15 mayo, 2017
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Estrés en cultivos por altas temperaturas: Prevención y Manejo

Muerte celular de las especies del cultivo, durante estrés por altas temperaturas.

El medio ambiente influye directamente sobre la productividad de los cultivos. En efecto, el incremento de casos donde factores bióticos y abióticos determinan el crecimiento y productividad de las plantas es cada vez más común. Igualmente, la pérdida de cultivos por las fluctuaciones climáticas a las que son sometidas en los cambios estacionales y, como veremos en este artículo, debido al estrés provocado por altas temperaturas.



¿Las plantas se estresan?


Las plantas, al igual que todo ser vivo, reciben estímulos externos que desencadenan respuestas químicas y fisiológica de su comportamiento.


Todas las plantas son afectadas en mayor o menor medida por aquellos estímulos que sirven como detonantes para respuestas fisiológicas de los organismos.


Las variaciones climáticas, fenológicas y poblacionales pueden imponer serias restricciones para el crecimiento y desarrollo de los vegetales. Estas condiciones son llamadas situaciones de estrés.


El concepto de "estrés" en plantas implica la presencia de un factor externo, provocado por el medio ambiente cambiante, que influye negativamente en su crecimiento y desarrollo óptimo y, por ende, impactan negativamente en la producción agrícola.


Se considera como estrés al cambio de cualquier factor ambiental, que actúe sobre el vegetal afectando a la respuesta bioquímica y fisiológica de los mismos, pudiendo provocar daños o lesiones ocasionalmente.


El cambio del clima, el trasplante, la poda, la fertilización, la ferrigación, el suelo y la labranza, son factores estresores para los cultivos, en medida que representan un cambio en su sistema externo que producen cambios en su desarrollo orgánico. Un claro hecho de ello es la común visualización del encurvamiento de los cultivos como respuestas a altas temperaturas.



Estrés por altas temperaturas


La temperatura, tanto alta como baja, es el principal factor abiótico generador de estrés en las plantas.


Cuando la fuente de estrés es la temperatura elevada, la planta puede llegar a experimentar cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos.


Cuando la temperatura supera los 40°C, puede ocasionar quemaduras en brotes y hojas jóvenes, senescencia foliar y absición, daños en los frutos y otros perjuicios tanto en brotes como en el sistema radicular.



Síntomas


El estrés por altas temperaturas puede identificarse rápidamente en los cultivos. Sus síntomas más comunes son:


- Plantas marchitas


- Apariencia enferma


- Quemaduras o golpe de sol


Los síntomas inician con una alteración el sistema fotosintético de las plantas, causados por problemas de respiración celular dadas por las prolongadas temperaturas elevadas. Seguidamente, ocurren daños oxidativos y pudrición del tejido. Esto ocasiona una disminución del tiempo y calidad de vida de la planta en función de su desarrollo productivo.


Las temperaturas óptimas para el cultivo de las especies varían en función de las cargas genéticas de las plantas. Sin embargo, existe una medida estándar que contempla el intervalo entre 23 - 33°C. En teoría, esta medida contempla un amplio espectro donde grandes variedades de especies pueden tolerar positivamente.



Factores de riesgo


Marchitamiento y muerte celular en cultivo de maíz por estrés a altas temperaturas Marchitamiento y muerte celular en cultivo de maíz por estrés a altas temperaturas,


Cada planta contiene un patógeno que la hace más o menos resistente a los niveles de temperatura de la previa dispuesta para el cultivo. Un claro ejemplo de ello es la severa afección de plantas no aclimatadas entre temperaturas oscilantes entre 30-35°C y muerte celular por exposición a temperaturas entre 45 y 50°C.


El incremento de las temperaturas por encima de los niveles normales para el desarrollo de las plantas, ha provocado deformaciones en sus órganos reproductores, ya que se ha observado la presencia de pistilos dobles y hasta triples en flores de Prunus avium (Morales, D; Rodríguez, P.; Dell'Amico, J. A.; Torrecillas, A.; Sánchez-Blanco, María de J, 2006)


Así, entre los factores abióticos más incidentes en el crecimiento y producción de las especies se encuentra la exposición a elevadas temperaturas, donde los cultivos pueden sufrir de estrés hídrico por falta de agua y deshidratación por la temperatura.


En dicho sentido, esto representa un problema para el productor y pone en riesgo el crecimiento del cultivo. Pues, durante "las olas de calor", los niveles de enzimas y proteínas en las plantas disminuyen gracias a la velocidad de un desequilibrio dado entre la rapidez de su formación y la velocidad de su degradación. De esta forma, la planta se degrada más rápido de lo que se forma.



Consecuencias


Los principales riesgos, consecuencias y retos que debe afrontar una producción agrícola sometida a largos intervalos de estrés por altas temperaturas son:

- El estrés térmico por altas temperaturas (heat shock), induce la síntesis de un conjunto de proteínas presentes en células no estresadas, denominadas "Heat Shok Proteins" (HSP´s) o proteínas de shock.


- La respuesta universal a las altas temperaturas es la producción o inducción heat shocks. El cual, confieren tolerancia a golpes de calor en los vegetales.


- Algunas variedades se adaptan al estrés térmico y pueden tener sólo una pequeña reducción en la fotosíntesis. Por su parte, otras variedades menos tolerantes, pueden llegar a presentar una alta reducción en la fotosíntesis de hasta un 65%, o más.


- Durante las altas temperaturas, la reducción en la fotosíntesis implica menos asimilados dirigidos hacia el crecimiento vegetativo y generativo o producción de flores.


- La falta de polen viable -por la poca producción gracias a las temperaturas altas y descomposición celular- es la causa principal de una fecundación pobre. Las cuales genera pérdidas económicas para el productor.


- También puede haber una falta de dehiscencia del saco polinico (liberación del polen) causada por un endotecio anómalo que no se abre correctamente por las olas de calor.


- Los óvulos en el ovario también pueden ser dañados por el calor. Lo cual afecta drásticamente la fertilización y producción agrícola.


- Por encima de los 35-40°C es frecuente el ablandamiento y oscurecimiento del interior de la planta.


- Se generan lesiones en la epidermis enforma de manchas o llagas, que se suberifican, afeando y depreciando la fruta. Las cuales afectan la calidad de la fruta, precio de venta y rentabilidad agrícola.


- Cuando el golpe de calor coincide con la maduración se puede producir una caída masiva de fruta por formación precoz de la capa de abscisión en los pedúnculos.



Recomendaciones


El control del estrés en cultivos por altas temperaturas es uno de los principales retos que todo productor debe enfrentar en algún momento.


Por tanto, es importante practicar métodos y estrategias que permitan un doble aprovechamiento de la situación. Esto surge por la implementación de sistemas que buscan controlar las elevadas temperaturas. Con el fin de direccionar su poder de incidencia, en función de las necesidades del cultivo y el juicio del productor.


En dicho sentido, es recomendable implementar estrategias de reinversión de recursos. Por ejemplo: lograr una mejor distribución de luz dentro de la copa para favorecer la calidad de los frutos, en medida que tuvo mayor exposición al sol.


Igualmente se recomienda manejar oportunamente los riegos, para evitar el estrés hídrico.


Por su parte, es recomendable mantener niveles estables de luz solar que oscilen entre 600 a 800 micro-Einsteins. Así, la fotosíntesis puede desarrollarse normalmente, sin perjudicar el desarrollo productivo.


Así, te presentamos algunas recomendaciones más específicas que puedes implementar para manejar el estrés por altas temperaturas en el cultivo.



Manejo de estrés en cultivos


- "El enfriamiento por medio de riegos por aspersión (cooling), es una herramienta probada que disminuye la temperatura de los frutos, pero aún queda por ajustar los momentos en los cuales se debe encender el equipo, duración de los mismos, etc. Estas herramientas, sumadas a las prácticas adecuadas de manejo y empleo de variedades menos susceptibles, deberán ser tenidas en cuenta para disminuir la incidencia de daño de fruta por golpe de sol o asoleado".(Raffo, 2016, pág. 1)


- Los alambres del cultivo pueden ser sacudidos para ayudar a liberar el polen y facilitar la polinización.


- Implementación de ráfagas de aire y visto para liberar el polen adherido a las plantas por el nivel de humedad y calor


- Vibradores eléctricos que agiten las flores y permitan la liberación de los granos de polen que pueden caer en el estigma.


- Los abejorros no son muy sensibles a las temperaturas extremas y pueden ayudar a obtener mejores resultados. Deben ser usados incluso en condiciones de temperaturas muy altas. (Robinson, 2015)



Tratamientos para las altas temperaturas en los cultivos


Entre los principales tratamientos y estrategias a implementar para controlar y minimizar los efectos causados por las altas temperaturas se encuentran una gamma de propuestas que reducen los efectos de las altas temperaturas en los cultivos.

Estas se agrupan principalmente en dos tipos de tratamientos: a) la utilización de factores bioquímicos que mejoren la resistencia de las plantas y 2) la implementación de estrategias que adapten las condiciones climáticas del cultivo, en función de sus necesidades.

Tratamientos bioquímicos


Entre los tratamientos más recomendados se encuentra la implementación de Screen Duo. Este fue creado con una composición única, formada por una base de terpenoides + kaolinita hidrolizada microparticulada que incide positivamente en la protección de la ola de sol y la limpieza de la fruta en packing (60-75 kilos/ha por temporada), calibre, rendimiento, sólidos solubles, calidad de piel de fruta, vigor de planta, mayor eficiencia en el uso de agua y humedad ambiental, y mayores rendimientos sostenidos en el tiempo.


La implementación de terpenoides es muy común, para la potenciar la actividad de los cloroplastos, prevenir la oxidación de la planta y protección de las condiciones internas de las plantas y frutos.


Existe una sinergia entre los terpenoides y la kaolinita refinada, mejorando y potenciando la fotosíntesis lo que es clave al analizar los resultados y la rentabilidad del cultivo; "un mayor rendimiento total y mayor rendimiento comercial   son resultados directos de una mejor y mayor fotosíntesis y buen funcionamiento de toda la planta" (Agrícola, 2016)


Actualmente, la implementación de Photon WG está a la moda entre los productos hechos con base en ácidos di carboxílicos. Los cuales funcionan como una especie de antiestresora, la cual se activa como reacción a los ciclos de estrés climático en la planta.



Tratamientos orgánicos


- Cubrir el suelo con residuos vegetales para: proteger las panulas, mantener baja la temperatura del suelo y conservar la humedad.


- Minimizar los efectos de las altas temperaturas manteniendo el cultivo sin estrés hídrico. El enfriamiento del cultivo por la transpiración, puede reducir la temperatura del cultivo por debajo de la temperatura del aire en más de 5°C,


- Riego por aspersión: utilizar este tipo de riego durante la noche, para así bajar la temperatura del suelo.


- Seleccionar el momento óptimo de siembra, evitando las altas temperaturas durante la antesis y el llenado del grano


- Elegir una variedad lo más adaptada posible a las condiciones climáticas del lugar que evite las altas temperaturas durante la antesis y el llenado del grano. (ORGANICA, 2009)


- Nebulización: es una técnica empleada para reducir y manejar el estrés por altas temperaturas en cultivos de invernaderos. Se practica en dos formas 1) nebulización con alta presión y 2) nebulización con baja presión.


- En la nebulización con alta presión, debido a las elevadas presiones provocadas y al pequeño tamaño del orificio del nebulizador, se crea una gota con un diámetro muy reducido. Este tamaño reducido, hace que la gota pese poco, y es por ello que se mantiene más tiempo flotando en la atmósfera del invernadero.
Esta técnica es muy buena, aunque hay que sopesar su alto coste económico y el empleo de aguas de muy buena calidad.


- En la nebulización con baja presión, se provoca un tamaño de gota mucho mayor que en el caso de la nebulización de alta presión. Debido al tamaño superior de la gota, esta pesa más y se precipita rápidamente sobre el cultivo. Así, desciende menos la temperatura al suelo. (Anónimo, 2016)



Prevención


Existen muchas maneras de prevenir y controlar a priori el estrés por altas temperaturas en cultivos, con el fin de evitar pérdidas de producción y productos con baja calidad. El desarrollo de invernaderos con colchones o muros húmedos es una estrategia para disminuir la incidencia del calor en los cultivos.


La implementación de cortinas térmicas que regulen la temperatura interna del invernadero, con el fin de reproducir la temperatura idónea para el cultivo y minimizando el efecto de las principales olas de calor.


Igualmente, el pleno desarrollo de la transpiración de la planta, determina en mayor medida, su capacidad para hacer frente a las altas temperaturas.


Por su parte, existen otros métodos y estrategias que puedes implementar en tu cultivo, para prevenir el estrés por altas temperaturas. Estos son:


- Plantar en suelos con pendientes o en faldeos de cerros.


- Evitar suelos enmalezados, la siembra de praderas y cereales en la cercanía de un huerto frutal.


- Evitar el laboreo excesivo del suelo.


- Mantener los cultivos bien fertilizados.


- Aplicación al follaje de bactericidas, antibióticos u otros.


- Uso de cubiertas (Túneles e invernaderos).


- Inversión de las capas de aire (uso de hélices).


- Calentamiento de aire (quemadores).


- Incrementar la humedad del suelo (Pino, 2009).


Es importante chequear contantemente, la incidencia de la radiación solar y las altas temperaturas en los cultivos. Estas afectan drásticamente la calidad, producción y rentabilidad del cultivo, las cuales inciden negativamente en el desarrollo económico y financiero de la empresa agrícola.



Bibliografía


Agrícola, R. (19 de 12 de 2016). Redagricola. Obtenido de AgroSupport: Estrés Climático en Cultivos y Frutales: http://www.redagricola.com/reportajes/empresas/agrosupport-estres-climatico-en-cultivos-y-frutales


Anónimo. (20 de 12 de 2016). Estrés por elevadas temperaturas. Obtenido de Uno de los métodos que se basa en técnica anteriormente descrita y que se emplean para hacer descender las altas temperaturas, es la nebulización.


Bioberica. (19 de 12 de 2016). Bioberica. Obtenido de Estrés Vegetal: https://www.bioiberica.com/salud-vegetal/diagnostico-del-estres-vegeta/el-estres-vegetal/


FAO. (19 de 08 de 2016). Factores Ambientales. Obtenido de FAO: http://www.fao.org/docrep/006/x8234s/x8234s08.htm


Morales, D; Rodríguez, P.; Dell'Amico, J. A.; Torrecillas, A.; Sánchez-Blanco, María de J. (2006). EFECTO DE ALTAS TEMPERATURAS EN ALGUNAS VARIABLES DEL CRECIMIENTO Y EL. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, 27(1), 45-48.


ORGANICA, I. C. (2009). Estres por altas temperaturas. INOVAK, 1-3.


Pino, M. (2009). Estrés Hídrico en Papas. Ministerio de Agricultura (INIA) de Chile, 1-35.


Raffo, D. (19 de 12 de 2016). Efecto de las altas temperaturas en cultivos. Obtenido de Rompecabezas: http://www.biblioteca.org.ar/libros/210854.pdf


Robinson, J. (09 de 08 de 2015). Hortalizas. Obtenido de Estrés térmico en tomates: http://www.hortalizas.com/proteccion-de-cultivos/estres-termico-en-los-tomates/