El Estrés Vegetal, Parte II: Estrés por Bajas Temperaturas


 

Temperaturas bajas en los cultivos

Todas las plantas, salvo pocas excepciones son organismos ectotermos poiquilotermos, es decir, su temperatura depende de las condiciones ambientales puesto que no poseen un mecanismo termorregulador, por lo tanto responden de forma completamente diferente cuando se encuentran expuestos a cambios de temperatura. La temperatura influye determinantemente en las plantas para que se presenten y manifiesten adecuadamente procesos como división celular, fotosíntesis, respiración, acumulación de azúcares, germinación, absorción de nutrientes, entre muchos más.  Así como la temperatura es fundamental para los diferentes procesos metabólicos también puede ser una barrera para el adecuado crecimiento y desarrollo de las plantas. En este sentido las temperaturas bajas son particularmente importantes por los daños que pueden provocar a las plantas, incluso pueden llegar a ser letales cuando se alcanza temperatura de congelamiento. 

El estrés por frío, daños y mecanismo de defensa

Las plantas tienen un desarrollo óptimo cuando las variaciones térmicas y los valores extremos de temperaturas no ejercen ningún efecto negativo sobre sus funciones. En su contraparte cuando las plantas se encuentran bajo condiciones fuera de lo normal (en términos de temperatura), pasan a estar bajo una situación de estrés, en este caso por frío. Debe indicarse que bajo situaciones de bajas temperaturas las plantas pueden sufrir daño en el momento o después del episodio de frío. Algunos cultivos frutales, hortícolas y ornamentales de origen tropical experimentan daños fisiológicos cuando están sometidos a temperaturas por debajo de 12.5 °C, bastante por encima de las temperaturas de congelamiento. 

 

    

Figura 1. Daños por frío en el cultivo de pepino. Las bajas temperaturas estresan al cultivo y se ven afectados diferentes procesos como fotosíntesis, respiración, absorción de nutrientes, etc. 

 

Los efectos de las bajas temperaturas en las plantas incluyen cambios en la bioquímica y biofísica de las membranas, en la síntesis proteica, modificaciones conformacionales en enzimas, en la ultraestructura de mitocondrias y cloroplastos y en los metabolismos fotosintético y respiratorio, además de disminución del crecimiento y alteraciones en el desarrollo. Uno de los efectos mejor caracterizados de las bajas temperaturas es la disminución de la fluidez de las membranas. En este sentido, ha recibido considerable atención el papel de la insaturación de lípidos de membrana en la tolerancia a bajas temperaturas y de hecho éste ha sido considerado como uno de los factores críticos entre los mecanismos de tolerancia al frío.

La membrana celular es una bicapa lipídica que delimita todas las células, regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular, estas funciones y su composición se afectan ante temperaturas bajas; comienza a endurecerse por efecto del frío provocando que sea menos permeable, impidiendo la entrada de agua y nutrientes y genera una baja en la tasa metabólica, fotosintética y respiratoria.

En términos más prácticos el estrés por frío provoca una reducción en la velocidad de absorción de agua y nutrientes por los cultivos, esto a su vez disminuye la velocidad de translocación interna de las soluciones absorbidas. Se reduce la asimilación de las sustancias nitrogenadas y se hace especialmente lenta la síntesis de proteínas. Se afecta significativamente la asimilación del potasio, y en menor medida la de fósforo. Tal como se describió en el artículo “Estrés Vegetal Parte I”, las plantas bajo situaciones de estrés enfocan esfuerzos y energía en funciones vitales y dejan en segundo término o en gasto mínimo de energía el envío de fotosintatos a órganos de demanda o almacenamiento.

  

Figura 2. El estrés por frío puede ser letal para las células. Cultivo de tomate con graves daños por bajas temperaturas.   

Manejo del estrés por frío. ¿Cómo inducir tolerancia al frío?

Para clarificar este tema primero es necesario mencionar que no existe producto alguno con propiedad anticongelante que contrarreste el efecto del frío en las plantas.

Las sustancias que por excelencia son utilizadas en el manejo del estrés por frío son llamadas crioprotectantes. Estas sustancias tienen la capacidad de proporcionar resistencia a bajas temperaturas (por encima de los 2 °C), pero su actividad crioprotectante no sólo depende del metabolismo celular, sino también de una buena nutrición, por lo que bajo condiciones de estrés no todas estas moléculas son sintetizadas por las plantas. Afortunadamente existen biomoléculas orgánicas que pueden ser aplicadas exógenamente vía foliar o suelo, con similar o igual efecto que las sintetizadas en las plantas, éstas son: 

  • Alcoholes polihídricos: elevan el punto de congelamiento, esto incrementa la resistencia al frío. El manitol, sorbitol, glicerol y arabitol son algunos de los principales compuestos de este grupo.
  • Polisacáridos: son biomoléculas formadas por la unión de  muchos monosacáridos, se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas sobre todo de reservas energéticas y estructurales, aplicados de manera foliar o directamente al suelo pueden aportar energía adicional a la planta. Si se hacen aplicaciones directas al sistema radical pueden favorecer la formación de raíces secundarias y su elongación.
  • Poliaminas: se encuentran en las plantas y las más eminentes son las putrescina, espermidina y espermina. Debido a su naturaleza policatiónica pueden unirse y estabilizar a polímeros ricos en cargas negativas como el DNA, ARN, pectinas, fosfolípidos y proteínas.

         

Figura 3. Los crioprotectantes son las sustancias utilizadas en el manejo de estrés por frío. Su función es elevar el punto de congelamiento con lo que incrementan la resistencia al frío. 

 

Es recomendable suspender las aplicaciones nitrogenadas porque aumenta la sensibilidad al estrés, en caso contrario se debe reforzar la pared celular con calcio, potasio y magnesio. También se aconseja mantener bien hidratado al cultivo ante la probabilidad de bajas temperaturas o heladas, y no debe moverse el suelo en estas situaciones.

 

Fuentes

Navarro, G.M. 2014. Manejo del Estrés por Temperatura en Cultivo Hortícolas. Curso de capacitación Intagri. Instituto para la Innovación Tecnológica en la Agricultura. Diciembre 2014.

Snyder, R.; Melo, A. J.P. 2004. Protección Contra las Heladas; Fundamentos, Práctica y Economía. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). Roma, Italia. 257 p.

Benavides, M.A. 2002. Ecofisiología y Bioquímica del Estrés en Plantas. Departamento de Horticultura, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Saltillo, Coahuila. 228 p. 

 

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Comentarios

ernestorres comentó:
Publicado: 2015-04-03 00:54:01
Fvr. enviar pdf de este artìculo a: ernesto.torres@solvesacorp.com
Intagri S.C. - (Administrador Oficial) comentó:
Publicado: 2015-06-08 06:21:21
Puedes descargarlo en PDF. Ingresa a tu cuenta, y da clic sobre tu nombre de usuario (parte superior derecha de la página) selecciona "Biblioteca Intagri".
jose13 comentó:
Publicado: 2015-04-07 12:12:45
muiy buena articulo me pueden mandar las 2 partes al correo mtzglcia@lve.com.mx, gracias
Intagri S.C. - (Administrador Oficial) comentó:
Publicado: 2015-06-08 06:21:38
Puedes descargar las tres partes completas en PDF. Ingresa a tu cuenta, y da clic sobre tu nombre de usuario (parte superior derecha de la página) selecciona "Biblioteca Intagri".