Introducción
Es ampliamente aceptado que los factores ecológicos o ambientales se relacionan con los procesos fisiológicos de las plantas para incidir en su crecimiento, desarrollo y producción. Los factores climáticos que más influyen sobre la fisiología de las plantas son la temperatura y la lluvia, y le siguen en importancia la luz solar, la humedad relativa y el viento. En cuanto a los factores edáficos son importantes las características físicas y químicas del suelo, y en el aspecto biológico es básica la composición genética del material de siembra. A esos factores se agrega el manejo agronómico que proporciona el hombre.
La mayoría de los procesos biológicos se acelerarán con temperaturas altas, lo cual puede ser tanto positivo como negativo. Un rápido crecimiento o producción de frutos es un beneficio en la mayoría de los casos, sin embargo, la excesiva respiración que se produce es desfavorable porque implica que quedará menos energía disponible para el desarrollo de los frutos, resultando en unos frutos más pequeños. Algunos efectos se manifiestan a corto plazo mientras que otros lo harán a largo plazo. El equilibrio de asimilación de la planta, por ejemplo, se ve influenciado rápidamente por la temperatura, sin embargo, la inducción floral requerirá más tiempo.
Algunos factores que influyen en los procesos fisiológicos de las plantas.
Temperatura
La temperatura afecta la tasa de desarrollo de la planta a través de sus distintas fases de crecimiento y la producción de hojas, tallos y otros componentes. Todos los procesos fisiológicos de la planta ocurren más rápidamente a medida que la temperatura aumenta entre una temperatura base y una temperatura óptima. Un buen manejo del cultivo puede contrarrestar más fácilmente los efectos negativos de las altas temperaturas que los de las bajas temperaturas, especialmente de las heladas.
Radiación solar
El crecimiento del cultivo está determinado en primer lugar por la cantidad de radiación solar que puede interceptar y usar durante su vida. Un exceso de radiación raramente es un problema, siempre que estén disponibles agua y nutrientes. Para obtener rendimientos altos las hojas deberán crecer y cubrir la superficie del suelo tan pronto como sea posible después de la siembra. Si este proceso se demora, la radiación solar se pierde en forma de calor incorporado al suelo desnudo, evaporando la humedad del suelo.
Ilustración 1. Esquema de la radiación solar
Estrés hídrico
El estrés hídrico se puede referir al déficit o al exceso de agua (inundaciones). Aquí nos referimos al estrés por déficit hídrico. Los conceptos sequía y déficit hídrico pueden conducir a equívocos conceptuales; sequía se refiere a una condición meteorológica de ausencia de lluvias y que puede ser tolerada por todas las plantas que la sobreviven. Déficit hídrico se refiere a que el contenido de agua de un tejido o célula está abajo del contenido de agua más alto, exhibido en el estado de mayor hidratación.
Para resistir estas condiciones, las plantas han creado diferentes estrategias por medio de la evitación y de la tolerancia. Las plantas pueden retardar la deshidratación o mantener la hidratación del tejido, economizando agua o teniendo que consumirla en grandes cantidades, para lo cual necesita contar con un sistema radicular que se lo permita.
Ilustración 2. Planta deshidratada por falta de humedad del suelo
Atmósfera enriquecida por CO2
Una mayor presión de CO2 en la atmósfera tiene el potencial de aumentar la actividad fotosintética y disminuir la fotorespiración mediante la disminución de la actividad oxigenasa de la rubisco. Otros procesos verificados son la reducción de la conductancia estomática, el aumento de la eficiencia del uso del agua –relación entre la cantidad de CO2 asimilada por agua transpirada– y de la razón C/N o carbono/nitrógeno.
Cambio climático
Las plantas son seres vivos que al igual que nosotros tienen reacciones específicas a su entorno y medio ambiente. La interdependencia entre las actividades humanas y las plantas es una realidad y por ello se estudia el comportamiento de cualquier tipo de planta en respuesta al ambiente donde crece, así como a variaciones climáticas en dichos sitios.
El cambio climático implica el incremento atmosférico de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente dióxido de carbono (CO2) y metano. Aunque estos gases se encuentran de manera natural en la atmósfera, las actividades humanas liberan al aire una gran cantidad de estas sustancias lo cual incrementa la temperatura media del planeta – calentamiento global – e influyen directamente en los patrones de lluvias ocasionando periodos más largos de sequía o por el contrario ocasionando fuertes inundaciones.
Monitoreo de las condiciones ambientales en la producción agrícola
Por ello, es urgente monitorear el comportamiento de las plantas bajo estos nuevos escenarios climáticos y responder preguntas como ¿qué tanto toleran las plantas el incremento de la temperatura? ¿cuánto tiempo pueden estar sin agua? ¿qué sucede con plantas que crecen con una concentración elevada de CO2? Y sobre todo ¿cómo amenaza el cambio climático la supervivencia de una planta en una región geográfica determinada?
Ilustración 3. Monitoreo de ambiental en la producción agrícola
Principales ventajas del monitoreo ambiental
- Prevención de desastres climáticos
- Evitar pérdidas
- Permite realizar investigación
- Mejorar la producción agrícola
- Calendarización del tiempo de producción (siembra, desarrollo, cosecha)
- Optimización de recursos (agua, nutrientes, insecticidas, fungicidas, etc)
- Predicción y prevención de plagas y enfermedades
- Seguridad agroalimentaria
El conocimiento de las posibles causas del estrés en las plantas nos permitirá un adecuado manejo de los cultivos para lograr el incremento de su producción y por otra parte el buen uso de nuestros tan preciados recursos naturales para su conservación, así como la comprensión de las limitaciones de las plantas para su adecuado crecimiento y desarrollo, como una respuesta a las condiciones ambientales, favorables y/o adversas a las cuales son sometidas.
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TECNOLOGÍA AGRÍCOLA PARA EL MONITOREO AMBIENTAL
Bibliografía
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