In Cerebrum – Manejo del estrés vegetal por temperatura

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El “estorbar” los mecanismos que las plantas han desarrollado a través de millones de años de evolución con tecnologías de propósito directo versus los fenómenos de estrés, indirectas o aplicadas con otros propósitos de manejo, pero resultantes en bloquear, impedir o aun desactivar los mecanismos de reacción adaptativa pro supervivencia, es uno de los grandes retos para los desarrollos agrológicos de este siglo.

Los estudios serios y de alto fundamento científico en este sentido se están multiplicando en todos los centros de formación, información y extensionismo. Cada vez es más abundante la literatura y las publicaciones que abordan este tema, sin embargo, la aplicación a nivel del día a día dista mucho de estar al ritmo y sintonía del nivel teórico.

Como en todas las interacciones con seres vivos, lo primero es no hacer daño y lo segundo no estorbar. Para ello, el conocimiento de los mecanismos de reacción y su concatenación en sinergia con los delicados y precisos procesos metabólicos que logran que el genoma se exprese en proteoma, que el transcriptoma transfiera información para que el metaboloma y el secretoma funcionen en sincronía, con los cambios, flujos y ritmos de las fases propias de las oscilaciones metabólicas y la difusión molecular de la nutrición genomática, es el eje fundamental para lograr tener una producción planeada de la biomasa, objeto de la producción agrológica.

 

Definicion del término “estrés vegetal”

Es un término difícil de definir, por muchas razones; la principal es la compleja interacción entre la planta y el medio ambiente. En la naturaleza es imposible encontrar condiciones dónde el estrés se manifieste por la acción de un solo factor. En ciertas situaciones, muchos de los factores que combinados producen estrés, individualmente no tienen el mismo efecto cuya causa es la combinación de esos elementos.

Debido a ello, el estrés se define de forma genérica como el conjunto de factores bióticos o abióticos que causan alteraciones en el funcionamiento normal de la planta afectando su crecimiento y reproducción.

Causas de enfermedades abióticas o no infecciosas:

  • Temperaturas extremas
  • Falta o exceso de humedad en el suelo
  • Falta o exceso de luz
  • Falta de oxígeno
  • Aire contaminado
  • Deficiencias nutrimentales
  • Toxicidad por minerales
  • Acidez o alkalinidad del suelo
  • Toxicidad por pesticidas y compuestos orgánicos
  • Prácticas agrícolas inadecuadas

Importancia de la temperatura

Efectos de la temperatura en el crecimiento

El crecimiento es un aumento irreversible en volumen y biomasa estructural que implica división celular, alargamiento, maduración y especialización para formar tejidos y órganos. La tasa de crecimiento es proporcional al producto de la tasa de actividad catabólica y la eficiencia para convertir fotosintátos en biomasa estructural.

El crecimiento es influenciado por diversos factores del medio ambiente, pero ninguno más importante que la temperatura. El patrón de las temperaturas diarias estacionales y sus efectos sobre la tasa de crecimiento es complejo. Gráficas de la temperatura media diaria y temperatura cinética promedio en un año para una localidad particular produce curvas como las mostradas en la Figura 1.

 

[haz clic en la imagen para ampliar]

Figura 1.- Gráfica de temperatura diaria y cinética promedio en un año (2010) para la localidad de Culiacán, Sin. (México), Agrícola Paralelo 38.

Como la relación entre la tasa de crecimiento y la temperatura es logarítmica, la tasa de crecimiento es proporcional a la temperatura cinética media y no al promedio de temperatura. Sobre todas las variables térmicas, las temperaturas extremas diarias ilustran el rango de temperatura que cambia constantemente en el medio ambiente térmico de la planta.

La temperatura climática afecta las plantas de tres formas:

  1. Los cambios estacionales de temperatura requieren que el timing de los eventos del ciclo vital de la planta sea apropiado para la supervivencia y la reproducción.
  2. Las temperaturas extremas limitan la supervivencia y la reproducción en forma booleana: SI/NO = 1 0. En este modelo, la temperatura extrema determina la tasa de crecimiento en períodos en que los extremos no excedan los límites de estabilidad de la especie.
  3. Las fluctuaciones de corto plazo entre los límites extremos, típicamente diurnos, también afectan el crecimiento de la planta y por consiguiente su productividad. La Figura 1 muestra que aún cuando las temperaturas medias diarias están dentro del rango para crecimiento activo, los cambios diurnos pueden causar que la tasa de crecimiento disminuya bastante durante el día. Las variaciones de la temperatura diurna tiene grandes efectos sobre el crecimiento de la planta.

Típicamente, el crecimiento de la planta en función de la temperatura se describe como: despacio a baja temperatura, luego se acelera cuando se alcanza cierta temperatura arriba de la cual el crecimiento se vuelve lento y, cuando se excede cierto límite cesa el crecimiento.

El crecimiento es resultado de un conjunto de relaciones químicas concertadas sincrónicamente con una dependencia definitiva de la temperatura a nivel enzimático, ya que una enzima es activada, desactivada o aún destruida dependiendo de los cambios térmicos. Los cambios en la tasa catalítica indican modificaciones en la energía de activación de la reacción catalizada por una enzima, esto es, cambio en el coeficiente de temperatura.

Los efectos de la temperatura sobre el metabolismo y el crecimiento son dependientes del tiempo. Los tiempos intermedios de respuesta de las plantas a los cambios ambientales se conocen como aclimatación o plasticidad fenotípica.

 

 

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