Manejo de los Cultivos Frente a los Cambios Climáticos


Autor: MSc Mario Alfredo Pozo Cárdenas

Profesor del Curso Internacional en Bioestimulación INTAGRI, 2017.

Estos últimos años se están presentando cambios climáticos en todo el planeta, debido a la pérdida de la capa de ozono que genera cambios en la temperatura y en el régimen de lluvias ocasionando inundaciones o sequías en diferentes países. Todos estos cambios climáticos tienen un impacto sobre el rendimiento y la calidad de las cosechas, debido a que se alteran los procesos fisiológicos y a la interacción del genotipo de las plantas con el medio ambiente, favoreciendo el desbalance hormonal de los cultivos.

Efectos fisiológicos

Cuando las temperaturas se elevan por encima de los valores normales, todos los cultivos van a tener el problema de un exceso de transpiración, lo que ocasionará que las plantas transpiren más agua que lo que absorben sus raíces, generando una pérdida de agua que las obligará a cerrar los estomas para evitar su deshidratación, esto evitará el ingreso de CO2 y reducirá la Fotosíntesis. Canyon et al (1998) ha demostrado que una reducción de 17 % de la transpiración reduce un 48 % la fotosíntesis (Ver Cuadro 1).  Cuánto mayor número de horas la planta deja de transpirar menos horas fotosintetizará, ocasionando un estrés en la planta ya que se activa la respiración debido al incremento del etileno, consumiendo sus reservas de manera temprana lo que reduce el rendimiento y calidad de las cosechas.

El problema radica en que si los cultivos tienen una pequeña masa radicular mayor será el número de horas que la planta dejará de transpirar, por lo que es muy importante incrementar la masa radicular para reducir el número de horas que la planta esté inactiva y estresada. Una planta estresada debido a que tiene poca energía y nutrientes disponibles lo primero que hace es dejar de formar aminoácidos para ahorrar energía, debido a que la formación de aminoácidos consume más del 50 % de la energía total de la planta, lo que se traduce finalmente en una reducción del tamaño y peso de los frutos u órganos cosechables (tubérculos, bulbos o raíces reservantes).

Mario Alfredo Pozo Cárdenas

Figura 1. MSc. Mario Alfredo Pozo Cárdenas. Ponente del Curso Internacional de Bioestimulación de Cultivos 2017.

 

Cuadro 1. Relación entre transpiración y fotosíntesis.

Fuente: Canyón et al, 1998. 

Proceso fisiológico

Sin estrés

Con estrés

Fotosíntesis

(umol CO2/m²/s

30.6

15.8

Conductancia

(mol/m²/s)

0.2

0.1

Transpiración

(mmol H₂O/m²/s

3.6

3

 
 

Esta reducción en el rendimiento se debe básicamente a la reducción de la Fotosíntesis Neta, la cual debe servir para cubrir estos tres procesos fisiológicos en orden de prioridad:

  1. Respiración: para obtener energía para todos los procesos vitales como movimiento del floema, activar todos los procesos enzimáticos, defensa de las plantas frente a patógenos, etc.
  2. Crecimiento: formación de nuevos tejidos en base a la síntesis de nuevas moléculas orgánicas (celulosas, pectinas, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, entre otros).
  3. Reservas: acumulación de sustancias de reserva para complementar la formación y llenado de los frutos en plantas anuales o complementar la nutrición de los frutos y reservar nutrientes para la siguiente campaña en cultivos perennes como los frutales, esto es muy importante para evitar la alternancia en diferentes cultivos.

Cuando la Fotosíntesis Neta es pequeña e insuficiente para cubrir estos tres procesos la planta sólo respirará para mantenerse viva, pero se encontrará en estrés, por lo que emitirá etileno para acelerar su ciclo de vida y tendrá una floración adelantada, un cuajado temprano y mucha caída de flores y/o frutos. Reduciéndose el rendimiento y la calidad de las cosechas, lo que finalmente reduce la rentabilidad del cultivo.

Cambios hormonales

En una situación de gran estrés la Fotosíntesis Neta puede llegar a ser negativa, haciendo que la planta se vuelve más atractiva al ataque de insectos que son atraídos por la emisión de etileno y porque las plantas estresadas son ubicadas fácilmente por los insectos que pueden percibir su color rojo o anaranjado intenso, debido a que las plantas elevan su temperatura con el incremento de su respiración. También hay una mayor presión de enfermedades debido a que la planta se debilita por la acción de las enzimas de degradación como poligalacturonasas que atacan su pared celular y fosfolipasas que atacan su membrana celular. Por lo que se reduce su sistema de defensa (Figura 2). A su vez, el etileno ocasiona caída de flores y/o frutos, reduce la vida post-cosecha de frutos debido a la menor acumulación de materia seca y el debilitamiento de las estructuras internas.

 
Efectos del estrés sobre los cultivos

Figura 2. Efectos negativos del estrés sobre la sanidad en las plantas.

Fuente: Pozo, M., 2002.

 
 

Las auxinas se forman en los ápices del follaje y se translocan hacia las raíces, por lo que la concentración es más alta en la parte superior de la planta, por el contrario, las citoquininas se producen en las puntas de los pelos radiculares y se translocan a los ápices, por lo que su concentración es más alta en la base de la planta (Figura 3). En la fase de crecimiento las altas temperaturas van a incrementar los niveles de auxinas sobre las citoquininas favoreciendo el crecimiento vegetativo en exceso y reduciendo la diferenciación floral, ocasionan distorsiones fisiológicas como filage y/o corrimiento en vid por el exceso de vigor de la parte vegetativa; si los frutos están en formación generará una mayor competencia del follaje afectando el rendimiento y la calidad, por tanto se acumulará menos materia seca, no se alcanzará el color adecuado y se tendrá mayor susceptibilidad a enfermedades.

Si ocurre enviciamiento por el incremento de auxinas, también se va a favorecer la producción de giberelinas por el sombreamiento, lo que ocasionará una baja floración en la siguiente campaña en frutales como aguacate, vid, cítricos, etc.  Lo que iniciará el problema de la alternancia en la siguiente campaña en frutales.

 
Balance Hormonal en Cultivos

Figura 3. Concentración de auxinas, citoquininas y balance hormonal.

Fuente: Pozo, M., 1998.

 
 

Efectos nutricionales

El mayor porcentaje de todos los nutrientes ingresan por las raíces por flujo de masas y se distribuyen por la corriente transpiratoria junto con el agua dentro de la planta. Cuando la transpiración se reduce por las altas temperaturas también se reduce y hasta se detiene totalmente la absorción de nutrientes y de agua debido al desbalance hídrico. Cuando ocurre esta situación la planta deja de tomar agua y nutrientes a pesar de que  puede tener el agua del suelo en capacidad de campo y los nutrientes en las cantidades ideales, pero no los tomará debido a que los estomas se han cerrado por las altas temperaturas lo que frena el proceso de transpiración y por tanto el movimiento de agua y nutrientes por la corriente transpiratoria, ocasionando deficiencias nutricionales especialmente de Calcio y Boro además de otros nutrientes poco móviles como Zn, Cu y Fe en los brotes o frutos que son los tejidos que menos transpiran, lo que ocasiona frutos pequeños con pocas semillas, falta de color, fruta blanda,  rajaduras, deformaciones y reducida vida post-cosecha, entre otros problemas.

Solución

Es sumamente importante preparar la planta para los períodos de mayor calor, incrementando la masa radicular haciendo uso de enraizadores de buena calidad aplicados al suelo mediante el sistema de riego por goteo o en drench dirigido al pie de la planta, de esta manera la planta tendrá una buena masa radicular que será capaz de seguir transpirando en horas de mayor temperatura y de esta manera se reduce el número de horas en que se paraliza la planta, lo que favorece que la planta pueda seguir transpirando y fotosintetizando por más horas, lo que le permitirá tener un adecuado suministro de agua y nutrientes, ayudando a elevar los rendimientos y la calidad de las cosechas, asimismo la sanidad de la planta mejorará debido a la reducción del estrés.

Para contrarrestar el efecto negativo de las auxinas se tiene que realizar aplicaciones de citoquininas para lograr un balance adecuado auxinas/citoquininas < 1 , con el predominio de las citoquininas se promueve la diferenciación floral y en caso ya se estén formando los racimos, activa el efecto sumidero al acumularse en los frutos, generando el movimiento preferencial de azúcares y demás sustancias nutritivas hacia el fruto a través del floema, mejorando tamaño, peso y color de los frutos (Ver Figura 4).  Las citoquininas también contrarrestan la formación de etileno reduciendo el envejecimiento prematuro de la planta, la susceptibilidad a enfermedades y la atracción a plagas. Las aplicaciones deben realizarse cada 3 semanas para mantener los niveles adecuados de citoquininas en especial después del cuajado de los frutos para mantener el efecto sumidero.

Adicionalmente se debe aplicar aminoácidos, folcisteína y microelementos quelatizados o acomplejados. De esta manera la planta tendrá disponible los aminoácidos necesarios para favorecer el crecimiento de los frutos y reducir el estrés hídrico ya que la prolina contenida en él es un regulador hídrico que evita las pérdidas de agua de los tejidos, la folcisteína es un poderoso antioxidante que reduce los efectos negativos del estrés al detoxificar los compuestos reactivos al oxígeno y evitando el estrés, el aporte de los microelementos ayuda a activar todos los procesos enzimáticos para activar la fisiología de la planta y complementa los nutrientes que la planta está dejando de absorber por la reducción de la transpiración.

Aplicaciones de calcio y boro se vuelven imprescindibles desde prefloración para favorecer el suministro de estos nutrientes y lograr la formación y polinización de las flores, así como el cuajado y retención de frutos, evitar deformaciones de fruto, susceptibilidad a enfermedades, falta de formación de semillas y por ende reducción del calibre y peso de los frutos. Se recomienda usar calcio y boro acomplejado con aminoácidos o ácidos carboxílicos para favorecer su movimiento a través del floema, convirtiéndolos estos dos nutrientes inmóviles en totalmente móviles, reduciendo la deficiencia de Ca y B en cualquier tejido de la planta, las mismas formulaciones se recomiendan para el Zn, Mg y Cu, éste último tiene efecto de control de enfermedades como Lasiodiplodia y los demás hongos de la madera debido a que se convierte en un cobre sistémico que se transporta por el xilema o floema de la planta matando cualquier patógeno que se encuentre en las estructuras internas de la planta.

 
Extractos de algas marinas en cultivos

Figura 4. Efecto de un extracto de algas en mandarina “Satsuma”.

 
 

Cita correcta de este artículo

Pozo, C. M. A. 2017. Manejo de los Cultivos Frente a los Cambios Climáticos. Serie Nutrición Vegetal Núm. 95. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 6 p.

Curso Internacional en Bioestimulación de Cultivos

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