Adaptación de las plantas al medioambiente EDMUNDO ACEVEDO 2010

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 Efecto Alta temperatura Alta radiación solar Foto inhibición Déficit de agua Viento Sequía Sequía

Salinidad La salinidad se mide comunmente en términos de conductividad eléctrica (CE) Se expresa a 25 C Fuente de agua 1 ds/m = 1 mmhos/cm 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) 100 P = producción del cultivo en % respecto al máximo CEe = salinidad del suelo (del extracto a saturación, mmhos/cm) a y b = constantes para cada cultivo

P (%) 100 a 50 0 A B D CEe (mmhos/cm) Para CEe a; P = 100 b = P CEe

Tolerancia relativa de las hortalizas a Nivel Tolerante a = 6,0 10,0 ds/m la salinidad Hortaliza Esparrago Moderadamente tolerante a = 3,0 6,0 ds/m Moderadamente sensibles a = 1,3 3,0 ds/m Sensible a < 11,3 ds/m alcachofa, betarraga zapallo italiano apio, papas, berengena, camote, brocoli, col, coliflor, espinaca, lechuga, choclo, melón, pimiento, ají, rabano, sandía, tomate Cebolla, frejol, ocra, zanahoria

CEe para P % Hortaliza a b 100 50 Zapallito 4,1 8,5 4,1 10 Remolacha 4,0 8,9 4,0 9,6 Brócoli 2,8 9,2 2,8 8,2 Tomate 2,5 9,8 2,5 7,6 Pepino ensalada 2,5 13,2 2,5 6,3 Melón 2,2 7,2 2,2 9,1 Espinaca 2,0 7,6 2,0 8,6 Apio 1,8 6,2 1,8 9,9 Col 1,8 9,6 1,8 7,0 Choclo 1,7 11,9 1,7 5,9 Papa 1,7 11,9 1,7 5,9 Camote 1,5 11,1 1,5 6,0 Ají, pimenton 1,5 13,9 1,5 5,1 Lechuga 1,3 12,8 1,3 5,2 Rábano 1,2 13,2 1,2 5,0 Cebolla 1,2 16,1 1,2 4,3 Zanahoria 1,0 13,9 1,0 4,6 Frejol 1,0 19,2 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. Cloro Concentración toxica en hojas (%) 0,3 1,0 % Sodio Boro 0,25 0,5 % 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 DPV K = Coeficiente de EUA (Pa) DPV = Déficit de presión de vapor promedio diario durante el período de transpiración

LD K = 1.6 a b c C a LT a = PM CH2O/PM CO2 (0.68) b = Coeficiente respiratorio de conversión de CH2O en biomasa (Kg/Kg) c = 1-C i /C a 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/m 2 s) (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 (C 3, C 4, 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

Rendimiento promedio (T/ha) Tendencia del rendimiento de trigo en zonas de baja y alta pluviometría 2 1,6 Baja pp. Alta pp. 1,2 0,8 0,4 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Años

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