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martes, 27 de diciembre de 2016

LAS PLANTAS Y LAS BAJAS TEMPERATURAS-PRIMERA PARTE

              Si eres un poco seguidor de este humilde blog, te habrás dado cuenta que hemos hablado mucho, mucho, de altas temperaturas, pero…. Y DEL FRÍO.

         El Sureste español, que es la zona en la que nos ubicamos, CONCRETAMENTE ALMERÍA, “MI TIERRA” es la huerta de Europa sobre todo en Invierno, y es cuando realmente “El Género”, como dicen los agricultores, coge mayores precios.

  
     Pero…y los grandes problemas que provocan las bajas temperaturas en los cultivos, sobre todo en los meses de Diciembre, Enero y Febrero….:
           Enfermedades, falta de producción si no se toman las medidas adecuadas, muerte de plantas, rotura de invernaderos, etc.

         Es un tema muy importante que no hemos tratado, luego vamos a dedicarle el tiempo que se merece y vamos a hablas de frio, ¡vaya que si vamos a hablar plantas y de frio!.

         1.- INTRODUCCIÓN
   
 El concepto de estrés por bajas temperaturas se refiere
exclusivamente al 'chilling', es decir el estrés causado por temperaturas que pueden estar entre 0 y aproximadamente 15 grados, dependiendo de la especie que se trate.

  Dado que las plantas son poiquilotermas (que su temperatura varía según la del medioambiente), las bajas temperaturas son un factor crítico en la distribución de las distintas especies vegetales y en el crecimiento de importantes cultivos,  muchos de los cuales se llevan a
cabo cerca de los límites térmicos de la especie.

En general, los cultivos de origen tropical o subtropical (ej. tomate,
pimiento, pepino, papaya, aguacate, ornamentales, etc.) presentan susceptibilidad al estrés por frío, en tanto que otros cultivos como el trigo y la cebada (originarios de climas templados), muestran menor sensibilidad a este tipo de estrés

Se admiten como bajas temperaturas aquellas inferiores a las que permiten el desarrollo normal de la planta, para cada especie y en cada etapa de desarrollo.

A medida que las temperaturas descienden de los valores normales se producen una serie de alteraciones:

Ø    Debilitamiento de la actividad funcional
Ø    Desplazamiento de los equilibrios biológicos
Ø    Y muerte celular y destrucción de tejidos y órganos vegetales.

En general, cuando se habla de la influencia de las bajas temperaturas sobre las plantas se hace referencia a las heladas.

Pero ya hemos comentado anteriormente, como temperaturas por
debajo de los normales, pueden dar problemas.

Los daños por bajas temperaturas pueden producirse en todas  las  plantas,  pero  los  mecanismos  y  la  tipología  del  daño,  varían considerablemente.

Algunos cultivos frutales, hortícolas y ornamentales de origen tropical y subtropical, experimentan daños fisiológicos cuando están sometidos a temperaturas por debajo de +12,5 °C, bastante por encima de las temperaturas de congelación.

Sin embargo, el daño por encima de 0 °C es s por enfriamiento que por helada. Esto  ocurre  en todas  las  plantas,  debido  a  la  formación  de hielo.  

Las  plantas cultivadas que se desarrollan en climas mediterráneos, como es el caso del Sureste español, que es el tema que siempre nos referimos, (la mayorías de especies hortícolas en esta zona en su origen son subtropicales o tropicales) a menudo experimentan daños importantes por heladas cuando se exponen  a temperaturas ligeramente por debajo de cero, mientras que muchos cultivos que  se desarrollan en otros climas s fríos, a menudo, sobreviven con pocos daños si la congelación no es muy severa.

Algunas excepciones  son las  lechugas,  que  se han  originado  en climas  templados,  pero pueden dañarse a temperaturas cercanas a 0 °C y algunos frutos subtropicales, que a pesar de tener un origen tropical pueden permanecer a temperaturas de -5 a -8 °C.

ENDURECIMIENTO

La adaptación a las temperaturas frías antes de una helada nocturna se denomina endurecimiento”. Esto ocurre sobre todo en
los frutales. Durante los periodos fríos, las plantas tienden a endurecerse contra el daño por congelación, y pierden el endurecimiento después de un período de calentamiento.


El endurecimiento está relacionado, probablemente, con el aumento del contenido de solutos en el tejido de las plantas o con la disminución de la concentración de bacterias activas en la nucleación  de hielo  (INA) durante  los  períodos  fríos,  o una combinación  de ambos.  Durante  los  períodos  cálidos,  las  plantas  exhiben  crecimiento,  el  cual reduce la concentración de solutos, y aumenta la concentración de bacterias INA, haciendo las plantas menos resistentes.

2.- MECANISMOS DE DEFENSA DE LA PLANTA FRENTE A LAS BAJAS TEMPERATURAS.


        Las plantas han desarrollado diferentes mecanismos de 
defensa para combatir el frío y las heladas. Su resistencia difiere,
 por el tipo de variedad de cada especie, y a menudo la variedad 
es, tan importante o más, como la propia especie a la hora de 
definir la resistencia a las heladas.

     También existe una relación entre la precocidad de una 
variedad y la resistencia, por lo que entre más precoz menos 
resistente es.



       Los métodos por los cuales nuestras hortalizas pueden combatir 
el frío son:




       1.- Concentración de los jugos celulares: Las plantas 

resistentes a las heladas generan jugos celulares que hacen 
 descender el punto de congelación en el interior de los tejidos 
vegetales.

       Para poder activar este mecanismo de defensa la planta 
necesita estar bien hidratada, por lo que son muy favorables 
 las lluvias o los riegos abundantes en otoño o en días cálidos 
invernales.






      2.- Reposo vegetativo invernal y endurecimiento: Durante 
el otoño, las plantas realizan cambios fisiológicos en sus 
células para adaptarse al descenso progresivo de la 
temperatura, preparándose así para el invierno.

         Además las plantas reducen su actividad y en el caso de los árboles y arbustos de hoja caduca, se desprenden de su follaje, 
disminuyendo sus requerimientos energéticos y haciéndose más 
resistentes al frío y a las heladas.


            En mayor o menor medida las plantas se vuelven más 
sensibles durante la temporada invernal y exigen cuidados específicos para sobrevivir y llegar sanas y fuertes al término del ciclo de cultivo.



                       HELADAS

El daño por heladas ocurre cuando se forma hielo dentro del tejido de las plantas, dañando sus células. Puede ocurrir en las plantas
anuales (cultivos para ensilado o forrajes  de gramíneas  y leguminosas;  cereales;  cultivos  para  aceite  o de raíces; hortícolas;  y cultivos  ornamentales)  multi-anuales  y perennes  (árboles  frutales caducifolios y de hoja perenne).

Los daños por heladas tienen un efecto drástico para la planta entera o pueden afectar únicamente a una pequeña parte del tejido de la planta, lo cual reduce el rendimiento o deprecia la calidad del producto.

3.- AIRE FRÍO Y AIRE CALIENTE.
En muchas ocasiones suelo escuchar que el viento es producido porque el aire que se calienta en la superficie de la Tierra sube, por su
menor densidad que el frío, y el frío ocupa su lugar.

Este movimiento de masa de aire es lo que produce el viento que no es otra cosa que, que…. “el aire en movimiento”.
Pero ¿por qué sube el aire caliente?

 Sabemos que la fuerza de la gravedad es la que mantiene a la atmósfera “pegada” a la Tierra, y hasta ahora, no conocemos ninguna que haga que la masa se repela.

SE SIMBOLIZA AL REVÉS. AIRE
CALIENTE EN AZUL
Y AIRE FRIO
EN ROJO
Entonces, ¿qué fuerza hace que el aire caliente suba?

¿Existe una fuerza contraria a la gravedad que empuja al aire caliente?

 Aunque parezca contradictorio es la fuerza de la gravedad la que hace que  el aire caliente suba ya que realmente es el aire frío el que baja y desplaza al caliente.

La pregunta ahora es: ¿por qué el aire frío baja, es decir, se dirige hacia el centro de la Tierra?. Es porque tiene más densidad, más masa por unidad de volumen, que el aire caliente

¿Y por qué algo que tiene más densidad, más masa por volumen, es
atraído con mayor fuerza por la Tierra? Expliquémoslo con la siguiente imagen (perdón por representar lo caliente en rojo y lo frío en azul).

Si cogemos un mismo volumen de aire (oxígeno y nitrógeno) frío y otro caliente, habrá más moléculas de aire  (de oxígeno y nitrógeno, el aire no es ninguna molécula) frío que de caliente (ya que en el caliente las moléculas están más separadas entre ellas) y por tanto habrá más cantidad de materia, más masa. 

Si medimos la fuerza con que atrae la Tierra a la masa de dicho volumen, es decir, el peso, P = m*g, observaremos que es mayor en el caso del aire frío.

Y es por eso por lo que el aire frío baja desplazando al aire caliente que sube y es desplazado. A esta fuerza con que es desplazado hacia arriba se le llama Empuje.

Al tener más densidad, hay una segunda consecuencia muy importante: es capaz de retener gran cantidad de vapor de agua, lo que provoca graves enfermedades en nuestros cultivos.
Lo mismo ocurre con la madera y el agua. No es que la madera suba, es que el agua es atraída con más fuerza por la Tierra y tiende a situarse más cerca del centro de la misma, desplazando todo aquello que es atraído con menos fuerza.

4.- INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA AMBIENTAL EN LAS PLANTAS

La temperatura es un elemento esencial en los cultivos y desarrollo de las plantas.

Junto con los niveles de luz, dióxido de carbono, humedad del
aire, agua y nutrientes, la temperatura influye en el crecimiento de la planta y la productividad de los cultivos. Todos estos factores deberían estar equilibrados. La temperatura afecta a la planta tanto a corto como a largo plazo.

No es de extrañar que gran parte de la investigación, se haya enfocado en desarrollar estrategias para obtener la temperatura, que facilitará una buena producción en invernadero.
Sin embargo, la temperatura óptima para una planta depende de varios factores, y uno de ellos es el estado de desarrollo de la planta, ya que las plantas tienen una especie de reloj biológico que determina su sensibilidad a la temperatura.
ENGROSAMIENTO BASAL

Por el contrario, las bajas temperaturas, provocan en invierno un
abultamiento de la parte de abajo del tomate, que los agricultores, conocen vulgarmente como “tetilla”.

        Hay que destacar que las nuevas variedades son más productivas y de mayor tamaño que las anteriores, y esta fisiopatía no se produce con tanta asiduidad.

ABSORCIÓN DE NUTRIENTES
La absorción de nutrientes está influida determinadamente  por
la temperatura del suelo/sustrato. Ante situaciones frío se produce un descenso en la absorción de aniones (fosfatos, nitratos, sulfatos, etc.) en relación a la absorción de cationes (potasio, calcio, magnesia, amonio).

Además, se necesita más energía y mejor oxigenación de la raíz para la absorción de aniones que de nutrientes catiónicos.

Pero bueno, cual es el principal anión que necesita la planta…, efectivamente el fósforo, los fosfatos.

FUCIONES DEL FÓSFORO EN LA PLANTA

El fósforo es un “Factor de precocidad”, por lo que:

Favorece el desarrollo de las raíces al comienzo dla vegetación.
Favorece el cuajado y maduración de los frutos.
•Aumenta la resistencia a las condiciones meteorológicas adversas.

-Este elemento es particularmente importante para la formación de las frutas por eso se debe de proporcionar a las plantas en el comienzo del periodo de fructificación.

El fósforo ejerce sobre las plantas un efecto inverso al del nitrógeno o sea acorta el proceso de vegetación por consiguiente las dosis de nitrógeno y fosforo deben de ir perfectamente equilibradas

Influye en la producción y almacenamiento de energía.
-Estimula la rápida formación y crecimiento de las raíces
-Facilita el rápido y vigoroso comienzo a las plantas
-Acelera la maduración y estimula la coloración de los frutos
-Ayuda a la formación de las semillas
- Da vigor a los cultivos para defenderse del rigor del invierno

5.- FISIOLOGÍA DE LAS PLANTAS A BAJAS TEMPERATURAS.

Más que tener en cuenta la sensibilidad que una planta tiene al frio depende de su estado de desarrollo.

Los estados fenológicos más vulnerables al frio son:


v     La floración
v      El cuajado de frutos.

Muchas de las plantas han creado una resistencia natural al frio, mediante la concentración de los jugos celulares.

De esta manera desciende el punto de congelación.

Mediante el endurecimiento cuando el descenso de las temperatu
ras se realiza progresivamente la planta se va a adaptándose a la nueva situación mediante cambios fisiológicos celulares.

En resumen, la causa principal del daño por frio es debido al daño a las membranas celulares.

El daño se debe a la alteración en la fluidez de las membranas a la formación de cristales de hielo. La fluidez de las membranas depende de la relación ácidos grasos saturados y ácidos
grasos insaturados. 

A temperaturas muy bajas las biomembranas se endurecen formándose "grietas! que alteran su permeabilidad y toda la actividad, produciéndose la formación de cristales de hielo intercelulares y deshidratación del protoplasto que mata la célula. 

Existen proteínas osmoprotectoras y crioprotectoras que limitan elcrecimiento de los cristales de hielo.

La exposición gradual de una planta a bajas temperaturas induce la síntesis de estas proteínas,  dando lugar al fenómeno conocido como aclimatación.

Algunas bacterias de la superficie de las hojas incrementan el daño por heladas. 

Las hojas expuestas a bajas temperaturas se fotoinhiben fácilmente contraendose, dando lugar al funcionamiento de la  maquinaria fotosintética.

    EFECTO DE LAS BAJAS TEMPERATURAS EN LA FOTOSÍNTESIS

La mayoría de las plantas, independientemente de su origen,
pueden fotosintetizar y crecer en el rango de temperaturas de 10 a 35 ° C, y las variaciones bruscas de temperatura dentro de estos límites no causan daño irreversible al aparato fotosintético.

Sin embargo, para ocupar los hábitats con las temperaturas predominantes por debajo o por encima de este rango, las plantas han adaptado (propiedades morfológicas, fisiológicas, bioquímicas y biofísicas) para mantener la integridad funcional.

Ejemplos de tales adaptaciones son proporcionados por plantas nativas al desierto frío, ártico o caliente regiones.

Los procesos fisiológicos resultantes del crecimiento son controlados genéticamente, y las plantas nativas de los climas fríos generalmente se desarrollan mal en climas cálidos, a la inversa.

En esta revisión, de acuerdo con la práctica desarrollada
recientemente, el término adaptación fotosintética denota los ajustes genéticos, por selección natural de genotipos que se adaptan a la vida ya la fotosíntesis.

El término aclimatación fotosintética denota ajustes fenotípicos de las propiedades funcionales de la fotosíntesis que pueden ser modificadas por medio de factores ambientales.

Las respuestas de fotosíntesis neta a condiciones de temperatura contrastantes han sido frecuentemente estudiadas en diferentes grupos de plantas.

Sin embargo, se ha hecho menos trabajo para facilitar la comprensión de los mecanismos subyacentes a la aclimatación o adaptación de la fotosíntesis a la temperatura, especialmente a bajas temperaturas.

Se define dos tipos principales de estrés a baja temperatura:

1.- La congelación del estrés a baja temperatura ("estrés de congelación"), que se produce a temperaturas Por debajo de 0 ° C.

2.- El enfriamiento a baja temperatura ("estrés de enfriamiento"), que se produce a temperaturas por encima de 0ºC.

La fotosíntesis se discutirá a la luz de estos tipos de tensiones a bajas temperaturas.