Daños por Radiación sobre las Plantas


Autor: Equipo Editorial INTAGRI

La radiación solar sin duda es uno de los recursos más valiosos en la producción agrícola, pues de ella dependen muchos procesos fisiológicos de las plantas; el más importante sin duda la fotosíntesis. En este sentido, cabe aclarar que la luz que conocemos es también llamada radiación fotosintéticamente activa (RFA) o radiación visible y es solo el 40% de la radiación total que incide sobre el planeta. La luz visible comprende longitudes de onda que van desde los 400 a 700 nm (nanómetros) del espectro de radiación. Sin embargo, las longitudes de onda por encima o por debajo del rango anterior en grandes intensidades, suelen afectar importantes procesos en las plantas.

Luz ultra violeta (UV) sobre las plantas

La luz UV se divide en tres tipos, según su longitud de onda y efectos sobre los seres vivos. La luz UV-A (320 a 400 nm), es poco absorbida por el ozono (O3) de la atmósfera y llega en mayor cantidad a la superficie terrestre, constituyendo una importante señal fotomorfogénica en las plantas y es la menos dañina de las tres. La luz UV más enérgica y dañina es la UV-C (100 y 280 nm); la cual es la más absorbida por el oxígeno (O2) y O3, prácticamente no llega a la superficie de la Tierra. La luz UV-B (280 a 320 nm), es medianamente absorbida por el O2 y O3, permitiendo que parte de ella llegue a la superficie terrestre, y tiene ciertos efectos negativos sobre la fisiología de las plantas en grandes intensidades. Ante la destrucción gradual de la capa de O3, la cantidad de luz UV-B que incide sobre la Tierra ha incrementado.

Histograma del aprovechamiento de la radiación fotosintéticamente activa.

Figura 1. Sensibilidad relativa de las plantas a diferentes longitudes de onda dentro del rango de la RFA.

Fuente: SuperGrowLed.com

La luz UV-B absorbida por las plantas en grandes cantidades causa efectos negativos, que pueden manifestarse en cambios morfológicos. Uno ellos es la reducción en la altura de las plantas, lo que ha sugerido que la luz UV-B oxida fitohormonas como el ácido indolacético (AIA). Otro efecto tiene que ver con la inhibición en la expansión de las hojas, que resulta en menor desarrollo del área foliar de las plantas. Asimismo, se sabe que altas intensidades de luz UV-B afectan el ADN de las plantas, llegando a causar mutaciones o alteraciones en el funcionamiento normal de la planta, pues es a partir del material genético que se señalizan las funciones metabólicas y fisiológicas de la misma. La luz UV-B, ocasiona un aumento de las especies reactivas a oxígeno (ROS) en la planta, las cuales causan daños a las células, conduciéndola a un envejecimiento prematuro. El efecto negativo más significativo de la luz UV-B está relacionado con el aparato fotosintético, pues grandes intensidades provocan la destrucción de las membranas de los cloroplastos y la reducción del área foliar y número de estomas.

La luz UV-B es muy efectiva para destruir o alterar proteínas, pigmentos (clorofila) y enzimas mediante la oxidación de estas moléculas alterando la trasferencia de energía en el proceso fotosintético y por consecuencia reduce la fijación de CO2.

Efectos de la radiación infrarroja sobre las plantas

La radiación infrarroja cercana, con longitudes de onda por encima de los 700 nm, suele tener algunos efectos sobre el crecimiento vegetativo; no obstante, su mayor efecto está relacionado con la temperatura, pues estas longitudes de onda son caloríficas. Es así que, la radiación infrarroja en grandes intensidades ocasiona que se tenga un incremento en la temperatura ambiental e interna de la planta. En este sentido, los efectos negativos de la radiación infrarroja están muy ligados a los daños por elevadas temperaturas, que se pueden presentar a nivel fisiológico con la desnaturalización de enzimas, proteínas y otras macromoléculas que intervienen en el metabolismo vegetal; lo cual afecta significativamente procesos, como la fotosíntesis y respiración; procesos más que indispensables para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Las altas temperaturas suelen provocar también la producción de ROS, que como ya se ha mencionado afectan significativamente a la planta. También el exceso de temperaturas por una alta intensidad de luz infrarroja suelen causar fisiopatías en los frutos como quemaduras o rajados por el sobre calentamiento de las células insoladas. También suele apreciarse un aspecto de marchitez en la planta y hasta quemaduras en hojas y tallos por la elevada incidencia de radiación infrarroja.

La luz visible y sus efectos negativos

Los efectos negativos de la luz visible o RFA están relacionados con la intensidad con la cual inciden sobre las plantas. Cada especie vegetal tiene un punto de saturación lumínica, según su evolución, para procesar la luz visible. Una vez que las clorofilas absorben más luz de la que se puede procesar mediante el proceso de fotosíntesis, se genera una foto-inhibición de este proceso. Aunque esta foto-inhibición de la fotosíntesis por saturación lumínica también puede deberse a la disminución de la tasa fotosintética por situaciones como la sequía, salinidad, temperaturas extremas o deficiencias nutricionales.

Otro efecto negativo,  está  relacionado  con  hortalizas cuyo órgano de cosecha es subterráneo, donde estos

Quemadura de una fruta de manzana.

Figura 2. Daño ocasionado en fruta de manzana a consecuencia de un sobrecalentamiento de las células.

Fuente: Miguel Valenzuela, 2015.

productos necesitan desarrollarse en ausencia de luz y en caso de ser expuestos sintetizan clorofila, lo cual es indeseable en el producto desde el punto de vista comercial. Por otro lado, niveles insuficientes de luz producen plantas con un pobre desarrollo radical y hojas grandes, pero delgadas; además de tener tallos largos y delgados, así como frutos pequeños.

Mecanismos de protección

Las plantas desde siempre han estado sometidas a la luz UV e infrarroja, lo cual a lo largo de su evolución les ha provisto de mecanismos de defensa ante altas intensidades de estos tipos de radiación. Uno de estos mecanismos es la disposición de las hojas, en este sentido tenemos que las plantas monocotiledóneas son más tolerantes que las dicotiledóneas, precisamente porque las primeras tienen sus hojas dispuestas de forma más vertical, que ayuda a reducir la intercepción de radiación UV e infrarroja.

Otros mecanismos de defensa son las ceras y tricomas sobre la superficie foliar, que permiten reflejar la luz UV e infrarroja. También se ha documentado que uno de los mecanismos desarrollados por las plantas contra la luz UV-B es el aumento de metabolitos secundarios como fenoles o flavonoides que absorben longitudes de onda de 280 a 360 nm, los cuales son acumulados en las células epidérmicas de algunas plantas para reducir el efecto deletéreo de la luz UV-B.

Las plantas han desarrollado mecanismos que les permiten regenerar muchas de las macromoléculas (ADN, proteínas, etc.) dañadas o alteradas por la luz UV e infrarroja. Además, tienen la capacidad de señalizar la formación de moléculas antioxidantes para mitigar el daño por las ROS producidas por altas intensidades de luz UV e infrarroja.

Por otra parte, en la agricultura se han desarrollado mecanismos de protección para las plantas, con el propósito de proporcionar las mejores condiciones, que permitan expresar su potencial productivo; sobre todo, en regiones con altas intensidades de radiación.

Dentro de estos podemos enunciar el sombreo con cubiertas plásticas o malla sombra, pantallas térmicas y el uso de protectores o filtros solares, bolsas plásticas o de papel y ceras, que permiten reducir la intensidad de la luz sobre las plantas y frutos, mejorando su capacidad productiva y la calidad de los frutos. En el caso de los filtros o protectores solares, son productos que se aplican directamente a la planta con la intensión de reflejar, absorber o transmitir eficazmente la luz dentro de la planta o frutos, reduciendo con ellos posibles daños que afecten la productividad de los cultivos o la calidad de la cosecha.

Planta de pimiento con caolín como protector.

Figura 3. El uso de protectores o filtros solares es recomendable en zonas con una elevada radiación o en aquellas donde la intensidad de luz UV e infrarroja son elevadas.

Fuente: Joe Funderburk, 2018.

Cita correcta de este artículo 

INTAGRI. 2020. Daños por Radiación sobre las Plantas. Serie Horticultura Protegida, Núm. 38. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.

Literatura consultada

  • Carrasco, R. L. 2009. Efecto de la Radiación Ultravioleta-B en Plantas. IDESIA. 27 (3):59-76.
  • Fischer, G.; Pérez, C. P. 2012. Efecto de la radiación solar en la calidad de los productos hortícolas. Memorias Congreso Internacional de Hortalizas en el Trópico: La Olericultura Colombiana, Nuevos Retos para Enfrentar los Tratados de Libre Comercio. 15 p.
  • Chaves, B. N. F.; Gutiérrez, S. M. V. 2017. Respuestas al estrés por calor en los cultivos. I. Aspectos moleculares, bioquímicos y fisiológicos. Agron. Mesoam. 28(1): 237-253.

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Comentarios

usuario_591229664 comentó:
Publicado: 2020-07-26 20:27:02

Es de mucha importancia