto CER
- Sensibles a bajo CER (estreses)
PRINCIPIOS ASOCIADOS AL USO DEL
AGUA POR LAS PLANTAS
1.- Relación lineal entre transpiración y biomasa
B
(T/ha)
EUA
T (mm)
2.- La transpiración es función de la cubierta del
suelo (cobertura rápida para disminuir E).
ET = E + T
3.- EUA es inversamente proporcional a VPD.
4.- La EUA depende fundamentalmente del tipo
de carboxilación y metabolismo (C3, C4,
CAM) y de la composición de los productos
(proteínas, lípidos, hidratos de carbono).
5.- El índice de cosecha es función de la
biomasa producida en pre y postantesis y de
la removilización de los asimilados de
preantesis a la fracción cosechada.
Rendimiento
•
El rendimiento depende fundamentalmente del número
de estructuras reproductivas a cosecha.
•
La formación de estructuras reproductivas finales está
determinado por la fuente.
RENDIMIENTO BAJO ESTRES
RENDIMIENTO POTENCIAL
ESCAPE
RESISTENCIA
EVASION
TOLERANCIA
Tendencia del rendimiento de trigo en
zonas de baja y alta pluviometría
Rendimiento promedio (T/ha)
2
Baja pp.
1,6
Alta pp.
1,2
0,8
0,4
0
1950
1960
1970
1980
Años
1990
2000
2010
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